2019屆高三物理專題訓練之交變電流及理想變壓器

1、2019 屆高三物理專題訓練之交變電流及理想變壓器1 / 72019 屆高三物理專題訓練之交變電流及理想變壓器典例 1. （2018 全國 III 卷 16）一電阻接到方波交流電源上，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方;若該電阻接到正弦交變電源上，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正。該電阻上電壓的峰值為uo,周期為 T，如圖所示。貝 U Q方：Q正等于（）A.1：2B. 2：1C. 1 : 2D. 2 : 1典例 2. （2016 全國I卷 16）一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻R1、R2和 R3的阻值分別為 3Q、1Q和 4Q,A 為理想交流電流表，U 為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效 值恒定。

2、當開關(guān) S 斷開時，電流表的示數(shù)為I ;當 S 閉合時，電流表的示數(shù)為4I。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為（）A. 2B. 3C. 4D. 5n=50r/s。在 t= 0n2019 屆高三物理專題訓練之交變電流及理想變壓器2 / 7-3C.從 t= 0 時刻開始線圈平面轉(zhuǎn)過30。的過程中，通過電阻的電荷量約為5.7X0 CD .電阻 R 上的熱功率為 6.4 W2如圖所示，理想變壓器的原線圈接有頻率為f、電壓為 U 的交流電，畐 U 線圈接有光敏電阻 Ri（光照增強時，光敏電阻阻值減小）、用電器 R2。下列說法正確的是（）A . P 位置不動，當光照增強時，變壓器的輸入功率減小B 光照強度不變，當

3、滑動觸頭P 向上滑動時，用電器消耗的功率增大C.當 f 減小時，變壓器的輸入功率減小D . P 位置不動，光照強度不變，當 U 增大時，用電器消耗的功率增大3.如圖所示為一自耦變壓器，保持電阻R和輸入電壓不變，以下說法正確的是（）A 滑片 P 向 b 方向移動，滑片 Q 下移，電流表示數(shù)減小B .滑片 P 不動，滑片 Q 上移，電流表示數(shù)不變C.滑片 P 向 b 方向移動、滑片 Q 不動，電壓表示數(shù)增大D. 滑片 P 不動、滑片 Q 上移或下移，電壓表示數(shù)始終不變4.如圖甲所示電路，已知電阻 Ri= R2= R,和 Ri并聯(lián)的 D 是理想二極管（正向電阻可視為 零，反向電阻為無窮大），在 A、

4、B 之間加一個如圖乙所示的交變電壓（電壓為正值時，UAB0）。由此可知（）A .在 A、B 之間所加的交變電壓的周期為 2 s4nnu甲2019 屆高三物理專題訓練之交變電流及理想變壓器3 / 7B .在 A、B 之間所加交變電壓瞬時值表達式為u = 20 . 2sin 50 t（V）C.加在 R1上電壓的有效值為 10 V2019 屆高三物理專題訓練之交變電流及理想變壓器D .加在 R2上電壓的有效值為 5 10 V5.用同樣的交流電分別用甲、乙兩個電路給同樣的燈泡供電,結(jié)果兩個電路中的燈泡均能正常發(fā)光，乙圖中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為 5 : 3，則甲、乙兩個電路中的電功率之比 為（）

5、A.1 : 1 B. 5 : 2 C. 5 : 3D. 25 : 9A 6.25 W B. 11.6 W C. 36.3 W D. 100 W7.如圖所示，a、b 兩端接在正弦交流電源上，原副線圈回路中副線圈匝數(shù)比為 n1: n2,下列說法中正確的是（）A A、B 電阻的電流之比為 n1: n2B A、B 電阻的電壓之比為 n1:匹2 2C. A、B 電阻的功率之比為n2：r）1D . A 電阻上的電壓與原線圈輸入電壓之比為1 : 1& （多選）如圖甲所示，理想變壓器原、畐 U 線圈的匝數(shù)比為n1: n2= 10 ： 1, b 是原線圈的中心抽頭，S 為單刀雙擲開關(guān)，定值電阻R1、R2

6、均為 10a在原線圈 c、d 兩端加上如圖乙所3/ 76 如圖甲所示，一理想變壓器的原副線圈匝 數(shù)之比為 n!：n2=1 : 2，原線圈連接正弦式交流 電源，副線圈連接一個“ 220 V，100 W”的白 熾燈泡，燈泡正常發(fā)光。白熾燈泡的伏安特性 曲線如圖乙所示。若將副線圈接上述電源，燈 泡接原線圈，則燈泡的實際功率約為（）0.0.1ftas；0 5OLTOJ50 200 250A、B 電阻的阻值相同，原甲乙Q.jHjfflW2019 屆高三物理專題訓練之交變電流及理想變壓器5 / 7示的交變電壓，下列說法正確的是（）A 當 S 與 a 連接后，理想電流表示數(shù)為 2.2 AB .當 S 與 a

