高考卷 物理专题20 理想变压器 远距离输电（解析版）

2016-2017学年高二物理百所名校速递分项汇编（选修3-1、3-2）专题20理想变压器远距离输电一、单项选择题1.【辽宁省盘锦市高级中学2016-2017学年高二上学期期中（11月月考）考试物理试题】如图所示，一台理想变压器的变压比为4：1，图中五只电灯完全相同，若L2、L3、L4、L5都正常发光，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【答案】A考点：理想变压器【名师点睛】对于变压器需要掌握公式1122UnUn、1221InIn，以及知道副线圈的电流以及功率决定了原线圈中的电流和功率，理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．本题通过得实际电流跟额定电流的关系判断灯泡的发光情况，2.【河北省武邑中学2016-2017学年高二上学期周考（11.27）物理试题】电学中的库仑定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律（有关感应电动势大小的规律）、安培定则（磁场对电流作用的规律）都是一些重要的规律，如图为远距离输电系统的示意图（为了简单，设用户的电器是电动机），下列选项中正确的是（）A．发电机能发电的主要原理是库仑定律；变压器能变压的主要原理是欧姆定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律B．发电机能发电的主要原理是安培定律；变压器能变压的主要原理是欧姆定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是库仑定律C．发电机能发电的主要原理是欧姆定律；变压器能变压的主要原理是库仑定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律D．发电机能发电的主要原理是法拉第电磁感应定律；变压器能变压的主要原理是法拉第电磁感应定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是安培定律【答案】D考点：发电机和电动机的原理；电流的磁效应【名师点睛】本题考查了发电机和电动机的原理，以及电流的磁效应及应用；知道发电机和电动机的原理是本题的关键。[来源:学+科+网Z+X+X+K]3.【河北省武邑中学2016-2017学年高二上学期周考（11.27）物理试题】家用微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新型灶具，它主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、变压器、镇流系统、冷却系统、控制系统、外壳等组成．接通电路后，220V交流电经变压器变压，在次级产生3.4V低压交流电对磁控管加热，同时在另一次级产生2000V高压电，经镇流系统加到磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生微波，微波输送至金属制成的加热器（炉腔），被来回反射，微波的电磁作用使食物内的分子高频运动，从而使食物受热，并能最大限度地保存食物中的维生素，关于上述微波炉，下列说法正确的是（）A．微波是由于原子外层电子受激发而产生的B．微波是由于原子内层电子受激发而产生的C．微波炉变压器的降压匝数比为1100：17D．微波炉变压器的升压匝数比为17：10000【答案】C【解析】试题分析：微波产生的微观机理是无线电波是震荡电路中自由电子的周期性运动而产生的；故AB错误;接通电源后，220V的交流电经过变压器后，在次级产生2000V高压交流电，根据电压与匝数成正比得微波炉的变压器原副线圈的匝数之比为11：100，若为3.4V电压，则变压器原副线圈的匝数之比为220：3.4=1100：17，故D错误，C正确；故选C.考点：变压器【名师点睛】此题考查了电磁波在实际生活上的应用，我们需要了解微波炉的工作原理，产生机理。4.【河北省武邑中学2016-2017学年高二上学期周考（11.27）物理试题】图甲是某小型家用电器电源部分的主要工作电路图，工作时Ⅰ部分变压器原线圈A、B两端与输出电压为220V的交流电源相连接，通过电路元件的工作最后在Ⅲ部分E、F两端输出6.0V的直流电．当A、B两端输入如图乙所示的交变电压时，在Ⅱ部分的M、N两端输出的电压如图丙所示．Ⅲ部分的自感线圈L的直流电阻可忽略不计．关于该电路及其工作过程，下列说法中正确的是（）[来源:Zxxk.Com]A．Ⅰ部分的变压器是降压变压器B．Ⅱ部分的自感线圈L的作用是阻碍直流成分，导通交流成分C．Ⅲ部分的电容器C的作用是阻碍交流成分，导通直流成分D．M、N两端输出电压的有效值为2U0【答案】A考点：变压器；电容和电感【名师点睛】本题考查的就是物理学中各种器材的作用，要知道二极管的作用是通过正向的电流，阻止负向的电流，电容器C的作用是通交流阻直流，自感线圈L的作用是通直流阻交流，了解不同的器材的特点即可轻松解答本题。5.【河北省武邑中学2016-2017学年高二上学期周考（11.27）物理试题】一理想变压器的初级线圈为n1=100匝，次级线圈n2=30匝，n3=20匝，一个电阻为48.4Ω的小灯泡接在副线圈n2与n3上，如图所示．当原线圈与e=2202sinωt的交流电源连接后，变压器的输入功率是（）A．10WB．20WC．250WD．500W【答案】A考点：变压器【名师点睛】本题的难点在于认清楚副线圈的理解方式，两个副线圈的匝数抵消一部分，结合变压器的变压原理和功率公式即可求解。6.【河北省武邑中学2016-2017学年高二上学期周考（11.27）物理试题】钳型电流表的外形和结构如图（a）所示，图（a）中电流表的读数为1.2A，图（b）中用同一电缆线绕了3匝，则（）A．这种电流表能测直流电流，图（b）的读数为2.4AB．这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为0.4AC．这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为3.6AD．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图（b）的读数为3.6A【答案】C【解析】试题分析：由于变压器工作原理是通过原线圈的电流发生变化，则原线圈产生的磁场发生变化，故穿过副线圈的磁通量发生变化，从而在副线圈中产生感应电流，故这种电流表只能测交流电流．