2023年高考物理二輪復(fù)習(xí)100考點(diǎn)千題精練第十一章交變電流專題11.4特殊變壓器

專題11.4特殊變壓器一．選擇題1．(多項(xiàng)選擇)(2023·廣東適應(yīng)性考試)如圖甲所示為一理想自耦變壓器，A、B端輸入電壓如圖乙所示，A1、V1和A2、V2分別是接入原線圈和副線圈中的理想交流電流表和電壓表，其示數(shù)分別用I1、U1、I2、U2表示，R為定值電阻，現(xiàn)將滑片P從圖示位置逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在P轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，電流表和電壓表示數(shù)均未超過其量程，以下選項(xiàng)中能正確反映I1、I2、U1、U2變化規(guī)律的是()【參考答案】AC2.(2023·開封模擬)如下圖，理想變壓器有兩個(gè)副線圈，匝數(shù)分別為n1和n2，所接負(fù)載4R1＝R2，當(dāng)只閉合S1時(shí)，電流表示數(shù)為1A，當(dāng)S1和S2都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為2A，那么n1∶n2為()A．1∶1B．1∶2C．1∶3D．1∶4【參考答案】BAC【名師解析】變壓器原副線圈的磁通量變化率相同，所以U∶U1∶U2＝n∶n1∶n2，根據(jù)能量守恒，輸出功率等于輸入功率，所以只閉合S1時(shí)UI＝eq\f(U12,R1)，當(dāng)S1和S2都閉合時(shí)，UI′＝eq\f(U12,R1)＋eq\f(U22,R2)＝eq\f(4U12＋U22,4R1)，代入數(shù)據(jù)I＝1A、I′＝2A可得U22＝4U12，即U1∶U2＝1∶2，所以n1∶n2＝1∶2，選項(xiàng)B正確。3．(2023·河南八校聯(lián)考)電子式互感器是數(shù)字變電站的關(guān)鍵裝備之一。如下圖，某電子式電壓互感器探頭的原理為電阻分壓，ac間的電阻是cd間電阻的(n－1)倍，某次測(cè)量中輸出端數(shù)字電壓表的示數(shù)為U，那么輸入端的電壓為()A．nUB.eq\f(U,n)C．(n－1)UD.eq\f(U,n－1)【參考答案】A4..(2023江蘇高考物理)一自耦變壓器如下圖，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。通過滑動(dòng)觸頭取該線圈的一局部，接在c、d間作為副線圈。在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí)，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)的過程中〔A〕U2>U1，U2降低〔B〕U2>U1，U2升高〔C〕U2<U1，U2降低〔D〕U2<U1，U2升高【參考答案】C【名師解析】在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中，副線圈匝數(shù)減少，由變壓器變壓公式可知，副線圈的輸出電壓降低，即U2<U1，U2降低，選項(xiàng)C正確。5.如下圖，接在照明電路中的自耦變壓器的副線圈上通過輸電線接有三個(gè)燈泡L1、L2和L3，輸電線的等效電阻為R，輸入的交變電壓有效值恒定。當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向下移動(dòng)一段距離后，以下說法正確的選項(xiàng)是()A.等效電阻R上消耗的功率變大B.三個(gè)燈泡都變暗C.原線圈兩端的輸入電壓增大D.原線圈中電流表示數(shù)增大【參考答案】AD6．〔2023·天津〕普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測(cè)量電流，通常要通過電流互感器來連接，圖28-1中電流互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少，工作時(shí)電流為Iab，cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多，工作時(shí)電流為Icd，為了使電流表能正常工作，那么A.ab接MN、cd接PQ，Iab<IcdB.ab接MN、cd接PQ，Iab>IcdC.ab接PQ、cd接MN，Iab<IcdD.ab接PQ、cd接MN，Iab>Icd【參考答案】B【點(diǎn)評(píng)】此題高壓輸電電流測(cè)量切入，意在考查電流互感器的接法及其相關(guān)知識(shí)。注解：電壓互感器可以把高電壓通過變壓器降低為低電壓在連接到電壓表進(jìn)行測(cè)量；電流互感器可以把大電流通過變壓器變?yōu)樾‰娏鬟B接到電流表進(jìn)行測(cè)量。鉗形電流表可以在不斷開交變電路的情況下粗略測(cè)量導(dǎo)線中電流。7.自耦變壓器鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，原、副線圈都只取該線圈的某局部。一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖3所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)。變壓器線圈總匝數(shù)為1900匝；原線圈為1100匝，接在有效值為220V的交流電源上。