高考物理复习联系题-恒定电流交变电流变压器
学习资料 2021-03-18 527
选择题(共15小题，每小题4分，共60分。在每小题给出的四个选项中，第1～9题只有一项符合题目要求，第10～15题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)
1. (2014·天津理综，2)如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置。闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是( )
A.增大R1的阻值 B.增大R2的阻值
C.增大两板间的距离 D.断开电键S
3.(2015·北京理综，19)如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A;R1的阻值等于电流表内阻的;R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是( )
A.将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 A
B.将接线柱1、20.02 A
C.将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A
D.将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A
4.(2015·四川理综，4)小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压( )
A.峰值是e0 B.峰值是2e0
C.有效值是Ne0 D.有效值是Ne0
5.(2015·新课标全国卷，16)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别220 V的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则( )
A.U=66 V，k= B.U=22 V，k=
C.U=66 V，k= D.U=22 V，k=
6.(2015·广东理综，15)如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220 V降至110 V，调节前后( )
A.副线圈中的电流比为1∶2
B.副线圈输出功率比为2∶1
C.副线圈的接入匝数比为2∶1
D.原线圈输入功率比为1∶2
7.(2015·安徽理综，16)图示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是( )
A.电压表V1示数增大
B.电压表V2V3示数均增大
C.该变压器起升压作用
D.变阻器滑片是沿c→d的方向滑动
8.(2015·福建理综，15)图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u=Umsin ωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为
A.() B.()
C.4()2()2r D.4()2()2r
9.(2014·四川理综，1)如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则( )
A.用户用电器上交流电的频率是100 Hz
B.发电机输出交流电的电压有效值是500 V
C.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D.当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
10.(2014·天津理综，7)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a，b所示，则( )
A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合
B.曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3
C.曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz
D.曲线b表示的交变电动势有效值为10 V
11.(2014·广东理综，19)如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合电键S，下列说法正确的是( )
A.P向下滑动时，灯L变亮
B.P向下滑动时，变压器的输出电压不变
C.P向上滑动时，变压器的输入电流变小
D.P向上滑动时，变压器的输出功率变大
12. (2014·山东理综，17)如图，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上.闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A。以下判断正确的是( )
A.变压器输入功率为484 W
B.通过原线圈的电流的有效值为0.6 A
C.通过副线圈的电流的最大值为2.2 A
D变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶3
13.(2014·新课标全国卷，21)如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则(
A.Uab∶Ucd=n1∶n2
B.增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小
C.负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大
D.将二极管短路，电流表的读数加倍
14.(2015·天津理综，6)如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则( )
A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大
B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小
C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大
D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小
15.(2015·海南单科，10)如图，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源;副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，负载电阻的阻值R=11R0，是理想电压表，现将负载电阻的阻值减小为R=5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为5.0 V，则( )
