2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 瘋狂專練19 理想變壓器 遠(yuǎn)距離輸電(含解析)

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1、理想變壓器 遠(yuǎn)距離輸電專練十九理想變壓器 遠(yuǎn)距離輸電一、考點(diǎn)內(nèi)容(1)變壓器的基本原理和動態(tài)分析;(2)遠(yuǎn)距離輸電問題。二、考點(diǎn)突破1如圖所示,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1n212,副線圈與阻值R10 的電阻相連,原線圈兩端所加的電壓u10sin 100t(V),下列說法正確的是()A交流電壓表的示數(shù)為14.1 VB原線圈中的電流為4 AC電阻R消耗的電功率為400 WD副線圈中交流電的頻率為100 Hz2有一理想變壓器,副線圈所接電路如圖所示,燈L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡。當(dāng)S斷開時,燈L1正常發(fā)光。S閉合后,下列說法正確的是()A電阻R消耗的電功率增大B燈L1、L2都能正常發(fā)光C

2、原線圈的輸入功率減小D原、副線圈的電流比減小3如圖甲所示,理想變壓器的原線圈電路中裝有0.5 A的保險絲L(電阻忽略不計(jì)),原線圈匝數(shù)n1600,副線圈匝數(shù)n2120。當(dāng)原線圈接在如圖乙所示的交流電源上,要使整個電路和用電器正常工作,則副線圈兩端可以接()A阻值為12 的電阻B并聯(lián)兩盞“36 V40 W”的燈泡C工作頻率為10 Hz的用電設(shè)備D耐壓值為36 V的電容器4(多選)圖(a)所示,理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為41,RT為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻,R1為定值電阻,電壓表和電流表均為理想交流電表。原線圈所接電壓u隨時間t按正弦規(guī)律變化,如圖(b)所示。下列說法正確的是()A變壓

3、器輸入、輸出功率之比為41B變壓器原、副線圈中的電流強(qiáng)度之比為14Cu隨t變化的規(guī)律為u51sin(50t)(國際單位制)D若熱敏電阻RT的溫度升高,則電壓表的示數(shù)不變,電流表的示數(shù)變大5(多選)如圖所示,矩形線圈abcd與理想變壓器原線圈組成閉合電路。線圈在有界勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉(zhuǎn)動,磁場只分布在bc邊的左側(cè),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,線圈面積為S,轉(zhuǎn)動角速度為,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向上滑動時,燈泡變暗B電容器的電容C變大時,燈泡變暗C圖示位置時,矩形線圈中瞬時感應(yīng)電動勢最大D若線圈abcd轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)?,則變壓器原線圈電壓的有效值為NB

4、S6(多選)鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖甲所示。圖甲中電流表的讀數(shù)為0.9 A,圖乙中用同一電纜線繞了3匝,則()A這種電流表能測出交變電流的有效值B這種電流表既能測直流電流,又能測交變電流C這種電流表能測交變電流,圖乙的讀數(shù)為0.3 AD這種電流表能測交變電流,圖乙的讀數(shù)為2.7 A7如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101,b是原線圈的中心抽頭,電壓表和電流表均為理想電表,從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓,其瞬時值表達(dá)式為u1220sin 100t(V),則()A當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時,電壓表的示數(shù)為22 VB當(dāng)t s時,c、d間的電壓瞬時值為110 VC單刀雙擲開關(guān)與a連

5、接,在滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中,電壓表和電流表的示數(shù)均變小D當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時,電壓表和電流表的示數(shù)均變小8如圖甲所示的電路中,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為101,原線圈接入圖乙所示的不完整的正弦交流電,副線圈接火災(zāi)報警系統(tǒng)(報警器未畫出),電壓表和電流表均為理想電表,R0和R1為定值電阻,R為半導(dǎo)體熱敏電阻,其阻值隨溫度的升高而減小,下列說法中正確的是()AR處出現(xiàn)火警時電壓表示數(shù)增大BR處出現(xiàn)火警時電流表示數(shù)減小C圖乙中電壓的有效值為220 VD電壓表的示數(shù)為11 V9為了浴室用電安全,某同學(xué)用理想變壓器降壓給浴室供電;如圖所示,理想變壓器原線圈輸入交變電壓u311sin

