3.3 变压器 一、单选题 1．如图所示为一含有理想变压器的电路，理想变压器的原线圈接如图乙所示正弦交流 电源，副线圈电路中小灯泡规格为“ 6V 1.2W ”且恰好正常发光，电流表为理想电表。 不考虑小灯泡阻值随温度的变化，下列说法正确的是（ ） A．原副线圈匝数之比为 1: 2 B．原副线圈中电流之比为 2 :1 C．电流表示数为 0.2A D．原线圈的输出功率为 1.2W 2．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为 1：5，原线圈两端的交变电压为 u  20 2 sin100 t V 氖泡在两端电压达到 110V 时开始发光，下列说法中正确的有（　 ） A．开关接通后，氖泡不发光 B．开关接通后，电压表的示数为 100V C．开关断开后，电压表的示数变大 D．开关断开后，变压器的输出功率不变 3．如图所示，交流发电机的矩形线圈面积 S=0.08 m2，线圈匝数 N=50，线圈的电阻 r=1 Ω，线圈在磁感应强度 B=0.2 T 的匀强磁场中绕垂直磁场的轴 OO’以角速度  =200 rad/s 匀速转动，通过原、副线圈匝数比为 n1：n2=1：3 的理想变压器接可变的负载电 阻 R，图中电表均为理想交流电表，当负载取某一阻值时，交流电流表的示数为 I= 10 2 A。下列说法正确的是（　　） A．交流电压表的示数为 80 2 V B．电阻 R 消耗的电功率为 1400 2 W C．若增大负载电阻 R，则变压器的输入功率增大 D．若负载电阻 R=9 Ω，则变压器的输入功率最大 4．某次实验中，将理想变压器原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈 连接灯泡 L1 和滑动变阻器 R，电路中分别接入理想交流电压表 V1、V2 和理想交流电流 表 A1、A2，导线电阻不计，如图所示。当滑动变阻器的滑片 P 向下滑动的过程中（ ） A．A1 示数变小，A1 与 A2 示数的比值不变 B．A1 示数变大，A1 与 A2 示数的比值变大 C．V2 示数变小，V1 与 V2 示数的比值变大 D．V2 示数不变，V1 与 V2 示数的比值不变 5．如图所示，理想变压器的原线圈接在 u  220 2 sin100 t (V) 的交流电源上，副线圈接 有 R  55 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为 2：1，交流电流表、交流电压表均为 理想电表。下列说法正确的是（　　） A．电压表的读数为 110 2V B．电流表的读数为 2A C．副线圈的输出功率为 220W D．副线圈输出的交变电流的频率为 100Hz 6．某小组探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系：可拆变压器如图所示， 铁芯 B 可以安装在铁芯 A 上形成闭合铁芯。将原、副线圈套在铁芯 A 的两臂上，匝数 分别选择 n1=800 匝，n2=100 匝，原线圈与 16V 正弦式交流电源相连，用理想电压表测 得输出电压 U2=1V，输出电压测量值明显小于理论值，可能的原因是（　　） A．原线圈匝数 n1 少于 800 匝 B．副线圈匝数 n2 多于 100 匝 C．副线圈阻值较大 D．铁芯 B 没有安装在铁芯 A 上 二、多选题 7．在如图所示的理想变压器电路中，原线圈接在电压有效值为 U 的交流电源两端，原、 副线圈匝数分别为 3R0  R3 n1 、 n2 ，副线圈电路中，电压表和电流表均为理想交流电表，已知 ，当滑片从 a 端滑向 b 端的过程中，下列说法正确的是（　　） n2 U A．电压表示数不变，始终为 n1 B．电流表示数先变大后变小 C．电压表示数与电流表示数之比先变小后变大 n22U 2 D．电压表示数与电流表示数乘积最小值为 2n12 R0 8．如图所示，理想变压器原线圈有 1、2、3 三个端子，副线圈与定值电阻 R 相连，交 变电源的电压有效值恒定不变。当 1、3 接电源时，理想电流表读数为 I1，定值电阻 R 消耗的功率为 P1；当 2、3 接电源时，电流表读数为 I2，定值电阻 R 消耗的功率为 P2， 下面说法正确的是（ ） A．I1>I2 B．I1<I2 C．P1>P2 D．P1<P2 9．如图所示，理想变压器原线圈 ab 端输入电压恒定的正弦交流电，副线圈两端电路 中，定值电阻 R0、最大阻值为 3R 的滑动变阻器和阻值为 R 的定值电阻按如图所示连接， 电流表和电压表均为理想电表，在滑动变阻器滑片从 a 端向 b 端缓慢移动的过程中（ ） A．电流表 A 示数增大 B．电压表 V 示数先减小后增大 C．原线圈输入功率不断减小 D．定值电阻 R0 消耗的功率减小 10．“压敏电阻”是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，是一种限压型保护器件，压敏 电阻具有这样的特点：只有加在它两端的电压大于某一值时，才会有电流通过。在如 图所示的电路中，R 为压敏电阻，R1、R2、R3，为定值电阻，A 为理想交流电流表，理 想变压器原线圈匝数为 n1，副线圈匝数 n2 可以通过滑片 P 调节。当副线圈滑片在图中 位置时，原线圈加某一交变电压 u=NBS  sin  t，小灯泡出现周期性发光，闭合开关 K，小灯泡熄灭不再发光。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关 K，R2 电压增大 B．