7、 連接后，理想電壓表示數(shù)為11 VC.當 S 由 a 撥到 b 后，畐 U 線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5 HzD .當 S 由 a 撥到 b 后，原線圈的輸入功率變?yōu)樵瓉淼? 倍9.（多選）如圖所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，其電動勢為u=220.2sin10n,交流電源電阻為 r=10Q,定值電阻 Ro=100Q與原線圈并聯(lián)，滑動變阻器 R 與副線圈串聯(lián)， 滑動變阻器的最大值為 Rm= 30 已知變壓器的原副線圈的匝數(shù)之比為2 : 1，電流表和電壓表均為理想交流電流表?；瑒幼冏杵鞯幕瑒佑|頭由最上端下向下緩慢移動到某位置時，開關(guān) S 分別接 a、b，電源輸出功率相等，下列說法正確的是（）A

8、 開關(guān)接 a 時，電流表的示數(shù)為 2 AB .開關(guān)接 b 時，電壓表的示數(shù)為110 VC.電源的輸出功率相等時，滑動變阻器的阻值可能為D 副線圈消耗的功率最大時，滑動變阻器的阻值為R= 10QU02U0,根據(jù)焦耳定律和歐姆定律，Q|2RTUT,可知在一個周期 T 內(nèi)產(chǎn)生的熱量與電壓有效值R典例 1.【解析】根據(jù)題述，正弦交變電流的電壓有效值為,而方波交流電的有效值為R= 25Q屮f. I X 111 XSb2019 屆高三物理專題訓練之交變電流及理想變壓器6 / 72019 屆高三物理專題訓練之交變電流及理想變壓器7 / 7的二次方成正比，Q方: Q正=u：:U0=2:1，選項 D 正確。2【

9、答案】D 典例 2.【解析】開關(guān)斷開時，電路如圖甲所示，原、副線圈的電流比 =生,通過R2的電流 i2=匹,副線圈的輸出電壓 u2=I2(R2+R3)=5!nj,I2nin2n2由豈=D!可得原線圈兩端的電壓 口1= 51 呼丁，貝 U U = Ui+ IRi= 51 呼了U2n2n2n2+ 3I;開關(guān)閉合時，電路如圖乙所示，原、畐 U 線圈的電流比通過 R2的電流 I2= 如，畐 U 線圈的輸出電壓 U2= I2R2=如，由=n2n2U2聯(lián)立解得半=3,選項 B 正確。【答案】B阻 r = 2Q,線圈的轉(zhuǎn)速50n=nr/s,3=I00 rad/s,交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢隨時間的變化關(guān)41 _

10、n2I2 ni訓得原線圈兩端的電壓甲乙U = Ui+ 4IRi= 4I2019 屆高三物理專題訓練之交變電流及理想變壓器8 / 7系是 e= NBS3cos3 t82cos 100t(V) , A 項錯誤；交流電壓表顯示出的是路端電壓有效值,故示數(shù)為一EmR= 6.4 V, B 項錯誤；從 t = 0 時刻轉(zhuǎn)過 30的過程中，通過電阻的電荷量為 *2(R+ r)N -3-3十Aq= 4 2X10 c 5.7X10C, C 項正確;R 十 rW, D 項錯誤。2.【答案】D 3.【答案】D2電阻 R 上的熱功率 P= I R =R+ rR= 5.122019 屆高三物理專題訓練之交變電流及理想變

11、壓器9 / 74【答案】D【解析】由圖象可得交流電的周期T= 0.02 s,故 A 錯誤；電壓最大值為 Um= 20 2 V，交一-2 n變電壓的瞬時值表達式為 u = Umsin3匸 202sint= 22sin 100 t（n），故 B 錯誤；因為是交流電所以應(yīng)該分兩種情況考慮：當A 點電位高于 B 點電位時二極管導通即R1被短路，R2電壓為電源電壓2022V= 20 V ;當 B 點電位高于 A 點電位時二極管截止，R1、R2串聯(lián)分壓， 故 C 錯誤 D 正確。5.【答案】C【解析】設(shè)燈泡的額定電流為 I，則甲圖中電路的功率為 P1=UI，根據(jù)變流比可知，乙圖中33原線圈中電流為I，乙圖

12、中的功率為P2二IU，因此甲、乙兩個電路中的功率之比為5 : 3 ,55C 項正確。6. 【答案】B7. 【答案】C8. 【答案】AD9. 【答案】AC【解析】開關(guān)接 a 時，電流表的示數(shù)為 I1也 =2 A ,A 正確；根據(jù)變壓比可得 U2二四 ,& +r厲原線圈所在電路中，電源內(nèi)阻要分壓，原線圈輸入電壓小于220 V，貝UU2小于 110 V, B 錯誤；電源輸出功率相等時，即R 等效至原線圈時阻值等于 R0或等于 1Q,由 R=（匹）2RC可得 R = 25Q或R=0.25,C 正確；畐U線圈消耗的功率最大，即電源輸出功率最大，即即對 Ri有鴛=Ri102TRi，解得 Ui= 2 V，對 R2有:TR2R22020R2R2+T -2R2R2T -212019 屆高三物理專題訓練之交變電流及理想變壓器10 / 7nF等效=（）2R=100，解得 R= 2.5QD 錯誤。1 如圖所示為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在磁感應(yīng)強度為B 的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸 00 勻速轉(zhuǎn)動。磁場的磁感應(yīng)強度 B = 一 2X10一1 2T,線圈 的面積S= 0.02 m2,匝數(shù) N= 400 匝，線圈總電阻