6、100t(V),變壓器原、副線圈匝數(shù)比為51,已知照明燈額定功率為66 W,排氣扇電動機(jī)內(nèi)阻為1 ,電流表示數(shù)為3 A,各用電器均正常工作,電表均為理想電表,則()A電壓表示數(shù)為62 VB變壓器的輸入功率為186 WC排氣扇輸出功率為63.75 WD保險絲熔斷電流不得低于3 A10(多選)理想變壓器原線圈a匝數(shù)n1200匝,副線圈b匝數(shù)n2100匝,線圈a接在u44sin 314t V的交流電源上,“12 V6 W”的燈泡恰好正常發(fā)光,電阻R216 ,電壓表V為理想電表。下列推斷正確的是()A交變電流的頻率為100 HzB穿過鐵芯的磁通量的最大變化率為 Wb/sC電壓表V的示數(shù)為22 VDR1

7、消耗的功率是1 W11(多選)如圖所示,有一矩形線圈的面積為S,匝數(shù)為N,內(nèi)阻不計(jì),繞OO軸在水平方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以角速度做勻速轉(zhuǎn)動,從圖示位置開始計(jì)時。矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器,滑動觸頭P上下移動時可改變輸出電壓,副線圈接有可調(diào)電阻R,下列判斷正確的是()A矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為eNBScos tB矩形線圈從圖示位置經(jīng)過時間內(nèi),通過電流表的電荷量為零C當(dāng)P位置不動,R增大時,電壓表讀數(shù)也增大D當(dāng)P位置向上移動,R不變時,電流表讀數(shù)變大12如圖所示,負(fù)載電阻R接在理想變壓器的副線圈上,虛線部分可以用一個電阻R1來等效替代,R1稱為等效電阻,這里的等效是指

8、輸入電路的電壓、電流、功率不變。若理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比為n1n2,則有()AR12RBR12RCR1R DR1R答案二、考點(diǎn)突破1【答案】B【解析】交流電壓表的示數(shù)為電壓的有效值,所以電壓表的示數(shù)為10 V,所以A錯誤。根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可得,副線圈的電壓為20 V,所以電阻R上消耗的電功率為P W40 W,所以C錯誤。副線圈的電流為I2 A2 A,根據(jù)電流與匝數(shù)成反比可得,原線圈中的電流為4 A,所以B正確。變壓器不會改變電流的頻率,所以副線圈輸出交流電的頻率為f50 Hz,所以D錯誤。2【答案】A【解析】當(dāng)S閉合后,由變壓器電壓與匝數(shù)比關(guān)系:,可知副線圈電壓U2不變,而電路的

9、電阻減小,所以副線圈的電流增大,由PI2R知R消耗的電功率增大,故A正確;當(dāng)S閉合后,電路的電阻減小,副線圈的電流增大,所以電阻R的電壓增大,而副線圈電壓U2不變,所以燈泡兩端的電壓減小,燈L1、L2都不能正常發(fā)光,故B錯誤;由于副線圈中負(fù)載電阻減小,消耗的功率為P,故消耗的功率增大,又因?yàn)檩斎牍β实扔谳敵龉β?,故原線圈的輸入功率增大,所以C錯誤;由電流與匝數(shù)關(guān)系,知變壓器原、副線圈的匝數(shù)不變,故原、副線圈中電流之比不變,故D錯誤。3【答案】B【解析】根據(jù)圖乙可知,原線圈輸入的交變電壓的最大值U1m180 V,有效值U1180 V,周期T10.02 s,頻率f150 Hz,又因?yàn)閚1n251,

10、所以副線圈的輸出電壓的最大值為U2m36 V,有效值U236 V,周期T2T10.02 s,頻率f2f150 Hz,故選項(xiàng)C錯誤;若副線圈兩端接阻值為12 的電阻,則I23 A,I10.6 A0.5 A,即流過保險絲的電流超過了其熔斷電流,選項(xiàng)A錯誤;若并聯(lián)兩盞“36 V40 W”的燈泡,流過保險絲的電流I10.2I20.22 A A36 V,即超過了電容器的耐壓值,故選項(xiàng)D錯誤。4【答案】BD【解析】由題意,理想變壓器輸入、輸出功率之比為11,選項(xiàng)A錯誤;變壓器原、副線圈中的電流強(qiáng)度與匝數(shù)成反比,即,故選項(xiàng)B正確;由題圖(b)可知交流電壓最大值Um51 V,周期T0.02 s,角速度100

11、rad/s,則可得u51sin(100t)(V),故選項(xiàng)C錯誤;RT的溫度升高時,阻值減小,電流表的示數(shù)變大,電壓表示數(shù)不變,故選項(xiàng)D正確。5【答案】AD【解析】在圖中將原線圈抽頭P向上滑動時,原線圈的匝數(shù)變大,故輸出的電壓變小,燈泡變暗,選項(xiàng)A正確;電容器的電容C變大時,電容器對電流的阻礙作用變小,故燈泡變亮,選項(xiàng)B錯誤;圖示位置時,線圈位于中性面位置,故矩形線圈中瞬時感應(yīng)電動勢最小,選項(xiàng)C錯誤;若線圈abcd轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)?,且線圈轉(zhuǎn)動一周只有半周產(chǎn)生感應(yīng)電壓,在這半周中,電壓的最大值是2NBS,設(shè)變壓器原線圈電壓的有效值為U,則T,即UNBS,選項(xiàng)D正確。6【答案】AD【解析】由于變壓

