（江蘇專用）2023屆高三物理一輪復(fù)習必考部分第10章交變電流傳感器第2節(jié)變壓器電能的輸送課時強化練

PAGEPAGE1變壓器電能的輸送(限時：40分鐘)A級跨越本科線1．(2022·江蘇高考)一電器中的變壓器可視為理想變壓器，它將220V交變電流改變?yōu)?10V．變壓器原線圈匝數(shù)為800，那么副線圈匝數(shù)為()【導(dǎo)學(xué)號：96622376】A．200 B．400C．1600 D．3200B根據(jù)理想變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，得n2＝eq\f(n1U2,U1)＝eq\f(800×110,220)＝400，選項B正確．2．如圖10-2-14所示為一種變壓器的實物圖，根據(jù)其銘牌上所提供的信息，以下判斷正確的選項是()圖10-2-14A．這是一個升壓變壓器B．原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多C．當原線圈輸入交流電壓220V時，副線圈輸出直流電壓12VD．當原線圈輸入交流電壓220V、副線圈接負載時，副線圈中電流比原線圈中電流小B根據(jù)銘牌上所提供的信息可知：變壓器的輸入電壓為220V，輸出電壓為12V，該變壓器為降壓變壓器，應(yīng)選項A錯誤、B正確；變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)，故變壓器的原、副線圈上的電壓都為交流電壓，選項C錯誤；由理想變壓器的輸出功率等于輸入功率，且原線圈的電壓大于副線圈的電壓，知副線圈接負載時，副線圈中電流比原線圈中電流大，選項D錯誤．3．(多項選擇)在一些學(xué)校教室為了保證照明條件，采用智能照明系統(tǒng)，在自然光缺乏時接通電源啟動日光燈，而在自然光充足時，自動關(guān)閉日光燈，其原理圖如圖10-2-15所示．R為一光敏電阻，L為一帶鐵芯的螺線管，在螺線管上方有一用細彈簧系著的輕質(zhì)銜鐵，一端用鉸鏈固定在墻上可以自由轉(zhuǎn)動，另一端用一絕緣棒連接兩動觸頭．有關(guān)這套智能照明系統(tǒng)的工作原理描述正確的選項是()圖10-2-15A．光照越強，光敏電阻阻值越大，銜鐵被吸引下來B．在光線缺乏時，光敏電阻阻值變大，電流小，銜鐵被彈簧拉上去，日光燈接通C．上面兩接線柱應(yīng)該和日光燈電路連接D．下面兩接線柱應(yīng)該和日光燈電路連接BC由光敏電阻特性可知，光照強度越強，電阻越小，電流越大，所以A項錯，B項正確；上面兩接線柱應(yīng)接日光燈電路，所以C項正確，而D項錯誤．4．(多項選擇)(2022·全國丙卷)如圖10-2-16，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b.當輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時，兩燈泡均能正常發(fā)光．以下說法正確的選項是()【導(dǎo)學(xué)號：96622377】圖10-2-16A．原、副線圈匝數(shù)比為9∶1B．原、副線圈匝數(shù)比為1∶9C．此時a和b的電功率之比為9∶1D．此時a和b的電功率之比為1∶9AD設(shè)燈泡的額定電壓為U0，輸入電壓為燈泡額定電壓的10倍時燈泡正常發(fā)光，那么變壓器原線圈的電壓為9U0，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為9∶1，選項A正確，選項B錯誤；由9U0Ia＝U0Ib得，流過b燈泡的電流是流過a燈泡電流的9倍，根據(jù)P＝UI，a、b燈泡的電功率之比為1∶9，選項C錯誤，選項D正確．5．(2022·太原模擬)如圖10-2-17，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2和R3均為定值電阻，和為理想電壓表，和為理想電流表．開關(guān)S閉合時，和的讀數(shù)分別為U1和U2；和的讀數(shù)分別為I1和I2.假設(shè)交流電源電壓不變，現(xiàn)斷開S，以下推斷中正確的選項是()圖10-2-17A．U2可能變小、I2一定變小B．U2一定不變、I2一定變小C．I1一定變小、I2可能變大D．I1可能變大、I2可能變大B交流電源電壓不變，U1數(shù)值不變，根據(jù)變壓器變壓公式可知，副線圈電壓只與原線圈電壓和變壓器原、副線圈匝數(shù)比有關(guān)，現(xiàn)斷開S，U2不變，副線圈所接電路的等效電阻增大，電流表的讀數(shù)I2變小，選項B正確，A錯誤．變壓器輸出功率減小，導(dǎo)致變壓器輸入功率變小，I1變小，選項C、D錯誤．6．如圖10-2-18所示為遠距離輸電的原理圖，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，兩端電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，升壓變壓器到降壓變壓器之間輸電線上的總電阻為R，變壓器均為理想變壓器，假設(shè)保持發(fā)電機的輸出功率和輸出電壓不變，那么以下說法正確的選項是()【導(dǎo)學(xué)號：96622378】圖10-2-18A．