2019-2020年高中物理《3.4变压器》同步测试（含解析）新人教版选修1-1.doc

2019-2020年高中物理3.4变压器同步测试（含解析）新人教版选修1-1一、选择题（本题包括11小题，每小题4分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共44分）1理想变压器在正常工作时，原、副线圈中相同的物理量是（）A每匝线圈中磁通量的变化率B交变电流的频率C原线圈的输入功率，副线圈的输出功率D原、副线圈中的感应电动势考点：变压器的构造和原理专题：交流电专题分析：变压器的电流与匝数成反比，输入功率等于输出功率，磁通量的变化率相同，频率不变解答：解：交流电的电流与匝数成反比，变压器的变压原理即为在同一个铁芯中磁通量的变化率相同；变压器本身不消耗功率；故输入功率等于输出功率；变压器利用的是互感现象；只改变电压和电流不改变电流的频率故选：ABC点评：本题考查了变压器的变压特点，知道电压、电流与匝数的关系，输入功率等于输出功率等2对于理想变压器，下列说法中正确的是（）A原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大B原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流增大而增大C原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化D当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零考点：变压器的构造和原理专题：交流电专题分析：根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得出结论解答：解：A、输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，并且大小相等，所以原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大，故A正确；B、根据电流与匝数成反比可知：，所以，原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流增大而增大，故B正确；C、加在原线圈上的电压是固定的，不会受其他因素影响，故C正确，D错误故选ABC点评：掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决3（4分）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数n1：n2=4：1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表的示数是12mA，则电流表的示数为（）A3 mAB0C48 mAD与负载R的值有关考点：变压器的构造和原理专题：交流电专题分析：理想变压器只能改变交流电的电压，不能改变直流电的电压；根据导体切割磁感线的性质可明确所产生电流的性质解答：解：变压器只能工作于交流电路，不能工作在恒定电压和恒定电流的电路导体棒向左匀速切割磁感线时，在线圈QUOTE中通过的是恒定电流，不能引起穿过线圈QUOTE的磁通量变化，在副线圈中无感应电动势出现，所以R中无电流通过故选：B点评：本题常见错误是忽略了变压器的工作条件变压器常用于交变电路中，但对于脉动直流电路，副线圈中也会有电压；如果输入电流不变化，则变压器不起作用4（4分）如图所示，一个理想变压器原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、功率分别为U1和U2、P1和P2已知n1n2，则（）AU1U2、P1P2BU1U2、P1=P2CU1U2、P1P2DU1U2、P1=P2考点：变压器的构造和原理专题：交流电专题分析：本题比较简单，直接根据理想变压器原副线圈匝数比与电压、电流比之间的关系即可求解，理想变压器的输入功率与输出功率相等解答：D 解析：最简单的变压器是由一个横截面为矩形的闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的，如题图所示铁芯是用表面涂有绝缘漆的优质薄硅钢片叠合而成，原线圈和副线圈都用优质的绝缘导线绕制而成关于理想变压器的基本规律有电压之比等于匝数之比；输出功率决定了输入功率；则根据理想变压器的特点有：，P1=P2所以有电流关系为：，由于n1n2，所以有I1I2，U1U2，故ABC错误，D正确故选：D点评：本题考查了变压器的基本原理，因题目给出了n1n2，可知是一台降压变压器，问题非常基础对于这些基础知识平时要加强记忆与理解，同时通过做题加强对基本公式的理解与应用5（4分）用理想变压器给负载R供电，下列哪些办法可以减小变压器原线圈中的电流（）A增加原线圈的匝数B增加副线圈的匝数C减小负载电阻R的数值D增加负载电阻R的数值考点：变压器的构造和原理专题：交流电专题分析：在输入电压一定时，理想变压器的输入电流由输出电流决定，分析各选项所采取的措施，然后答题解答：解：设理想变压器的原副线圈匝数分别为n1、n2，则原线圈电流I1=I2；A、由I1=I2可知，增加原线圈匝数n1，输入电流变小，故A正确；B、由I1=I2可知，增加副线圈匝数n2，输入电流变大，故B错误；C、原线圈电压不变，副线圈电压不变，在副线圈上多串联一个电阻，副线圈电流减小，由I1=I2可知，输入电流减小；若减小负载电阻R的数值，则副线圈电流增大，原线圈电流也增大，故C错误D正确；故选：AD点评：本题考查了变压器输入电流的变化，知道理想变压器的原理、变流比，即可正确解题6（4分）某机床上用的照明灯电压为36V，如果用220V的电压降压得到，机床上变压器的原线圈匝数为2200匝，则副线圈匝数可能是（）A36匝B220匝C360匝D36000匝考点：变压器的构造和原理专题：交流电专题分析：理想变压器的工作原理是原线圈输入变化的电流时，导致副线圈的磁通量发生变化，从而导致副线圈中产生感应电动势而副线圈中的感应电流的变化，又导致在原线圈中产生感应电动势变压器的电流比为：原副线圈电流与匝数成反比；电压比为：原副线圈电压与匝数成正比解答：解：由理想变压器的变压比： 