届高考物理二轮复习交变电流变压器作业浙江专用.docx

1、届高考物理二轮复习交变电流变压器作业浙江专用第18讲交变电流变压器选择题(在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的)1(2018浙江遂昌中学模拟)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图1甲所示。已知发电机线圈内阻为10 ，外接一只电阻为90 的灯泡，如图乙所示，则()图1A电压表的示数为220 VB电路中的电流方向每秒钟改变100次C灯泡实际消耗的功率为484 WD发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为48.4 J解析由甲图可知交变电流的最大值为Em220 V，故有效值E220 V，电压表示数UE220 V198 V，选项A错误；由甲图可知交变电流的周期T0.02 s，

2、则交变电流的频率为50 Hz，每个周期内电流方向改变两次，故每秒内方向改变100次，选项B正确；灯泡的实际功率P W435.6 W，选项C错误；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Qt1 J48.4 J，选项D正确。答案BD2如图2所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C并联，三个支路中分别接有一灯泡。接入交流电源后，三盏灯亮度相同。若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率减小，则以下判断正确的是()图2A与线圈L连接的灯泡L1将变暗B与电容器C连接的灯泡L2将变暗C与电阻R连接的灯泡L3将变暗D三盏灯泡的亮度都不会改变解析若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率减小，对电阻没有影响，而电容器对

3、电流阻碍变大，线圈对电流阻碍作用变小。所以灯泡L1将变亮，灯泡L2将变暗，灯泡L3亮度不变，选项B正确。答案B3(2018浙江温州二外月考)如图3所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交变电流的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交变电流的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交变电流的说法正确的是()图3A交变电流b电压的有效值为 VB在图中t0时刻穿过线圈的磁通量均为零C交变电流a电压的瞬时值为u10sin 5t(V)D线圈先后两次转速之比为32解析由图象可知TaTb23，故ab32，交变电流最大值UmNBS，故UmaUmb32，故UmbUma V，所以交变电流b电压的有效值为 V

4、 V，选项A正确；由图可知t0时刻线圈均在中性面，穿过线圈的磁通量最大，选项B错误；由图象可知，交变电流a电压的最大值为10 V，角速度为5 rad/s，所以交变电流a电压的瞬时值为u10sin 5t V，选项C正确；由图象可知TATB23，故nAnB32，选项D正确。答案ACD4(2018浙江瓯海一中模拟)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的轴匀速转动，如图4所示，产生的感应电动势如图5所示。则()图4图5At0.015 s时线框的磁通量变化率为零Bt0.01 s时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势的有效值为311 VD交变电动势的表达式e311sin(100t)V解析由图象

5、知t0.015 s时，感应电动势为最大，则穿过线框的磁通量变化率最大，选项A错误；当t0.01 s时，电动势为零，线圈平面与磁场方向垂直，位于中性面，选项B正确；线框产生的交变电动势的有效值为 V，选项C错误；线圈转动的周期为0.02 s，故角速度为100 rad/s，故交变电动势的表达式e311sin(100t)V，选项D正确。答案BD5(2018浙江新昌天姥中学高三周练)如图6所示，理想变压器原线圈匝数n11 100匝，副线圈匝数n2220匝，交流电源的电压u220sin(100t)V，电阻R44 ，电压表、电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是()图6A交变电流的频率为50 HzB电压

6、表的示数为44 VC电流表A1的示数为5 AD电流表A2的示数为1 A解析交变电流的周期为T s0.02 s，f50 Hz，选项A正确；原线圈的电压有效值为220 V，根据电压与匝数成正比知，副线圈电压即电压表的示数为44 V，则电流表A2的示数为I21 A，电流与匝数成反比，所以电流表A1的示数为I11 A0.2 A，选项B、C错误，D正确。答案AD6如图7(a)所示，一理想变压器原副线圈匝数比为12，原线圈接某正弦交流电源，副线圈接“220 V，100 W”的灯泡，灯泡恰好正常发光，灯泡的伏安特性曲线如图(b)所示，若将副线圈接上述电源，灯泡接原线圈，再串联一个阻值为110 的定值电阻，则

7、灯泡的实际功率约为()图7A7 W B12 WC25 W D50 W解析由原线圈接电源，“220 V，100 W”的灯泡恰好正常发光，可知电源电动势的有效值为110 V。副线圈接电源，原线圈串联110 的定值电阻，原线圈可看做电动势为55 V，内阻为110 的电源，做出其路端电压和电流的UI图线，与小灯泡的伏安特性曲线相交于40 V，0.18 A处，则灯泡的实际功率约为PUI7.2 W，选项A正确，B、C、D错误。答案A7(2018浙江东阳模拟)图8甲中理想变压器原副线圈的匝数比为，电阻R10 ，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关，原线圈接正弦交变电流，输入电压u随时间t的变