闭合开关 K 后，仅增大交流电频率，通过 R1 的电流不变 C．闭合开关 K 后，仅让滑片 P 向上滑动，可能使灯泡继续周期性发光，发光频率不 变 D．闭合开关 K 后，仅让滑片 P 向下滑动，电流表示数减小 第 II 卷（非选择题） 请点击修改第 II 卷的文字说明 三、填空题 11．实验室中有一台铭牌模糊的可拆卸式变压器，如图所示，该变压器可近似看做理 想变压器。某同学欲测量它的初级次级线圈匝数：先在闭合铁芯的上端铁轭处紧密缠 绕 100 匝漆包细铜线，并将细铜线两端与理想交流电压表构成闭合回路。 (1)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是因为( A．增大涡流，提高变压器的效率 B．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量 C．减小涡流，提高变压器的效率 D．增大铁芯中的电阻，以减小发热量 ) (2)在次级线圈左右两端的接线柱上输入 12V 低压交流电压，理想交流电压表示数为 60V，则次级线圈的匝数为_______匝；在初级线圈左右两端的接线柱上输入 12V 低压 交流电压，理想交流电压表示数为 30V，则初级线圈的匝数为________匝。 (3)若初级线圈左右两端接线柱接入的交变电压瞬时表达式为 u=311sin100πt（V），则 与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为___________V。 12．变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。如图所示为一小区的降压变压 器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，则_______（填“原线圈”或“副线圈”）应该 使用较粗的导线。当副线圈的负载电阻减小时，副线圈中的电流________（填“增大”、 “减小”或“不变”）。 四、解答题 13．在图 a、b 所示的两个电路中，当 a、b 两端与 e、f 两端分别加 220V 的交变电流电 压时，测得 c、d 间和 g、h 间的电压均为 110V 。 （1）若分别在 c、d 两端和 g、h 两端加 110V 的交变电流电压，则 a、b 间和 e、f 间的 电压各是多少？ （2）若分别在 c、d 两端和 g、h 两端加 110V 的直流电压，则 a、b 间和 e、f 间的电压 各是多少？ 14．如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为 滑动变阻器 R3 （滑动变阻器阻值变化范围为 n1 : n2  1: 2 0 ~ 100Ω ，电阻 ）和电阻 R2 R1 接在原线圈回路中， 串联接在副线圈回路 中，已知电阻 R1  10Ω ， R2  30Ω ，原线圈一侧接在电压恒为 U 0  210V 的正弦交流 电上、使变阻器接入电路的阻值为零，求： （1）此时电阻 R1 和 R2 消耗的功率之比； （2）此时变压器副线圈两端的电压； （3）若调节滑动变阻器触头，能够使变阻器输出功率达到最大，当变阻器接入电路的 阻值为多少时，变压器输出功率最大？最大值为多少？ 15．如图所示，阻值均为 R 的定值电阻 R1、、 R2 R3 ，分别连接在理想变压器原、副线 圈两端，原线圈接交流电源，交流电源输出电压的有效值恒定。已知原、副线圈的匝 数之比 n1 : n2 : n3  3 : 2 :1 （1）电阻 R1 ；闭合开关 S 后，电阻 R3 的功率为 P。其他电阻不计，求： 两端的电压； （2）该交流电源的输出功率。 16．无线充电技术已经逐渐应用于智能手机上，手机无线充电器的基本原理类似于变 压器，由发射器和接收器组成，分别有一发射线圈和接收线圈，其简化模型如图所示。 已知发射、接收线圈匝数比 n1 : n2  5 : 1 ，AB 端输入电流为 （1）请结合模型解释手机无线充电的基本原理； （2）求接收线圈输出电流的有效值。 i  0.28sin 200πA t  。 参考答案： 1．D 【解析】 【详解】 A．原线圈两端电压有效值为12V ，小灯泡正常发光，副线圈两端电压有效值为 6V ，由 U1 n1 2   U 2 n2 1 A 结误； BC．副线圈中电流 I2  P  0.2A UL 由 I1 n2 1   I 2 n1 2 知原线圈中电流为 0.1A ，BC 错误； D．原线圈输出功率等于副线圈输入功率，为 1.2W ，D 正确。 故选 D。 2．B 【解析】 【详解】 A．由公式 U1 n1  U 2 n2 得，副线圈的输出电压为 u2  5u  100 2 sin100 t  V  又氖泡在两端电压达到 110V 时开始发光，故开关接通后，氖泡会发光，A 错误； B．电压表的示数应为副线圈输出电压的有效值，故可得 U Um 2 =100 V B 正确； C．开关断开后，由于理想变压器的原、副线圈匝数比不变，故交变电流电压的有效值不 变，故电压表示数不变，C 错误； D．因输出电压不变，断开后，电路中的次级电阻增大，则由功率公式 P  U2 R 可知，变压器输出功率变小，D 错误。 故选 B。 3．D 【解析】 【详解】 A．线圈转动产生正弦式交变电流，电动势最大值 Em=NBSω=160V 电动势的有效值 E Em 2  80 2V 当负载取某一阻值，交流电流表的示数为 I=10 U=E-Ir=70 选项 A 错误； 2 A 时，交流电压表的示数为 2