高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 交變電流 傳感器 高考專項(xiàng)突破十二變壓器的綜合應(yīng)用題課時(shí)作業(yè)

1、高考專項(xiàng)突破（十二）變壓器的綜合應(yīng)用題一、單項(xiàng)選擇題1.(2017·安徽皖北協(xié)作體聯(lián)考)小型發(fā)電機(jī)線圈共n匝，可簡(jiǎn)化為矩形線圈abcd，磁極間的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于線圈中心軸oo，線圈繞oo勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示用理想交流電壓表測(cè)得矩形線圈的輸出電壓為u，不計(jì)線圈電阻，則穿過(guò)發(fā)電機(jī)矩形線圈的磁通量的變化率的最大值為()aub.c. d.解析：交流電壓的最大值emu，而emn，所以磁通量的變化率的最大值，c正確答案：c2.(2017·安徽安慶模擬)一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2101，原線圈通過(guò)理想電流表a接在u200sin 100t v的正弦交流電源上，電路如圖

2、所示，則()a電壓表的讀數(shù)為20 vb滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸入功率變小c滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變小d滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)時(shí)，電壓表的讀數(shù)變小解析：電壓表的示數(shù)是副線圈兩端的電壓，u1200 v，得u220 v，電壓表的示數(shù)為20 v，a錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器的滑片向上移動(dòng)，變阻器接入電路的電阻增大，電流i2減小，而原、副線圈的匝數(shù)比不變，所以原線圈中的電流i1減小，原線圈的輸入功率pu1i1減小，b正確；滑動(dòng)變阻器的滑片向下移動(dòng)，變阻器接入電路的電阻減小，電流i2增大，原、副線圈匝數(shù)比不變，所以電流表的示數(shù)i1增大，c錯(cuò)誤；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表的示數(shù)不變

3、，d錯(cuò)誤答案：b3(2017·四川涼山州診斷)如圖為日常生活中常見(jiàn)的點(diǎn)火裝置原理圖，先將1.5 v直流電壓通過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為正弦交變電壓u6sin t v，然后將其加在理想變壓器的原線圈n1上，當(dāng)副線圈n2兩端電壓達(dá)到12 kv以上時(shí)放電針之間空氣被擊穿，從而引發(fā)電火花點(diǎn)燃?xì)怏w根據(jù)以上信息，下列說(shuō)法正確的是()a原線圈兩端所接交流電壓表的讀數(shù)為6 vb副線圈中交流電與原線圈中交流電頻率不相等c要實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火，則副線圈與原線圈的匝數(shù)比至少大于×103d要實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火，則副線圈與原線圈的匝數(shù)比至少大于2 000解析：原線圈兩端所接交流電壓表的讀數(shù)為 v3 v，a錯(cuò)誤；變壓器不改變交流電的

4、頻率，b錯(cuò)誤；當(dāng)副線圈兩端電壓的最大值至少為12 kv時(shí)，此時(shí)副線圈與原線圈的匝數(shù)比最小，2 000，c錯(cuò)誤，d正確答案：d4.(2017·河南信陽(yáng)、三門峽模擬)如圖所示為一理想變壓器，其原線圈與副線圈的匝數(shù)比n1n231，a、b、c、d為4個(gè)完全相同的小燈泡，e為輸出電壓有效值恒定的交流電源，s為單刀雙擲開(kāi)關(guān)已知當(dāng)s向上閉合時(shí)，b、c、d三個(gè)小燈泡都能正常發(fā)光，則當(dāng)s向下閉合時(shí)()a4個(gè)小燈泡都能正常發(fā)光b4個(gè)小燈泡都比正常發(fā)光時(shí)要暗ca能正常發(fā)光，b、c、d比正常發(fā)光時(shí)要暗db、c、d能正常發(fā)光，a比正常發(fā)光時(shí)要暗解析：設(shè)燈泡的額定電壓為u，電源的電壓e3u，當(dāng)s向下閉合時(shí)，設(shè)b