當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，負(fù)載R上的功率為2.0kW。設(shè)此時(shí)原線圈中電流有效值為I1，負(fù)載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，那么U2和I1分別約為()A.380V和5.3A B.380V和9.1AC.240V和5.3A D.240V和9.1A【參考答案】B【名師解析】對(duì)理想變壓器有U2＝eq\f(n2,n1)U1＝380V，由P2＝I2U2得I2＝eq\f(P2,U2)＝eq\f(2000,380)A≈5.3A。依據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)得I1＝eq\f(n2,n1)I2＝eq\f(1900,1100)×5.3A≈9.1A，故只有選項(xiàng)B正確。8．〔2023年江蘇省四市聯(lián)考〕如下圖，在某一輸電線路的起始端接入兩個(gè)互感器，原副線圈的匝數(shù)比分別為100∶1和1∶100，圖中a、b表示電壓表或電流表，電壓表的示數(shù)為22V，電流表的示數(shù)為1A，那么A．a(chǎn)為電流表，b為電壓表B．a(chǎn)為電壓表，b為電流表C．線路輸送電功率是220kWD．輸電線路總電阻為22Ω【參照答案】BC9．〔2023年洛陽(yáng)市聯(lián)考〕圖19是自耦變壓器的示意圖，負(fù)載變化時(shí)輸入電壓不會(huì)有大的波動(dòng)，輸電線的電阻用R0表示，如果變壓器上的能量損失可以忽略，以下說法正確的選項(xiàng)是A．開關(guān)S1接a，閉合開關(guān)S后，電壓表V示數(shù)減小，電流表A示數(shù)增大B．開關(guān)S1接a，閉合開關(guān)S后，原線圈輸入功率減小C．?dāng)嚅_開關(guān)S，開關(guān)S1接a時(shí)電流表的示數(shù)為I1，開關(guān)S1接b時(shí)電流表的示數(shù)為I2，那么I1>I2D．?dāng)嚅_開關(guān)S，開關(guān)S1接a時(shí)原線圈輸入功率為P1，開關(guān)S1接b時(shí)原線圈輸入功率為P2，那么P1<P2【參照答案】AD10.(2023年大連聯(lián)考)某同學(xué)將理想自耦變壓器連成如下圖的電路，滑片P與線圈始終接觸良好，那么A．開關(guān)S保持閉合，小燈泡不發(fā)光B．開關(guān)S保持閉合，將滑片P向上移動(dòng)，小燈泡會(huì)變亮C．?dāng)嚅_S的瞬間，小燈泡可能閃亮一下再熄滅D．?dāng)嚅_S的瞬間，小燈泡不可能閃亮【參照答案】AC【名師解析】開關(guān)S保持閉合，小燈泡兩端電壓為零，小燈泡不發(fā)光，選項(xiàng)B錯(cuò)誤A正確。斷開S的瞬間，線圈中磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，與小燈泡構(gòu)成回路，小燈泡可能閃亮一下再熄滅，選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤。11．〔2023年吉林聯(lián)考〕有一電路連接如下圖，理想變壓器初級(jí)線圈接電壓一定的交流電，那么以下說法中正確的選項(xiàng)是A．只將S1從2撥向1時(shí)，電流表示數(shù)變小 B．只將S2從4撥向3時(shí)，電流表示數(shù)變小C．只將S3從閉合變?yōu)閿嚅_，電阻R2兩端電壓增大D．只將變阻器R3的滑動(dòng)觸頭上移，變壓器的輸入功率增大【參照答案】B12.〔2023江蘇蘇州聯(lián)考〕如圖甲所示，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為10:1，b是原線圈的中心抽頭，圖中電表均為理想的交流電表，定值電阻R=10Ω，其余電阻均不計(jì)．從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上如圖乙所示的交變電壓。那么以下說法中正確的有A．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為31.1VB．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與b連接且在0.01s時(shí)，電流表示數(shù)為2.2AC．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時(shí)，副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5HzD．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時(shí)，原線圈的輸入功率變大【參照答案】BCD13.〔2023·洛陽(yáng)聯(lián)考〕圖甲是某燃?xì)鉅t點(diǎn)火裝置的原理圖。轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交變電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2。V為交流電壓表。當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于5000V時(shí)，就會(huì)在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w。