（京津魯瓊專用）2020版高考物理大三輪復(fù)習(xí) 選擇題熱點巧練 熱點10 電路和理想變壓器問題（含解析）

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1、熱點10　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．(多選)(2019·山東濰坊高三一模)如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為 T，矩形線圈面積為0.08 m2，匝數(shù)為10，電阻

2、不計，通過電刷與理想變壓器原線圈相連，當(dāng)線圈繞垂直磁場的軸OO′以50π rad/s的角速度轉(zhuǎn)動時，副線圈兩端交流電壓表的示數(shù)為16 V，則(　　) A．在圖示位置時矩形線圈產(chǎn)生的電動勢為0 B．矩形線圈產(chǎn)生的交流電周期為0.02 s C．矩形線圈產(chǎn)生的電動勢有效值為80 V D．變壓器原副線圈匝數(shù)之比為5∶1 3．(多選)(2019·天津高考壓軸卷)圖乙中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝5∶1.原線圈接入如圖甲所示的正弦交流電．電路中電表均為理想電表，定值電阻R1＝R2＝4 Ω，D為理想二極管(該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大)，則(　　) A．電阻R2兩

3、端的電壓頻率為50 Hz B．電流表的示數(shù)為5 A C．原線圈的輸入功率為150 W D．將R1摘掉，電壓表的示數(shù)不變 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

4、，U增大 5．(2019·煙臺高三質(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)(2019·煙臺二模)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

5、，則下列說法正確的是(　　) A．電壓表的示數(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

6、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·青島二模)2019年8月，山東省受臺風(fēng)“利奇馬”影響，造成大面積停電．某通信公司準(zhǔn)備的應(yīng)急供電系統(tǒng)如圖所示，圖中T1、T2分別為理想的升壓變壓器和降壓變壓器，R表示輸電線電阻，I表示電流，U表示線圈兩端電壓，n表示線圈的匝數(shù)，下列說法正確的是(　　) A．如果發(fā)電機的輸出功率為P，則P＝U1I1＝U2I2＝U4I4 B．若n1∶n2＝n4∶n3，則有U1＝U4 C．用戶消耗的功率越大，輸電線

7、上消耗的功率越小 D．如果發(fā)電機的輸出功率為P，則輸電線上消耗的功率為R 熱點10　電路和理想變壓器問題 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AD.在圖示位置時，磁通量最大，矩形線圈產(chǎn)生的電動勢為0，故A正確；矩形線圈產(chǎn)生的交流電周期為T＝＝

8、＝0.04 s，故B錯誤；矩形線圈產(chǎn)生的電動勢最大值為Emax＝NBSω＝10××0.08×50π V＝80 V，矩形線圈產(chǎn)生的電動勢有效值為E有＝＝80 V，故C錯誤；變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為＝＝＝5∶1，故D正確． 3．解析：選ACD.由題圖甲可知，交變電流的周期為0.02 s，故頻率為50 Hz；而變壓器及二極管均不會改變交變電流的頻率，故電阻R2兩端的電壓頻率為50 Hz，A正確；經(jīng)變壓器后，輸出電壓為 V＝20 V，因二極管的單向?qū)щ娦裕挥幸话霑r間內(nèi)有電壓加在R2兩端；則由有效值的定義可得U＝ V＝10 V；則電流表的示數(shù)為I＝ A＝2.5 A，B錯誤；原線圈的輸入功率等于副

9、線圈的輸出功率，輸出功率P＝ W＋(2.5)2×4 W＝150 W，C正確；因輸出電壓由輸入電壓決定，故將R1摘掉，電壓表的示數(shù)不變，D正確． 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

10、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

11、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

12、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.如果發(fā)電機的輸出功率為P，因理想變壓器沒有能量損失，故有P＝U1I1＝U2I2，但輸電線上消耗功率，故P>U4I4，A錯誤；因為輸電線上有電壓損失，所以U1≠U4，B錯誤；用戶消耗的功率越大，三個回路中的電流越大，輸電線上消耗的功率也越大，C錯誤；如果發(fā)電機的輸出功率為P，則輸電線中的電流為，輸電線上消耗的功率為R，D正確． - 6 -