2020版高考物理一輪復習 課后限時作業(yè)43 變壓器 電能的輸送（含解析）新人教版

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1、課后限時作業(yè)43　變壓器　電能的輸送 時間：45分鐘 1.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為201，原線圈接正弦交流電源上，副線圈接入“3 V　6 W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光．則(　C　) A．原線圈電壓為3 V B．電源輸出功率為120 W C．電流表的示數(shù)為0.1 A D．電流表的示數(shù)為40 A 解析：根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，原線圈端電壓為60 V，故A錯誤；理想變壓器的輸入功率和輸出功率大小相等，在副線圈中只有一個6 W的燈泡正常發(fā)光，所以輸入功率和輸出功率的大小都為6 W，故B錯誤；根據(jù)理想變壓器輸入功率為6 W，則原線圈的電流為I＝＝ A＝0.1 A

2、，故選項C正確，選項D錯誤． 2.一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為31，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220 V的正弦交流電源上，如圖所示．設副線圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k，則(　A　) A．U＝66 V，k＝ B．U＝22 V，k＝ C．U＝66 V，k＝ D．U＝22 V，k＝ 解析：設原、副線圈中的電流分別為I1、I2，則＝＝，故k＝＝.設原線圈兩端的電壓為U1，則＝＝，故U1＝3U，而原線圈上電阻分擔的電壓為U，故＋3U＝220 V，解得U＝66 V．選項A正確． 3.有一理想變壓器，副線

3、圈所接電路如圖所示，燈L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡．當S斷開時，燈L1正常發(fā)光，S閉合后，下列說法正確的是(　A　) A．電阻R消耗的電功率增大 B．燈L1、L2都能正常發(fā)光 C．原線圈的輸入功率減小 D．原、副線圈的電流比減小 解析：當S閉合后，由變壓器電壓與匝數(shù)比關(guān)系：＝，可知副線圈電壓U2不變，而電路的電阻減小，所以副線圈的電流增大，由P＝I2R知R消耗的電功率增大，故A正確；當S閉合后，電路的電阻減小，副線圈的電流增大，所以電阻R的電壓增大，而副線圈電壓U2不變，所以燈泡兩端的電壓減小，燈L1、L2都不能正常發(fā)光，故B錯誤；由于副線圈中負載電阻減小，消耗的功率為P＝，

4、故消耗的功率增大，又因為輸入功率等于輸出功率，故原線圈的輸入功率增大，所以C錯誤；由電流與匝數(shù)關(guān)系＝，知變壓器原、副線圈的匝數(shù)不變，故原、副線圈中電流之比不變，故D錯誤． 4．如圖甲所示，理想變壓器的原線圈電路中裝有0.5 A的保險絲L(電阻忽略不計)，原線圈匝數(shù)n1＝600，副線圈匝數(shù)n2＝120.當原線圈接在如圖乙所示的交流電源上，要使整個電路和用電器正常工作，則副線圈兩端可以接(　B　) A．阻值為12 Ω的電阻 B．并聯(lián)兩盞“36 V　40 W”的燈泡 C．工作頻率為10 Hz的用電設備 D．耐壓值為36 V的電容器 解析：根據(jù)圖乙可知，原線圈輸入的交變電壓的最大值U1

5、m＝180 V，有效值U1＝180 V，周期T1＝0.02 s，頻率f1＝＝50 Hz，又因為n1n2＝51，所以副線圈的輸出電壓的最大值為U2m＝36 V，有效值U2＝36 V，周期T2＝T1＝0.02 s，頻率f2＝f1＝50 Hz，故選項C錯誤；若副線圈兩端接阻值為12 Ω的電阻，則I2＝＝3 A，I1＝＝0.6 A>0.5 A，即流過保險絲的電流超過了其熔斷電流，選項A錯誤；若并聯(lián)兩盞“36 V　40 W”的燈泡，流過保險絲的電流I1＝＝0.2I2＝0.2×2× A＝ A<0.5 A，故選項B正確；電容器的耐壓值指的是允許加載電容器兩端的最大電壓值，副線圈的輸出電壓的最大值為U2m

6、＝36 V>36 V，即超過了電容器的耐壓值，故選項D錯誤． 5．(多選)如圖甲所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為41，RT為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻，R1為定值電阻，電壓表和電流表均為理想交流電表．原線圈所接電壓u隨時間t按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示．下列說法正確的是(　BD　) A．變壓器輸入、輸出功率之比為41 B．變壓器原、副線圈中的電流強度之比為14 C．u隨t變化的規(guī)律為u＝51sin(50πt)(國際單位制) D．若熱敏電阻RT的溫度升高，則電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變大 解析：由題意，理想變壓器輸入、輸出功率之比為11，選項A錯誤；變壓器原、

