2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 課練33 變壓器 電能的輸送 傳感器的簡單應(yīng)用(含解析)

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1、變壓器 電能的輸送 傳感器的簡單應(yīng)用 小題狂練 小題是基礎(chǔ) 練小題 提分快 1. [2019·貴州省貴陽市摸底](多選)如圖所示,理想變壓器的原線圈接在u=220sin100 πt(V)的交流電源上,副線圈接有阻值為44 Ω的負(fù)載電阻R,該變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為5:1,圖中電流表、電壓表均為理想電表,則(  ) A.電流表的示數(shù)為0.20 A B.電壓表的示數(shù)為44 V C.原線圈的輸入功率為44 W D.副線圈輸出交流電的頻率為10 Hz 答案:AC 解析:由題可知,原線圈兩端電壓有效值為220 V,由理想變壓器變壓規(guī)律可知,副線圈兩端電壓即電壓表示數(shù)

2、為44 V,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由歐姆定律可知,通過負(fù)載電阻R的電流的有效值為1 A,根據(jù)理想變壓器變流規(guī)律可知,原線圈中電流即電流表示數(shù)為0.20 A,A項(xiàng)正確;原線圈輸入功率P=U1I1=44 W,C項(xiàng)正確;由交流電源電壓表達(dá)式可知,交流電的頻率為50 Hz,而理想變壓器不改變交流電的頻率,D項(xiàng)錯(cuò)誤. 2.[2019·海南省華僑中學(xué)模擬]在遠(yuǎn)距離輸電時(shí),在輸送的電功率和輸電線電阻都保持不變的條件下,輸電的電壓為U1時(shí),輸電線上損失的功率為P1;輸電的電壓為U2時(shí),輸電線上損失的功率為P2.則U1:U2為(  ) A. B. C. D. 答案:A 解析:輸送的功率一定,由

3、P=UI知,I=,則P損=I2R=R,知輸電線上損失的電功率與電壓的平方成反比,則=,A正確,B、C、D錯(cuò)誤. 3. [2019·江西省贛中南五校聯(lián)考]普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測量電流,通常要通過電流互感器來連接,圖中電流互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少,工作時(shí)電流為Iab,cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多,工作時(shí)電流為Icd,為了使電流表能正常工作,則(  ) A.a(chǎn)b接MN、cd接PQ,IabIcd C.a(chǎn)b接PQ、cd接MN,IabIcd 答案:B 解析:電流互感器ab一側(cè)

4、線圈匝數(shù)比cd一側(cè)線圈匝數(shù)少,根據(jù)變流比公式Iabnab=Icdncd可知,Iab>Icd,又電流互感器的作用是減小測量電流,即電流表應(yīng)接在電流較小的一側(cè),ab接MN、cd接PQ,選項(xiàng)B正確. 4.[2019·山東省昌邑一中檢測](多選)如圖所示,圖甲是一理想變壓器,原、副線圈的匝數(shù)比為100:1.若向原線圈輸入圖乙所示的正弦交變電流,圖中RT為熱敏電阻(阻值隨溫度升高而變小),R1為可變電阻,電壓表和電流表均為理想電表,下列說法中正確的是(  ) A.在t=0.005 s時(shí),電壓表的示數(shù)約為50.9 V B.變壓器原、副線圈中的電流之比為100:1 C.RT溫度降低時(shí),適當(dāng)增

5、大R1可保持RT兩端的電壓不變 D.RT溫度升高時(shí),電壓表的示數(shù)不變、電流表的示數(shù)變大 答案:CD 解析:由題圖乙可以知道交流電壓最大值Um=36 V,有效值為36 V,即電壓表的示數(shù),A錯(cuò)誤;原、副線圈的匝數(shù)比為100:1,所以變壓器原、副線圈中的電流之比為1:100,B錯(cuò)誤;RT溫度降低時(shí),電阻增大,在串聯(lián)電路中適當(dāng)增大R1可保持RT兩端的電壓不變,C正確;電壓表的示數(shù)為輸入電壓,保持不變,RT溫度升高時(shí),阻值減小,電流表的示數(shù)變大,D正確. 5. [2019·四川省宜賓一中模擬]如圖所示,一理想變壓器原線圈與每個(gè)副線圈的匝數(shù)比均為3:1,原線圈與每個(gè)副線圈所連的電阻阻

