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）

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(dòng)態(tài)分析；(2)遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)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(shuō)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(kāi)時(shí)，燈L1正常發(fā)光。S閉合后，下列說(shuō)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(xiǎn)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(gè)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(shí)間t按正弦規(guī)律變化，如圖(b)所示。下列說(shuō)法正確的是()A變壓器輸入、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(guó)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(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的bc邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)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(dòng)角速度為，匝數(shù)為N，線圈電阻不計(jì)。下列說(shuō)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圖示位置時(shí)，矩形線圈中瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D若線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)?，則變壓器原線圈電壓的有效值為NBS6(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(cè)出交變電流的有效值B這種電流表既能測(cè)直流電流，又能測(cè)交變電流C這種電流表能測(cè)交變電流，圖乙的讀數(shù)為0.3 AD這種電流表能測(cè)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(shí)刻開(kāi)始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1220sin 100t(V)，則()A當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為22 VB當(dāng)t s時(shí)，c、d間的電壓瞬時(shí)值為110 VC單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接，在滑動(dòng)變阻器觸頭P向上移動(dòng)的過(guò)程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小D當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a扳向b時(shí)，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(bào)警系統(tǒng)(報(bào)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(shuō)法中正確的是()AR處出現(xiàn)火警時(shí)電壓表示數(shù)增大BR處出現(xiàn)火警時(shí)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 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(dòng)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(xiǎn)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(guò)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(chǎng)中以角速度做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)。矩形線圈通過(guò)滑環(huán)接一理想變壓器，滑動(dòng)觸頭P上下移動(dòng)時(shí)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(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為eNBScos tB矩形線圈從圖示位置經(jīng)過(guò)時(shí)間內(nèi)，通過(guò)電流表的電荷量為零C當(dāng)P位置不動(dòng)，R增大時(shí)，電壓表讀數(shù)也增大D當(dāng)P位置向上移動(dòng)，R不變時(shí)，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(gè)電阻R1來(lái)等效替代，R1稱為等效電阻，這里的等效是指輸入電路的電壓、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(cuò)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(cuò)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(huì)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(cuò)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(cuò)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(cuò)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(cuò)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，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(cuò)誤；若副線圈兩端接阻值為12 的電阻，則I23 A，I10.6 A>0.5 A，即流過(guò)保險(xiǎn)絲的電流超過(guò)了其熔斷電流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若并聯(lián)兩盞“36 V40 W”的燈泡，流過(guò)保險(xiǎn)絲的電流I10.2I20.2×2× A A<0.5 A，故選項(xiàng)B正確；電容器的耐壓值指的是允許加載電容器兩端的最大電壓值，副線圈的輸出電壓的最大值為U2m36 V>36 V，即超過(guò)了電容器的耐壓值，故選項(xiàng)D錯(cuò)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(cuò)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 rad/s，則可得u51sin(100t)(V)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；RT的溫度升高時(shí)，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(dòng)時(shí)，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(shí)，電容器對(duì)電流的阻礙作用變小，故燈泡變亮，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；圖示位置時(shí)，線圈位于中性面位置，故矩形線圈中瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)?，且線圈轉(zhuǎn)動(dòng)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】由于變壓器工作原理是通過(guò)原線圈的電流發(fā)生變化，則原線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生變化，故穿過(guò)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(cè)交變電流，而且測(cè)量的是交變電流的有效值，故A正確B錯(cuò)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(shí)：，解得：I22.7 A，故C錯(cuò)誤，D正確。7【答案】A【解析】當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接時(shí)，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(shí)，c、d間電壓的瞬時(shí)值為u220sin 100× V110 V，故B錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接，滑動(dòng)變阻器觸頭P向上移動(dòng)的過(guò)程中，滑動(dòng)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(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a扳向b時(shí)，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(cuò)誤。8【答案】D【解析】R處溫度升高時(shí)，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(cuò)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(cuò)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(cuò)誤；電流表示數(shù)為3 A，所以輸出功率P44×3 W132 W，所以變壓器的輸入功率為132 W，故B錯(cuò)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I2U2I22r1.5×44 W1.52×1 W63.75 W，選項(xiàng)C正確；變壓器的初級(jí)電流為II次 A0.6 A，故保險(xiǎn)絲熔斷電流不得低于0.6 A，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10【答案】BD【解析】由u44sin 314t V知2f314得：f50 Hz，A錯(cuò)；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(cuò)；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(duì)；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(duì)。11【答案】AD【解析】從垂直于中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為eNBScos t，故A正確；矩形線圈從圖示位置經(jīng)過(guò)時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)過(guò)的角度為t，磁通量一直增加，電流方向沒(méi)有改變，故通過(guò)電流表的電荷量為：qN0(其中R1為回路的等效電阻)，故B錯(cuò)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(dòng)，R增大時(shí)，電壓表讀數(shù)不變，仍然等于發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)有效值，故C錯(cuò)誤；當(dāng)P位置向上移動(dòng)，R不變時(shí)，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