《2025年通成学典课时作业本高中物理选择性必修第二册人教版》

1.(2024·福建福州期中)如图所示为火花塞点火原理图，但由于污渍看不清完整的原理图。根据所学知识，利用一直流电源、变压器、开关及导线若干设计点火电路，则以下原理图可行的是(C)

答案： 1. C 解析：根据变压器原副线圈电压比等于匝比$\frac{U_1}{U_2}=\frac{n_1}{n_2}，$可知副线圈匝数应远大于原线圈匝数，因为是直流电源，为了使副线圈产生感应电动势，需要把开关接在原线圈，选项C正确。

2.(2025·湖南邵阳期中)某家用小夜灯工作电路如图所示，已知小夜灯规格为“$5 W 0.1 A$”，电源电压为$u = 220\sqrt{2}\sin(100\pi t) V$，变压器可视为理想变压器。小夜灯正常发光时，则小夜灯内部变压器原、副线圈匝数比$n_1:n_2$和流过变压器原线圈的电流$I_1$为(D)

A.$40:1$；$0.0025 A $
B.$25:6$；$\frac{3}{125} A$
C.$50:1$；$0.002 A $
D.$22:5$；$\frac{1}{44} A$

答案： 2. D 解析：由题可知，小灯泡两端的电压$U_2=U_{灯}=\frac{P}{I_2}=\frac{5}{0.1}V=50 V，$原线圈两端电压的有效值$U_1=220 V，$故原、副线圈的匝数比$n_1:n_2=U_1:U_2=220 V:50 V=22:5，$根据变压器原理可得$\frac{I_1}{I_2}=\frac{n_2}{n_1}，$代入数据解得，流过变压器原线圈的电流$I_1=\frac{1}{44}A，$选项D正确。

3.(2025·北京二模)如图所示，一理想变压器原线圈接在$u = 311\sin(100\pi t) V$的交流电源上，副线圈与滑动变阻器$R$相连，交流电压表和交流电流表均可视为理想电表。下列说法正确的是(D)

A.该交流电的频率为$100\pi Hz$
B.变阻器的滑片向$b$端滑动，电压表的示数减小
C.变阻器的滑片向$a$端滑动，电流表的示数增大
D.变阻器的滑片向$a$端滑动，变压器的输入功率减小

答案： 3. D 解析：该交流电的频率为$f=\frac{\omega}{2\pi}=\frac{100\pi}{2\pi}Hz=50 Hz，$选项A错误；电压表的示数等于变压器次级电压，根据$\frac{U_1}{U_2}=\frac{n_1}{n_2}$可知次级电压总是不变的，变阻器的滑片向b端滑动，电压表的示数不变，选项B错误；变阻器的滑片向a端滑动，R阻值变大，可知次级电流减小，即电流表的示数减小，根据$P=I_2U_2$可知，次级功率减小，则变压器的输入功率减小，选项C错误，D正确。

4.(2024·陕西渭南二模)用一台理想变压器对电动汽车充电，该变压器原、副线圈的匝数比为$1:2$，输出功率为$4.4 kW$，原线圈的输入电压$u = 220\sqrt{2}\sin(100\pi t) V$。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是(A)

A.$10 A,50 Hz$
B.$10\sqrt{2} A,50 Hz$
C.$10 A,100 Hz$
D.$20 A,50 Hz$

答案： 4. A 解析：原线圈两端电压的有效值为$U_1=\frac{U_m}{\sqrt{2}}=220 V，$变压器输入功率等于输出功率，原线圈中电流的有效值为$I_1=\frac{P}{U_1}=20 A，$根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系$\frac{I_1}{I_2}=\frac{n_2}{n_1}，$解得副线圈输出电流的有效值为$I_2=10 A，$变压器不改变交变电流的频率，则副线圈输出电流频率为$f=\frac{\omega}{2\pi}=\frac{100\pi}{2\pi}Hz=50 Hz，$选项A正确。

5.(2025·福建卷)某理想变压器如图甲，原副线圈匝数比为$4:1$，输入电压随时间的变化图像如图乙，$R_1$的阻值为$R_2$的$2$倍，则(B)


A.交流电的周期为$2.5 s$
B.电压表的示数为$12 V$
C.副线圈干路的电流为$R_1$电流的$2$倍
D.原副线圈功率之比为$4:1$

答案： 5. B 解析：由图乙可知，交流电的周期为2.25 s，选项A错误；根据图乙可知，输入电压最大值$U_m=48\sqrt{2} V，$则输入电压有效值为$U_1=\frac{U_m}{\sqrt{2}}=48 V，$根据变压比可知，副线圈电压即电压表示数为$U_2=\frac{n_2}{n_1}U_1=12 V，$选项B正确；$R_1$的阻值为$R_2$的2倍，根据并联规律可知，两电阻的电压相同，根据欧姆定律可知，流经$R_1$和$R_2$的电流之比为1:2，副线圈干路电流等于流经两电阻的电流之和，则副线圈干路的电流为$R_1$电流的3倍，选项C错误；根据变压器的原理可知，原副线圈功率相同，选项D错误。

6.(2024·广东江门期末)如图甲所示，实验室内有一变压器，匝数标记位置模糊不清，但结构和功能是完好的，某同学利用该变压器进行匝数的探究实验，$M$、$N$是原线圈的两个接线柱，$P$、$Q$是副线圈的两个接线柱。

(1)实验室有下列器材：A. 变压器，B. 开关、导线若干，C. $0\sim40 V$直流输出电源，D. $0\sim40 V$交流输出电源，E. 多用电表。
(2)选用的电源是D(选填“C”或“D”)。
(3)为了保证人身安全，所用输入电压不要超过12 V(选填“$12 V$”“$40 V$”或“$220 V$”)。
(4)该同学将$MN$端接在所选电源正确位置后，多用电表红黑表笔接在变压器$PQ$端测量输出电压$U_{PQ}$，调节输入电压$U_{MN}$，得到多组数据。
(5)作出$U_{MN}-U_{PQ}$图像，如图乙所示，横、纵坐标的截距分别为$a$、$b$，则匝比$\frac{n_{MN}}{n_{PQ}} =$$\frac{b}{a}$(用$a$、$b$表示)，匝比$\frac{n_{MN}}{n_{PQ}}$的测量值大于(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。

答案： $6. (2)D (3)12 V (5)\frac{b}{a}$大于 解析：
(2)变压器的原理是电磁感应，需使用交流电，故选用的电源是0～40 V交流输出电源，故选D。
(3)人体安全电压为不超过36 V，为了保证人身安全，所用输入电压不要超过12 V。
(5)根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系，匝数比为$\frac{n_{MN}}{n_{PQ}}=\frac{U_{MN}}{U_{PQ}}=\frac{b}{a}，$由于变压器存在漏磁，测得的$U_{PQ}$偏小，匝数比$\frac{n_{MN}}{n_{PQ}}$的测量值大于真实值。