6、值均為R,原線圈接220 V的正弦交流電,副線圈n2回路中電阻兩端的電壓為UR2,原線圈電阻與每個(gè)副線圈電阻消耗的功率的比值均為k.則(  ) A.UR2=60 V k= B.UR2=60 V k= C.UR2= V k= D.UR2= V k= 答案:A 解析:設(shè)原線圈電流為I1,則根據(jù)n1I1=2n2I2,可得I2=1.5I1,由題意可知:=k,解得k=,設(shè)原線圈電阻R上的電壓為UR1,則 :=k,即UR1=UR2,又=,解得:UR2=60 V,A正確,B、C、D錯(cuò)誤. 6.[2019·四川省五校聯(lián)考]如圖甲所示,原、副線圈匝數(shù)比為n1:n2=1:2的理想變壓器

7、原線圈與水平放置的間距L=1 m的光滑金屬導(dǎo)軌相連,導(dǎo)軌處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1 T的勻強(qiáng)磁場中,電阻不計(jì),副線圈接阻值R=2 Ω的電阻,與導(dǎo)軌接觸良好的電阻r=1 Ω、質(zhì)量m=0.02 kg的導(dǎo)體棒在外力F的作用下運(yùn)動(dòng),其速度隨時(shí)間按圖乙所示(正弦圖線)規(guī)律變化,則(  ) A.電壓表的示數(shù)為 V B.電路中的電流方向每秒鐘改變5次 C.電阻R實(shí)際消耗的功率為0.125 W D.在0~0.05 s的時(shí)間內(nèi)外力F做的功為0.48 J 答案:D 解析:由題圖乙可知ω==10π,導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為Em=BLvm=3 V,故電源電動(dòng)勢為e=BLvmsinωt=3

8、sin10πt(V),電動(dòng)勢的有效值為E==3 V,設(shè)原線圈的輸入電壓為U1,副線圈的輸出電壓為U2,原線圈的輸入電流為I1,副線圈的輸出電流為I2,則對含有原線圈的回路由閉合電路歐姆定律有E=I1r+U1,由變壓器的工作原理可知=、=,對含有副線圈的回路,由歐姆定律有U2=I2R,由以上式子可解得U1=1 V,A錯(cuò)誤;交變電流的頻率為f==5 Hz,每個(gè)周期內(nèi)電流方向改變2次,故每秒鐘電流方向改變10次,B錯(cuò)誤;電阻R兩端電壓U2=U1=2 V,通過副線圈的電流I2==1 A,通過原線圈的電流I1=I2=2 V,所以電阻R實(shí)際消耗的功率P=U2I2=2 W,C錯(cuò)誤;在Δt=0.05 s=時(shí)間

9、內(nèi),電路中產(chǎn)生的焦耳熱Q=(IR+I(xiàn)r)Δt=0.3 J,根據(jù)能量守恒定律得W外-Q=mv,故W外=mv+Q=0.48 J,D正確. 7.[2019·河北省石家莊長安區(qū)模擬]兩個(gè)線圈套在同一個(gè)鐵芯上,線圈的繞向如圖甲所示,左線圈連著正方形線框abcd,線框所在區(qū)域存在變化的磁場,取垂直紙面向里為正,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示,不計(jì)線框以外的感生電場,右側(cè)線圈連接一定值電阻R,下列說法中正確的是(  ) A.t1時(shí)刻ab邊中電流方向由a→b,e點(diǎn)電勢高于f點(diǎn) B.設(shè)t1、t3時(shí)刻ab邊中電流大小分別為i1、i3,則有i1

10、b邊的電荷量為0,定值電阻R中無電流 D.t5時(shí)刻ab邊中電流方向由a→b,f點(diǎn)電勢高于e點(diǎn) 答案:B 解析:t1時(shí)刻磁場方向向里且均勻增加,根據(jù)楞次定律,線框中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向,ab邊中電流方向由a→b,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知,正方形線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢是恒定值,原線圈中電流值恒定,副線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,e點(diǎn)電勢等于f點(diǎn)電勢,A錯(cuò)誤;由法拉第電磁感應(yīng)定律E==nS,可知t1時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率小于t3時(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率,E1

11、,磁通量均勻變化,有恒定感應(yīng)電流通過ab,通過ab邊的電荷量不為0,副線圈中磁通量不變,定值電阻中無電流,C錯(cuò)誤;t5時(shí)刻磁場方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度變小,磁通量減小,根據(jù)楞次定律得感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向,ab邊中電流方向由a→b,磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率增大,感應(yīng)電流大小變大,穿過原、副線圈的磁通量增大,根據(jù)楞次定律,副線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢上正下負(fù),因此e點(diǎn)電勢高于f點(diǎn),D錯(cuò)誤. 8. [2019·山西省太原模擬](多選)某50 Hz的鉗形電流表的工作原理如圖所示.當(dāng)通有交流電的導(dǎo)線從環(huán)形鐵芯的中間穿過時(shí),與繞在鐵芯上的線圈相連的電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn).不考慮鐵芯的漏磁及各種能量損耗,已知n2

