2020年高考物理復(fù)習(xí) 知能演練提升 第十章 第二講 每課一測

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1、 [每課一測] 1.一輸入電壓為220 V，輸出電壓為36 V的變壓器副線圈燒壞。為獲知此變壓器原、副線圈匝數(shù)，某同學(xué)拆下燒壞的副線圈，用絕緣導(dǎo)線在鐵芯上新繞了5匝線圈，如圖1所示，然后將原線圈接到220 V交流電源上，測得新繞線圈兩端的電壓為1 V。按理想變壓器分析，該變壓器燒壞前的原、副線圈匝 數(shù)分別為 (　　) 圖1 A．1 100,360　　　　　　　 B．1 100,180 C．2 200,180 D．2 200,360 解析：本題考查理想變壓器，意在考查考生對理想變壓器變壓原理的理解，并能正確應(yīng)用電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系，解答變壓器問題

2、的能力。由于理想變壓器的電壓比與原、副線圈匝數(shù)比的關(guān)系為＝，＝，所以對于改裝后的變壓器有：＝，n1＝1 100匝，對改裝前的變壓器則有：＝，故n2＝180匝，正確選項為B。 答案：B 2．一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電壓，其最大值保持不變，副線圈接有可調(diào)電阻R。設(shè)原線圈的電流為I1，輸入功率為P1，副線圈的電流為I2，輸出功率為P2，當R增大時(　　) A．I1減小，P1增大 B．I1減小，P1減小 C．I2增大，P2減小 D．I2增大，P2增大 解析：理想變壓器(副線圈上電壓不變)當負載電阻R增大時，電流I2減小，由P2＝U2I2可知，功率P2也減小，

3、所以B正確。 答案：B 3.如圖2所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，原線圈接入一電壓為u＝U0sinωt的交變電源，副線圈接一個R＝27.5 Ω的負載電阻。若U0＝220 V，ω＝100π rad/s，則下述結(jié)論正確的是(　　) 圖2 A．副線圈中電壓表的讀數(shù)為55 V B．副線圈中輸出交變電流的周期為 s C．原線圈中電流表的讀數(shù)為0.5 A D．原線圈中的輸入功率為110 W 解析：副線圈中電壓表讀數(shù)為副線圈電壓的有效值U2＝＝55 V，A對；副線圈中交變電流的周期等于原線圈中交變電流電壓的周期T＝＝ s，B錯；原線圈中的電流I1＝＝＝0

4、.5 A，C對；原線圈中的輸入功率P＝＝110 W，D錯。 答案：AC 4．(2020·蘭州一模)一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶5。原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u隨時間t的變化規(guī)律如圖3所示。副線圈僅接入一個10 Ω的電阻。則(　　) A．流過電阻的最大電流是20 A B．與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是141 V 圖3 C．變壓器的輸入功率是1×103 W D．在交變電流變化的一個周期內(nèi)，電阻產(chǎn)生的焦耳熱是2×103 J 解析：由圖像知，輸入電壓的最大值為220 V，周期為0.02 s，由電壓與匝數(shù)比關(guān)系知，輸出電壓最大值為100 V，流過電阻的電

5、流最大值為10 A，輸出電壓有效值為100 V，電流有效值為10 A，輸出功率為1 000 W，電阻在一個周期內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱為20 J，故A、B、D錯誤，C正確。 答案：C 5．如圖4甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，電阻R＝22 Ω，各電表均為理想電表。原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖乙所示。下列說法正確的是(　　) 圖4 A．該輸入電壓的頻率為100 Hz B．電壓表的示數(shù)為22 V C．電流表的示數(shù)是1 A D．電阻R消耗的電功率是22 W 解析：由圖像可知，原線圈輸入電壓的周期為T＝0.02 s，頻率為f＝50 Hz，A錯；原線圈輸入電壓的有效值為220

6、V，副線圈的輸出電壓為22 V，B對；電阻R消耗的電功率是P＝ W＝22 W，電流表的示數(shù)是I＝ A＝0.1 A，C錯，D對。 答案：BD 6．如圖5甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，b是原線圈的中心抽頭，圖中電表均為理想的交流電表，定值電阻R＝10 Ω，其余電阻均不計，從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上如圖乙所示的交變電壓，則下列說法中正確的是(　　) 圖5 A．當單刀雙擲開關(guān)與a連接時，電壓表的示數(shù)為22 V B．當單刀雙擲開關(guān)與a連接且t＝0.01 s時，電流表示數(shù)為零 C．當單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時，原線圈的輸入功率變大 D．當單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時，

7、副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5 Hz 解析：原線圈輸入電壓的有效值為U1＝ V＝220 V，當單刀雙擲開關(guān)與a連接時，U2＝U1＝22 V，A選項正確；當t＝0.01 s時，電流表示數(shù)不為零，電流表測量的是有效值，B選項錯誤；當單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時，U2′＝U1＝44 V，輸出功率增大，原線圈的輸入功率也增大，此時輸出電壓的頻率不變，C選項正確，D選項錯誤。 答案：AC 7．(2020·西寧模擬)如圖6所示，50匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強度大小B＝ T的水平勻強磁場中，線框面積S＝0.5 m2，線框電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸OO′以角速度ω＝200 rad/s勻速轉(zhuǎn)動，并