5、、c、d燈泡兩端的電壓為u，燈泡中的電流為i，則根據(jù)電流與匝數(shù)成反比可知a燈泡中的電流為i，則a燈泡兩端的電壓為u，則e4u，所以u(píng)u，燈泡兩端的實(shí)際電壓小于額定電壓，4個(gè)小燈泡都比正常發(fā)光時(shí)要暗，b正確答案：b5圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1n251，原線圈接正弦交變電源，副線圈的輸出電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示規(guī)格相同的三只小燈泡l1、l2、l3正常發(fā)光時(shí)的電阻均為r10 ，現(xiàn)將開(kāi)關(guān)s閉合，此時(shí)l1、l2均正常發(fā)光，下列說(shuō)法正確的是()a變壓器副線圈的輸出電壓u的表達(dá)式為u4sin 50t vb變壓器原線圈的輸入電流為 ac三個(gè)燈泡的額定功率均為1.6 wd斷開(kāi)開(kāi)關(guān)s后，變

6、壓器原線圈的輸入功率變大解析：由乙圖可知，交流電的周期t0.02 s，角速度100 rad/s，變壓器副線圈的輸出電壓的表達(dá)式u4sin 100t v，a錯(cuò)誤；閉合s，l1和l2均正常發(fā)光，說(shuō)明燈泡的額定電壓為4 v，燈泡的額定功率p w1.6 w，c正確；副線圈中電流i22×0.8 a，設(shè)原線圈的輸入電流為i1，解得i10.16 a，b錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后，副線圈兩端的電壓不變，副線圈中總電阻增大，變壓器的輸出功率減小，變壓器的輸入功率減小，d錯(cuò)誤答案：c6.(2017·安徽池州診斷)如圖所示，abcd為一矩形導(dǎo)體框，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，o1o1與o2o2為abcd的兩條對(duì)稱軸開(kāi)

7、始時(shí)abcd所在平面與磁場(chǎng)垂直，若讓線框分別以角速度1、2繞o1o1、o2o2勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，已知abcda，adbc2a，則下列說(shuō)法正確的是()a若1時(shí)，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值相等b若12時(shí)，兩種情況下電流最大時(shí)安培力的功率相等c若12時(shí)，兩種情況下電流的有效值之比i1i221d因?yàn)閷?dǎo)體框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)能不變，而又產(chǎn)生了電能，所以此電磁感應(yīng)現(xiàn)象不滿足能量守恒定律解析：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值embs2ba2，若角速度不相等，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值不相等，a錯(cuò)誤；電流最大時(shí)，安培力的功率p2biml1·v2biml1·bims，當(dāng)角速度相等時(shí)，兩種情況下電流最大時(shí)安培力的功率相等，b正確；

8、只要角速度相等，兩種情況下電動(dòng)勢(shì)的最大值就相等，則電流的最大值、有效值就相等，c錯(cuò)誤；導(dǎo)體框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)能不變，是外力克服安培力做功，把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，滿足能量守恒定律，d錯(cuò)誤答案：b二、多項(xiàng)選擇題7.如圖所示，m為理想變壓器，電表為理想電表，導(dǎo)線電阻忽略不計(jì)，原線圈接穩(wěn)定的正弦式交流電源當(dāng)變阻器滑片p向上移動(dòng)時(shí)，讀數(shù)發(fā)生變化的電表是()aa1 ba2cv1 dv2解析：變壓器原線圈兩端的電壓由電源決定，副線圈兩端的電壓由原線圈電壓和匝數(shù)比決定，所以電壓表v1、v2的示數(shù)均不變，滑片p向上移動(dòng)，變阻器接入電路的電阻減小，電流表a2示數(shù)增大，由知電流表a1的示數(shù)也增大，a、b正確答案：a