12、=1 000,則(  ) A.當(dāng)用該表測量50 Hz的交流電時(shí),電流表G中通過的是交流電流 B.當(dāng)用該表測量50 Hz的交流電時(shí),若電流表G中通過的電流為50 mA,則導(dǎo)線中的被測電流為50 A C.當(dāng)用該表測量50 Hz的交流電時(shí),若導(dǎo)線中通過的是10 A矩形脈沖交流電,電流表G中通過的電流是10 mA D.當(dāng)用該表測量400 Hz的電流時(shí),測量值比真實(shí)值偏小 答案:AB 解析:變壓器只改變交流電電壓,不改變其他,電流表G中通過的仍是交流電流,A正確;根據(jù)變壓器原、副線圈電流與匝數(shù)成反比:=,I1=I2=×0.05 A=50 A,B正確;若導(dǎo)線中通過的是10 A矩形脈沖交流電,當(dāng)

13、電流方向不發(fā)生改變時(shí),電流大小不變,副線圈中無感應(yīng)電流,C錯(cuò)誤;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和變壓器互感原理,改變交流電的頻率,不影響測量值的準(zhǔn)確性,D錯(cuò)誤. 9.[2019·重慶市萬州一中模擬](多選)在如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中,升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器,發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變,隨著發(fā)電廠輸出功率的增大,下列說法正確的有(  ) A.升壓變壓器的輸出電壓增大 B.降壓變壓器的輸出電壓增大 C.輸電線上損耗的功率增大 D.輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大 答案:CD 解析:由于發(fā)電廠的輸出電壓不變,升壓變壓器的匝數(shù)不變,所以升壓變壓器的輸出電壓不變

14、,A錯(cuò)誤;由于發(fā)電廠的輸出功率增大,則升壓變壓器的輸出功率增大,又升壓變壓器的輸出電壓U2不變,根據(jù)P=UI可得輸電線上的電流I線增大,輸電線上的電壓損失變大,則降壓變壓器的輸入電壓減小,降壓變壓器的輸出電壓減小,B錯(cuò)誤;根據(jù)P損=IR,又輸電線上的電流增大,電阻不變,所以輸電線上的功率損耗增大,C正確;根據(jù)P損=()2R,則有:=;升壓變壓器的輸出電壓U2不變,輸電線上的電阻不變,所以輸電線上損耗的功率占總功率的比例隨著發(fā)電廠輸出功率的增大而增大,D正確. 10.[2019·河南省鄭州一中測試](多選)如圖甲所示的電路中,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為10:1,在原線圈輸入端a、b接入如

15、圖乙所示的不完整的正弦交流電.電路中電阻R1=5 Ω,R2=6 Ω,R3為定值電阻,電壓表和電流表均為理想電表,開始時(shí)開關(guān)S斷開.下列說法正確的是(  ) A.電壓表的示數(shù)為15.56 V B.電流表的示數(shù)為1.41 A C.閉合開關(guān)S后,電壓表示數(shù)變大 D.閉合開關(guān)S后,電流表示數(shù)變大 答案:AD 解析:根據(jù)交變電流有效值定義可知題圖乙所示交變電壓的有效值滿足·=·T,得U==110 V,由理想變壓器變壓規(guī)律可知,電壓表示數(shù)為11 V,A項(xiàng)正確;由歐姆定律可知,副線圈電流為I== A,由變流規(guī)律可知,原線圈電流為 A,B項(xiàng)錯(cuò)誤;閉合開關(guān),副線圈電路的總電阻減小,輸出電壓不

16、變,輸出功率增大,故理想變壓器的輸入功率增大,所以電流表示數(shù)增大,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確. 11. [2019·山東省滕州十一中摸底](多選)如圖所示,理想變壓器副線圈1、2之間的匝數(shù)是總匝數(shù)的一半,二極管D具有單向?qū)щ娦?正向電阻為零,反向電阻為無窮大),R是可變電阻,K是單刀雙擲開關(guān),原線圈接在電壓不變的正弦交流電源上.下列說法正確的是(  ) A.若R的阻值不變,當(dāng)K分別接1和2時(shí),電壓表讀數(shù)之比為2:1 B.若R的阻值不變,當(dāng)K分別接1和2時(shí),電壓表讀數(shù)之比為:1 C.若K分別接1和2時(shí),R消耗的功率相等,則R的阻值之比為2:1 D.若K分別接1和2時(shí),R消耗的功率相