8、與理想變壓器原線圈相連，副線圈接入一只“220 V,60 W”燈泡，且燈泡正常發(fā)光，熔斷器允許通過的最大電流為10 A，下列說法正確的是 (　　) 圖6 A．圖示位置穿過線框的磁通量為零 B．線框中產(chǎn)生交變電壓的有效值為500 V C．變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為25∶11 D．允許變壓器輸出的最大功率為5 000 W 解析：圖示位置穿過線圈的磁通量最大，A錯；產(chǎn)生的交變電流的最大電動勢Em＝NBSω＝500 V，有效值為500 V，B錯；變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為500∶220＝25∶11，C對；允許變壓器輸出的最大功率為500×10 W＝5 000 W，D對。 答案：

9、CD 8．鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖7甲所示。圖甲中電流表的讀數(shù)為1.2 A。圖乙中用同一電纜線繞了3匝，則(　　) 圖7 A．這種電流表能測直流電流，圖乙的讀數(shù)為2.4 A B．這種電流表能測交流電流，圖乙的讀數(shù)為0.4 A C．這種電流表能測交流電流，圖乙的讀數(shù)為3.6 A D．這種電流表既能測直流電流，又能測交流電流，圖乙的讀數(shù)為3.6 A 解析：該鉗形電流表的工作原理為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所以只能測交流電流，且電流與匝數(shù)成反比，故C項正確。 答案：C 9．如圖8所示，T為理想變壓器，副線圈回路中的輸電線ab和cd的電阻不可忽略，其余輸電線電阻可不計，則當電鍵S閉合時(　

10、　) 圖8 A．交流電壓表V2和V3的示數(shù)一定都變小 B．交流電壓表V3的示數(shù)變小 C．交流電流表A1、A2和A3的示數(shù)一定都變大 D．只有A1的示數(shù)變大 解析：因為U不變，＝可得U2不變；當S閉合后副線圈所在電路總電阻R減小，由I2＝可知電流I2增大；由UI1＝U2I2得I1＝，故I1增大；而電阻R1兩端電壓U3＝U2－I2R′，故U3變小，I3＝變小。綜上所述，I1、I2增大，I3減小，U2不變，U3減小，故只有B項正確。 答案：B 10．圖9為某小型水電站的電能輸送示意圖，發(fā)電機通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電，已知輸電線的總電阻R＝10 Ω，降壓變壓器T

11、2的原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，副線圈與用電器R0組成閉合電路。若T1、T2均為理想變壓器，T2的副線圈兩端電壓u＝220 sin100πt(V)，當用電器電阻R0＝11 Ω時(　　) 圖9 A．通過用電器R0的電流有效值是20 A B．升壓變壓器的輸入功率為4 650 W C．發(fā)電機中的電流變化頻率為100 Hz D．當用電器的電阻R0減小時，發(fā)電機的輸出功率減小 解析：由T2的副線圈兩端電壓的表達式知，副線圈兩端的電壓有效值為220 V，電流為I＝ A＝20 A，A對；由于輸電線電流I′＝ A＝5 A，所以升壓變壓器的輸入功率為P＝P線＋PR0＝52×10 W＋202×11

12、 W＝4 650 W，B對；發(fā)電機中的電流變化頻率與T2的副線圈兩端電壓的頻率相同，也為50 Hz，C錯； 當用電器的電阻R0減小時，其消耗的功率變大，發(fā)電機的輸出功率變大，D錯。 答案：AB 11.如圖10所示，理想變壓器原線圈與一10 V的交流電源相連，副線圈并聯(lián)兩個小燈泡a和b。小燈泡a的額定功率為0.3 W，正常發(fā)光時電阻為30 Ω。已知兩燈泡均正常發(fā)光，流過原線圈的電流為0.09 A，則求： 圖10 (1)原、副線圈的匝數(shù)比； (2)流過燈泡b的電流。 解析：(1)由P＝可知燈泡a兩端電壓即副線圈兩端電壓U2＝＝3 V，故＝＝； (2)由理想變壓器輸

13、入功率等于輸出功率可得I1U1＝Pa＋IbU2，解之有Ib＝0.2 A 答案：(1)　(2)0.2 A 12．(2020·江蘇高考)圖11甲為一理想變壓器，ab 為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的 u－t 圖像如圖乙所示。若只在 ce 間接一只 Rce ＝400 Ω的電阻，或只在de間接一只Rde＝225 Ω的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為 80 W。 圖11 (1)請寫出原線圈輸入電壓瞬時值uab 的表達式； (2)求只在ce間接400 Ω電阻時，原線圈中的電流 I1； (3)求ce和de間線圈的匝數(shù)比。 解析：(1)由題圖乙知ω＝200π rad/s 電壓瞬時值uab＝400sin 200πt(V) (2)電壓有效值U1＝200 V 理想變壓器P1＝P2 原線圈中的電流I1＝ 解得I1≈0.28 A(或 A) (3)設(shè)ab間匝數(shù)為n1 ＝ 同理＝ 由題意知＝ 解得＝ 代入數(shù)據(jù)得＝ 答案：(1)uab＝400sin200πt(V) (2)0.28 A(或 A) (3)