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高考物理复习联系题-恒定电流交变电流变压器

来源:龙8游戏平台官方     时间:2016-01-28     

方向不随时间而改变的电流叫直流,方向和大小都不随时间改变的电流,下面是高考物理复习联系题-恒定电流交变电流变压器,请考生及时练习。

选择题(共15小题,每小题4分,共60分。在每小题给出的四个选项中,第1~9题只有一项符合题目要求,第10~15题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)

1. (2014·天津理综,2)如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置。闭合电键S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是(  )

A.增大R1的阻值 B.增大R2的阻值

C.增大两板间的距离 D.断开电键S

3.(2015·北京理综,19)如图所示,其中电流表A的量程为0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02 A;R1的阻值等于电流表内阻的;R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是(  )

A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04 A

B.将接线柱1、20.02 A

C.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06 A

D.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01 A

4.(2015·四川理综,4)小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO′,线圈绕OO′匀速转动,如图所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动e0,不计线圈电阻,则发电机输出电压(  )

A.峰值是e0 B.峰值是2e0

C.有效值是Ne0 D.有效值是Ne0

5.(2015·新课标全国卷,16)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1,在原、副线圈的回路中分别220 V的正弦交流电源上,如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则(  )

A.U=66 V,k= B.U=22 V,k=

C.U=66 V,k= D.U=22 V,k=

6.(2015·广东理综,15)如图为气流加热装置的示意图,使用电阻丝加热导气管,视变压器为理想变压器,原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变,调节触头P,使输出电压有效值由220 V降至110 V,调节前后(  )

A.副线圈中的电流比为1∶2

B.副线圈输出功率比为2∶1

C.副线圈的接入匝数比为2∶1

D.原线圈输入功率比为1∶2

7.(2015·安徽理综,16)图示电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表A1的示数增大了0.2 A,电流表A2的示数增大了0.8 A,则下列说法正确的是(  )

A.电压表V1示数增大

B.电压表V2V3示数均增大

C.该变压器起升压作用

D.变阻器滑片是沿c→d的方向滑动

8.(2015·福建理综,15)图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2,在T的原线圈两端接入一电压u=Umsin ωt的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其它因素的影响,则输电线上损失的电功率为

A.() B.()

C.4()2()2r D.4()2()2r

9.(2014·四川理综,1)如图所示,甲是远距离输电线路的示意图,乙是发电机输出电压随时间变化的图象,则(  )

A.用户用电器上交流电的频率是100 Hz

B.发电机输出交流电的电压有效值是500 V

C.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定

D.当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小

10.(2014·天津理综,7)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时刻线圈平面均与中性面重合

B.曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3

C.曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz

D.曲线b表示的交变电动势有效值为10 V

11.(2014·广东理综,19)如图所示的电路中,P为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压U1不变,闭合电键S,下列说法正确的是(  )

A.P向下滑动时,灯L变亮

B.P向下滑动时,变压器的输出电压不变

C.P向上滑动时,变压器的输入电流变小

D.P向上滑动时,变压器的输出功率变大

12. (2014·山东理综,17)如图,将额定电压为60 V的用电器,通过一理想变压器接在正弦交变电源上.闭合开关S后,用电器正常工作,交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A。以下判断正确的是(  )

A.变压器输入功率为484 W

B.通过原线圈的电流的有效值为0.6 A

C.通过副线圈的电流的最大值为2.2 A

D变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶3

13.(2014·新课标全国卷,21)如图,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd,则(

A.Uab∶Ucd=n1∶n2

B.增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小

C.负载电阻的阻值越小,cd间的电压Ucd越大

D.将二极管短路,电流表的读数加倍

14.(2015·天津理综,6)如图所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调R0和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦交流电,则(  )

A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变大

B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变小

C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变大

D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变小

15.(2015·海南单科,10)如图,一理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1,原线圈与一可变电阻串联后,接入一正弦交流电源;副线圈电路中固定电阻的阻值为R0,负载电阻的阻值R=11R0,是理想电压表,现将负载电阻的阻值减小为R=5R0,保持变压器输入电流不变,此时电压表的读数为5.0 V,则(  )

A.此时原线圈两端电压的最大值约为34 V

B.24 V

C.原线圈两端原来的电压有效值约为68 V

D.原线圈两端原来的电压有效值约为48 V

参考答案


1.C [欧姆定律I=,电流的微观表达式I=neSv,电阻定律R=ρ,则金属棒内场强大小为E===ρnev,故C正确。]

2.B [设油滴质量为m,电荷量为q,两板间距离为d,当其静止时,有q=q=mg;由题图知,增大R1,UR1增大,油滴将向上运动;增大R2,油滴受力不变,仍保持静止;由E=知,增大d,U不变时,E减小,油滴将向下运动;断开电键S,电容器将通过R1、R2放电,两板间场强变小,油滴将向下运动,故只有B项正确。]

3.C [当接线柱1、2接入电路时,R1与电流表并联,由于R1=,可知流过R1的电流为流过电流表电流的2倍,所以1、2接线柱间的电流为通过电流表电流的3倍,所以每一小格是原来的3倍,即为0.06 A,所以A、B错误;当接线柱1、3接入电路时,电流表与R1并联,然后再与R2串联,串联电阻对电流无影响,与1、2接入电路的效果一样,所以每一小格表示0.06 A,C正确,D错误。]

4.D [矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,所以发电机的电动势峰值为2Ne0,A、B错误;由于不计线圈的电阻,所以电机的输出电压峰值为2Ne0,故有效值为=Ne0,故D正确。]

