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

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1、熱點(diǎn)9 電路和理想變壓器問題 (建議用時(shí):20分鐘) 1.利用實(shí)驗(yàn)室的手搖發(fā)電機(jī)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(dòng)時(shí),電壓表示數(shù)為U,燈泡正常發(fā)光.已知發(fā)電機(jī)線圈的電阻為r,燈泡正常發(fā)光時(shí)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(jī)的線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢的最大值為U D.從線圈轉(zhuǎn)到中性面開始計(jì)時(shí),燈泡兩端電壓的瞬時(shí)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(shí)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(shí)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(dòng)勢,r為電源內(nèi)阻,R1和R3均為定值電阻,R和R2為滑動(dòng)變阻器.當(dāng)R2的滑片在滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)合上開關(guān)S,四個(gè)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(dòng),那么電源的總功率減小 B.如果將R2的滑片向b端移動(dòng),那么R3消耗的功率增大 C.如果將R的滑片向c端移動(dòng),那么I1增大,I2減小,U減小 D.如果將R的滑片向d端移動(dòng),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(dòng)變阻器串聯(lián)接于副線圈兩端,滑動(dòng)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(dòng)頭P向B端滑動(dòng) 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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)都可用于研究遠(yuǎn)距離直流輸電 B.實(shí)驗(yàn)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(jì)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(dòng),圓環(huán)處于垂直于環(huán)面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2 T的勻強(qiáng)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(diǎn)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(xiàng)A錯(cuò)誤;燈泡的額定功率為P=UI=,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;設(shè)發(fā)電機(jī)的線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)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(xiàng)C錯(cuò)誤;從線圈轉(zhuǎn)到中性面開始計(jì)時(shí),發(fā)電機(jī)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(shí)值表達(dá)式為u=Usin ωt,選項(xiàng)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(cuò)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(cuò)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(cuò)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(shí)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(cuò)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(cuò)誤. 4.解析:選AB.將R2的滑片向a端移動(dòng)時(shí)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(xiàng)A正確;將R2的滑片向b端移動(dòng)時(shí)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(xiàng)B正確;將R的滑片向c端移動(dòng)時(shí),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(xiàng)C錯(cuò)誤;將R的滑片向d端移動(dòng)時(shí)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(xiàng)D錯(cuò)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(cuò)誤;僅改變R的電阻,將滑動(dòng)頭P向B端滑動(dòng),滑動(dòng)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(cuò)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(xiàng)A錯(cuò)誤;副線圈所接的每個(gè)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(xiàng)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(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤. 7.解析:選BC.變壓器只能改變交變電壓,A項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)正確;若輸送功率一定,第一次實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn),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(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)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(dòng),產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)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(xiàng)D正確. - 5 -

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