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热考小题专攻练10.变压器及其应用(建议用时20分钟)小题强化练,练就速度和技能,掌握高考得分点!1.(多选)(2016衡水一模)如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示,则()A.两次t=0时刻线圈的磁通量均为零B.曲线a、b对应的线圈转速之比为32C.曲线a表示的交变电动势频率为25HzD.曲线b表示的交变电动势有效值为10V【解析】选B、C。在t=0时刻,线圈一定处在中性面上,此时磁通量最大,故A错误;由图可知,a的周期为410-2s,b的周期为610-2s,则由n=可知,转速与周期成反比,故转速之比为32,故B正确;曲线a的交变电流的频率f=25Hz,故C正确;曲线a、b对应的线圈转速之比为32,曲线a表示的交变电动势最大值是15V,根据Em=nBS得曲线b表示的交变电动势最大值是10V,则有效值为U=V=5V,故D错误。2.如图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示。以下判断正确的是()A.线圈转动的转速为25r/sB.电流表的示数为10AC.1s内线圈中电流方向改变了50次D.0.01s时线圈平面与中性面重合【解析】选B。周期T=0.02s,角速度=100rad/s,转速n=r/s=50r/s,故A错误;由题图乙可知交流电电流的最大值是Im=10A,由于电流表的示数为有效值,故示数I=A=10A,故B正确;交流电的频率为50Hz,每个周期内电流方向改变2次,故1s内线圈中电流方向改变了100次,选项C错误;0.01s时线圈中的感应电流达到最大,感应电动势最大,则穿过线圈的磁通量变化最快,磁通量为0,故线圈平面与磁场方向平行,与中性面垂直,故D错误。3.(2016张家界二模)如图所示,一台理想变压器的原副线圈匝数比为41,图中五只电灯完全相同,若L2、L3、L4、L5都能正常发光,则L1将()A.一定正常发光B.比正常发光暗一些C.比正常发光时亮,可能烧毁D.是否正常发光,因条件不足无法判断【解析】选A。因为L2、L3、L4、L5都正常发光,则副线圈电流为4I额,根据=,可知灯泡L1的电流为I额,所以一定正常发光,故选项A正确。4.(多选)(2016金华一模)一理想变压器原、副线圈的匝数比为101,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,副线圈所接电路如图乙所示,P为滑动变阻器的触头。则()A.副线圈输出电压的频率为50HzB.副线圈输出电压的有效值约为31VC.P向右移动时,原线圈中的电流变小D.P向右移动时,负载R上的功率变大【解析】选A、D。理想变压器原副线圈不会改变交流电的频率,所以副线圈输出电的频率为f=,由图可知交流电的周期为0.02s,故频率为50Hz,故A对。变压器原副线圈电压之比为匝数比即101,副线圈输出电压最大值为31V,正弦交流电最大值等于有效值的倍,故输出有效值约为22V,故B错。P向右移动时,电阻变小,输出电流变大,输入电流也变大,故C错。由C选项可知输出电流增大,由电阻R消耗功率P=I2R可知,负载R上的功率变大,故D对。5.(多选)(2016西安二模)如图所示,理想变压器原线圈中正弦式交变电源的输出电压和电流分别为U1和I1,两个副线圈的输出电压和电流分别为U2和I2、U3和I3。接在原副线圈中的五个完全相同的灯泡均正常发光。则下列表述正确的是()A.U1U2U3=112B.I1I2I3=121C.三个线圈匝数n1、n2、n3之比为521D.电源电压U与原线圈两端电压U1之比为54【解析】选B、D。设灯泡均正常发光时的电压为U,由图可知,则有:U2=U,U3=2U,理想变压器的输入功率和输出功率相等,所以输入的功率为I1U1,输出的功率为两个副线圈的功率的和,所以I1U1=I2U2+I3U3,所以U1U2U3=412,故A错误;设灯泡均正常发光时的电流I,由图可知,则有:I1=I,I2=2I,I3=I;所以有:I1I2I3=121,故B正确;理想变压器的电压与匝数成正比,由U1U2U3=412,可知:n1n2n3=412,故C错误;根据原线圈与电灯串联电流相等,则有电压关系:UU1=54,所以D正确。6.(2016厦门二模)图甲的变压器原、副线圈匝数比为31,图乙是该变压器cd输入端交变电压u的图象,L1、L2、L3、L4为四只规格均为“9V,6W”的相同灯泡,各电表均为理想交流电表,以下说法正确的是()A.ab输入端电压的瞬时值表达式为Uab=27sin100t(V)B.ab输入端输入功率Pab=18WC.电流表的示数为2A,且四只灯泡均能正常发光D.断开K,电压表V读数将变小【解析】选C。由输入端交变电压U的图象,可知其最大值为27V,有效值是27V,副线圈电压为:U=U1=27=9V,所以副线圈三只灯泡均能正常发光。灯泡的额定电流:I0=A=A,电流表的读数为I2=3A=2A,原线圈电流为I1=I2=2A=A,所以原线圈的灯泡也能正常发光,ab输入端电压为Uab=U+U1=9+27=36V,输入端电压的瞬时值表达式为uab=36sin100t(V),A错误,C正确;四个灯泡都正常发光,所以ab输入端输入功率Pab=UabI1=36=24W,故B错误;若将K断开,则副线圈上的输出电流将减小,所以原线圈的输入电流也减小,则流过灯泡L1的电流减小,L1上消耗的电压减小,所以原线圈上的电压将增大,即电压表V读数将变大,故D错误。7.(多选)如图所示,一只理想变压器的原、副线圈的匝数比是101,原线圈接入电压为220V的照明用电,一只理想二极管和一个阻值为10的电阻R串联接在副线圈上。则以下说法中正确的是()A.1min内电阻R上产生的热量为1452JB.电压表的读数约为15.6VC.二极管两端的最大电压为22VD.若将R换成一个阻值大于10的电阻,则电流表读数变大【解析】选A、B。二极管具有单向导电性,副线圈两端电压为22V,电压表的读数应该是副线圈电压的有效值,由电流热效应知Q=J=1 452 J,故A正确;根据电流的热效应:=T,得U=1115.6V,故B正确;二极管两端的最大电压应该是电压最大值Um=22V,所以C错误;若将R换成一个阻值大于10的电阻,相当于增加负载,输出功率减小,输入电压不变,根据输入功率等于输出功率,则电流表的读数变小,所以D错误。- 4 -
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