17、等,則R的阻值之比為:1 答案:BC 解析:設(shè)原線圈與副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,原線圈輸入電壓為U1,副線圈電壓為U2,當(dāng)K接2時(shí):=,此時(shí)電壓表示數(shù)U2=U22=U1,功率為P2=;若K與1相連,則=,此時(shí)電壓表的示數(shù)為U,則·=T,得U=,此時(shí)的功率為:P1=,由上分析知:若R的阻值不變,則電壓表的示數(shù)之比=,當(dāng)R消耗功率相等時(shí),阻值之比=,B、C正確. 12.[2019·陜西省部分學(xué)校摸底]心電圖儀是將心肌收縮產(chǎn)生的脈動(dòng)轉(zhuǎn)化為電壓脈沖的儀器,其部分電路可簡化為大電阻R1與交流電源串聯(lián),該電源輸出的電壓恒為U0,如圖所示.心電圖儀與一個(gè)理想變壓器的初級線圈相連,一個(gè)揚(yáng)聲器(可等

18、效為一個(gè)定值電阻R2)與該變壓器的次級線圈相連.若R2的功率此時(shí)最大,下列說法錯(cuò)誤的是(  ) A.大電阻R1兩端電壓為 B.理想變壓器初級線圈與次級線圈的匝數(shù)比值為 C.交流電源的輸出功率為 D.通過揚(yáng)聲器的電流為 答案:B 解析:設(shè)理想變壓器初級線圈和次級線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,初級線圈和次級線圈中的電流分別為I1、I2,根據(jù)理想變壓器的初級和次級線圈的電流和電壓關(guān)系可得I1n1=I2n2,=,設(shè)R2的功率為P,聯(lián)立則有P=IR2=-IR1+I(xiàn)1U0,由于揚(yáng)聲器有最大功率,則I1=、I2=,選項(xiàng)D正確;大電阻R1兩端電壓I1R1=,選項(xiàng)A正確;理想變壓器的初級和次級線圈

19、的匝數(shù)比值為==,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;交流電源的輸出功率為I1U0=,選項(xiàng)C正確,故本題選B. 13.[2019·湖南省益陽市、湘潭市調(diào)研]如圖所示,MN和PQ為處于同一水平面內(nèi)的兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌(電阻不計(jì)),垂直導(dǎo)軌放置金屬棒ab,金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好.N、Q端接理想變壓器的原線圈,理想變壓器的輸出端有三組副線圈,分別接有電阻元件R、電感元件L和電容元件C.在水平金屬導(dǎo)軌之間加豎直向下的勻強(qiáng)磁場,若用IR、IL、IC分別表示通過R、L和C的電流,則下列判斷中正確的是(  ) A.在ab棒沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)且ab棒上的電流已達(dá)到穩(wěn)定后,IR=0、IL=0、IC=0 B.在ab棒沿

20、導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)且ab棒上的電流已達(dá)到穩(wěn)定后,IR≠0、IL≠0、IC=0 C.若ab棒沿導(dǎo)軌在某一中心位置附近做簡諧運(yùn)動(dòng),則IR≠0、IL≠0、IC=0 D.若ab棒沿導(dǎo)軌在某一中心位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng)則IR≠0、IL=0、IC≠0 答案:A 解析:在ab棒勻速運(yùn)動(dòng)過程中,ab棒產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢,左邊原線圈中產(chǎn)生恒定的電流,形成恒定的磁場,穿過右側(cè)的三個(gè)副線圈中的磁通量不變,則副線圈中沒有感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生,所以IR=0、IL=0、IC=0,A正確,B錯(cuò)誤;若ab棒沿導(dǎo)軌在某一中心位置附近做簡諧運(yùn)動(dòng),原線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流,副線圈中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故IR≠0、IL≠0、IC≠0,C、

21、D錯(cuò)誤. 14.[2018·江蘇卷,2]采用220 kV高壓向遠(yuǎn)方的城市輸電.當(dāng)輸送功率一定時(shí),為使輸電線上損耗的功率減小為原來的,輸電電壓應(yīng)變?yōu)?  ) A.55 kV B.110 kV C.440 kV D.880 kV 答案:C 解析:輸送功率P=UI 輸電線上損耗的功率P損=I2r=2r∝. 當(dāng)P損減小為原來的時(shí),輸電電壓應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?倍. 15.如圖所示為某小型發(fā)電站的輸電示意圖,發(fā)電站輸出U1=220sin100πt(V)的交流電通過升壓變壓器升壓后進(jìn)行高壓輸電,接近用戶時(shí)再通過降壓變壓器降壓給用戶供電,圖中高壓輸電線部分總電阻為r,負(fù)載端的電壓表

