【物理】2020届信阳一高一轮复习人教新课标版选修3-25-4变压器限时过关练（解析版)

【物理】2020届信阳一高一轮复习人教新课标版选修3-25-4变压器限时过关练（解析版)

信阳一高2020年高考物理一轮复习限时过关练：选修3-25.4变压器（解析版)‎ ‎1．一交流发电机和理想变压器按如图电路连接，已知该发电机线圈匝数为N，电阻为r，当线圈以转速n匀速转动时，电压表示数为U，灯泡（额定电压为U0，电阻恒为R）恰能正常发光，已知电表均为理想交流电表，则（　　）‎ A.变压器原、副线圈匝数比为NU：U0‎ B.电流表示数为 C.在图示位置时，发电机线圈的磁通量为 D.从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值u＝Usin 2πnt ‎2．如图，一理想变压器的原线圈与电阻R串联后，接人一正弦交流电源，电阻的大小关系为。若R1、R2消耗的电功率之比为1：4， 则变压器原、副线圈的匝数之比为 A.6：1 B.1：‎6 ‎C.3：1 D.1：3‎ ‎3．如图甲所示的理想变压器原、副线圈匝数之比为2：1，Rt为热敏电阻（温度升高时，其电阻减小），R为定值电阻，电压表均为理想电表。把如图乙所示交流电接在变压器的a、b两端，下列说法正确的是（　　）‎ A.该交流电电压的瞬时值表达式为u＝22sin50πt（V）‎ B.电压表V1的示数与V2示数之比为2：1‎ C.温度升高时，原线圈输入功率减小 D.温度降低时，定值电阻R消耗的功率减小 ‎4．如图甲所示，不计电阻的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图像如图乙所示，经原、副线圈匝数比为1∶10 的理想变压器给一灯泡供电，灯泡上标有“220 V　22 W”字样，如图丙所示，则　‎ A.t＝0.01 s时刻穿过线框回路的磁通量为零 B.灯泡中的电流方向每秒钟改变50次 C.灯泡不能正常发光 D.电流表示数为‎1 A ‎5．如图所示，图甲中理想变压器原线圈接的交流电源，副线圈接阻值的电阻，A为理想电流表.图乙中阻值为的电阻连接上述同样的交流电源，若电阻与消耗的电功率相等，则 A.通过电阻的交流电的频率为5Hz B.电阻消耗的电功率为36W C.电流表的示数为‎6A D.变压器原、副线圈匝数比为2:1‎ ‎6．如图甲所示，理想变压器副线圈上接有a、b两只完全相同的灯泡和一个理想二极管，原副线圈的匝数比为3:1，当原线圈两端输入如图乙所示的正弦交流电时，电流表的示数为‎1A。若假设灯丝的电阻不随温度变化，则下列说法正确的是 A.灯泡的内阻为1Ω B.6灯泡消耗的平均功率为4W C.若二极管短路，则电流表的示数将变为‎1.5A D.将P沿顺时针缓慢转动，电流表的示数将变大 ‎7．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1:2，线路上分别接有两个阻值相同的定值电阻R1、R2，交变电源电压为U，下列说法正确的是 A.变压器原线圈电压与电源电压U相等 B.R1两端电压是R2两端电压的2倍 C.流过R1、R2上的电流相等 D.R1、R2上消耗的电功率之比为4:1‎ ‎8．如图，面积为S、匝数为N的矩形线框在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴OO'匀速转动，通过滑环向理想变压器供电，灯泡L1、L2均正常发光，理想电流表的示数为I，已知L1、L2的额定功率均为P，额定电流均为I，线框及导线电阻不计，则（　　）‎ A.图示位置时穿过线框的磁通量变化率为零 B.线框转动的角速度为 C.理想变压器原副线圈的匝数之比为2：1‎ D.若灯L1烧断，电流表示数将增大 ‎9．-理想变压器的原、副线圈的匝数比，连接电路如图所示，变压器原线圈接有的交流电，电阻R1=，R2为热敏电阻，随温度升高时电阻会减小，D为理想二极管，C为电容器，开关K初始处于断开状态，则下列说法正确的是 A.如果输入电压不变，当R2温度降低时，电流表示数减小 B.二极管的反向耐压值应大于50 V C.当时，原线圈的输入功率为75W D.当开关K闭合时，R2.上始终有电流 ‎10．假设给原线圈接如图甲所示的交变电流，每个周期内，前电流恒定，后的电流按正弦式规律变化。