用戶端的負載增加(并聯(lián)用電器增多)時，I2增大，I1增大B．遠距離輸電線上的電流I2＝eq\f(U2,R)C．假設(shè)用戶端要得到U1大小的電壓，那么降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n2∶n1D．無論用戶端的負載如何變化，始終有I1U1＝I2U2D發(fā)電機的輸出功率及輸出電壓不變，由P＝UI可知I1不變，進而可得I2不變，A錯誤；U2為升壓變壓器副線圈上的電壓，U2并不是完全加在R上，B錯誤；由于輸電線路上要分得一局部電壓，所以用戶要得到U1大小的電壓，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比大于升壓變壓器副、原線圈匝數(shù)比，C錯誤；理想變壓器輸入功率和輸出功率相等，即I1U1＝I2U2，D正確．7．(多項選擇)如圖10-2-19所示，理想變壓器與電阻R、交流電壓表、交流電流表按圖甲所示方式連接，變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為eq\f(n1,n2)＝eq\f(10,1)，電阻R＝10Ω，圖乙是R兩端電壓U隨時間變化的圖象，Um＝10eq\r(2)V．以下判斷正確的選項是()圖10-2-19A．電壓表的讀數(shù)為10VB．電流表的讀數(shù)為eq\f(\r(2),10)AC變壓器的輸入功率為10WD．通過R的電流iR隨時間t變化的規(guī)律是iR＝cos100πt(A)AC電壓表的示數(shù)為有效值，U＝eq\f(Um,\r(2))＝10V，選項A正確；電流表的示數(shù)為有效值，副線圈的電流的有效值為I2＝eq\f(U,R)＝1A，由I1n1＝I2n2可知電流表示數(shù)I1＝0.1A，選項B錯誤；副線圈消耗的功率為P＝eq\f(U2,R)＝10W，故變壓器的輸入功率為10W，選項C正確；通過R的電流的瞬時表達式為iR＝eq\r(2)cos100πt(A)，選項D錯誤．8.(多項選擇)(2022·天津高考)如圖10-2-20所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調(diào)節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑動觸頭．在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，那么()【導(dǎo)學(xué)號：96622379】圖10-2-20A．保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變大B．保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變小C．保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變大D．保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變小BC保持Q的位置不動，那么U2不變，將P向上滑動時，R接入電路的電阻變大，根據(jù)I2＝eq\f(U2,R0＋R)知，I2變小，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)得I1也變小，即電流表讀數(shù)變小，選項A錯誤，選項B正確；保持P的位置不動，將Q向上滑動時，U2變大，那么根據(jù)P2＝eq\f(U\o\al(2,2),R0＋R)知副線圈輸出功率變大，由P1＝P2知，變壓器原線圈輸入功率P1變大，而P1＝I1U，輸入電壓U一定，I1變大，即電流表讀數(shù)變大，選項C正確，選項D錯誤．9．(多項選擇)如圖10-2-21所示為一理想變壓器，其原線圈與一電壓有效值不變的交流電源相連，P為滑動觸頭．現(xiàn)令P從均勻密繞的副線圈最低端開始，沿副線圈勻速上滑，直至燈泡L兩端的電壓等于其額定電壓為止．用I1表示流過原線圈的電流，I2表示流過燈泡的電流，U1表示原線圈兩端電壓，U2表示燈泡兩端的電壓，假設(shè)在此過程中燈泡的電阻不變．那么在以下圖中，能夠正確反映相應(yīng)物理量的變化趨勢的是()圖10-2-21BD理想變壓器原線圈兩端電壓U1保持不變，C項錯誤；P沿副線圈由最低端勻速上滑，副線圈的匝數(shù)n2均勻增大，由eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)，可得U2＝eq\f(n2U1,n1)，因為U1、n1均不變，而n2均勻增大，故U2均勻增大；又燈泡的電阻不變，所以燈泡中的電流I2也均勻增大，B、D項正確；因副線圈消耗的功率增大，故原線圈中的電流將增大，A項錯誤．B級名校必刷題10．(多項選擇)(2022·全國卷Ⅱ)如圖10-2-22所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2.原線圈通過一理想電流表?