2020届高考物理一轮复习重要题型名师精讲之交变电流第2讲变压器.pdf

2020 届高考物理一轮复习重要题型名师精讲之交变电流第2讲变压器图 1029 1(2018 江苏，6)如图 1029 所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为15，原线圈两端的交变电压为u 20 2sin 100 t V氖泡在两端电压达到100 V 时开始发光，以下讲法中正确的有()A开关接通后，氖泡的发光频率为100 Hz B开关接通后，电压表的示数为100 V 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解析：副线圈电压由原线圈决定，那么不论负载如何变化，电压表的读数不变，始终为有效值100 V，B正确；每个交流电周期内氖管发光两次，每秒发光100 次，那么氖管发光频率为100 Hz，开关断开后，负载电阻增大、电流减小，那么变压器的输出功率减小答案：AB 图 10210 2如图10210 甲所示，为一种可调压自耦变压器的结构示意图，线圈平均绕在圆环型铁芯上，假设AB间输入如图乙所示的交变电压，转动滑动触头P 到如图甲中所示位置，在BC 间接一个55 的电阻(图中未画出)，那么()A该交流电的电压瞬时值表达式为u220 2sin(25t)V B该交流电的频率为25 Hz C流过电阻的电流接近于4 A D电阻消耗的功率接近于220 W 解析：由题中图乙可知正弦交流电的周期T0.04 s，那么 f1T25 Hz，2 f50 rad/s，因此该交流电的电压瞬时值的表达式为u2202sin(50t)V，A 错误 B 正确；从题图甲中能够看出，自耦变压器的副线圈的匝数约是原线圈匝数的12，故副线圈两端的电压约为110 V，流过电阻的电流约为2 A，C 项错误；电阻消耗的功率PU2I2220 W，D 项正确答案：BD 3 5 12”汶川大地震发生后，山东省某公司向灾区北川捐赠一批柴油发电机该柴油发电机讲明书的部分内容如表所示 现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，发电机到安置区的距离是400 m，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60 型单股铜导线，该型导线单位长度的电阻为2.5104/m.安置区家用电器的总功率为44 kW，当这些家用电器都正常工作时，以下讲法中正确的选项是()型号AED6500S 最大输出功率60 kW 输出电压范畴220 V300 V A.输电线路中的电流为20 A B输电线路缺失的电功率为8 000 W C发电机实际输出电压是300 V D假如该柴油发电机发的电是正弦交流电，那么输出电压最大值是300 V 解析：I线 I0P0U04.4 104220A200 A；线路缺失功率P线I2线R线 8 000 W，线路两端电压UI线R线40 V，因此发电机输出电压为260 V；假如该柴油发电机发的电是正弦交流电，那么输出电压最大值是260 2 V.答案：B 图 10211 4如图 10211 甲所示，变压器原副线圈的匝数比为31，L1、L2、L3为三只规格均为9 V、6 W的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压u 的图象如图10 213 乙所示那么以下讲法中正确的选项是()A电压表的示数为27 2 V B三只灯泡均能正常发光C电流表的示数为2 A D变压器副线圈两端交变电流的频率为50 Hz 解析：此题考查交流电的规律、变压器的规律交流电表测量的是交流电的有效值，输入电压的有效值为27 V，因此电压表的示数应为27 V，A 项错误；依照变压比，副线圈输出的电压为9 V，因此三只灯泡均能正常发光，B 项正确；三只灯泡中的总电流为3P/U2 A，C 项正确；原线圈输入电压的频率为50 Hz，变压器不改变交流电的频率，因此D 项正确此题较易答案：BCD 图 10212 5一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是51，原线圈接入电压为220 V 的正弦交流电，一只理想二极管和一个滑动变阻器R 串联接在副线圈上，如图 10212 所示 电压表和电流表均为理想交流电表，那么以下讲法正确的选项是()A原、副线圈中的电流之比为51 B电压表的读数为44 V C假设滑动变阻器接入电路的阻值为20 ，那么 1 min 内产生的热量为2 904 J D假设将滑动变阻器的滑片向上滑动，那么两电表读数均减小解析：原、副线圈中的电流与匝数成反比，因此电流之比为15，A 项错误；原、副线圈的电压与匝数成正比，因此副线圈两端电压为44 V，但二极管具有单向导电性，依照有效值的定义有442RT2U2有效RT，从而求得电压表两端电压有效值为U有效222 V，那么 QU2有效R602 904 J，B 错误，C 正确；将滑动变阻器滑片向上滑动，接入电路中的阻值变小，但对原、副线圈两端的电压无阻碍，即电压表的读数不变，电流表的读数变大，D 错误答案：C 图 10213 1.