9、b8.變壓器能改變交變電流的電壓和電流的大小如圖所示，有一臺(tái)理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為51，用理想電壓表和理想電流表測(cè)量副線圈的電壓和電流，r為副線圈的負(fù)載電阻現(xiàn)在原線圈a、b兩端加上交變電壓u，其隨時(shí)間變化的規(guī)律為u220sin 100t v，則()a副線圈中產(chǎn)生的交變電流頻率為100 hzb電壓表的示數(shù)為44 vc若電流表示數(shù)為0.1 a，則原線圈中的電流為0.5 ad若電流表示數(shù)為0.1 a，則1 min內(nèi)電阻r上產(chǎn)生的焦耳熱為264 j解析：原、副線圈中交變電流的頻率相同，2f，解得f50 hz，a錯(cuò)誤；，解得u244 v，b正確；，若i20.1 a，則i10.02 a，c錯(cuò)誤；電

10、阻r消耗的功率等于變壓器的輸出功率，所以qi2rtu2i2t44×0.1×60 j264 j，d正確答案：bd9(2017·安徽蚌埠期末)如圖甲所示的變壓器電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為21，ab端輸入如圖乙所示的電流，副線圈電路中電阻r10 ，電路中的電流表、電壓表都是理想電表，下列說(shuō)法正確的是()a電流表的示數(shù)為 ab副線圈中電流的最大值為 ac副線圈中電流的有效值為 ad電壓表的示數(shù)為10 v解析：電流表的示數(shù)是該交流電的有效值，()2r·i2r·t，解得i a，a正確；原、副線圈電流比等于匝數(shù)的反比，原線圈電流的最大值為 a，則

11、副線圈電流的最大值為2 a，b錯(cuò)誤；副線圈電流的有效值為 a，c正確；電壓表的示數(shù)是副線圈電壓的有效值，u10 v，d錯(cuò)誤答案：ac10(2017·河南中原學(xué)術(shù)聯(lián)盟模擬)如圖甲所示，m是一個(gè)小型理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)之比n1n2225，接線柱a、b接上一個(gè)正弦交流電源，電壓隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中r2為用半導(dǎo)體熱敏材料(電阻隨溫度升高而減小)制成的傳感器，r1為一定值電阻，下列說(shuō)法中正確的是()a電壓表v的示數(shù)為50 vb當(dāng)傳感器r2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，電壓表v的示數(shù)減小c當(dāng)傳感器r2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，電流表a的示數(shù)增大d當(dāng)傳感器r2所在處

12、出現(xiàn)火警時(shí)，電阻r1的功率變大解析：原線圈兩端的電壓有效值為u1220 v，由解得副線圈兩端的電壓有效值為50 v，a錯(cuò)誤；當(dāng)r2處出現(xiàn)火警時(shí)，r2的電阻減小，副線圈的電流i2增大，r1上的電壓增大，r2上的電壓減小，電壓表的示數(shù)減小，b正確；而，i2增大，則i1也增大，c正確；pr1i22r1增大，d正確答案：bcd11.(2017·吉林長(zhǎng)春普通高中質(zhì)檢)如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為110，接線柱a、b接在電壓u10sin 100t v的正弦交流電源上，r1為定值電阻，其阻值為100 ，r2為用半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻(阻值隨溫度升高而減小)下列說(shuō)法中正確的是()at

13、s時(shí)，a、b兩點(diǎn)間電壓的瞬時(shí)值為5 vbt s時(shí)，電壓表的讀數(shù)為50 vc在1 min內(nèi)電阻r1上產(chǎn)生的熱量為6 000 jd當(dāng)r2的溫度升高時(shí)，電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大解析：t s時(shí)，a、b兩點(diǎn)間電壓的瞬時(shí)值u10sin (100×) v5 v，所以a正確無(wú)論何時(shí)，輸入電壓的最大值為10 v，所以有效值u110 v，根據(jù)變壓器的原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，即，得u2100 v，即電壓表讀數(shù)為100 v，所以b錯(cuò)誤計(jì)算熱量用有效值，r1兩端的電壓有效值為100 v，所以在1 min內(nèi)電阻r1上產(chǎn)生的熱量qt×60 j6 000 j，所以c正確當(dāng)r2的溫度升高時(shí)，r2