可得，N2=360匝；故选：C点评：理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象同时副线圈的电压由原线圈电压与原副线圈匝数决定，而原线圈的电流由副线圈决定7（4分）如图所示为一理想变压器和负载电阻R，下列哪些做法可增加变压器的输入功率（）A只减少副线圈匝数B只减少原线圈匝数C只增加副线圈匝数D只减小R的阻值考点：变压器的构造和原理专题：交流电专题分析：变压器的原线圈的输入电压决定副线圈的输出电压，副线圈的输出功率决定原线圈的输出功率，由于匝数比不变，故副线圈的输出电压保持不变，当负载电阻减小时，输出功率变大解答：解：A、原副线圈电压之比等于匝数之比，只减小副线圈的匝数，则副线圈的电压减小，根据P=，所以副线圈的功率减小，则变压器输出功率减小，故A错误；B、原副线圈电压之比等于匝数之比，只减少原线圈的匝数，则副线圈的电压增加，根据P=，所以副线圈的功率增大，则变压器输出功率增大，故B正确；C、原副线圈电压之比等于匝数之比，只增加副线圈的匝数，则副线圈的电压增大，根据P=，所以副线圈的功率增大，则变压器输出功率增大，故C正确；D、减小负载的电阻值，其余保持不变，副线圈的电压不变，根据P=，所以副线圈的功率增大，则变压器输出功率增大，故D正确；故选：BCD点评：本题考查变压器原理；该知识点题目比较简单，且题目单一，只要记住了原副线圈的输入功率和输出功率关系，输入电压和输出电压的关系，一切题目都水到渠成8如图所示，为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用白炽灯泡相同，且都是“220V，40W”，当灯泡所消耗的功率都调于20W时，哪种台灯消耗的功率最小（）ABCD考点：电功、电功率专题：恒定电流专题分析：从该题题干的问法上可以看出，该题是正确选项为唯一选项的单选题，利用电阻变化改变电流，电阻本身消耗电能，利用变压器改变电压和电流，变压器不损失能量解答：解：从该题题干的问法上可以看出，该题是正确选项为唯一选项的单选题台灯的消耗功率包含灯泡和其他辅助器件的总功率由A、B、C、D四选项分析可知：C中理想变压器功率损耗为零，电源输出的总功率（台灯消耗功率）只有灯泡的功率20 W而其他选项中，不论滑动变阻器是分压接法还是限流接法，滑动变阻器上总有功率损耗，台灯的消耗功率都大于20 W故选：C点评：本题考查滑动变阻器及变压器在控制电路中的作用；要知道电路中电功率消耗与那些因素有关掌握选择题的解答技巧9（4分）如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1 000匝，副线圈匝数n2=200匝，交流电源的电动势u=311sin（100t）V，电阻R=88，电流表、电压表对电路的影响可忽略不计（）A的示数约为0.10 AB的示数约为311 VC的示数约为0.75 AD的示数约为44 V考点：变压器的构造和原理专题：交流电专题分析：根据理想变压器中原副线圈的电流、电压与匝数比之间关系可以直接求解，注意电压表、电流表示数均为有效值解答：解：交流电源的电动势u=311sin（100t）V，由题意可知：U1=V=220V，根据变压器的变压比公式，有：=得：U2=44V，所以的示数约为311 V，的示数约为44 V，故B错误，D正确；I2=0.5A，所以的示数约为0.5A，故C错误；根据=得：I1=0.1A，故A正确故选：AD点评：要根据理想变压器中电流、电压与匝数比之间的关系进行有关问题的解答，注意电表的示数均为有效值10如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关S断开当S接通时，以下说法中正确的是（）A副线圈两端M、N的输出电压减小B副线圈输电线等效电阻R上的电压增大C通过灯泡L1的电流减小D原线圈中的电流增大考点：变压器的构造和原理专题：交流电专题分析：输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可解答：解：A、变压器的输出电压由输入的电压和变压器的匝数比决定，由于输入的电压和变压器的匝数比都不变，所以变压器的输出电压也不变，即副线圈两端M、N的输出电压不变，所以A错误B、由于副线圈的输出电压不变，当S接通时，副线圈的电阻减小，所以总的电流变大，所以副线圈输电线等效电阻R上的电压增大，所以B正确C、由于副线圈的输出电压不变，副线圈输电线效电阻R上的电压增大，所以灯泡L1的电压减小，通过灯泡L1的电流减小，所以C正确D、根据电流与匝数成反比可知，由于变压器的匝数比不变，所以副线圈的电流变大时，原线圈的电流也就要变大，所以D正确故选BCD点评：和闭合电路中的动态分析类似，可以根据副线圈电阻的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况11钳形电流表的外形和结构如图（a）所示图（a）中电流表的读数为1.2A图（b）中用同一电缆线绕了3匝，则