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变压器
一．选择题（共10小题）
1．如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈匝数之比为9：1
B．两灯泡的额定功率相等
C．此时a的电功率大于b的电功率
D．a和b两端电压的频率之比为1：9
2．如图所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图，它是一个可调压的理想变压器，其中接入交变电流的电压有效值U0=220V，n0=2200匝，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为220匝、550匝、1100匝、2200匝．电动机M的内阻r=4Ω，额定电压为U=220V，额定功率为P=110W．下列判断正确的是（ ）
A．当选择挡位2时，电动机两端电压为110V
B．当挡位由3变换到2时，电动机的功率增大
C．当选择挡位2时，电动机的热功率为1W
D．当选择挡位4时，电动机的输出功率为109W
3．图为模拟远距离交流输电的电路，升压变压器T1的原、副线圈匝数比n1：n2=1：k，降压变压器T2的原、副线圈匝数比n3：n4=k：1，模拟输电导线的电阻r=3Ω，T2的负载是规格为“15V 45W”的灯泡L．当T1的输入电压为16V时L正常发光，两个变压器可视为理想变压器，则k的值为（ ）
A． B．3 C．4 D．9
4．甲、乙两个完全相同的变压器如图接在交流电路中，两负载电阻的阻值之比R甲：R乙=3：1，甲变压器原线圈上电压为U甲，副线圈上电流为I甲；乙变压器原线圈上电压为U乙，副线圈上电流为I乙，则有（ ）
A．U甲=U乙 I甲=I乙 B．U甲=3U乙 I甲=I乙
C．U甲=U乙 I甲=3I乙 D．U甲=3U乙 I甲=3I乙
5．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10：1，原线圈接入图乙所示的不完整的正弦交流电，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，R0和R1为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说法中正确的是（ ）
A．R处出现火警时电压表示数增大
B．R处出现火警时电流表示数减小
C．图乙中电压的有效值为220V
D．电压表的示数为11V
6．如图所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈的匝数比为n，原线圈接电压为U的交流电源，输出端接有一只电阻为R的灯泡L和交流电风扇电动机D，电动机线圈电阻为r．接通电源后，电风扇正常运转，测出通过风扇电动机的电流为I．则下列说法正确的是（ ）
A．理想变压器的输入功率为
B．风扇电动机D中的电流为
C．风扇电动机D输出的机械功率为（I﹣）
D．若电风扇由于机械故障被卡住，则通过原线圈的电流为
7．如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电．当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定功率10W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40Ω，图中电压表为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为220V
B．变压器原、副线圈的匝数比为11：1
C．变压器的输入功率为110W
D．副线圈两端电压的瞬时值表达式为u=20sinπt（V）
8．一理想变压器的原，副线圈的匝数比为3：1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示，设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则（ ）
A．U=66V，k= B．U=22V，k= C．U=66V，k= D．U=22V，k=
9．如图所示，理想变压器的原线圈接有交变电压U，副线圈接有光敏电阻R1（光敏电阻随光照强度增大而减小）、定值电阻R2．则（ ）
A．仅增强光照时，原线圈的输入功率减小
B．仅向下滑动P时，R2两端的电压增大
C．仅向下滑动P时，R2消耗的功率减小
D．仅增大U时，R2消耗的功率减小
10．如图，发电机的电动势e=678sin100πt V，变压器的副线圈匝数可调，触头P置于a处时，用户的用电器恰好得到220V的电压，R表示输电线的电阻。下列说法正确的是（ ）
A．电流的频率为100Hz
B．电压表V2的示数为220V
C．电压表V1的示数为678V
D．当用户的用电器功率增加时，要保持用户仍得到220V的电压，触头P应向上滑
二．多选题（共5小题）
11．如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴00′以角速度ω匀速转动，轴00′垂直于磁感线，制成一台交流发电机。它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为1：2，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大。从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是（ ）
A．交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBωL2cosωt
B．变压器的输入功率与输出功率之比为1：1
C．电压表V示数为NBωL2
D．若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均减小
12．如图所示，理想变压器输入端接在电动势随时间变化、内阻为r的交流电源上，输出端接理想电流表及阻值为R的负载，变压器原、副线圈匝数的比值为n1：n2，则下列说法正确的是（ ）
A．交流电源的最大效率为50%
B．该交流电源电动势的瞬时值表达式为r=Emsin100πtV
C．电流表的读数为
D．若R电阻增大，则变压器副线圈两端电压变大
13．如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=22：5，电阻R1=R2=25Ω，D为理想二极管，原线圈接u=220sin100πt（V）的交流电．则（ ）
