(京津鲁琼专用)2020版高考物理大三轮复习 选择题热点巧练 热点10 电路和理想变压器问题(含解析)

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热点10电路和理想变压器问题(建议用时:20分钟)1利用实验室的手摇发电机产生的正弦交流电给灯泡L供电,其电路如图所示当线圈以角速度匀速转动时,电压表示数为U,灯泡正常发光已知发电机线圈的电阻为r,灯泡正常发光时的电阻为R,电表均为理想电表,导线电阻可忽略则()A图中电流表示数为B灯泡的额定功率为C发电机的线圈中产生的电动势的最大值为UD从线圈转到中性面开始计时,灯泡两端电压的瞬时值表达式为 uUsin t2(多选)(2019山东潍坊高三一模)如图所示,匀强磁场的磁感应强度为 T,矩形线圈面积为0.08 m2,匝数为10,电阻不计,通过电刷与理想变压器原线圈相连,当线圈绕垂直磁场的轴OO以50 rad/s的角速度转动时,副线圈两端交流电压表的示数为16 V,则()A在图示位置时矩形线圈产生的电动势为0B矩形线圈产生的交流电周期为0.02 sC矩形线圈产生的电动势有效值为80 VD变压器原副线圈匝数之比为513(多选)(2019天津高考压轴卷)图乙中,理想变压器原、副线圈匝数比n1n251.原线圈接入如图甲所示的正弦交流电电路中电表均为理想电表,定值电阻R1R24 ,D为理想二极管(该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大),则()A电阻R2两端的电压频率为50 HzB电流表的示数为5 AC原线圈的输入功率为150 WD将R1摘掉,电压表的示数不变4(多选)如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R和R2为滑动变阻器当R2的滑片在滑动变阻器的中点时合上开关S,四个电表A1、A2、A和V的示数分别为I1、I2、I和U,则下列说法正确的是()A如果将R2的滑片向a端移动,那么电源的总功率减小B如果将R2的滑片向b端移动,那么R3消耗的功率增大C如果将R的滑片向c端移动,那么I1增大,I2减小,U减小D如果将R的滑片向d端移动,那么I1减小,I2增大,U增大5(2019烟台高三质量检测)如图所示为原、副线圈的匝数均可调节的理想变压器,原线圈两端接一正弦交变电流,一小灯泡L和滑动变阻器串联接于副线圈两端,滑动头P置于中间,小灯泡正常发光为了使小灯泡亮度变暗,可以采取的措施有()A仅减少原线圈的匝数n1B仅增加副线圈的匝数n2C仅改变R的电阻,将滑动头P向B端滑动D仅增大原线圈交变电流的电压6(多选)(2019烟台二模)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为41,电压表、电流表为理想电表L1、L2、L3、L4为四只规格均为“220 V,60 W”的灯泡如果副线圈电压按图乙所示规律变化,则下列说法正确的是()A电压表的示数为660 VB电流表的示数为0.82 ACa、b两端的电压是1 045 VDa、b两端的电压是1 100 V7(多选)某同学在实验室中研究远距离输电由于输电线太长,他将每100米导线卷成一卷,共卷成8卷来代替输电线路(忽略输电线路的自感作用)第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连,测得输电线上损失的功率为P1.第二次采用如图所示的电路输电,其中理想变压器T1与电源相连,其原、副线圈的匝数比为n1n2,理想变压器T2与用电器相连,测得输电线上损失的功率为P2.下列说法正确的是()A前后两次实验都可用于研究远距离直流输电B实验可以证明,减小输电电流能减小远距离输电的能量损失C若输送功率一定,则P2P1nnD若输送功率一定,则P2P1n1n28(2019青岛二模)2019年8月,山东省受台风“利奇马”影响,造成大面积停电某通信公司准备的应急供电系统如图所示,图中T1、T2分别为理想的升压变压器和降压变压器,R表示输电线电阻,I表示电流,U表示线圈两端电压,n表示线圈的匝数,下列说法正确的是()A如果发电机的输出功率为P,则PU1I1U2I2U4I4B若n1n2n4n3,则有U1U4C用户消耗的功率越大,输电线上消耗的功率越小D如果发电机的输出功率为P,则输电线上消耗的功率为R热点10电路和理想变压器问题1解析:选D.