22、是理想電壓表,下列有關(guān)描述正確的是(  ) A.若開關(guān)S1、S2都斷開,則電壓表示數(shù)為零 B.負(fù)載端所接收交流電的頻率為25 Hz C.深夜開燈時(shí)燈較亮是因?yàn)楦邏狠旊娋€上電壓損失減小的緣故 D.用電高峰期燈泡較暗,可通過減少降壓變壓器副線圈的匝數(shù)來提高其亮度 答案:C 解析:開關(guān)都斷開時(shí)降壓變壓器空載,其副線圈兩端有電壓,電壓表示數(shù)不為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;變壓器不能改變交流電的頻率,故負(fù)載端所接收交流電的頻率還是50 Hz,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;深夜大部分用戶已關(guān)燈,干路中電流減小,線路損耗也減小,用戶得到的電壓升高,故此時(shí)開燈較亮,選項(xiàng)C正確;用電高峰時(shí),負(fù)載增多,負(fù)載電阻減小,干路中電流

23、增大,因此輸電線路上損耗電壓增大,導(dǎo)致降壓變壓器的輸入電壓降低,為提高負(fù)載電壓,可增大降壓變壓器副線圈的匝數(shù),使負(fù)載電壓提高,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 16.有一種測量人體重的電子秤,其原理圖如圖所示,它主要由三部分構(gòu)成:踏板、壓力傳感器R(是一個(gè)阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實(shí)質(zhì)是理想電流表),設(shè)踏板的質(zhì)量可忽略不計(jì),已知理想電流表的量程為3 A,電源電動(dòng)勢為12 V,內(nèi)阻為2 Ω,電阻R隨壓力變化的函數(shù)式為R=30-0.02F(F和R的單位分別是N和Ω).則下列說法正確是(  ) A.該秤能測量的最大體重是1300 N B.體重為1300 N應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤2 A刻

24、度處 C.該秤零刻度線(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤0刻度處 D.該秤零刻線應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤的最大刻度處 答案:B 解析:電路中允許的最大電流為I1=3 A,由閉合電路歐姆定律E=I1(R+r)得,Rmin=2 Ω,代入R=30-0.02F得,F(xiàn)max=1400 N,A錯(cuò)誤;同理,體重為1300 N時(shí),I2=2 A,B正確;同理當(dāng)體重為零時(shí),I3=0.375 A,C、D均錯(cuò)誤. 課時(shí)測評 綜合提能力 課時(shí)練 贏高分 一、選擇題 1.[2019·廣東深圳二調(diào)]如圖甲所示,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1:n2=10:1,原線圈輸入的交流電壓如

25、圖乙所示,副線圈電路接有滑動(dòng)變阻器R和額定電壓為12 V、工作時(shí)內(nèi)阻為2 Ω的電動(dòng)機(jī).閉合開關(guān),電動(dòng)機(jī)正常工作,電流表示數(shù)為1 A,則(  ) A.副線圈兩端電壓為22 V B.電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為12 W C.通過電動(dòng)機(jī)的交流電頻率為50 Hz D.突然卡住電動(dòng)機(jī),原線圈輸入功率變小 答案:C 解析:由圖乙可知U1=220 V,又知n1:n2=10:1,則由=,得副線圈兩端電壓U2=22 V,A項(xiàng)錯(cuò)誤;電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P機(jī)=P總-P內(nèi)=1×12 W-12×2 W=10 W,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖乙可知,T=0.02 s,則f==50 Hz,C項(xiàng)正確;若卡住電動(dòng)機(jī),則副線圈回

26、路電流變大,再由P入=P出=I2U2,可知原線圈輸入功率變大,D項(xiàng)錯(cuò)誤. 2. (多選)如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,其中T1、T2為理想變壓器,輸電線電阻可等效為電阻r,燈L1、L2相同且阻值不變.現(xiàn)保持變壓器T1的輸入電壓不變,滑片P位置不變,當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),燈L1正常發(fā)光.則下列說法正確的是(  ) A.僅閉合開關(guān)S,燈L1會(huì)變亮 B.僅閉合開關(guān)S,r消耗的功率會(huì)變大 C.僅將滑片P下移,r消耗的功率會(huì)變小 D.僅將滑片P上移,電流表示數(shù)會(huì)變小 答案:BD 解析:僅閉合開關(guān)S,則負(fù)載端消耗的功率變大,T2副線圈中電流增大,T2原線圈中的電流也增大,則r上的電壓和功率增大