5.A [原、副线圈电压比等于匝数比,根据副线圈负载电阻的电压U,可知副线圈电压为U,原线圈电压为3U,副线圈电流I2=,根据=得原线圈电流I1=,那么原线圈输入电压220 V=3U+·R,整理可得U=66 V;原、副线圈电阻消耗的功率根据P=I2R,电阻相等,I1∶I2=1∶3,可得功率之比为P1∶P2=1∶9,即k=。根据以上分析可知选项A正确。]

6.C [在输入电压U1和原线圈匝数n1不变的情况下,使输出电压U2有效值由220 V降至110 V,由=知,副线圈接入匝数应该减为原来的一半,故副线圈的接入匝数之比为2∶1,故C正确;副线圈电压减半,电阻不变,电流也随之减半,所以电流之比为2∶1,故A错误;由P=UI知,输出功率之比为4∶1,故B错误;副线圈输出功率等于原线圈输入功率,所以原线圈输入功率之比为4∶1,故D错误。]

7.D [由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,故电压表V1示数不变,选项A错误;由理想变压器原理公式=且U1、n1、n2不变,则U2不变,即V2的示数不变,V3的示数U3=U2-I2R0应减小,故选项B错误;由公式=得:===4,则n1>n2,该变压器起降压作用,故C错误;又I2=,I2增大,R应减小,故滑片应沿c→d方向滑动,故D正确。]

8.C [原线圈电压的有效值:U1=,根据=可求:

U2= 又因为是理想变压器所以T的副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率P所以输电线上的电流I=输电线上损失的电功率为P′=I22r=4r,所以C正确,A、B、D错误。]

9.D [由乙图可知T=0.02 s,Um=500 V,所以f==50 Hz,U=250 V,选项A、B均错;设用户线路上的总电流为I户降压变压器的匝数比为,则I线=I户=·,由上式可知输电线的电流还与用电器的总电阻有关,选项C错;当用户用电器的总电阻增大时,用电器中的总电流I户减小,由I线=I户可知I线减小,又因P损=IR,所以输电线上损失的功率减小,选项D正确。]

10.AC [线圈位于中性面时,磁通量最大、电动势为零,结合e-t图知,A正确;转速之比等于周期的反比,故该比值为3∶2,B错;频率为周期的倒数,a的周期为0.04 s,频率为25 Hz,C对;正弦交流电动势的有效值为E==,已知Ea=V,且ωb=ωa,故可知Eb=× V= V,D错。]

11.BD [由于理想变压器输入电压不变,据公式=,则副线圈电压U2不变,滑片P滑动时,对灯泡电压没有影响,故灯泡亮度不变,则A错误;滑片P下滑,电阻变大,但副线圈电压由原线圈电压决定,则副线圈电压不变,故B正确;滑片P上滑,电阻减小,电I2增大,据=则原线圈输入电流I1也增大,故C错误;此时变压器输出功率P2=U2I2将变大,故D正确。]

12.BD [用电器正常工作,则知变压器输出电压U2=60 V,理想变压器输入功率等于输出功率,则P1=P2=U2I2=60×2.2 W=132 W,故A错误;通I1== A=0.6 A,故B正确;通过副线圈的电流最大值为I2m=2.2× A≈3.1 A,故C错误;变压器原、副线圈匝数比为===,故D正确。]

13.BD [若变压器初级电压为Uab,则次级电压为U2=Uab;由于二极管的单向导电性使得副线圈中的反向电流为零,由有效值的定义可得T=·解得Ucd=U2,故=,选项A错误;增大负载的阻值R,则变压器次级电流减小,则初级电流也减小,即电流表的读数减小,选项B正确;cd间的电压由变压器的初级电压决定,与负载电阻R的大小无关,选项C错误;若二极管短路则Ucd′=U2=Ucd,故此时R消耗的功率P′=为原来的2倍,则次级电流会加倍,则初级电流也加倍,选项D正确。]

14.BC [Q位置不动,副线圈电压U2不变,当P上滑时,R增大,由P=可知总功率减小,原线圈电压U1不变,由P=U1I1可知原线圈电流I1减小,故A错误,B正确;当P位置不动,Q上滑时,由=知U2增大,同理分析原线圈电流I1增大,故C正确,D错误。]

15.AD [当负载电阻的阻值减小为R=5R0时,根据串、并联电路规律,R两端电压为R0两端电压的5倍,因为电压表测量R两端的电压,所以UR0=×5 V=1 V,故副线圈两端电压为U2=6 V,根据公式=可得此时原线圈两端电压的有效值为U1=24 V,所以此时原线圈两端电压的最大值约为24 V≈34 V,A正确,B错误;因为变化过程中变压器的输入电流不变,所以对于副线圈中变化前、后电流也不变U2=IR0+5IR0=6IR0,变化前,U2′=IR0+11IR0=12IR0,所以U2′=2U2=12 V,根据公式=可得原线圈两端原来的电压有效值约为48 V,D正确,C错误。]

1.直流电路动态分析方法

(1)程序法:基本思路是“部分→整体→部分”。

(2)结

2.电源的功率和效率

(1)电源的总功率:P总=EI

(2)电源内部消耗的功率:P内=I2r

(3)电源的输出功率:P出=UI=P总-P内

(4)电源的效率η=×100%=×100%

3.交流电的“四值”

(1)最大值EmNBSω。

(2)瞬时值e=NBSωsin ωt。

(3)有效值:正弦式交流E=;非正弦式交流电的有效值必须根据电流的热效应求解,计算电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值。

(4)平均值:=n,常用来计算通过电路的电荷量。

4.理想变压器的基本关系式

(1)功率关系:P入=P出。

2)电压关系:=。

(3)电流关系:只有一个副线圈时=。

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