由欧姆定律可知,图中电流表示数为I,选项A错误;灯泡的额定功率为PUI,选项B错误;设发电机的线圈中产生的电动势的最大值为Em,有效值为E,由闭合电路欧姆定律得EUIr,I,联立解得EmU,选项C错误;从线圈转到中性面开始计时,发电机产生的正弦交变电流表达式为iIsin t,灯泡两端电压的瞬时值表达式为uUsin t,选项D正确2解析:选AD.在图示位置时,磁通量最大,矩形线圈产生的电动势为0,故A正确;矩形线圈产生的交流电周期为T0.04 s,故B错误;矩形线圈产生的电动势最大值为EmaxNBS100.0850 V80 V,矩形线圈产生的电动势有效值为E有80 V,故C错误;变压器原、副线圈匝数之比为51,故D正确3解析:选ACD.由题图甲可知,交变电流的周期为0.02 s,故频率为50 Hz;而变压器及二极管均不会改变交变电流的频率,故电阻R2两端的电压频率为50 Hz,A正确;经变压器后,输出电压为 V20 V,因二极管的单向导电性,只有一半时间内有电压加在R2两端;则由有效值的定义可得U V10 V;则电流表的示数为I A2.5 A,B错误;原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,输出功率P W(2.5)24 W150 W,C正确;因输出电压由输入电压决定,故将R1摘掉,电压表的示数不变,D正确4解析:选AB.将R2的滑片向a端移动时R2接入电路中的电阻增大,外电路总电阻增大,由闭合电路欧姆定律可知,电源输出电流I减小,电源的总功率减小,选项A正确;将R2的滑片向b端移动时R2接入电路中的电阻减小,外电路总电阻减小,R3中电流增大,R3消耗的功率增大,选项B正确;将R的滑片向c端移动时,R接入电路中的电阻增大,外电路总电阻增大,由闭合电路欧姆定律可知,电源输出电流I减小,R1与R2两端电压减小,I1减小,I2减小,U减小,选项C错误;将R的滑片向d端移动时R接入电路中的电阻减小,外电路总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知,电源输出电流I增大,R1与R2两端电压增大,I1增大,I2增大,U增大,选项D错误5解析:选C.仅减少原线圈的匝数n1或者仅增加副线圈的匝数n2,则根据可知,副线圈两端电压都增大,即通过小灯泡的电流增大,小灯泡都变亮,A、B错误;仅改变R的电阻,将滑动头P向B端滑动,滑动变阻器连入电路电阻增大,由于副线圈两端电压不变,所以副线圈中电流减小,灯泡变暗,C正确;仅增大原线圈交变电流的电压,则原线圈输入电压U1增大,故U2也增大,通过灯泡的电流变大,小灯泡变亮,D错误6解析:选BC.根据题图乙所示的副线圈电压图象,可知副线圈两端电压有效值为U2220 V由变压器变压规律可知,原线圈两端电压有效值为U14U24220 V880 V,选项A错误;副线圈所接的每个灯泡中的电流均为I A A,电流表的示数为I23I3 A0.82 A,选项B正确;由U1I1U2I2,解得原线圈中电流I1 A,灯泡电阻R ,原线圈串联的灯泡两端电压为U灯I1R V165 V,a、b两端的电压是U灯U1165 V880 V1 045 V,选项C正确,D错误7解析:选BC.变压器只能改变交变电压,A项错误;根据PI2r可知,减小输电电流能减小远距离输电的能量损失,B项正确;若输送功率一定,第一次实验输电线上的电流为I,输电线上损耗的功率为P1I2rr,第二次实验,升压变压器副线圈两端的电压U2U1,输电线上的电流为I,输电线上损耗的功率为P2r,解得P2P1nn,C项正确,D项错误8解析:选D.如果发电机的输出功率为P,因理想变压器没有能量损失,故有PU1I1U2I2,但输电线上消耗功率,故PU4I4,A错误;因为输电线上有电压损失,所以U1U4,B错误;用户消耗的功率越大,三个回路中的电流越大,输电线上消耗的功率也越大,C错误;如果发电机的输出功率为P,则输电线中的电流为,输电线上消耗的功率为R,D正确- 6 -
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