7、副線圈中的電流強度與匝數(shù)成反比，即＝＝，故選項B正確；由題圖乙可知交流電壓最大值Um＝51 V，周期T＝0.02 s，角速度ω＝100 π rad/s，則可得u＝51sin(100πt) (V)，故選項C錯誤；RT的溫度升高時，阻值減小，電流表的示數(shù)變大，電壓表示數(shù)不變，故選項D正確． 6．如圖所示，接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供電．如果將原、副線圈減少相同匝數(shù)，其他條件不變，則(　B　) A．小燈泡變亮 B．小燈泡變暗 C．原、副線圈兩端電壓的比值不變 D．通過原、副線圈電流的比值不變 解析：由變壓器相關(guān)知識得＝，原、副線圈減去相同的匝數(shù)n后，有＝＝，－＝<0，說

8、明變壓器原、副線圈的匝數(shù)比變大，可得出C、D錯誤．由于原線圈電壓恒定不變，則副線圈電壓減小，小燈泡實際功率減小，小燈泡變暗，A錯誤，B正確． 7．(多選)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為21，R1、R2為定值電阻，且R1＝2R2，已知a、b兩端電壓u按圖乙所示正弦規(guī)律變化．下列說法正確的是(　AD　) A．電阻R2中的電流方向每秒鐘改變100次 B．電壓表示數(shù)為110 V C．電阻R1、R2消耗的功率之比為14 D．a(chǎn)、b兩端與副線圈兩端的電壓之比為31 解析：由圖乙可知，交流電的周期為0.02 s，所以電流方向每秒鐘改變100次，A正確；設電壓表示數(shù)為U

9、2，流過R2的電流為I2＝，則U＝2U2＋×2R2，U2＝＝ V，B錯誤；根據(jù)P＝I2R，電阻R1、R2消耗的功率之比為＝＝12，C錯誤；a、b兩端與副線圈兩端的電壓之比為＝31，D正確． 8．鉗形電流測量儀的結(jié)構(gòu)圖如圖所示，其鐵芯在捏緊扳手時會張開，可以在不切斷被測載流導線的情況下，通過內(nèi)置線圈中的電流值I和匝數(shù)n獲知載流導線中的電流大小I0.關(guān)于該鉗形電流測量儀，下列說法正確的是(　C　) A．該測量儀可測量直流電的電流 B．載流導線中電流大小I0＝ C．若鉗形部分鐵芯沒有完全閉合，測量出的電流將小于實際電流 D．若將載流導線在鐵芯上多繞幾匝，鉗形電流測量儀的示數(shù)將變小

10、 解析：該測量儀是根據(jù)電磁感應原理制成的，故只可測量交流電的電流，選項A錯誤；根據(jù)I0×1＝In，則載流導線中電流大小I0＝In，選項B錯誤；若鉗形部分鐵芯沒有完全閉合，則穿過鐵芯的磁通量會減小，故測量出的電流將小于實際電流，選項C正確；若將載流導線在鐵芯上多繞幾匝，根據(jù)I0n′＝In，則I變大，即鉗形電流測量儀的示數(shù)將變大，選項D錯誤． 9．如圖所示為某發(fā)電站電能輸送示意圖．已知發(fā)電機的輸出電壓、輸電線的電阻及理想升壓、降壓變壓器匝數(shù)均不變．若用戶電阻R0減小，下列說法正確的是(　C　) A．發(fā)電機的輸出功率減小 B．輸電線上損失的功率減小 C．用戶得到的電壓減小 D．輸電線上

11、的輸電電壓減小 解析：若用戶電阻減小，則降壓變壓器輸出功率增大，導致發(fā)電機的輸出功率增大，選項A錯誤；降壓變壓器輸出功率增大，導致輸電線上電流增大，輸電線上損失電壓增大，輸電線上損失的功率增大，選項B錯誤；降壓變壓器原線圈輸入電壓減小，由于降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比不變，則降壓變壓器副線圈輸出電壓(即用戶得到的電壓)減小，選項C正確；已知發(fā)電機的輸出電壓不變，升壓變壓器的原線圈輸入的電壓不變，由于升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比不變，則輸電線上的輸電電壓不變，選項D錯誤． 10．如圖所示，理想變壓器的原、副線圈電路中接有規(guī)格相同的燈泡，原線圈電路接在電壓有效值恒為U0的交變電源上．當S斷開時

12、，L1、L2、L3三只燈泡均正常發(fā)光；若閉合S，已知燈泡都不會損壞，且燈絲電阻不隨溫度變化，則(　A　) A．燈泡L1變亮 B．燈泡L2變亮 C．燈泡L3亮度不變 D．燈泡L4正常發(fā)光 解析：閉合S時，R并減小，P出增大，而P出＝P入，故I1增大，則燈泡L1變亮，變壓器的輸入電壓減小，而匝數(shù)比不變，則變壓器的輸出電壓減小，燈泡L2和L3變暗，L4不能正常發(fā)光，故A正確，B、C、D錯誤． 11．在如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為21.a，b兩端電壓與時間的關(guān)系如圖乙所示，二極管可視為理想二極管，電表均為理想電表，電阻R＝10 Ω.下列說法正確的是(　C　)

