专题36+理想变压器（精练）-2019年高考物理双基突破（二）

专题36+理想变压器（精练）-2019年高考物理双基突破（二）

‎1．如图，理想变压器的原线圈接在u＝220sin 100πt（V）的交流电源上，副线圈接有R＝55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是 A．原线圈的输入功率为220 W ‎ B．电流表的读数为1 A C．电压表的读数为110 V ‎ D．副线圈输出交流电的周期为50 s ‎【答案】B ‎2．（多选）图中理想变压器的原、副线圈的匝数之比为2∶1，电阻R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，两电表均为理想交流电表．若R1两端电压瞬时值表达式为u1＝10sin 100πt V，则下列说法正确的是 A．电流表的示数为0.5 A ‎ B．电压表示数为14.14 V C．R2消耗的功率为20 W ‎ D．原线圈输入交流电频率为100 Hz ‎【答案】AC ‎【解析】R1两端电压有效值UR1＝10 V，R1中电流IR1＝ A＝1 A，则副线圈中电流I2＝IR1＝1 A，再由I1∶I2＝n2∶n1＝1∶2，可知原线圈中电流I1＝0.5 A，则A正确．电压表测的是R2两端电压UR2＝I2R2＝20 V ‎，B错误．R2消耗的功率PR2＝I22R2＝20 W，C正确．变压器不改变交流电的周期和频率，由R1两端电压瞬时值表达式u1＝10sin 100πt V，可知原线圈输入交流电频率f＝ Hz＝50 Hz，D错误。‎ ‎3．（多选）如图，理想变压器原线圈接入正弦交流电，副线圈的匝数可以通过滑动触头P调节。RT为热敏电阻，当环境温度升高时，RT的阻值变小。下列说法正确的有 A．P向下滑动时，电压表读数变大 B．P向下滑动时，电流表读数变小 C．若环境温度升高，变压器的输入功率变大 D．若环境温度升高，灯泡消耗的功率变小 ‎【答案】BC ‎4．（多选）如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，原线圈接在频率为50 Hz的正弦交流电源上，电流表A为理想电表，副线圈两端接入一只“220 V　40 W”的灯泡，此时灯泡正常发光。则 A．电流表的示数为0.18 A ‎ B．电源的输出功率为40 W ‎ C．电源的输出电压为1 100 V ‎ D．副线圈中交变电流的频率为10 Hz ‎【答案】BC ‎【解析】灯泡正常发光，则其电流I＝＝ A＝ A，根据电流之比等于匝数的反比可知：I1＝×I＝× A≈0.036 A，故A错误；根据能量关系知，电源的输出功率等于灯泡消耗的功率，故电源的输出功率为40 W，故B正确；根据电压之比等于线圈匝数之比可知：U1＝5U2＝5×220 V＝1 100 V，故C 正确；变压器不能改变交流电的频率，故副线圈中交流电的频率仍为50 Hz，故D错误。‎ ‎5．如图所示为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则 A．保持U1及P的位置不变，S由a改接到b，I1将减小 B．保持U1及P的位置不变，S由a改接到b，R两端电压变小 C．保持U1不变，S接在a处，使P滑向c端，R的电功率变大 D．保持P的位置不变，S接在a处，使U1增大，I1将增大 ‎【答案】D ‎6．（多选）如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的8倍时，两灯泡均能正常发光。则 A．原、副线圈匝数之比为7∶1 ‎ B．原、副线圈匝数之比为8∶1‎ C．此时a和b的电功率之比为1∶1 ‎ D．此时a和b的电功率之比为1∶7‎ ‎【答案】AD ‎【解析】灯泡正常发光，则其电压均为额定电压U额，则说明原线圈两端电压为7U额，副线圈两端电压为U额，则可知，原、副线圈匝数之比为7∶1，故A正确，B错误；根据公式＝可得原、副线圈电流之比为1∶7，由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式P＝UI可得两者的电功率之比为1∶7，故C错误，D正确。 ‎ ‎11．（多选）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1‎ ‎，原线圈接交流电源和交流电压表、交流电流表，副线圈通过电阻为R的导线与热水器、抽油烟机连接．已知原线圈两端的电压保持不变，副线圈上的电压按如图乙所示规律变化。现闭合开关S接通抽油烟机，下列说法正确的是 A．热水器两端电压的瞬时值表达式为u＝220sin 100πt V B．电压表示数为2 200 V ‎ C．电流表示数变大 ‎ D．变压器的输入功率增大 ‎【答案】BCD ‎12．一含有理想变压器的电路如图，变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别是4 Ω、2 Ω和3 Ω，正弦交流电压有效值恒定为U。当开关S断开时，理想电流表的示数为I，则当S闭合时，电流表的示数为 A．I B．I C．I D．2I ‎【答案】D ‎【解析】设S闭合时，电流表示数为I1，对理想变压器有P入＝P出，＝，则开关闭合时有I1U－IR1＝（2I1）2R2，开关断开时有IU－I2R1＝（2I）2（R2＋R3），联立解得I1＝2I，故D项正确。‎ ‎13．（多选）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 ‎【答案】BD ‎14．钳形电流测量仪的结构图如图，其铁芯在捏紧扳手时会张开，可以在不切断被测载流导线的情况下，通过内置线圈中的电流值I和匝数n获知载流导线中的电流大小I0，则关于该钳形电流测量仪的说法正确的是 A．该测量仪可测量直流电的电流 B．载流导线中电流大小I0＝ C．若钳形部分铁芯没有完全闭合，测量出电流将小于实际电流 D．若将载流导线在铁芯上多绕几匝，钳形电流测量仪的示数将变小 ‎【答案】C ‎【解析】该测量仪是根据电磁感应原理制成的，故只可测量交流电的电流，选项A错误；根据I0×1＝In，则载流导线中电流大小I0＝In，选项B错误；若钳形部分铁芯没有完全闭合，由于穿过铁芯的磁通量会减小，故测量出的电流将小于实际电流，选项C正确；若将载流导线在铁芯上多绕几匝，根据I0n′＝In，则I变大，即钳形电流测量仪的示数将变大，选项D错误；故选C。‎ ‎15．（多选）如图，一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝10∶1，原线圈通过一理想电流表A接在u＝200sin （100πt） V的正弦交流电源上，一个二极管D和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端，理想电压表V和电阻R并联，假设该二极管D的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，则 A．交流电压表示数为20 V ‎ B．交流电压表示数为14.1 V C．减小负载电阻的阻值R，电流表的读数变小 ‎ D．将二极管短路，电流表的读数变大 ‎【答案】BD ‎16．