江蘇省2020版高考物理三輪復(fù)習(xí) 熱點9 電路和理想變壓器問題練習(xí)（含解析）

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1、熱點9　電路和理想變壓器問題 (建議用時：20分鐘) 1．利用實驗室的手搖發(fā)電機產(chǎn)生的正弦交流電給燈泡L供電，其電路如圖所示．當(dāng)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，電壓表示數(shù)為U，燈泡正常發(fā)光．已知發(fā)電機線圈的電阻為r，燈泡正常發(fā)光時的電阻為R，電表均為理想電表，導(dǎo)線電阻可忽略．則(　　) A．圖中電流表示數(shù)為 B．燈泡的額定功率為 C．發(fā)電機的線圈中產(chǎn)生的電動勢的最大值為U D．從線圈轉(zhuǎn)到中性面開始計時，燈泡兩端電壓的瞬時值表達(dá)式為 u＝Usin ωt 2.P1和P2是材料相同、上下表面為正方形的長方體導(dǎo)體，P1的上下表面積大于P2的上下表面積，將P1和P2按如圖所示接到電源上，閉合開關(guān)

2、后，下列說法正確的是(　　) A．若P1和P2的體積相同，則通過P1的電流大于通過P2的電流 B．若P1和P2的體積相同，則P1的電功率等于P2的電功率 C．若P1和P2的厚度相同，則P1兩端的電壓等于P2兩端的電壓 D．若P1和P2的厚度相同，則P1兩端的電壓大于P2兩端的電壓 3．(多選)(2019·蘇州市期初調(diào)研)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1，原線圈兩端的交變電壓隨時間變化規(guī)律如圖乙所示，燈泡L的額定功率為22 W．閉合開關(guān)后，燈泡恰能正常發(fā)光．則(　　) A．原線圈輸入電壓的瞬時值表達(dá)式為u＝220sin 100πt V B．燈泡的額定電壓為110

3、 V C．副線圈輸出交流電的頻率為100 Hz D．電壓表讀數(shù)為220 V，電流表讀數(shù)為0.2 A 4．(多選)如圖所示的電路中，E為電源電動勢，r為電源內(nèi)阻，R1和R3均為定值電阻，R和R2為滑動變阻器．當(dāng)R2的滑片在滑動變阻器的中點時合上開關(guān)S，四個電表A1、A2、A和V的示數(shù)分別為I1、I2、I和U，則下列說法正確的是(　　) A．如果將R2的滑片向a端移動，那么電源的總功率減小 B．如果將R2的滑片向b端移動，那么R3消耗的功率增大 C．如果將R的滑片向c端移動，那么I1增大，I2減小，U減小 D．如果將R的滑片向d端移動，那么I1減小，I2增大，U增大 5．(2019

4、·南京高三質(zhì)量檢測)如圖所示為原、副線圈的匝數(shù)均可調(diào)節(jié)的理想變壓器，原線圈兩端接一正弦交變電流，一小燈泡L和滑動變阻器串聯(lián)接于副線圈兩端，滑動頭P置于中間，小燈泡正常發(fā)光．為了使小燈泡亮度變暗，可以采取的措施有(　　) A．僅減少原線圈的匝數(shù)n1 B．僅增加副線圈的匝數(shù)n2 C．僅改變R的電阻，將滑動頭P向B端滑動 D．僅增大原線圈交變電流的電壓 6．(多選)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1，電壓表、電流表為理想電表．L1、L2、L3、L4為四只規(guī)格均為“220 V，60 W”的燈泡．如果副線圈電壓按圖乙所示規(guī)律變化，則下列說法正確的是(　　) A．電壓表的

5、示數(shù)為660 V B．電流表的示數(shù)為0.82 A C．a(chǎn)、b兩端的電壓是1 045 V D．a(chǎn)、b兩端的電壓是1 100 V 7．(多選)某同學(xué)在實驗室中研究遠(yuǎn)距離輸電．由于輸電線太長，他將每100米導(dǎo)線卷成一卷，共卷成8卷來代替輸電線路(忽略輸電線路的自感作用)．第一次直接將輸電線與學(xué)生電源及用電器相連，測得輸電線上損失的功率為P1.第二次采用如圖所示的電路輸電，其中理想變壓器T1與電源相連，其原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2，理想變壓器T2與用電器相連，測得輸電線上損失的功率為P2.下列說法正確的是(　　) A．前后兩次實驗都可用于研究遠(yuǎn)距離直流輸電 B．實驗可以證明，減小輸電電

6、流能減小遠(yuǎn)距離輸電的能量損失 C．若輸送功率一定，則P2∶P1＝n∶n D．若輸送功率一定，則P2∶P1＝n1∶n2 8.(2019·江蘇省高考壓軸卷)如圖所示，半徑為L＝1 m 的金屬圓環(huán)，其半徑Oa是銅棒，兩者電阻均不計且接觸良好．今讓Oa以圓心O為軸，以角速度ω＝10 rad/s 勻速轉(zhuǎn)動，圓環(huán)處于垂直于環(huán)面、磁感應(yīng)強度為B＝2 T的勻強磁場中．從圓心O引出導(dǎo)線，從圓環(huán)上接出導(dǎo)線，并接到匝數(shù)比為n1∶n2＝1∶4的理想變壓器原線圈兩端．則接在副線圈兩端的理想電壓表的示數(shù)為(　　) A．40 V　　　　　　　　　 B．20 V C．80 V D．0 熱點9　電路和理想變壓器