13、 A．電壓表示數(shù)為4.5 V B．電壓表示數(shù)為0 C．電流表示數(shù)為0.9 A D．電路消耗功率為16.2 W 解析：原線圈的電壓有效值為U1＝＝ V＝18 V，副線圈的電壓為U2＝18× V＝9 V，根據(jù)二極管的特性，設電壓表測量的有效值為U有，則×1 s＝×2 s，解得U有＝4.5 V≈6.36 V，則電壓表示數(shù)為6.36 V，故選項A、B錯誤；通過電阻的電流為I2＝＝ A＝0.9 A，故選項C正確；電路消耗功率為P＝IR＝8.1 W，故選項D錯誤． 12．(多選)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為101，B是原線圈的中心接頭，原線圈輸入的電壓如圖乙所示，副線圈電路

14、中R1、R3為定值電阻，R2為NTC型熱敏電阻(阻值隨溫度升高而減小)，C為耐壓值為70 V的電容器，所有電表均為理想電表．下列判斷正確的是(　AC　) A．當單刀雙擲開關(guān)與A連接，電阻R2所在處溫度升高時，A1的示數(shù)變大，A2的示數(shù)減小 B．當單刀雙擲開關(guān)與B連接時，副線圈兩端電壓的頻率變?yōu)?5 Hz C．當單刀雙擲開關(guān)與B連接時，電容器C不會被擊穿 D．其他條件不變，單刀雙擲開關(guān)由A→B時，變壓器的輸出功率變?yōu)樵瓉淼? 解析：若電阻R2所在處溫度升高，R2的阻值減小，根據(jù)歐姆定律知，副線圈的總電流變大，所以原線圈電流變大，即A1的示數(shù)變大，R2與R1并聯(lián)后的總電阻減小，故在副線

15、圈中分得的電壓減小，所以A2的示數(shù)減小，A正確；交流電的頻率與匝數(shù)無關(guān)，不會發(fā)生變化，還是50 Hz，B錯誤；原線圈兩端電壓最大值為220 V，當單刀雙擲開關(guān)與B連接時，匝數(shù)之比為51，根據(jù)變壓規(guī)律可得副線圈兩端電壓最大值為44 V，小于電容器的耐壓值，故電容器不會被擊穿，C正確；開關(guān)由A→B時，副線圈兩端電壓U2變?yōu)樵瓉淼?倍，輸出功率P2＝變?yōu)樵瓉淼?倍，D錯誤． 13．(多選)如圖所示，矩形線圈abcd與一個有抽頭的理想變壓器原線圈組成閉合電路．線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉(zhuǎn)動，磁感應強度大小為B，線圈轉(zhuǎn)動的角速度為ω，匝數(shù)為N，線圈電阻不計．下列說法正確的是(　AD　)

16、 A．將原線圈抽頭P向上滑動時，燈泡變暗 B．電容器的電容C變大時，燈泡變暗 C．線圈處于圖示位置時，圖中交流電壓表讀數(shù)為零 D．若線圈轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)?ω，則交流電壓表讀數(shù)變?yōu)樵瓉?倍 解析：將原線圈抽頭P向上滑動時，原線圈的匝數(shù)變大，故變壓器輸出的電壓變小，燈泡變暗，選項A正確；電容器的電容C變大時，電容對電流的阻礙作用變小，故燈泡變亮，選項B錯誤；由題圖可知，線圈位于中性面，此時線圈瞬時感應電動勢為零，但交流電壓表測量的是有效值，讀數(shù)不為零，選項C錯誤；若線圈轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)?ω，電壓的最大值變?yōu)樵瓉淼?倍，電壓的有效值變?yōu)樵瓉淼?倍，故交流電壓表的讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?倍，選項

17、D正確． 14．如圖所示，一個理想變壓器原線圈的匝數(shù)為50，副線圈的匝數(shù)為100，原線圈兩端接在光滑的水平平行導軌上，導軌間距為0.4 m．導軌上有一長度略大于導軌間距且垂直于導軌的導體棒，導軌與導體棒的電阻忽略不計，副線圈回路中電阻R1＝5 Ω，R2＝15 Ω，圖中交流電壓表為理想電壓表．導軌所在空間有垂直于導軌平面、磁感應強度大小為1 T的勻強磁場．導體棒在水平外力的作用下運動，其速度隨時間變化的關(guān)系式為v＝5sin10πt(m/s)，則下列說法正確的是(　D　) A．R1的功率為0.2 W B．電壓表的示數(shù)為5 V C．水平外力為恒力 D．變壓器鐵芯中磁通量變化率的最大值為

18、0.04 Wb/s 解析：導體棒切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢，由法拉第電磁感應定律可得E＝BLv，代入數(shù)據(jù)得E＝2sin10πt(V)．則原線圈輸入電壓的有效值為U1＝＝ V，原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，則＝，解得U2＝2 V，選項B錯誤；由歐姆定律可得副線圈回路中的電流為I2＝＝ A＝ A，則定值電阻R1的電功率為P1＝IR1＝2×5 W＝0.1 W，選項A錯誤；由導體棒的速度公式可知導體棒的運動為變速運動，則外力不可能為恒力，選項C錯誤；由以上計算可知，感應電動勢的最大值為Em＝2 V，則由法拉第電磁感應定律E＝n1，得磁通量變化率最大值為＝＝ Wb/s＝0.04 Wb/s，選項D正確． 9