一理想变压器原、副线圈匝数比n1n2 115.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u 如图 10213所示副线圈仅接入一个10 的电阻那么()A流过电阻的电流是20 A B与电阻并联的电压表的示数是100 2 V C通过 1 分钟电阻发出的热量是6 103 J D变压器的输入功率是1103 W 解析：考查正弦交变电流有效值、最大值意义及理想变压器的相关知识由输入电压图象可知输入电压的有效值为220 V，故副线圈输出电压的有效值为100 V，接入副线圈的电阻为10，故电流有效值为10 A，A 项错；与电阻并联的电压表读数即为副线圈电压有效值100 V，B 项错；依照QI2Rt1021060 J6 104 J，C 项错；由变压器输入功率等于输出功率可知，PIU 10100 1 000 W，D 项正确答案：D 图 10214 22018 年春节前后，我国南方部分省市的供电系统由于气候缘故遭到严峻破坏为此，某小区启动了临时供电系统，它由备用发电机和副线圈匝数可调的变压器组成，如图 10214所示，发电机的电动势e4802sin(100t)V(不考虑其内阻)，图中 R 表示输电线的电阻滑动触头P 置于 a 处时，用户的用电器恰好正常工作，在以下情形下，要保证用电器仍能正常工作，那么()A假设 A2示数为 2 A，R10 ，那么原副线圈的匝数比n1 n221 B假设 A2示数为 2 A，R10 ，那么原副线圈的匝数比n1 n22 21 C当发电机输出的电压发生波动使V1示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头P 向下滑动D假如 V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P 应向上滑解析：假设 A2的示数为2 A，R10 ，用户电压220 V，电压表V2示数 U2220 V I2R240 V，电压表 V1示数(有效值)U1480 V，原副线圈的匝数比n1n2U1U22 1，应选项A 对、B 错；由 n1n2U1U2，假设 U1变小，那么n2应变大，应选项C 错；当用电器增加时，副线圈中的电流增加，输电线电阻 R 上的电压增大，副线圈两端的电压应增大，故滑动触头P 应向上滑，应选项D 对答案：AD 图 10215 3(2018 济南模拟)正弦交流电通过匝数比为n1n2101的变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A 按如图10215 甲所示方式连接，R10.图乙是 R 两端电压U 随时刻变化的图象Um 102 V，那么以下讲法中正确的选项是()A通过 R 的电流 iR随时刻 t 变化的规律是iR2cos 100 t(A)B电流表A 的读数为0.1 A C电流表A 的读数为210A D电压表的读数为Um 102 V 解析：由图象知T2102 s，f50 Hz，2 f100 rad/s，故 iR2cos 100 t(A)，A 正确再依照I1I2n2n1知，I1有效值为0.1 A，B 正确，C 错误电压表读数应为副线圈电压有效值，UUm210 V，故 D 错误答案：AB 图 10216 4如图 10216 所示为一理想变压器，在原线圈输入电压不变的条件下，要提高变压器的输入功率，可采纳的方法是()A只增加原线圈的匝数B只增加副线圈的匝数C只减小R1的电阻D断开开关S 解析：输入功率由输出功率决定，副线圈上的功率P2U22R.增加副线圈的匝数，U2增加，P2增大，B 正确；增加原线圈匝数，U2减小，P2减小，A 错；减小R1的电阻，副线圈上的总电阻R 变小，P2增大，C 对；断开 S，R 增大，P2减小，D 错误答案：BC 图 10217 5一个理想变压器的工作示意图如图10217 所示，变压器的初级线圈匝数为n1，与干路高电压U1相连，工作时流过线圈的电流为I1，初级与干路相连的导线的电阻不能忽略变压器的次级线圈匝数为n2，输出电压为 U2，工作时流过线圈的电流为I2.