2023版新教材高考物理復(fù)習(xí)特訓(xùn)卷考點(diǎn)十三交變電流電磁振蕩與電磁波第101練理想變壓器

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！第101練理想變壓器（時(shí)間25分鐘）思維方法1．變壓器聯(lián)系著兩個(gè)電路：原線圈電路、副線圈電路．原線圈在原線圈電路中相當(dāng)于一用電器，副線圈在副線圈電路中相當(dāng)于電源．2．變壓器的輸入電壓決定輸出電壓，但輸入電流、功率卻由輸出電流、功率決定． 選擇題1．(多選)如圖所示，理想變壓器的原線圈接在穩(wěn)壓交流電源上，R1、R2、R3是阻值相等的定值電阻，電表A為理想電流表，調(diào)節(jié)滑片P可以改變?cè)€圈匝數(shù)．初始時(shí)，開(kāi)關(guān)K處于斷開(kāi)狀態(tài)，下列說(shuō)法正確的是()A.只把滑片P向上滑動(dòng)，電流表示數(shù)將增大B．只把滑片P向下滑動(dòng)，電阻R1消耗的功率將增大C．只閉合開(kāi)關(guān)K，電阻R2消耗的功率將增大D．只閉合開(kāi)關(guān)K，電流表示數(shù)將變大2．一理想自耦變壓器如圖所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，將其接在a、b間作為原線圈．通過(guò)滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈．在a、b間接電壓為U1的交變電流，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝220sin50πt(V)，c、d間的輸出電壓為U2，在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．U1＝110VB．U2>U1C．U2逐漸減小D．c、d間輸出交流電的頻率為50Hz3．(多選)[2022·四川德陽(yáng)市一診]如圖甲所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為11∶2，其原線圈兩端接入如圖乙所示的正弦交流電，副線圈通過(guò)電流表與負(fù)載電阻R相連．若交流電壓表和交流電流表都是理想電表，則下列說(shuō)法中正確的是()A．變壓器輸入電壓的最大值是220VB．電壓表的示數(shù)是40VC．若電流表的示數(shù)為0.50A，變壓器的輸入功率是20WD．原線圈輸入的正弦交變電流的頻率是100Hz4．(多選)如圖所示，足夠長(zhǎng)的兩條平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，其間有與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩導(dǎo)軌通過(guò)導(dǎo)線與檢流計(jì)G1、線圈M接在一起．N是繞在“□”形鐵芯上的另一線圈，它與檢流計(jì)G2組成閉合回路．現(xiàn)有一金屬棒ab沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑，下滑過(guò)程中與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，在ab下滑的過(guò)程中()A.通過(guò)G1的電流是從左端進(jìn)入的B．通過(guò)G2的電流是從右端進(jìn)入的C．檢流計(jì)G1的示數(shù)逐漸增大，達(dá)到最大值后恒定D．檢流計(jì)G2的示數(shù)逐漸減小，最后趨于一不為零的恒值5．科學(xué)中心某款手搖點(diǎn)火器原理如圖所示．當(dāng)鋼針和金屬板間瞬時(shí)電壓超過(guò)5000V時(shí)可以產(chǎn)生電火花．已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為0.2T，手搖發(fā)電機(jī)線圈的面積為0.25m2，共50匝，不計(jì)內(nèi)阻，變壓器為理想變壓器，其原、副線圈匝數(shù)比為1∶100.下列說(shuō)法正確的是()A．線圈轉(zhuǎn)速等于2r/s時(shí)，點(diǎn)火器可以產(chǎn)生電火花B．線圈轉(zhuǎn)速等于4r/s時(shí)，點(diǎn)火器可以產(chǎn)生電火花C．電壓表的示數(shù)為5V時(shí)，點(diǎn)火器可以產(chǎn)生電火花D．電壓表的示數(shù)為25V時(shí)，點(diǎn)火器可以產(chǎn)生電火花6．如圖所示為某種電吹風(fēng)機(jī)電路圖，a、b、c、d為四個(gè)固定觸點(diǎn)．繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的扇形金屬觸片P，可同時(shí)接觸兩個(gè)觸點(diǎn)，觸片P處于不同位置時(shí)，電吹風(fēng)機(jī)可處于停機(jī)、吹冷風(fēng)和吹熱風(fēng)三種狀態(tài)．n1和n2分別是理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)，該電吹風(fēng)機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)如下表所示．下列說(shuō)法正確的是()冷風(fēng)時(shí)輸入功率60W熱風(fēng)時(shí)輸入功率460W小風(fēng)扇額定電壓60V正常工作時(shí)小風(fēng)扇輸出功率52WA.觸片P同時(shí)接觸b、c兩個(gè)觸點(diǎn)時(shí)電吹風(fēng)機(jī)吹熱風(fēng)B.理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝3∶11C．電吹風(fēng)機(jī)吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲上的電流為eq\f(23,11)AD．小風(fēng)扇的內(nèi)阻為8Ω7．[2022·吉林省白山市一模]在圖示電路中，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為220，副線圈的匝數(shù)可調(diào)，L1、L2、L3和L4是四個(gè)相同的燈泡．當(dāng)在a、b兩端加上瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝220eq\r(2)sin100πt(V)的交變電壓時(shí)，調(diào)節(jié)副線圈的匝數(shù)，使四個(gè)燈泡均正常發(fā)光．下列說(shuō)法正確的是()A.變壓器副線圈的匝數(shù)為440B.燈泡的額定電壓為55VC.變壓器原線圈兩端電壓為220VD.穿過(guò)變壓器原線圈的磁通量變化率的最大值為0.1V第101練理想變壓器1．答案：BD解析：只把滑片P向上滑動(dòng)，原線圈匝數(shù)增大，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知，副線圈兩端電壓U2變小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，副線圈中電流變小，副線圈功率P2＝I2U2變小，則輸入功率變小，輸入電壓不變，則原線圈電流變小，電流表示數(shù)將變小，故A錯(cuò)誤．只把滑片P向下滑動(dòng)，原線圈匝數(shù)變小，副線圈兩端電壓U2變大，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，副線圈中電流變大，根據(jù)P＝Ieq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(2))R1，可知電阻R1消耗的功率將增大，故B正確．只閉合開(kāi)關(guān)K，副線圈所在電路總電阻變小，匝數(shù)比和輸入電壓不變，則輸出電壓不變，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，副線圈所在電路干路電流變大，R1分壓變大，則R2兩端電壓變小，R2消耗的功率將減?。桓本€圈所在電路干路電流變大，變壓器輸出功率變大，則輸入功率變大，輸入電壓不變，則原線圈中電流變大，電流表示數(shù)將變大，故C錯(cuò)誤，D正確．2．答案：C解析：根據(jù)題意可知U1＝eq\f(220,\r(2))V，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)理想變壓器的變壓規(guī)律有eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)，結(jié)合n1>n2，可知U2<U1，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中n2逐漸減小，結(jié)合上述分析可知U2也逐漸減小，C項(xiàng)正確；根據(jù)u＝220sin50πt（V）可知2πf＝50π，解得交流電的頻率為f＝25Hz，D項(xiàng)錯(cuò)誤．3．答案：BC解析：由題圖乙可知交流電壓最大值Um＝220eq\r(2)V，故A錯(cuò)誤；輸入電壓的有效值為220V，根據(jù)變壓器電壓與匝數(shù)成正比知電壓表示數(shù)U2＝eq\f(2,11)U1＝40V，電壓表的示數(shù)是40V，選項(xiàng)B正確；流過(guò)電阻中的電流為0.5A，變壓器的輸入功率是P入＝P出＝U2I2＝40×0.5W＝20W，故C正確；變壓器不改變頻率，由題圖乙可知交流電周期T＝0.02s，可由周期求出正弦交變電流的頻率是50Hz，故D錯(cuò)誤．