如图乙所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为 是完全相同的两个灯泡。两电压表均为理想电表。下列说法中正确的有（ ）‎ A.电压表的示数为 B.闭合开关后，电压表示数为闭合前的二倍 C.闭合开关后，电压表示数不变 D.闭合开关后，电压表示数为 ‎11．如图所示，A、B两端的电压为37V，指示灯的电R0＝6Ω，理想变压器的原、副线圈匝数比为6：1，变压器的输出端并联多只彩色小灯泡，小灯泡的规格均为“6V，0.25W”且都正常发光，导线电阻不计，求并联的小灯泡的个数。‎ ‎12．如图所示，内阻为5Ω的发电机通过理想升压变压器和理想降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻为R=50Ω，升压变压器的原、副线圈匝数之比为1：4，降压变压器的原、副线圈匝数之比为5：1，降压变压器副线圈两端输出电压的表达式为，降压变压器的副线圈与R0=22Ω的负载电阻组成闭合电路。求：‎ ‎（1）降压变压器的输出功率；‎ ‎（2）升压变压器的输出功率；‎ ‎（3）发电机电动势的有效值。‎ ‎13．如图，理想变压器原线圈匝数n1=1100，副线圈匝数n2=55，副线圈接一个R=5.5 Ω的负载电阻，如下面左图所示。当原线圈接入如下面右图所示的交变电流时，求：‎ ‎（1）电流表和电压表的示数；‎ ‎（2）变压器的输入功率。‎ ‎ 参考答案 ‎1．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A、电压与匝数成正比，所以变压器的原副线圈的匝数比，故A错误；‎ B、灯泡电流是，理想变压器的输入功率和输出功率相等，则有： ，即电流表读数，故B正确；‎ C、在图示位置，发电机线圈的磁通量最大，手摇发电机的线圈中产生的电动势最大值是，解得最大磁通量；故C错误；‎ D、线圈以较大的转速n匀速转动时，所以ω＝2πn，所以变压器输入电压的瞬时值；故D错误。‎ 故选B。‎ ‎2．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 设R2的电流为I0，根据并联关系则R3的电流为2I0，副线圈电流I2为3I0，且 解得： ，根据变压器原理可知 A. 6：1与计算结果相符，故A正确。‎ B. 1：6与计算结果不符，故B错误。‎ C. 3：1与计算结果不符，故C错误。‎ D. 1：3与计算结果不符，故D错误。‎ ‎3．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A. 分析图乙可知，原线圈输入电压的最大值为22，周期T=0.02s，角速度 则该交流电电压的瞬时值表达式为 u＝22sin100πt（V）‎ 故A错误。‎ B. 原线圈输入电压的有效值U1=22V，根据理想变压器的变压比可知，输入电压和输出电压之比为2：1，副线圈的输出电压 而电压表V2比副线圈两端电压小，故电压表V1的示数与V2示数之比不等于2：1，故B错误。‎ C. 温度升高，热敏电阻的阻值减小，输入电压不变，输出电压不变， ，则输出功率增大，输入功率增大，故C错误；‎ D. 温度降低，热敏电阻的阻值增大，定值电阻R两端电压减小，消耗的功率减小，故D正确。‎ ‎4．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．由图乙可知，当0.01s时，感应电动势为零，则此时穿过线框回路的磁通量最大，故A错误；‎ B．由图可知，交流电的周期为0.02s，在一个周期内电流改变2次，故每秒钟电流改变的次数为：，故B错误；‎ C．原线圈输入电压为有效值为22V，则副线圈的电压为22×10=220V，灯泡正常发光，故C错误；‎ D．由P=UI可知，副线圈电流为：，则由求得I1=‎1A，故D正确；‎ ‎5．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．由 可知，，则该交流电的频率为50Hz，A错误；‎ B．将该交流电源接到图乙的电路中，其有效电压为12V，则电功率为 由于和的电功率相同，故的电功率也为18W，B错误；‎ CD．可知的电功率为18W，则其有效电压为 则通过其电流为 副线圈的有效电压为6V，原线圈的有效电压为12V，则原、副线圈的匝数比为2∶1，C错误，D正确。