27、,則T2輸入電壓減小,燈L1兩端電壓減小,燈L1會(huì)變暗,故A錯(cuò)誤,B正確;僅將滑片P下移,則T1副線圈的匝數(shù)增多,副線圈電壓U2增大,燈L1兩端電壓也增大,通過燈L1的電流增大,則輸電線中的電流增大,電阻r消耗的功率增大,故C錯(cuò)誤;僅將滑片P上移,則T1副線圈的匝數(shù)減小,副線圈電壓U2減小,同理分析可知燈L1兩端電壓也減小,通過燈L1的電流減小,則輸電線中的電流減小,T1原線圈中的電流減小,則電流表示數(shù)減小,故D正確. 3.(多選)含有理想變壓器的電路圖如圖所示,電源電壓保持不變,若將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向左滑動(dòng),關(guān)于兩電表示數(shù)的變化,下列判斷正確的是(  ) A.電流表的示數(shù)變大

28、B.電流表的示數(shù)變小 C.電壓表的示數(shù)變大 D.電壓表的示數(shù)變小 答案:AC 解析:電源電壓保持不變,若將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向左滑動(dòng),接入電路中的電阻值減小,變壓器原線圈輸入電壓增大,根據(jù)變壓器變壓公式,可知副線圈輸出電壓增大,電壓表的示數(shù)變大,負(fù)載中的電流增大,副線圈輸出功率增大.根據(jù)理想變壓器輸入功率等于輸出功率,可知原線圈的輸入功率增大,原線圈輸入電流增大,電流表的示數(shù)變大,選項(xiàng)A、C正確,B、D錯(cuò)誤. 4.(多選)如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖,變壓器均為理想變壓器,發(fā)電機(jī)輸出功率P=20 kW.在輸電線路上接入一個(gè)電流互感器,其原、副線圈的匝數(shù)比為1:10,電流表

29、的示數(shù)為1 A,輸電線的總電阻r=10 Ω,則下列說法正確的是(  ) A.采用高壓輸電可以增大輸電線路中的電流 B.升壓變壓器的輸出電壓U2=2 000 V C.用戶獲得的功率為19 kW D.將P下移,用戶獲得的電壓將增大 答案:BC 解析:采用高壓輸電可以減小輸電線路中的電流,從而減小輸電損耗,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電流表的示數(shù)為1 A,電流互感器匝數(shù)比為1:10,故輸電線路中電流的大小I2=10 A,根據(jù)P=U2I2可得升壓變壓器的輸出電壓U2=2 000 V,選項(xiàng)B正確;線路損耗的功率Pr=I2r=1 kW,故用戶獲得的功率為19 kW,選項(xiàng)C正確;將P下移,降壓變壓器原線圈

30、匝數(shù)增大,用戶獲得的電壓將減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 5.(多選)如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為2:1,R1、R2為定值電阻,且R1=2R2,已知a、b兩端電壓按圖乙所示正弦規(guī)律變化.下列說法中正確的是(  ) A.電阻R2中的電流方向每秒鐘改變100次 B.電壓表示數(shù)為110 V C.電阻R1、R2消耗的功率之比為1:4 D.a(chǎn)、b兩端與副線圈兩端的電壓之比為3:1 答案:AD 解析:由u-t圖象可知周期T=0.02 s,頻率f=50 Hz,所以電阻R2中的電流方向每秒鐘改變100次,故A正確;由=可知U1=2U2,由=可知I1=0.5I2,而U2=I2R2,由

31、題可知220 V=U1+I(xiàn)1R1=2U2+U2=3U2,解得電壓表示數(shù)為U2=73.3 V,故B錯(cuò)誤;由功率P=I2R可知電阻R1、R2消耗的功率之比為1:2,故C錯(cuò)誤;a、b兩端與副線圈兩端的電壓之比為3U2:U2=3:1,故D正確. 6. [2019·河南濮陽一中模擬]如圖所示,兩個(gè)相同的燈泡,分別接在理想變壓器的原、副線圈上,燈泡電阻不隨溫度變化.已知原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2=2:1,電源交變電壓為U,題中U、I均表示有效值,則(  ) A.燈泡A、B兩端的電壓之比UA:UB=2:1 B.通過A、B的電流之比IA:IB=2:1 C.燈泡A、B消耗的功率之