4．答案：BC解析：金屬棒ab沿導(dǎo)軌下滑，根據(jù)右手定則可知，在ab下滑的過(guò)程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向由a到b，所以通過(guò)G1的電流是從右端進(jìn)入的，故A錯(cuò)誤．金屬棒ab開(kāi)始時(shí)做加速運(yùn)動(dòng)，所以在線圈M中產(chǎn)生的磁場(chǎng)逐漸增大，變化的磁場(chǎng)通過(guò)另一線圈N，產(chǎn)生了感應(yīng)電流，在線圈M中是向下且逐漸變大的磁場(chǎng)，根據(jù)楞次定律可知，在線圈N中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)向下，所以通過(guò)G2的電流是從右端進(jìn)入的，故B正確．由于金屬棒ab開(kāi)始時(shí)做加速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流逐漸變大，同時(shí)受到的安培力也在增大，安培力與重力平衡后，G1中的電流恒定，線圈M中的磁場(chǎng)不再變化，那么在線圈N中就不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以檢流計(jì)G1的示數(shù)逐漸增大，最后達(dá)到最大值不變，檢流計(jì)G2的示數(shù)逐漸減小，最后減為零，故C正確，D錯(cuò)誤．5．答案：B解析：線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交流電，設(shè)轉(zhuǎn)速為n，則發(fā)電機(jī)的最大電動(dòng)勢(shì)為Em＝NBSω＝NBS·2πn，發(fā)電機(jī)的最大電動(dòng)勢(shì)等于變壓器原線圈兩端電壓的最大值，即U1m＝Em，根據(jù)理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比等于其兩端電壓之比，有eq\f(1,100)＝eq\f(n1,n2)＝eq\f(\f(U1m,\r(2)),\f(U2m,\r(2)))；鋼針和金屬板間瞬時(shí)電壓超過(guò)5000V時(shí)可以產(chǎn)生電火花，現(xiàn)令U2m＝5000V，聯(lián)立各式解得U1m＝50V，n＝eq\f(10,π)r/s≈3.18r/s，故線圈轉(zhuǎn)速等于2r/s時(shí)，點(diǎn)火器不能產(chǎn)生電火花，線圈轉(zhuǎn)速等于4r/s時(shí)，點(diǎn)火器能產(chǎn)生電火花，故A錯(cuò)誤，B正確；電壓表的示數(shù)為原線圈兩端的電壓有效值，恰好能點(diǎn)火時(shí)，電壓表示數(shù)UV＝eq\f(U1m,\r(2))＝25eq\r(2)V，5V和25V均小于25eq\r(2)V，故C、D錯(cuò)誤．6．答案：D解析：小風(fēng)扇與電熱絲同時(shí)接入電路時(shí)吹熱風(fēng)，觸片P應(yīng)同時(shí)接觸c、d兩個(gè)觸點(diǎn)，A錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器的原線圈、副線圈的匝數(shù)與電壓的關(guān)系有eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，代入數(shù)據(jù)得eq\f(n1,n2)＝eq\f(11,3)，B錯(cuò)誤；電吹風(fēng)機(jī)吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲的熱功率為P＝P熱入－P冷入＝（460－60）W＝400W，則電熱絲上的電流為I1＝eq\f(P,U1)＝eq\f(20,11)A，C錯(cuò)誤；小風(fēng)扇的內(nèi)耗功率為Pr＝P冷入－P出＝（60－52）W＝8W，又流過(guò)小風(fēng)扇的電流為I＝eq\f(P冷入,U2)＝eq\f(60,60)A＝1A，則由Pr＝I2r得r＝eq\f(Pr,I2)＝eq\f(8,1)Ω＝8Ω，D正確．7．答案：B解析：四個(gè)燈泡均正常發(fā)光，且燈泡均串聯(lián)在電路中，說(shuō)明通過(guò)變壓器原、副線圈中的電流相同，根據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)