14、的電阻減小，導(dǎo)致電路的總電阻減小，所以電路中的總電流將會(huì)增大，電流表測(cè)量的是原線圈中的總電流，由于副線圈的電流增大，所以原線圈的電流表示數(shù)也要增大；由于電源的電壓不變，原、副線圈的匝數(shù)比也不變，所以電壓表的示數(shù)不變，所以d錯(cuò)誤答案：ac12(2017·山東泰安模擬)如圖，在理想變壓器原副線圈的回路中分別接有三個(gè)阻值相同的電阻r1、r2、r3.a、b兩端接在輸出電壓恒為u的正弦交流發(fā)電機(jī)上，此時(shí)三個(gè)電阻消耗的功率相同，則()a變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為21b變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為13c電阻r1兩端的電壓為d電阻r1中的電流等于r2和r3中的電流之和解析：三個(gè)電阻消耗的功率相同，說(shuō)明

15、通過(guò)三個(gè)燈泡的電流相同，設(shè)原線圈的電流為i，則副線圈的電流為2i，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，a正確，b、d錯(cuò)誤；設(shè)電阻上的電壓為u1，原線圈兩端的電壓為2u1，則u3u1，電阻r1兩端的電壓為，c正確答案：ac三、非選擇題13一些材料的電阻隨溫度的升高而變化如圖甲是由某金屬材料制成的電阻r隨攝氏溫度t變化的圖象，若用該電阻與電池(電動(dòng)勢(shì)e1.5 v，內(nèi)阻不計(jì))、電流表(量程為5 ma，內(nèi)阻不計(jì))、電阻箱r串聯(lián)起來(lái)，連接成如圖乙所示的電路，用該電阻做測(cè)溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個(gè)簡(jiǎn)單的“金屬電阻溫度計(jì)”(1)電流刻度較大處對(duì)應(yīng)的溫度刻度_(選填“較大”或“較小”)

16、；(2)若電阻箱阻值r150 ，當(dāng)電流為5 ma時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)值為_(kāi).解析：(1)由題圖甲可知，溫度升高，電阻阻值增大，電路中電流減小，因此電流刻度較大處對(duì)應(yīng)的溫度刻度較小(2)電流為5 ma時(shí)，電路總電阻為300 ，電阻箱阻值r150 ，則r150 ，由題圖甲得對(duì)應(yīng)的溫度為50 .答案：(1)較小(2)5014.如圖所示，一熱敏電阻rt放在控溫容器m內(nèi)；a為毫安表，量程6 ma，內(nèi)阻為數(shù)十歐姆；e為直流電源，電動(dòng)勢(shì)約為3 v，內(nèi)阻很小；r為電阻箱，最大阻值為999.9 ，s為開(kāi)關(guān)已知rt在95 時(shí)的阻值為150 ，在20 時(shí)的阻值約為550 .現(xiàn)要求在降溫過(guò)程中測(cè)量在20 95 之間的多個(gè)溫

17、度下rt的阻值(1)在圖中畫(huà)出連線，完成實(shí)驗(yàn)原理電路圖(2)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：a依照實(shí)驗(yàn)原理電路圖連線b調(diào)節(jié)控溫容器m內(nèi)的溫度，使得rt的溫度為95 .c將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)淖柚担员ＷC儀器安全d閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)i0，并記錄_e將rt的溫度降為t1(20 t195 )；調(diào)節(jié)電阻箱，使得電流表的讀數(shù)_，記錄_f溫度為t1時(shí)熱敏電阻的電阻值rt_.g逐步降低t1的數(shù)值，直到20 為止；在每一溫度下重復(fù)步驟e、f.解析：(1)電阻箱的最大阻值與熱敏電阻的最大阻值相差不大，因此電阻箱應(yīng)與熱敏電阻串聯(lián)(2)本實(shí)驗(yàn)原理是當(dāng)電路的兩種狀態(tài)的電流相等時(shí)，外電路的總電阻相等95 和t1時(shí)對(duì)應(yīng)的電路的電阻相等