‎ ‎6．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．由图乙可知交流电压最大值是，所以原线圈电压U1=12V，由 可得 U2=4 V 一个周期内输入和输出的能量相等,即 解得 故A项错误；‎ B．b灯泡消耗的平均功率 故B项正确；‎ C．若二极管短路,则有 解得 故C项错误；‎ D．将P沿顺时针缓慢转动，副线圈匝数减小，根据电压与匝数成正比得副线圈电压减小，所以输出功率减小，根据输入功率等于输出功率得原线圈电流减小，即电流表的示数将变小，故D项错误。‎ ‎7．BD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A. 由图，结合串联电路的特点可知，变压器原线圈电压小于电源电压。故A错误；‎ BC. 电流之比等于匝数反比，即 根据欧姆定律可知，则电阻R1两端电压是R2两端电压的2倍，故B正确，C错误；‎ D. 根据电功率的计算公式 P=I2R 可得R1上的电功率是R2上电功率的4倍，故D正确。‎ ‎8．BC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．图示位置时，线框切割磁感线的速度最大，故穿过线框的磁通量变化率最大，故A错误； B．线圈输入电压为：‎ ‎，‎ 根据Um=NBSω，联立解得：‎ ‎，‎ 故B正确；‎ C．变压器的输入电流为I、输出电流为2I，根据，原副线圈的匝数之比为2：1，故C正确；‎ D．若L1灯烧断，输出功率减小，故输入功率也减小，由于输入电压不变，故电流表示数减小，故D错误；‎ ‎9．CD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ Ａ.如果输入电压不变，当R2温度降低时，其阻值增大，R1阻值不变，其两端电压不变，故电流表的示数不变，A错误;‎ Ｂ.由表达式知原线圈电压有效值为U= 220 V，根据，得副线圈两端电压为U2=50 V，输出电压最大值为，故二极管反向耐压值应大于，B错误;‎ Ｃ.根据二极管的单向导通性，R2上电流只有半个周期，根据电流热效应，R2两端的电压有效值为，当时，电源输出端的总功率等于副线圈电阻消耗的电功率 ‎，‎ 故输入功率为75W，C正确;‎ Ｄ.当开关K闭合时，交变电流可以对电容器不断充电，当二极管反向截止时电容器放电，因此始终有电流流过R2，D正确.‎ ‎10．AC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．根据题图甲得知原线圈输入电压的有效值为 得 故电压表示数为 故A项正确；‎ BC．根据变压器工作原理 闭合开关后，都未变，故不变，电压表示数不变，故B错误，C正确；‎ D．原线圈前半个周期是恒定电流，变压器不工作，副线圈只有半个周期有电压，故 可得 故D项错误。‎ ‎11．24‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 变压器输入端与输出端电压之比：‎ U＝U0+U1‎ 其中 U0＝I1R0‎ 原副线圈的电流之比：‎ 每只小灯泡的电流：‎ PL＝ULIL 小灯泡的个数：‎ N24‎ ‎12．(1) (2) 升压变压器输出功率P2=2400W (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）降压变压器输出电压有效值 输出功 解得 ‎（2）降压变压器输入电压有效值U3，‎ 解得U3=1100V 设输电导线电流为由I2，‎ 解得I2=‎‎2A 电压 ‎△U=100V 升压变压器的输出电压 解得U2=1200V 升压变压器输出功率 解得P2=2400W ‎（3）升压变压器输入电压有效值U1，‎ 解得U1=300V 发电机电流为 解得I1=‎‎8A 电源电动势有效值 ‎13．(1) 11V，‎0.1A； (2) 22W ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）输入电压的有效值：‎ 根据理想变压器的电压关系，可得： ‎ 根据欧姆定律： ‎ ‎ 根据理想变压器的电流关系， 可得：‎ ‎（2）根据理想变压器的功率关系