8、化关系如图乙所示，现将S1接1，S2闭合，此时L2正常发光，下列说法正确的是()图8A输入电压u的表达式为u20sin (50t)VB只断开S2后，L1、L2均正常发光C只断开S2后，原线圈的输入功率将减小D若S1换接到2后，R消耗的电功率为1.6 W解析周期是0.02 s， rad/s100 rad/s，所以输入电压u的表达式应为u20sin (100t)V，选项A错误；只断开S2后，负载电阻变大为原来的2倍，电压不变，副线圈电流变小为原来的一半，L1、L2的功率均变为额定功率的四分之一，选项B错误；只断开S2后，L1、L2串联，电阻变大，副线圈上电流变小，由知原线圈电流变小，原线圈的输入功

9、率等于副线圈的功率都减小，选项C正确；若S1换接到2后，则U2U14 V，电阻R电压有效值为4 V，R消耗的电功率为1.6 W，选项D正确。答案CD8(2018浙江桐乡五校联考)普通的交流电表不能直接接在高压输电线上测量交流电流，通常要与电流互感器配合使用。图9中电流互感器ab间线圈匝数较多，cd间线圈匝数较少。下列说法正确的是()图9Aab接MN、cd接PQ，IabIcdBab接PQ、cd接MN，IabIcdC在使用电流互感器时，副线圈可以不用接地D在使用电流互感器时，副线圈不得处于开路状态解析电流互感器的作用是使大电流变成小电流，根据电流与匝数成反比，原线圈的匝数小于副线圈的匝数，故ab接

10、PQ、cd接MN，且IabIcd，选项A错误，B正确；由于高压电流互感器的原线圈一侧为高压，当原、副线圈之间因绝缘损坏出现高压击穿时，将导致高压进入低压，如果副线圈一端接地，则将高压引入了大地，可确保人身及设备的安全，选项C错误；电流互感器副线圈一侧不允许开路。二次开路可能产生严重后果，一是铁芯过热，甚至烧毁互感器；二是由于副线圈绕组匝数很多，会感应出危险的高电压，危及人身和设备的安全，选项D正确。答案BD9(2018丽水选考模拟)如图10甲所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈匝数之比n1n2101，接线柱a、b接上一个正弦交变电源，电压随时间变化规律如图乙所示，输出端接

11、有额定电压均为12 V的灯泡和风扇电动机，电动机线圈电阻r2 。接通电源后，灯泡正常发光，风扇正常工作，则()图10A电阻R两端的电压是10 VB通过风扇电动机的电流是6 AC通过灯泡的交变电流频率是100 HzD风扇突然卡住的瞬间，灯泡变暗解析 据题图乙可知原线圈电压的有效值为220 V，周期为0.02 s，故其频率为50 Hz。由于理想变压器原、副线圈的电压跟匝数成正比，故副线圈两端的电压为22 V，又额定电压为12 V的灯泡正常发光，故电阻R两端的电压是10 V，选项A正确；风扇电动机不是纯电阻用电器，故风扇电动机线圈两端的电压小于12 V，通过风扇电动机的电流小于6 A，选项B错误；变

12、压器不改变交变电流的频率，故通过灯泡的交变电流频率是50 Hz，选项C错误；风扇突然卡住的瞬间，风扇电动机线圈两端的电压增大，通过风扇的电流增大，则副线圈干路电流增大，R两端的电压增大，由于原、副线圈匝数不变，故副线圈两端的电压不变，加在灯泡两端的电压减小，灯泡变暗，选项D正确。答案AD10(2018台州选考模拟)如图11甲所示，标有“220 V40 W”的灯泡和标有“20 F300 V”的电容器并联到交流电源上，为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关。下列判断正确的是()图11At时刻，的示数为零B灯泡恰好正常发光C电容器可能被击穿D.的示数保持110 V不变解析的示数应是电压