32、比PA:PB=4:1 D.燈泡A、B兩端的電壓分別是UA=U,UB=U 答案:D 解析:通過燈泡A、B的電流分別為變壓器原、副線圈的電流,IA:IB=n2:n1=1:2,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;因?yàn)锳、B是兩只相同的燈泡,所以燈泡A、B兩端的電壓之比等于電流之比,故UA:UB=1:2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因?yàn)槭莾芍幌嗤臒襞荩牡墓β手鹊扔陔娏鞯钠椒街?,即PA:PB=1:4,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;因?yàn)闊襞軧兩端的電壓為副線圈兩端電壓,則原線圈兩端電壓U1=UB=2UB,而UA=UB,由于燈泡A跟原線圈串聯(lián),故UB+2UB=U,可得UA=U,UB=U,選項(xiàng)D正確. 7. (多選)某實(shí)驗(yàn)小

33、組自己動(dòng)手,在閉合鐵芯上繞制變壓器的原、副線圈,具體做法是:用外表涂有絕緣層的雙股導(dǎo)線繞了n1圈(ac和bd)作為原線圈,又用同樣的雙股導(dǎo)線繞了n2圈(eg和fh)作為副線圈,如圖所示.將此變壓器看作理想變壓器,輸入正弦式交變電流,則下列說法正確的是(  ) A.a(chǎn)b相連、cd相連、ef相連,a與c作為輸入端,g與h作為輸出端,原、副線圈電壓之比為n1:n2 B.a(chǎn)b相連、cd相連、ef相連、gh相連,a與c作為輸入端,e與g作為輸出端,原、副線圈電壓之比為n1:n2 C.bc相連、fg相連,a與d作為輸入端,e與h作為輸出端,原、副線圈電壓之比為n1:n2 D.bc相連、ef相

34、連、gh相連,a與d作為輸入端,e與g作為輸出端,原、副線圈電壓之比為n1:n2 答案:BC 解析:副線圈的ef相連,若g與h作為輸出端,那么穿過副線圈的磁通量始終為零,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;ab相連,cd相連,a與c作為輸入端,而副線圈的ef相連,gh相連,e與g作為輸出端,相當(dāng)于原、副線圈都是兩根導(dǎo)線的并聯(lián),匝數(shù)等于單根導(dǎo)線的匝數(shù),電壓比等于n1:n2,選項(xiàng)B正確;bc相連,fg相連,a、d作為輸入端,e、h作為輸出端,相當(dāng)于兩個(gè)線圈串聯(lián),原、副線圈的匝數(shù)同時(shí)翻倍,電壓比等于n1:n2,選項(xiàng)C正確;bc相連,a、d作為輸入端,相當(dāng)于匝數(shù)翻倍,為2n1,而ef相連,gh相連

35、,e、g作為輸出端,副線圈的匝數(shù)為n2,故電壓比等于2n1:n2,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 8.[2019·河北衡水中學(xué)檢測](多選)如圖所示,矩形線圈abcd與一個(gè)有抽頭的理想變壓器原線圈組成閉合電路.線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω,匝數(shù)為N,線圈電阻不計(jì).下列說法正確的是(  ) A.將原線圈抽頭P向上滑動(dòng)時(shí),燈泡變暗 B.電容器的電容C變大時(shí),燈泡變暗 C.線圈處于圖示位置時(shí),圖中交流電壓表讀數(shù)為零 D.若線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)?ω,則交流電壓表讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?倍 答案:AD 解析:將原線圈抽頭P向上滑動(dòng)時(shí),原線圈的匝數(shù)變大,

36、故變壓器輸出的電壓變小,燈泡變暗,選項(xiàng)A正確;電容器的電容C變大時(shí),電容對電流的阻礙作用變小,故燈泡變亮,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由題圖可知,線圈位于中性面,此時(shí)線圈瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢為零,但交流電壓表測量的是有效值,讀數(shù)不為零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)?ω,電壓的最大值變?yōu)樵瓉淼?倍,電壓的有效值變?yōu)樵瓉淼?倍,故交流電壓表的讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?倍,選項(xiàng)D正確. 9.如圖所示,在A、B間接入U(xiǎn)1=311sin314t(V)的正弦式交變電流,通過理想變壓器和相同的理想二極管D1、D2給阻值R=20 Ω的純電阻供電,變壓器原線圈匝數(shù)n1=1 100匝,副線圈匝數(shù)n2=200匝,Q為副線圈正中央抽頭.