根据理想变压器的输入电压和输出电压的关系有1122 UnUn；输入功率和输出功率的关系有P1=P2，即U1I1=U2I2，所以n1I1=n2I2故1212nIIn；由题意可知当n1=1时I2=1.2A，故当n1=3时，I′2=3.6A．故C正确．故选C考点：变压器【名师点睛】该知识点题目比较简单，且题目单一，只要记住了原副线圈的输入功率和输出功率关系，输入电压和输出电压的关系一切题目都能顺利解出。7.【河北省武邑中学2016-2017学年高二上学期周考（11.27）物理试题】如图所示，理想变压器原线圈接入交流电u=Umsinωt，副线圈接有一电压表和电阻为R的负载，电压表的示数为10V，在t=T/4（T为交变流的周期），原线圈两端电压的瞬时值1002V，由此可知变压器原副线圈的匝数比为（）[来源:学_科_网Z_X_X_K]A．102：1B．1:102C．10：1D．1：10【答案】C考点：变压器；交流电的有效值【名师点睛】掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题。8.【河北省武邑中学2016-2017学年高二上学期周考（11.27）物理试题】如图甲所示，AB两端接直流稳压电源，UAB=100V，R0=40Ω，滑动变阻器的总电阻R=20Ω;滑动片处于变阻器中点；如图乙所示，自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源，其电压有效值UAB=100V，R0=40Ω，滑动片处于线圈中点位置．则下列分析中正确的是（）A．甲图中UCD=50V，且R0中的电流为1.25AB．乙图中UCD=200V，且R0中的电流的有效值为5AC．甲图中UCD=80V，且R0中的电流的最大值约为2.83AD．乙图中UCD=80V，且R0中的电流的最大值约为2.83A【答案】B考点：变压器；欧姆定律【名师点睛】本题考查欧姆定律的就用，只需明白电路结构即可顺利求解．对变压器要知道输入电压和输出电压的关系该题就能顺利解出。[来源:Z.xx.k.Com]9.【黄冈中学2016学年高二年级9月月考】如图用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V，通过负载的电流图象如图1所示，则()[来源:Zxxk.Com]A．变压器输入功率约为3.9WB.输出电压的最大值是110VC.变压器原、副线圈匝数比是1∶2D.负载电流的函数表达式i＝0.05sin(100πt＋π2)A【答案】A【解析】负载的功率WWUIP9.3205.0110，输入功率等于输出功率，A正确；输出电压的最大值VUUm21102，B错误；变压器原、副线圈匝数比等于电压之比121102202121UUnn，C错误；负载电流的函数表达式AttIim100sin05.0sin，D错误；故选A。考点：交流电瞬时值表达式、变压器的工作原理【名师点睛】根据图象知道负载电阻中电流的峰值和有效值，周期和角速度，根据输入功率等于输出功率，匝数之比等于电压之比分析各项10.【黄冈中学2016学年高二年级9月月考】如图所示是一调压变压器原理图，如将它作为升压变压器使用，则()A．将交流电源接在a、b端，用电器接在c、d端B．将交流电源接在c、d端，用电器接在a、b端[来源:学科网]C．将交流电源接在a、c端，用电器接在b、d端D．若要进一步升压，应使P逆时针方向旋转【答案】B考点：变压器的原理。[来源:学。科。网]【名师点睛】根据变压器的变压比等于匝数比，升压变压器原线圈的匝数小于副线圈的匝数。11.【黄冈中学2016学年高二年级9月月考】如图5，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U.变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1∶n2和电源电压U1分别为()A．1∶22UB．1∶24UC．2∶14UD．2∶12U【答案】C【解析】试题分析：设灯泡正常发光时，额定电流为I0．由题图可知，原线圈中电流0II原，副线圈中两灯并联，副线圈中电流02II副，UU副，根据理想变压器的基本规律：12nnII副原得1221nn，21nnUU副原；得UU2原，所以UU41,A、B、D错误；C正确；故选C。考点：变压器的构造和原理。【名师点睛】理想变压器的输入功率和输出功率相等，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比．并利用灯泡正常发光的电压与电流的值来构建原副线圈的电压与电流的关系。二、多项选择题12.【辽宁省盘锦市高级中学2016-2017学年高二上学期期中（11月月考）考试物理试题】电流互感器和电压互感器如图所示．其中n1、n2、n3、n4分别为四组线圈的匝数，a、b为两只交流电表，则（）A．A为电流互感器，且n1＜n2，a是电流表B．A为电压互感器，且n1＞n2，a是电压表C．B为电流互感器，且n3＜n4，b是电流表D．B为电压互感器，且n3＞n4，b是电压表【答案】AD考点：电流互感器、电压互感器【名师点睛】本题主要考查了变压器的电压与匝数成正比，电流与匝数成反比。首先要知道电流表需要串联在电路中，电压表要并联在电路中。变器的匝数与电压成正比，与电流成反比，安全起见，要求电压表和电流表都不能超过最大量程。13.【黄冈中学2016学年高二年级9月月考】如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数比为3∶1，图中完全相同的三只灯泡L1、L2、L3正常发光，若保持电源输出电压U不变，滑动变阻器的滑片向上滑动，则L1、L2、L3亮度的变化为（）A.L1变亮B.L2、L3变亮C.L1变暗D.L2、L3不变【答案】BC考点：变压器的原理。【名师点睛】结合电路动态分析判断电阻增大时电流的变化，根据电压电流与匝数的关系逐项分析，只要变压器匝数比不变，则变压比和变流比都不变。14.【黄冈中学2016学年高二年级9月月考】如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，原线圈接图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻RT(阻值随温度的升高而减小)及报警器P(有内阻)组成闭合电路，回路中电流增加到一定值时报警器P将发出警报声，则以下判断正确的是()A．变压器副线圈中交流电压的瞬时表达式u＝92sin(100πt)VB．电压表示数为9VC．RT处温度升高到一定值时，报警器