13、的有效值220 V，选项A、D错误；电压的有效值恰好等于灯泡的额定电压，灯泡正常发光，选项B正确；电压的峰值Um220 V311 V，大于电容器的额定电压，故有可能被击穿，选项C正确。答案BC11(2018浙江秀州中学高三月考)一自耦变压器如图12所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈，通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈。在a、b间输入u220sin(100t)V交变电压，滑动触头处于图示M位置时，灯泡L能正常发光。下列说法正确的是()图12A交流电源的频率变为100 Hz时，可使灯泡变亮B减小电容器C的电容，可使灯泡变亮C将滑动触头从M点顺时针旋转到N点

14、的过程中，电压表示数变小且小于220 VD将滑动触头从N点逆时针旋转到M点的过程中，电压表示数变大且大于220 V解析在a、b间输入电压u220sin (100t)V，可知交变电流的频率为50 Hz，当交流电源的频率变为100 Hz时，由于电容器对交变电流的阻碍作用减小，故可使灯泡变亮，选项A正确；减小电容器C的电容，则对交变电流的阻碍作用增大，使灯泡变暗，选项B错误；根据变压器原理，知自耦变压器的原线圈匝数大于副线圈匝数时，输出电压小于220 V，将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中，自耦变压器的副线圈匝数减小，电压表示数变小，选项C正确，D错误。答案AC12远距离输电装置如图13所示，

15、升压变压器和降压变压器均是理想变压器，输电线等效电阻为R。下列说法正确的是()图13A当开关由a改接为b时，电压表读数变大B当开关由a改接为b时，电流表读数变大C闭合开关后，电压表读数变大D闭合开关后，电流表读数变大解析当开关由a改接为b时，升压变压器的原线圈匝数增加，副线圈匝数不变，所以输送电压变小，降压变压器的输入电压和输出电压均变小，电压表读数变小，选项A错误；当开关由a改接为b时，输送电压变小，升压变压器的输出功率变小，电源的输入功率P1I1U1也变小，则通过升压变压器原线圈的电流I1变小，即电流表读数变小，选项B错误；闭合开关后，负载电阻减小，输电电流增大，则线路损失电压增大，降压变

16、压器的输入电压和输出电压均变小，电压表读数变小，选项C错误；闭合开关后，输电电流增大，则通过原线圈中的电流增大，电流表读数变大，选项D正确。答案D13(2018浙江台州路桥中学模拟)如图14甲所示的电路中，变压器原、副线圈匝数比为21，L1、L2、L3是规格均为“10 V5 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表。闭合开关S后，该变压器cd输入端交变电压u的图象如图乙。以下说法正确的是()图14Aab输入端电压的瞬时值表达式为Uab 20sin 100t(V)Bab输入端输入功率Pab15 WC电流表的示数为1 A，且三只灯泡均正常发光D若断开开关S，电压表V的示数将变小解析由cd输入端交变电

17、压最大值为20 V，有效值是U20 V，副线圈电压为UU10 V，所以副线圈两只灯泡均能正常发光。灯泡的额定电流I0 A0.5 A；电流表的读数为I22I01 A，原线圈电流为I1I20.5 A，所以原线圈的灯泡也能正常发光，ab输入端电压有效值为UabUUL320 V10 V30 V；输入端电压的瞬时值表达式为uab30sin 100t(V)，选项A错误，C正确；三个灯泡都正常发光，所以ab输入端输入功率Pab35 W15 W，选项B正确；若将S断开，则副线圈上的输出电流将减小，所以原线圈的输入电流也减小，则流过灯泡L3的电流减小，L3两端的电压减小，所以原线圈上的电压增大，即电压表V读数将

18、变大，选项D错误。答案BC14某大型光伏电站的功率是500 kW，电压为12 V，送往外地时，先通过逆变器(作用是将直流电压转变为高频的高压交流电)转化为220 V的交流电(转化效率为80%)，然后经变压器升压为20 000 V，通过总电阻为R20 的输电线路送往某地，再经变压器降为220 V，电压供用户使用，如图15所示，下列说法正确的是()图15A变压器的原、副线圈匝数比为1 00011B变压器的原、副线圈匝数比为111 000C用户最多可使用的功率为392 kWD用户负载越多，线路上损耗的功率越小解析直流电转变为交流电后的功率为P5000.8 kW400 kW根据 可得 电线上损失的电压为UI2RR20 V400 V则U3U2U20 000 V400 V19 600 V由 得，选项A错误，B正确；回路中损失的功率为PIRR20 kW8 kW ，所以用户得到的功率为P用PP损400 kW8 kW392 kW ，选项C正确；根据电路中输入功率等于输出功率可知当用户负载越多，线路上损耗的功率越大，选项D错误。答案BC