（多选）为保护用户电压稳定在220V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压。某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示。以下正确的是 A．u2＝190sin（50πt）V ‎ B．u2＝190sin（100πt）V C．为使用户电压稳定在220V，应将P适当下移 ‎ D．为使用户电压稳定在220 V，应将P适当上移 ‎【答案】BD ‎17．（多选）某燃气炉点火装置的原理图如图。转换器将直流电压转换为图乙所示正弦交变电压，并加在一理想变压器原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是 A．电压表的示数等于5 V ‎ B．电压表的示数等于 V C．实现点火的条件是>1 000 ‎ D．实现点火的条件是<1 000‎ ‎【答案】BC ‎【解析】由u－t图象知，交流电压的最大值Um＝5 V，所以电压表的示数U＝＝ V，故选项A错误，选项B正确；根据＝得＝，变压器副线圈电压的最大值U2m＝5 000 V时，有效值U2＝＝ V，所以点火的条件>＝1 000，故选项C正确，选项D错误。‎ ‎18．如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝Umsin ωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器。和是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示。下列说法正确的是 A．I1和I2表示电流的瞬时值 ‎ B．U1和U2表示电压的最大值 C．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大 ‎ D．滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小 ‎【答案】C ‎【解析】交流电表的示数为有效值，故A、B两项均错误；P向下滑动过程中，R变小，由于交流电源、原副线圈匝数不变，U1、U2均不变，所以I2＝变大，由＝，得I1＝I2变大，故C项正确、D项错误。‎ ‎19．通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R。当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1和分别为 A．， B．（）2R， C．，　D．（）2R， ‎【答案】D ‎20．（多选）某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成。当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路．仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有 A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零 ‎ B．家庭电路中使用的电路增多时，L2中的磁通量不变 C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起 D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 当家庭电路正常工作时，火线和零线中的电流大小始终相等，方向始终相反，由于采用双线绕成，当电路正常工作时，火线和零线在铁芯内部产生的磁场大小相等，方向相反，所以内部的磁通量为零，A正确；当电路中的电器增多时，火线和零线中的电流都增大了，但大小始终相等，方向始终相反，铁芯内部的磁通量还是零，即L2中的磁通量不变，B正确；当电路发生短路时，电流不经用电器，火线和零线中电流很大，但大小始终相等，方向始终相反，铁芯内部的磁通量还是零，L2不产生感应电流，开关K不会被电磁铁吸起，C错误；当地面上的人接触火线发生触电时，电流经人体流向地面，不经过零线，所以火线和零线中的电流大小不等，在铁芯内产生的磁通量不为零，L2中产生感应电流，开关K被电磁铁吸起，D正确。‎ ‎21．（多选）如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光．要使灯泡变亮，可以采取的方法有 A．向下滑动P ‎ B．增大交流电源的电压 ‎ C．增大交流电源的频率 ‎ D．减小电容器C的电容 ‎【答案】BC ‎22．（多选）如图甲，一理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，原线圈的电压随时间变化规律如图乙所示，副线圈电路中接有灯泡，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则 A．灯泡的额定电压为110 V B．副线圈输出交流电的频率为50 Hz C．U＝220 V，I＝0.2 A D．原线圈输入电压的瞬时表达式为u＝220sin 100πt V ‎【答案】ABD ‎23．（多选）如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心触头，电压表和电流表均为理想表，RT是用氧化锰等金属氧化物烧结而成的热敏电阻（阻值随温度升高而减小）。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值u1＝220sin 100πt（V），则下列说法不正确的是 A．当t＝ s时，c、d间的电压瞬时值为110 V B．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 V C．当单刀双掷开关与a连接时，若RT温度升高，则电压表和电流表的示数均变小 D．当单刀双掷开关由a扳向b时，则电压表和电流表的示数都变大 ‎【答案】AC ‎【解析】当t＝ s时，c、d间电压的瞬时值为u＝220sin 100π× V＝110 V，故A错误；当单刀双掷开关与a连接时，原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈两端的电压有效值U1＝ V＝220 V，根据＝＝，代入数据得U2＝22 V，故B正确；当单刀双掷开关与a连接时，RT温度升高，热敏电阻的阻值减小，由＝可知电压不变，电流表示数增大，故C错误；当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈匝数减小，由＝可知U2变大，RT不变，故电压表和电流表的读数均变大，故D正确。所以错误选项是A、C。‎ ‎24．如图甲所示为一自耦变压器，变压器的原线圈AB端输入电压如图乙所示，副线圈电路中定值电阻R0＝11 Ω，电容器C的击穿电压为22 V，移动滑片P使电容器刚好不会被击穿，所有电表均为理想电表，下列说法正确的是 ‎ ‎ A．电压表的示数为220 V ‎ B．原、副线圈的匝数比为10∶1 ‎ C．电流表的示数等于通过电阻R0的电流 D．原线圈AB端输入电压的变化规律为u＝311sin πt V ‎【答案】A