接正弦交流電源，一個二極管和阻值為R的負載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端．假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大．用交流電壓表測得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd，那么()圖10-2-22A．Uab∶Ucd＝n1∶n2B．增大負載電阻的阻值R，電流表的讀數(shù)變小C．負載電阻的阻值越小，cd間的電壓Ucd越大D．將二極管短路，電流表的讀數(shù)加倍BD變壓器的變壓比eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，其中U1、U2是變壓器原、副線圈兩端的電壓．U1＝Uab，由于二極管的單向?qū)щ娞匦?，Ucd≠U2，選項A錯誤．增大負載電阻R的阻值，負載的電功率減小，由于P入＝P出，且P入＝I1Uab，所以原線圈上的電流I1減小，即電流表的讀數(shù)變小，選項B正確．c、d端的電壓由輸入電壓Uab決定，負載電阻R的阻值變小時，Ucd不變，選項C錯誤．根據(jù)變壓器上的能量關(guān)系有E輸入＝E輸出，在一個周期T的時間內(nèi)，二極管未短路時有UabI1T＝eq\f(U2,R)·eq\f(T,2)＋0(U為副線圈兩端的電壓)，二極管短路時有UabI2T＝eq\f(U2,R)T，由以上兩式得I2＝2I1，選項D正確．11．(多項選擇)如圖10-2-23甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1，b是原線圈的中心觸頭，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，從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上如圖乙所示的交變電壓，那么以下說法正確的選項是()圖10-2-23A．當單刀雙擲開關(guān)與a連接時，電壓表的示數(shù)為55VB．當單刀雙擲開關(guān)與a連接且t＝0.01s時，電流表示數(shù)為零C．當單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時，原線圈的輸入功率增大D．當單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時，副線圈輸出電壓的頻率為25HzAC原線圈電壓的有效值為U1＝eq\f(Um,\r(2))＝220V，當單刀雙擲開關(guān)與a連接時，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得副線圈的電壓為U2＝55V，電壓表讀數(shù)為55V，選項A正確；在任何時刻電流表的讀數(shù)都是電流的有效值，所以電流表的讀數(shù)不是零，選項B錯誤；當單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得副線圈的電壓為U2＝110V，輸出功率P2＝eq\f(U\o\al(2,2),R)變大，輸入功率也變大，選項C正確；副線圈中交流電的頻率與原線圈中交流電的頻率相等，大小都是f＝eq\f(1,T)＝50Hz，選項D錯誤．12．(多項選擇)如圖10-2-24甲所示的變壓器，接如圖乙所示的交流電時，燈泡正常發(fā)光，電容器能正常工作，現(xiàn)將電源換成如圖丙所示的交流電，那么()【導(dǎo)學(xué)號：96622380】甲乙丙圖10-2-24A．由于丙交變電流的周期變短，因此燈泡比第一次亮B．由于丙的頻率比甲的大，因此電容器有可能被擊穿C．無論接乙電源，還是接丙電源，假設(shè)滑動觸頭P向上移動，燈泡都變暗D．假設(shè)將原線圈n1的匝數(shù)增加，燈泡消耗的功率將變小CD由題圖知，乙、丙所示的交流電的最大值相等，由U有效＝eq\f(Um,\r(2))知，兩交流電的有效值相等，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知，經(jīng)同一變壓器后，兩種情況下副線圈兩端的電壓U2相等，因此燈泡兩端的電壓相同，由P＝eq\f(U2,R)知，燈泡消耗的功率相同，因此燈泡的亮度相同，選項A錯誤；同理可知，加在電容器兩端的電壓相同，因此電容器能正常工作，選項B錯誤；無論電源接乙還是接丙，假設(shè)滑動觸頭P向上移動，那么滑動變阻器接入電路中的阻值都變大，由閉合電路歐姆定律知，電路中的電流都減小，由P＝I2R知，燈泡消耗的功率都減小，因此燈泡都變暗，選項C正確；假設(shè)將原線圈n1的匝數(shù)增多，由eq\f(U2,U1)＝eq\f(n2,n1)知，副線圈的輸出電壓U2減小，由閉合電路歐姆定律知，電路中的電流減小，由P＝I2R知，燈泡消耗的功率減小，選項D正確．13．(多項選擇)可拆變壓器可簡化成如圖10-2-25的模型，MN為可拆的鐵芯橫條，P1、P2為橫條與固定鐵芯的間隙．壓緊橫條，當間隙P1、P2為零時變壓器可視為理想變壓器．將變壓器的初級線圈接到電壓為U1的正弦交流電源上，在間隙P1、P2逐漸減小的過程中，以下說法正確的選項是()圖10-2