12、器工作原理是通過原線圈的電流發(fā)生變化,則原線圈產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化,故穿過副線圈的磁通量發(fā)生變化,從而在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故這種電流表只能測交變電流,而且測量的是交變電流的有效值,故A正確B錯誤;根據(jù)輸入功率和輸出功率的關(guān)系有:P1P2,即U1I1U2I2,所以:,由題意可知:當(dāng)n11,I20.9 A,即,當(dāng)n13時:,解得:I22.7 A,故C錯誤,D正確。7【答案】A【解析】當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時,原、副線圈的匝數(shù)比為101,原線圈兩端的電壓有效值U1 V220 V,根據(jù),代入數(shù)據(jù)得U222 V,故電壓表的示數(shù)為22 V,A正確;當(dāng)t s時,c、d間電壓的瞬時值為u220sin 100

13、 V110 V,故B錯誤;當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接,滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中,滑動變阻器電阻的阻值變大,電壓不變,電流表示數(shù)減小,故C錯誤;當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時,原線圈匝數(shù)減小,根據(jù),所以U2變大,電壓表和電流表的讀數(shù)均變大,故D錯誤。8【答案】D【解析】R處溫度升高時,阻值減小,電壓表示數(shù)不變,副線圈電流增大,而輸出功率和輸入功率相等,所以原線圈電流增大,即電流表示數(shù)增大,故A、B錯誤;設(shè)將此電壓加在阻值為R的電阻上,電壓的最大值為Um,電壓的有效值為U,T,代入數(shù)據(jù)得圖乙中電壓的有效值為110 V,故C錯誤;變壓器原、副線圈中的電壓與匝數(shù)成正比,所以變壓器原、副線圈中的電壓之比

14、是101,所以電壓表的示數(shù)為11 V,故D正確。9【答案】C【解析】變壓器輸入交變電壓u311sin 100t(V),有效值U220 V,變壓器原、副線圈匝數(shù)比為51,所以副線圈電壓U244 V,故A錯誤;電流表示數(shù)為3 A,所以輸出功率P443 W132 W,所以變壓器的輸入功率為132 W,故B錯誤;照明燈的電流I1 A1.5 A,則排氣扇的電流為I23 A1.5 A1.5 A,則排氣扇輸出功率為P出I2U2I22r1.544 W1.521 W63.75 W,選項(xiàng)C正確;變壓器的初級電流為II次 A0.6 A,故保險絲熔斷電流不得低于0.6 A,選項(xiàng)D錯誤。10【答案】BD【解析】由u44

15、sin 314t V知2f314得:f50 Hz,A錯;在副線圈中,小燈泡正常發(fā)光,知副線圈中的電流為0.5 A,進(jìn)而可求出R2兩端的電壓為8 V,故副線圈兩端的電壓為20 V,電壓表的示數(shù)為20 V,C錯;副線圈兩端電壓的最大值為20 V;由法拉第電磁感應(yīng)定律知:n220 V,可得: Wb/s,B對;由和,可知原線圈兩端的電壓為40 V,電流為0.25 A,故加在R1兩端的電壓為44 V40 V4 V,故R1消耗的功率為 1 W,D對。11【答案】AD【解析】從垂直于中性面時開始計(jì)時,矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為eNBScos t,故A正確;矩形線圈從圖示位置經(jīng)過時間內(nèi),轉(zhuǎn)過的角度為t,磁通量一直增加,電流方向沒有改變,故通過電流表的電荷量為:qN0(其中R1為回路的等效電阻),故B錯誤;交流發(fā)電機(jī)內(nèi)電阻不計(jì),故變壓器輸入電壓不變,根據(jù)理想變壓器的變壓比公式,當(dāng)P位置不動,R增大時,電壓表讀數(shù)不變,仍然等于發(fā)電機(jī)的電動勢有效值,故C錯誤;當(dāng)P位置向上移動,R不變時,根據(jù)理想變壓器的變壓比公式,輸出電壓變大,故電流變大,功率變大,故輸入電流也變大,故電流表讀數(shù)變大,故D正確。12【答案】B【解析】設(shè)副線圈中的電流為I,則副線圈兩端的電壓為IR,根據(jù),得:U1IR,由,得:I1I,等效電阻:R12R,故選項(xiàng)B正確。7

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