专题04 变压器和电能输送-2021-2022学年高二物理期中考试好题汇编（新人教版版选择性必修2）（解析版）

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专题 04 变压器和电能输送
一、单选题（本大题共 11 小题，共 44.0 分）
1. 如图所示，理想变压器初级线圈匝数
n1=1210
匝，次级线圈匝数
n2=121
匝，电
压
u=311 sin 100 πtV
，负载电阻
R=44 Ω
。不计电表对电路的影响，下列说法正
确的是
¿

¿
A.电流表读数为
0.05 A
B.电压表读数为
C.输入电压频率为
100 Hz
D.若增大
R
的电阻值，变压器输入功率增大
【答案】A
【解析】由电压瞬时值的表达式可知，原线圈的电压最大值为
311 V
，所以原线圈的电
压的有效值为
U1=311
√
2V ≈ 220 V
J 所以电压表的读数为
220 V
，根据变压器原、副
线圈的电压与匝数的关系
U1
U2
=n1
n2
可得，
U2=U1n2
n1
=22V
J ，则右侧线圈电流为
I2=U2
R=22
44 A=0.5 A
J ，则根据公式
I1
I2
=n2
n1
，代入数值得
I1=I2n2
n1
=0.05 A
J 故
A 正确，B 错误；J
根据公式
f=1
T
，
T=2π
ω
，代入数据解得
f=50 Hz
，故 C 错误；J
根据电功率公式
P=U2
R
可知，当
U
不变时，电阻变大，电功率变小，故若增大
R
的电
阻阻值，变压器输出功率减小，又因为输入功率等于输出功率，所以变压器输入功率
减小，故 D 错误。
2. 如图所示，理想变压器原线圈接在正弦交变电压上，副线圈通过输电线连接两只
相同的灯泡
L1
、
L2
，输电线的等效电阻为
R
，在图示状态下，开关
S
是断开的，当
开关
S
闭合时，下列说法正确的是
¿

¿
A.副线圈两端的输出电压减小 B.等效电阻
R
两端的电压减小
C.通过灯泡
L1
的电流减小 D.原线圈中的电流减小
【答案】C
【解析】理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数
比不变，所以副线圈的输出的电压也不变，故 A 错误；当
S
闭合后，两个灯泡并联，电
路的电阻减小，副线圈的电流变大，所以通过电阻
R
的电流变大，等效电阻
R
两端的电
压增大，故 B 错误；副线圈的电流变大，所以通过电阻
R
的电流变大，电压变大，那
么并联部分的电压减小，所以通过灯泡
L1
的电流减小，故 C 正确；由于变压器的输入
的功率和输出的功率相等，由于副线圈的电阻减小了，输出的功率变大了，所以原线
圈的输入的功率也要变大，因为输入的电压不变，所以输入的电流要变大，故 D 错误。
3. 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，其中接入交流电的电压有效值
U0=220V
，
n0=2200
匝，挡位
1
、
2
、
3
、
4
对应的线圈匝数分别为
220
匝、
500
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
P=110 W
。下列判断正确的是
¿

¿
A.当选择挡位
3
时，电动机两端电压为
110 V
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
110 W
【答案】A
【解析】J由电压与匝数的关系
U0:U3=n0:n3
，解得
U3=110 V
，
A
项正确；当挡位
由
3
变换到
2
时，输出电压减小，电动机的功率减小，
B
项错误；当选择挡位
4
时，电动
机两端电压为额定电压，电动机达到额定功率，在额定功率的情况下，电动机的额定
电流为
I=P
U=0.5 A
，热功率
Pr=I2r=1W
，输出功率为
P − Pr=(110 −1)W=109W
，
D
项错误；当选择挡位
2
时，电动机没有达到额定功率，
热功率小于
1W
，
C
项错误。
4. 图甲是线圈
P
绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电压
图像，把该交流电压加在图乙中变压器的
A
、
B
两端。已知理想变压器原线圈Ⅰ和
副线圈Ⅱ的匝数之比为
5 : 1
，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻
R=1Ω
，其他各处电阻不计，以下说法正确的是
¿

¿
A.在
t=0.1 s
和
t=0.3 s
时，穿过线圈
P
的磁通量最大
B.线圈
P
转动的角速度为
10 π rad /s
C.电压表的示数为
2.83 V
D.电流表的示数为
0.4 A
【答案】D
【解析】由题图甲知，
0.1 s
和
0.3 s
时交流电压的瞬时值最大，该两个时刻穿过线圈的
磁通量变化最快，则磁通量为零，选项 A 错误；由题图甲可知交流电压的周期
T=0.4 s
，
ω=2π
T=5πrad /s
，选项 B 错误；交流电压有效值
U1=Um
√
2=10 V
，在
A
、
B
端输入的电压有效值为
10 V
，由
U2
U1
=n2
n1
可知，副线圈两端的电压
U2=n2
n1
U1=2V
，
选项 C 错误；副线圈中电流为
I2=U2
R=2A
，由
I1
I2
=n2
n1
可知，原线圈中电流
I1=I2
n2
n1
=0.4 A
，选项 D 正确。
5. 如图所示，将一交流发电机的矩形线圈
abcd
连接在理想变压器原线圈两端，副线
圈接有
R=10 Ω
的电阻，已知矩形线圈边长
ab=cd =0.1 m
，
ad=bc=0.2 m
，匝
数为
50
匝，理想交流电压表接在原线圈两端，变压器原、副线圈匝数比为
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