设连接在次级线圈上的用电器均为相同的电灯，导线的电阻能够忽略在变压器次级线圈有负载的情形下，以下判定哪个正确()A不管次级接入的电灯的数量多少，总有U1U2n1n2B不管次级接入的电灯的数量多少，总有I1I2n2 n1C不管次级接入的电灯的数量多少，总有U1I1 U2I2D以上判定都不正确解析：变压器的变压比U1U2n1n2中的 U1是变压器原线圈两端的电压，由于初级线圈的干路电阻较大，线路上的压降也较大，线路损耗功率也较大，因此A、C 两项不成立答案：B 图 10218 6如图 10218 所示，为了减少输电线路中电力缺失，发电厂发出的电通常是通过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压某变电所电压u011 0002sin 100t V 的交流电降为220 V 供居民小区用电，那么变电所变压器()A原、副线圈匝数比为50 1 B副线圈中电流的频率是50 Hz C原线圈的导线比副线圈的要粗D输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和解析：u011 0002sin 100 t V 中的 11 0002指的是电压的最大值，有效值为11 000 V，那么原、副线圈之间的匝数之比等于两线圈的电压之比，即501，A 正确；由100 可得频率为50 Hz，变压器不改变电流的频率，因此，副线圈的频率也是50 Hz，B 正确；电流与匝数成反比，即原线圈的电流比副线圈电流要小，因此，副线圈的导线要比原线圈粗，C 错误；居民小区各个用电器差不多上并联的，它们的电流总和等于副线圈中的电流，故D 错误答案：AB 图 10219 7如图10219 所示，两条平行金属导轨竖直放置，其间有与导轨平面垂直的匀强磁场，金属棒ab 沿导轨下滑，下滑过程中与导轨接触良好金属棒、导轨、电流表A1和理想变压器原线圈构成闭合回路金属棒 ab 在沿导轨下滑的过程中，电流表A1一直有示数，而电流表A2在某时刻之后示数变成了零，以下讲法正确的选项是()A电流表A2示数等于零之前，金属棒必是变速运动B电流表A2示数等于零之后，金属棒必是变速运动C电流表A2示数等于零之前，金属棒必是匀速运动D电流表A2示数等于零之后，金属棒必是匀速运动解析：金属棒在重力作用下，开始向下做加速运动，速度不断增加，金属棒切割磁感线产生的感应电流逐步增大，原线圈上产生的磁场不断增强，穿过副线圈的磁通量不断增大，在副线圈上发生电磁感应现象，电流表A2上有电流当金属棒上电流增加到一定程度，金属棒受到的安培力等于重力时，金属棒开始做匀速下落，原线圈的电流不再发生变化，原线圈上产生的磁场磁感应强度不变，穿过副线圈的磁通量不发生变化，副线圈上不发生电磁感应现象，电流表A2示数等于零综上所述，选项A、D 正确答案：AD 图 10220 8如图10220 所示，一理想自耦变压器线圈AB 绕在一个圆环形的闭合铁芯上，输入端AB 间加一正弦式交流电压，在输出端BP 间连接了理想交流电流表、灯泡和滑动变阻器，移动滑动触头P 的位置，可改变副线圈的匝数，变阻器的滑动触头标记为Q，那么()A只将 Q 向下移动时，灯泡的亮度变大B只将 Q 向下移动时，电流表的读数变大C只将 P 沿顺时针方向移动时，电流表的读数变大D只提高输入端的电压U 时，电流表的读数变大解析：将 Q 向下移动时，R 阻值增大 电路中电阻增大，电流减小，故 B 项错误；由于副线圈上电压不变，电灯两端的电压不变，功率不变，亮度不变，故A 项错将 P 沿顺时针方向移动时副线圈匝数减少，电压减小，电流减小，故C 项错提高输入端的电压时，副线圈上电压增大，电流增大，故D 项正确答案：D 图 10221 9为了测一个额定电压为100 V 的灯泡的额定功率，设计了如图10221 所示的电路，理想变压器的原、副线圈分不接有理想电流表A 和灯泡 L，滑动变阻器的阻值范畴是0100，不考虑温度对灯泡电阻的阻碍，原、副线圈的匝数比为2 1，交流电源的电压为U0440 V，适当调剂滑动变阻器的滑片位置，当灯泡在额定电压下正常工作时，电流表A 的示数为1.2 A，那么()A灯泡的额定功率为40 W B灯泡的额定电流为2.4 A C滑动变阻器并联部分的阻值为50 D滑动变阻器消耗的电功率为240 W 解析：依照题意，副线圈上的电流为2.4 A，电压为 220 V，由于滑动变阻器上部分的并联电路电压为100 V，那么下部分电阻电压为120 V，由串联知识，可知滑动变阻器上部分与小灯泡并联后与滑动变阻器下部分功率分配比为100120 56，故下部分电阻上的电功率P下611P总，P总1.2440 W 528 W，那么P下288 W，下部分电阻R下288/2.4250 ，那么滑动变阻器上部分(并联部分)的电阻为50 ，上部分电路消耗功率PP总P下240 W，故容易运算出通过灯泡的电流为0.4 A，灯泡的功率为40 W，故 A、C 正确答案：AC