7、問題 1．解析：選D.由歐姆定律可知，圖中電流表示數(shù)為I＝，選項A錯誤；燈泡的額定功率為P＝UI＝，選項B錯誤；設(shè)發(fā)電機的線圈中產(chǎn)生的電動勢的最大值為Em，有效值為E＝，由閉合電路歐姆定律得E＝U＋I(xiàn)r，I＝，聯(lián)立解得Em＝U，選項C錯誤；從線圈轉(zhuǎn)到中性面開始計時，發(fā)電機產(chǎn)生的正弦交變電流表達(dá)式為i＝Isin ωt，燈泡兩端電壓的瞬時值表達(dá)式為u＝Usin ωt，選項D正確． 2．解析：選C.由于兩導(dǎo)體串聯(lián)在電路中，因此兩導(dǎo)體中電流一定相等，故A錯誤；設(shè)導(dǎo)體的上下表面邊長為a，厚度為d，根據(jù)R＝可知，R＝＝，則可知兩導(dǎo)體的電阻與厚度d有關(guān)，與體積無關(guān)，由V＝Sd可知，如果兩導(dǎo)體的體積相同，

8、則P1的厚度小于P2的厚度，因此P1的電阻大于P2的電阻，則由P＝I2R可知，P1的電功率大于P2的電功率，故B錯誤；由B的分析可知，若厚度相同，則兩導(dǎo)體電阻相同，由U＝IR可知，P1兩端的電壓等于P2兩端的電壓，故C正確，D錯誤． 3．解析：選AB.由題圖乙可知：周期T＝0.02 s，角速度ω＝＝100π rad/s，則原線圈輸入電壓的瞬時值表達(dá)式：u＝220sin 100πt V，故A正確；原線圈電壓的有效值：U1＝ V＝220 V，根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)成正比，得副線圈兩端的電壓：U2＝＝110 V，故B正確；周期T＝0.02 s，頻率為：f＝＝50 Hz，變壓器不改變交流電的頻率，

9、所以副線圈輸出交流電的頻率50 Hz，故C錯誤；原線圈電壓有效值為220 V，則電壓表的讀數(shù)為220 V，副線圈電流：I2＝＝0.2 A，根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)成反比得：I1＝＝0.1 A，即電流表讀數(shù)為0.1 A，故D錯誤． 4．解析：選AB.將R2的滑片向a端移動時R2接入電路中的電阻增大，外電路總電阻增大，由閉合電路歐姆定律可知，電源輸出電流I減小，電源的總功率減小，選項A正確；將R2的滑片向b端移動時R2接入電路中的電阻減小，外電路總電阻減小，R3中電流增大，R3消耗的功率增大，選項B正確；將R的滑片向c端移動時，R接入電路中的電阻增大，外電路總電阻增大，由閉合電路歐姆定律可知，電

10、源輸出電流I減小，R1與R2兩端電壓減小，I1減小，I2減小，U減小，選項C錯誤；將R的滑片向d端移動時R接入電路中的電阻減小，外電路總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知，電源輸出電流I增大，R1與R2兩端電壓增大，I1增大，I2增大，U增大，選項D錯誤． 5．解析：選C.僅減少原線圈的匝數(shù)n1或者僅增加副線圈的匝數(shù)n2，則根據(jù)＝可知，副線圈兩端電壓都增大，即通過小燈泡的電流增大，小燈泡都變亮，A、B錯誤；僅改變R的電阻，將滑動頭P向B端滑動，滑動變阻器連入電路電阻增大，由于副線圈兩端電壓不變，所以副線圈中電流減小，燈泡變暗，C正確；僅增大原線圈交變電流的電壓，則原線圈輸入電壓U1增大，故U2

11、也增大，通過燈泡的電流變大，小燈泡變亮，D錯誤． 6．解析：選BC.根據(jù)題圖乙所示的副線圈電壓圖象，可知副線圈兩端電壓有效值為U2＝220 V．由變壓器變壓規(guī)律可知，原線圈兩端電壓有效值為U1＝4U2＝4×220 V＝880 V，選項A錯誤；副線圈所接的每個燈泡中的電流均為I＝＝ A＝ A，電流表的示數(shù)為I2＝3I＝3× A＝0.82 A，選項B正確；由U1I1＝U2I2，解得原線圈中電流I1＝＝ A，燈泡電阻R＝＝ Ω＝ Ω，原線圈串聯(lián)的燈泡兩端電壓為U燈＝I1R＝× V＝165 V，a、b兩端的電壓是U燈＋U1＝165 V＋880 V＝1 045 V，選項C正確，D錯誤． 7．解析：選BC.變壓器只能改變交變電壓，A項錯誤；根據(jù)P＝I2r可知，減小輸電電流能減小遠(yuǎn)距離輸電的能量損失，B項正確；若輸送功率一定，第一次實驗輸電線上的電流為I＝，輸電線上損耗的功率為P1＝I2r＝r，第二次實驗，升壓變壓器副線圈兩端的電壓U2＝U1，輸電線上的電流為I′＝，輸電線上損耗的功率為P2＝r，解得P2∶P1＝n∶n，C項正確，D項錯誤． 8．解析：選D.由于Oa以圓心O為軸，以角速度ω＝10 rad/s勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢，變壓器鐵芯中磁通量不變，接在副線圈兩端的理想電壓表的示數(shù)為零，選項D正確． - 5 -