（）A这种电流表能测直流电流，图（b）的读数为2.4AB这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为0.4AC这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为3.6AD这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图（b）的读数为3.6A考点：变压器的构造和原理专题：压轴题；高考物理专题；交流电专题分析：变压器的工作原理是利用变化的磁场能够产生感应电流，变压器的输入功率和输出功率相同，变压器输入电压和输出电压之比等于原副线圈的扎数之比解答：解：由于变压器工作原理是通过原线圈的电流发生变化，则原线圈产生的磁场发生变化，故穿过副线圈的磁通量发生变化，从而在副线圈中产生感应电流，故这种电流表只能测交流电流根据理想变压器的输入电压和输出电压的关系有=输入功率和输出功率的关系有P1=P2即U1I1=U2I2所以n1I1=n2I2故I2=由题意可知当n1=1时I2=1.2A，故当n1=3时，I2=3.6A故C正确故选C点评：该知识点题目比较简单，且题目单一，只要记住了原副线圈的输入功率和输出功率关系，输入电压和输出电压的关系一切题目都能顺利解出二、填空题（本题共4小题，每小题8分，共32分.请将正确的答案填到横线上）12（8分）变压器由原线圈、副线圈和铁芯三部分构成考点：变压器的构造和原理专题：交流电专题分析：变压器的基本构造为铁芯，线圈；变压器的工作原理是电磁感应现象，故原线圈接交流电压，输出电压也是交流电压解答：解：变压器由原线圈、副线圈和铁芯三部分构成，变压器是根据电磁感应工作的故答案为：原线圈； 副线圈；铁芯点评：考查变压器的构造及原理，关键明确变压器的工作原理为电磁感应13（8分）变压器的工作原理是电磁感应，原线圈中加直流电时，副线圈中无（填“有”或“无”）电流输出考点：变压器的构造和原理专题：交流电专题分析：变压器是根据电磁感应原理来工作的，对于恒定直流电来说，它产生的磁通量是不变的，所以变压器不能改变直流电的电压，而原副线圈的电压比等于匝数比解答：解：变压器的工作原理是电磁感应，变压器是根据电磁感应原理来工作的，对于恒定的直流电来说，它产生的磁通量是不变的，通过副线圈的通量不变，不能产生感应电动势，所以变压器不能改变恒定直流电的电压，原线圈中加直流电时，副线圈中无电流输出故答案为：电磁感应； 无点评：本题主要考查学生对电磁感应现象的应用，及变压器的原理的认识和了解特别要知道变压器的工作原理：电磁感应14（8分）变压器的原线圈、副线圈的电压与两个线圈的匝数关系为=，升压变压器副线圈匝数多考点：变压器的构造和原理专题：交流电专题分析：变压器的电压与匝数成正比，要升压，需要原线圈的匝数少，副线圈的匝数多解答：解：变压器的原线圈、副线圈的电压与两个线圈的匝数关系为=，变压器中原副线圈上的电压之比等于匝数之比，若是升压变压器，则U2U1则需n2n1，即升压变压器副线圈匝数多故答案为：=； 副点评：该题关键要根据变压器的变压比公式表达式列式分析求解15（8分）一理想变压器，其原线圈匝数为2 200匝，副线圈匝数为440匝，并接一个100的负载电阻，如图所示（1）当原线圈接在44V直流电源上时，电压表示数为0V，电流表示数为0A（2）当原线圈接在220V交变电源上时，电压表示数为44V，电流表示数为0.44A此时输入功率为19.36W，变压器效率为100%考点：变压器的构造和原理专题：交流电专题分析：（1）变压器的工作原理是互感现象，当原线圈接在44V直流电源上时，原线圈电流恒定，副线圈中不会产生感应电流；（2）当原线圈接在220V交流电源上时，根据变压器的变压比公式求解副线圈的输出电压，根据欧姆定律求解输出电流，根据P=UI求解输出功率，理想变压器输出功率与输入功率相等解答：解：（1）变压器的工作原理是互感现象，当原线圈接在44V直流电源上时，原线圈电流恒定，副线圈中不会产生感应电流，故电流表与电压表的读数都为零；（2）当原线圈接在220V交流电源上时，根据变压器的变压比公式，有：=解得：U2=44V电流为：I2=0.44A，理想变压器输出功率与输入功率相等，故输入功率P=U2I2=440.44=19.36W，变压器的效率为100%；故答案为：（1）0，0；（2）44，0.44，19.36，100%点评：本题第一问关键明确变压器的工作原理，容易出错，变压器只能改变交流电压，不能改变直流电压；第二问是基本规律的运用，关键熟悉理想变压器的变压比公式三、计算题（本题共24分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）16一个变压器（可视为理想变压器）的原线圈接在220V的电压上，向额定电压为1.80104V的霓虹灯供电，使它正常发光为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，熔丝就断（1）熔丝的熔断电流是多大？（2）当副线圈电路中电流为10mA时，变压器的输入功率是多大？考点：变压器的构造和原理专题：交流电专题分析：要求熔丝的熔断电流，需要求出输入功率，而输入功率等于输出功率；解答：解：（1）变压器输入功率等于输出功率U1I1=U2I2 当I2=12 mA时，I1即为熔断电流代入数据，得I1=0.98 A（2）P入=P出=U2I2=1.8010410103=180W答：（1）熔丝的熔断电流是0.98A（2）变压器的输入功率是180W点评：掌握输入功率和输出功率相同，输入电压和输出电压之比等于原副线圈的匝数比是解决此类问题的关键