A．交流电的频率为50Hz B．通过R1的电流为2A
C．通过R2的电流为A D．变压器的输入功率为150W
14．如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小为B，线圈的面积为S，转动的角速度为ω，匝数为N，线圈电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．将原线圈抽头P向下滑动时，灯泡变亮
B．线圈abcd转动过程中，通过线圈的最大磁通量为NBS
C．线圈处于图示位置时，矩形线圈中磁通量的变化率最大
D．若线圈abcd转动的角速度变为2ω，则变压器原线圈电压的有效值为NBSω
15．如图，一理想变压器原、副线圈匝数比为4：1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，负载电阻的阻值R=11R0，V是理想电压表；现将负载电阻的阻值减小为R=5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表读数为5V，则（ ）
A．此时原线圈两端电压的有效值为24V
B．此时原线圈两端电压的有效值为34V
C．原来电压表的示数为11V
D．原来电压表的示数为16V
变压器
答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈匝数之比为9：1
B．两灯泡的额定功率相等
C．此时a的电功率大于b的电功率
D．a和b两端电压的频率之比为1：9
解：A、灯泡正常发光，则其电压均为额定电压U，则说明原线圈输入电压为9U，输出电压为U；则可知，原副线圈匝数之比为：故A正确；
BC、通过a灯和b灯的电流之比，由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式P=UI可得两者的电功率之比为1：9；此时a的电功率小于b的电功率，故BC错误；
D、变压器不改变交流电的频率，所以a和b两端电压的频率之比为1：1，故D错误；
故选：A。
2．如图所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图，它是一个可调压的理想变压器，其中接入交变电流的电压有效值U0=220V，n0=2200匝，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为220匝、550匝、1100匝、2200匝．电动机M的内阻r=4Ω，额定电压为U=220V，额定功率为P=110W．下列判断正确的是（ ）
A．当选择挡位2时，电动机两端电压为110V
B．当挡位由3变换到2时，电动机的功率增大
C．当选择挡位2时，电动机的热功率为1W
D．当选择挡位4时，电动机的输出功率为109W
解：A、由电压与匝数的关系，代入数据解得：U2=55V，故A错误；
B、当由档位3变换到2时，副线圈匝数减少，输出电压减小，电动机的功率减小，故B错误；
C、选择挡位2时，不知道电流或输出功率的大小，不能求出电动机的热功率；不过电风扇在额定功率的情况下工作，电动机的额定电流为：，热功率，可知选择挡位2时，电动机的热功率一定小于1W．故C错误；
D、选择挡位4时，电风扇在额定功率的情况下工作，电动机的额定电流为：，热功率，输出功率为，故D正确。
故选：D。
3．图为模拟远距离交流输电的电路，升压变压器T1的原、副线圈匝数比n1：n2=1：k，降压变压器T2的原、副线圈匝数比n3：n4=k：1，模拟输电导线的电阻r=3Ω，T2的负载是规格为“15V 45W”的灯泡L．当T1的输入电压为16V时L正常发光，两个变压器可视为理想变压器，则k的值为（ ）
A． B．3 C．4 D．9
解：根据电压与匝数成正比，有
即
得
灯泡的额定电流为
降压变压器副线圈电流
根据，得
根据电流与匝数成反比，得
得
电压关系：
代入数据
解得：k=3
故选：B。
4．甲、乙两个完全相同的变压器如图接在交流电路中，两负载电阻的阻值之比R甲：R乙=3：1，甲变压器原线圈上电压为U甲，副线圈上电流为I甲；乙变压器原线圈上电压为U乙，副线圈上电流为I乙，则有（ ）
A．U甲=U乙 I甲=I乙 B．U甲=3U乙 I甲=I乙
C．U甲=U乙 I甲=3I乙 D．U甲=3U乙 I甲=3I乙
解：由图象知本题为两个变压器串联的情况，所以电流相等I甲=I乙，因为是两个相同的变压器，所以两个变压器副线圈电流相等，根据欧姆定律副线圈电压之比为3：1，因为变压器完全相同，所以原线圈电压之比为3：1，故U甲=3U乙，B正确。ACD错误；
故选：B。
5．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10：1，原线圈接入图乙所示的不完整的正弦交流电，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，R0和R1为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说法中正确的是（ ）
A．R处出现火警时电压表示数增大
B．R处出现火警时电流表示数减小
C．图乙中电压的有效值为220V
D．电压表的示数为11V
解：AB、R处温度升高时，电压表示数不变，阻值减小，副线圈电流增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈电流增大，即电流表示数增大，故AB错误；
C、设将此电流加在阻值为R的电阻上，电压的最大值为，电压的有效值为U．代入数据得图乙中电压的有效值为，故C错误；
D、变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是10：1，所以电压表的示数为，故D正确。
故选：D。
6．如图所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈的匝数比为n，原线圈接电压为U的交流电源，输出端接有一只电阻为R的灯泡L和交流电风扇电动机D，电动机线圈电阻为r．接通电源后，电风扇正常运转，测出通过风扇电动机的电流为I．则下列说法正确的是（ ）
A．理想变压器的输入功率为
B．风扇电动机D中的电流为
C．风扇电动机D输出的机械功率为（I﹣）
D．若电风扇由于机械故障被卡住，则通过原线圈的电流为
解：A、理想变压器的原、副线圈的
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