以下判斷正確的選項(xiàng)是〔〕A．電壓表的示數(shù)等于5VB．電壓表的示數(shù)等于VC．實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是>1000D．實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是<1000【參考答案】BC【名師解析】電壓表的示數(shù)為電壓有效值，等于V，選項(xiàng)B正確A錯(cuò)誤。當(dāng)變壓器匝數(shù)比>1000，變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于5000V時(shí)，就會(huì)在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w。選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤。14.〔2023·江蘇聯(lián)考〕某同學(xué)設(shè)計(jì)的家庭電路保護(hù)裝置如下圖,鐵芯左側(cè)線圈L1由火線和零線并行繞成.當(dāng)右側(cè)線圈L2中產(chǎn)生電流時(shí),電流經(jīng)放大器放大后,使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)K,從而切斷家庭電路.僅考慮L1在鐵芯中產(chǎn)生的磁場(chǎng),以下說法正確的有〔〕A．家庭電路正常工作時(shí),L2中的磁通量為零B．家庭電路中使用的電器增多時(shí),L2中的磁通量不變C．家庭電路發(fā)生短路時(shí),開關(guān)K將被電磁鐵吸起D．地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時(shí),開關(guān)K將被電磁鐵吸起【參考答案】ABD15.〔2023·廣東〕鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如題28-14圖〔a〕所示。題11圖〔a〕中電流表的讀數(shù)為1.2A。題28-14圖〔b〕中用同一電纜線繞了3匝，那么〔〕A．這種電流表能測(cè)直流電流，圖〔b〕的讀數(shù)為2.4AB．這種電流表能測(cè)交流電流，圖〔b〕的讀數(shù)為0.4AC．這種電流表能測(cè)交流電流，圖〔b〕的讀數(shù)為3.6AD．這種電流表既能測(cè)直流電流，又能測(cè)交流電流，圖〔b〕的讀數(shù)為3.6A【參考答案】C【名師解析】鉗形電流表是根據(jù)變壓器變流原理設(shè)計(jì)的，這種電流表能測(cè)交流電流，不能測(cè)直流電流。圖〔a〕電纜線繞1匝，電流表的讀數(shù)為I2=1.2A。由I/I2=n2可得，I/n2=I2=1.2.；用同一電纜線繞了3匝，n=3，由I/I2’=n2/n可得，I2’=I/n2·n=16.〔2023·上海聯(lián)考〕在繞制變壓器時(shí)，某人誤將兩個(gè)線圈繞在如題28-15圖所示變壓器鐵心的左右兩個(gè)臂上，當(dāng)通以交變電流時(shí)，每個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過另一個(gè)線圈，另一半通過中間的臂，線圈1、2的匝數(shù)之比n1∶n2=2∶1，在不接負(fù)載的情況下〔〕A．當(dāng)線圈1輸入電壓220V時(shí)，線圈2輸出電壓為110VB．當(dāng)線圈1輸入電壓220V時(shí)，線圈2輸出電壓為55VC．當(dāng)線圈2輸入電壓110V時(shí)，線圈1輸出電壓為220VD．當(dāng)線圈2輸入電壓110V時(shí)，線圈1輸出電壓為110V【參考答案】BD當(dāng)線圈2作為輸入端時(shí)，==×=1。因?yàn)閁2’=110V，所以U1′=U2’×1=110V，所以選項(xiàng)D正確C錯(cuò)誤。17.〔2023·江西省質(zhì)檢〕理想變壓器線圈1接在交流電源上，燈泡L1接在線圈2上，燈泡L2、L3接在線圈3上，電流表、電壓表、開關(guān)連接如題28-16圖所示，不考慮輸電線的電阻，當(dāng)開關(guān)K閉合后，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是〔〕A.燈泡L2亮度變暗 B.燈泡L1亮度不變C.電流表A的讀數(shù)不變 D.電壓表V的讀數(shù)不變【參考答案】BD18.〔2023·河北省保定聯(lián)考〕心電圖儀是將心肌收縮產(chǎn)生的脈動(dòng)轉(zhuǎn)化為電壓脈沖的儀器，其輸出局部可以用一個(gè)與大電阻R1串聯(lián)的交流電源U0來等效，如下圖。心電圖儀與一個(gè)理想變壓器的初級(jí)線圈相連，一個(gè)揚(yáng)聲器〔可等效為一個(gè)定值電阻R2〕與變壓器次級(jí)線圈相連。等效電源的輸出電壓恒為U0，為使揚(yáng)聲器獲得最大功率，次級(jí)線圈的輸出電壓為〔〕A．U0B．C．U0D．【參考答案】D【名師解析】設(shè)變壓器輸入端等效電阻為R，變壓器輸入電流為I，為使揚(yáng)聲器獲得最大功率，變壓器輸入端等效電阻為R=R1，變壓器初級(jí)線圈輸入電壓U1=U0/2，輸入功率為，變壓器輸出功率為，對(duì)于理想變壓器，=，解得U1=，選項(xiàng)D正確。二．計(jì)算題1.(14分)如圖17所示，理想變