A.此时原线圈两端电压的最大值约为34 V
B.24 V
C.原线圈两端原来的电压有效值约为68 V
D.原线圈两端原来的电压有效值约为48 V
参考答案
1.C [欧姆定律I=，电流的微观表达式I=neSv，电阻定律R=ρ，则金属棒内场强大小为E===ρnev，故C正确。]
2.B [设油滴质量为m，电荷量为q，两板间距离为d，当其静止时，有q=q=mg;由题图知，增大R1，UR1增大，油滴将向上运动;增大R2，油滴受力不变，仍保持静止;由E=知，增大d，U不变时，E减小，油滴将向下运动;断开电键S，电容器将通过R1、R2放电，两板间场强变小，油滴将向下运动，故只有B项正确。]
3.C [当接线柱1、2接入电路时，R1与电流表并联，由于R1=，可知流过R1的电流为流过电流表电流的2倍，所以1、2接线柱间的电流为通过电流表电流的3倍，所以每一小格是原来的3倍，即为0.06 A，所以A、B错误;当接线柱1、3接入电路时，电流表与R1并联，然后再与R2串联，串联电阻对电流无影响，与1、2接入电路的效果一样，所以每一小格表示0.06 A，C正确，D错误。]
4.D [矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，所以发电机的电动势峰值为2Ne0，A、B错误;由于不计线圈的电阻，所以电机的输出电压峰值为2Ne0，故有效值为=Ne0，故D正确。]
5.A [原、副线圈电压比等于匝数比，根据副线圈负载电阻的电压U，可知副线圈电压为U，原线圈电压为3U，副线圈电流I2=，根据=得原线圈电流I1=，那么原线圈输入电压220 V=3U+·R，整理可得U=66 V;原、副线圈电阻消耗的功率根据P=I2R，电阻相等，I1∶I2=1∶3，可得功率之比为P1∶P2=1∶9，即k=。根据以上分析可知选项A正确。]
6.C [在输入电压U1和原线圈匝数n1不变的情况下，使输出电压U2有效值由220 V降至110 V，由=知，副线圈接入匝数应该减为原来的一半，故副线圈的接入匝数之比为2∶1，故C正确;副线圈电压减半，电阻不变，电流也随之减半，所以电流之比为2∶1，故A错误;由P=UI知，输出功率之比为4∶1，故B错误;副线圈输出功率等于原线圈输入功率，所以原线圈输入功率之比为4∶1，故D错误。]
7.D [由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，故电压表V1示数不变，选项A错误;由理想变压器原理公式=且U1、n1、n2不变，则U2不变，即V2的示数不变，V3的示数U3=U2-I2R0应减小，故选项B错误;由公式=得：===4，则n1>n2，该变压器起降压作用，故C错误;又I2=，I2增大，R应减小，故滑片应沿c→d方向滑动，故D正确。]
8.C [原线圈电压的有效值：U1=，根据=可求：
U2= 又因为是理想变压器所以T的副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率P所以输电线上的电流I=输电线上损失的电功率为P′=I22r=4r，所以C正确，A、B、D错误。]
9.D [由乙图可知T=0.02 s，Um=500 V，所以f==50 Hz，U=250 V，选项A、B均错;设用户线路上的总电流为I户降压变压器的匝数比为，则I线=I户=·，由上式可知输电线的电流还与用电器的总电阻有关，选项C错;当用户用电器的总电阻增大时，用电器中的总电流I户减小，由I线=I户可知I线减小，又因P损=IR，所以输电线上损失的功率减小，选项D正确。]
10.AC [线圈位于中性面时，磁通量最大、电动势为零，结合e-t图知，A正确;转速之比等于周期的反比，故该比值为3∶2，B错;频率为周期的倒数，a的周期为0.04 s，频率为25 Hz，C对;正弦交流电动势的有效值为E==，已知Ea=V，且ωb=ωa，故可知Eb=× V= V，D错。]
11.BD [由于理想变压器输入电压不变，据公式=，则副线圈电压U2不变，滑片P滑动时，对灯泡电压没有影响，故灯泡亮度不变，则A错误;滑片P下滑，电阻变大，但副线圈电压由原线圈电压决定，则副线圈电压不变，故B正确;滑片P上滑，电阻减小，电I2增大，据=则原线圈输入电流I1也增大，故C错误;此时变压器输出功率P2=U2I2将变大，故D正确。]
12.BD [用电器正常工作，则知变压器输出电压U2=60 V，理想变压器输入功率等于输出功率，则P1=P2=U2I2=60×2.2 W=132 W，故A错误;通I1== A=0.6 A，故B正确;通过副线圈的电流最大值为I2m=2.2× A≈3.1 A，故C错误;变压器原、副线圈匝数比为===，故D正确。]
13.BD [若变压器初级电压为Uab，则次级电压为U2=Uab;由于二极管的单向导电性使得副线圈中的反向电流为零，由有效值的定义可得T=·解得Ucd=U2，故=，选项A错误;增大负载的阻值R，则变压器次级电流减小，则初级电流也减小，即电流表的读数减小，选项B正确;cd间的电压由变压器的初级电压决定，与负载电阻R的大小无关，选项C错误;若二极管短路则Ucd′=U2=Ucd，故此时R消耗的功率P′=为原来的2倍，则次级电流会加倍，则初级电流也加倍，选项D正确。]
14.BC [Q位置不动，副线圈电压U2不变，当P上滑时，R增大，由P=可知总功率减小，原线圈电压U1不变，由P=U1I1可知原线圈电流I1减小，故A错误，B正确;当P位置不动，Q上滑时，由=知U2增大，同理分析原线圈电流I1增大，故C正确，D错误。]
15.AD [当负载电阻的阻值减小为R=5R0时，根据串、并联电路规律，R两端电压为R0两端电压的5倍，因为电压表测量R两端的电压，所以UR0=×5 V=1 V，故副线圈两端电压为U2=6 V，根据公式=可得此时原线圈两端电压的有效值为U1=24 V，所以此时原线圈两端电压的最大值约为24 V≈34 V，A正确，B错误;因为变化过程中变压器的输入电流不变，所以对于副线圈中变化前、后电流也不变U2=IR0+5IR0=6IR0，变化前，U2′=IR0+11IR0=12IR0，所以U2′=2U2=12 V，根据公式=可得原线圈两端原来的电压有效值约为48 V，D正确，C错误。]
1.直流电路动态分析方法
(1)程序法：基本思路是“部分→整体→部分”。
(2)结
2.电源的功率和效率
(1)电源的总功率：P总=EI
(2)电源内部消耗的功率：P内=I2r
(3)电源的输出功率：P出=UI=P总-P内
(4)电源的效率η=×100%=×100%
3.交流电的“四值”
(1)最大值EmNBSω。
(2)瞬时值e=NBSωsin ωt。
(3)有效值：正弦式交流E=;非正弦式交流电的有效值必须根据电流的热效应求解，计算电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值。
(4)平均值：=n，常用来计算通过电路的电荷量。
4.理想变压器的基本关系式
(1)功率关系：P入=P出。
2)电压关系：=。
(3)电流关系：只有一个副线圈时=。
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