37、為保證安全,二極管的反向耐壓值至少為U0,設(shè)電阻R上消耗的電功率為P,則(  ) A.U0=56.6 V,P=20 W B.U0=56.6 V,P=80 W C.U0=28.3 V,P=20 W D.U0=28.3 V,P=80 W 答案:A 解析:A、B間接入的正弦式交變電流的電壓有效值為u= V=220 V,根據(jù)=可得副線圈兩端電壓有效值為U2=40 V,而二極管的反向耐壓值至少為U0,U0是最大值,所以U0=40 V=56.6 V,Q為副線圈正中央抽頭,由于二極管的單向?qū)щ娦?,則R兩端電壓有效值為UR=20 V,所以R消耗的電功率為P== W=20 W,A正確. 10.(多

38、選)調(diào)壓變壓器就是一種自耦變壓器,它的構(gòu)造如圖乙所示,線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上,C、D之間輸入交變電壓,轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭P就可以調(diào)節(jié)M、N兩端的輸出電壓,圖乙中兩電表均為理想交流電表,R1、R2為定值電阻,R3為滑動(dòng)變阻器,現(xiàn)在C、D兩端輸入圖甲所示正弦式交變電流,變壓器視為理想變壓器.則下列說法正確的是(  ) A.由圖甲可知M、N兩端輸出交流電壓不可能高于36 V B.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),M、N之間輸出交流電壓的頻率變大 C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向上滑動(dòng)時(shí),電流表讀數(shù)變小,電壓表讀數(shù)變大 D.當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)時(shí),要保持電阻R2消耗的電功率不變,則應(yīng)適當(dāng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)

39、觸頭P 答案:CD 解析:由圖甲可知,C、D兩端輸入的交流電壓有效值為36 V,輸出端M、N間線圈匝數(shù)可以小于、等于或大于C、D間線圈匝數(shù),因此M、N兩端輸出交流電壓有效值可能高于36 V,A項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),M、N間線圈匝數(shù)增多,變壓器輸出電壓升高,但頻率與匝數(shù)無關(guān),保持不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)時(shí),R3接入電路的阻值增大,負(fù)載電阻增大,總電流減小,電阻R1兩端的電壓U1=IR1減小,電壓表讀數(shù)U=UMN-U1增大,通過電阻R2的電流增大,則電流表讀數(shù)變小,C項(xiàng)正確;當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)時(shí),R3接入電路的阻值減小,負(fù)載電阻減小,總電流增大,R1兩端的電

40、壓增大,故R2兩端的電壓減小,電阻R2消耗的電功率減小,要保持其電功率不變,則應(yīng)保持其兩端電壓不變,由U=UMN-U1可知應(yīng)增大UMN,即增加M、N間線圈匝數(shù),滑動(dòng)觸頭P應(yīng)該逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),D正確. 二、非選擇題 11.如圖,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T,邊長為L=10 cm的正方形線圈abcd共N=100匝,線圈電阻r=1 Ω.線圈繞垂直于磁感線的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=2π rad/s,外電路電阻R=4 Ω. (1)求感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值;由圖示位置轉(zhuǎn)過60°角時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢的值. (2)取π2=10,求線圈轉(zhuǎn)過一周電流產(chǎn)生的總熱量. (3)由圖示位置開始,求在

41、線圈轉(zhuǎn)過周期的時(shí)間內(nèi)通過電阻R的電荷量. 答案:(1)1.57 V (2)1 J (3)0.1 C 解析:(1)由題意可得,感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值 Em=NBL2ω=100×0.5×0.12×2π V=3.14 V 由圖示位置轉(zhuǎn)過60°角時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢 e=Emcos60°=3.14×0.5 V=1.57 V (2)周期T=2π/ω=1 s 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周電流產(chǎn)生的熱量 Q=2·T/(R+r) 聯(lián)立解得Q=1 J (3)Δt=T時(shí)間內(nèi)通過電阻R的電荷量q=·Δt = =N ΔΦ=BL2-0 聯(lián)立解得q=0.1 C 12.一小型水電站,其交流發(fā)電機(jī)與升壓變壓器原線圈連

42、接,如圖為輸電示意圖.升壓變壓器原線圈的輸入功率為P1=1 000 kW,輸入電壓為U1=1 000 V,在輸電過程中,要求能量損耗等于原線圈輸入功率的4%,已知輸電線電阻為16 Ω,用戶降壓變壓器的輸出電壓為240 V,求: (1)升壓變壓器原線圈中的電流I1; (2)輸電線中的電流I線; (3)升壓變壓器與降壓變壓器的匝數(shù)比各為多少? 答案:(1)1 000 A (2)50 A (3)1:20 80:1 解析:(1)升壓變壓器原線圈中的電流 I1==1 000 A (2)根據(jù)P線=IR線得 I線= = =50 A (3)升壓變壓器的匝數(shù)比== 根據(jù)能量守恒定律,可得P3=P2-P線 又P2=P1 故U3===1.92×104 V 降壓變壓器的匝數(shù)比 === 18

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