高考物理一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 高考专项突破十二变压器的综合应用题课时作业

1、高考专项突破（十二）变压器的综合应用题一、单项选择题1.(2017·安徽皖北协作体联考)小型发电机线圈共n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，如图所示用理想交流电压表测得矩形线圈的输出电压为u，不计线圈电阻，则穿过发电机矩形线圈的磁通量的变化率的最大值为()aub.c. d.解析：交流电压的最大值emu，而emn，所以磁通量的变化率的最大值，c正确答案：c2.(2017·安徽安庆模拟)一理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2101，原线圈通过理想电流表a接在u200sin 100t v的正弦交流电源上，电路如图

2、所示，则()a电压表的读数为20 vb滑动变阻器的滑片向上滑动时，变压器的输入功率变小c滑动变阻器的滑片向下滑动时，电流表的读数变小d滑动变阻器的滑片向下滑动时，电压表的读数变小解析：电压表的示数是副线圈两端的电压，u1200 v，得u220 v，电压表的示数为20 v，a错误；滑动变阻器的滑片向上移动，变阻器接入电路的电阻增大，电流i2减小，而原、副线圈的匝数比不变，所以原线圈中的电流i1减小，原线圈的输入功率pu1i1减小，b正确；滑动变阻器的滑片向下移动，变阻器接入电路的电阻减小，电流i2增大，原、副线圈匝数比不变，所以电流表的示数i1增大，c错误；移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数不变

3、，d错误答案：b3(2017·四川凉山州诊断)如图为日常生活中常见的点火装置原理图，先将1.5 v直流电压通过转换器转换为正弦交变电压u6sin t v，然后将其加在理想变压器的原线圈n1上，当副线圈n2两端电压达到12 kv以上时放电针之间空气被击穿，从而引发电火花点燃气体根据以上信息，下列说法正确的是()a原线圈两端所接交流电压表的读数为6 vb副线圈中交流电与原线圈中交流电频率不相等c要实现点火，则副线圈与原线圈的匝数比至少大于×103d要实现点火，则副线圈与原线圈的匝数比至少大于2 000解析：原线圈两端所接交流电压表的读数为 v3 v，a错误；变压器不改变交流电的

4、频率，b错误；当副线圈两端电压的最大值至少为12 kv时，此时副线圈与原线圈的匝数比最小，2 000，c错误，d正确答案：d4.(2017·河南信阳、三门峡模拟)如图所示为一理想变压器，其原线圈与副线圈的匝数比n1n231，a、b、c、d为4个完全相同的小灯泡，e为输出电压有效值恒定的交流电源，s为单刀双掷开关已知当s向上闭合时，b、c、d三个小灯泡都能正常发光，则当s向下闭合时()a4个小灯泡都能正常发光b4个小灯泡都比正常发光时要暗ca能正常发光，b、c、d比正常发光时要暗db、c、d能正常发光，a比正常发光时要暗解析：设灯泡的额定电压为u，电源的电压e3u，当s向下闭合时，设b

5、、c、d灯泡两端的电压为u，灯泡中的电流为i，则根据电流与匝数成反比可知a灯泡中的电流为i，则a灯泡两端的电压为u，则e4u，所以uu，灯泡两端的实际电压小于额定电压，4个小灯泡都比正常发光时要暗，b正确答案：b5图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n251，原线圈接正弦交变电源，副线圈的输出电压u随时间t的变化关系如图乙所示规格相同的三只小灯泡l1、l2、l3正常发光时的电阻均为r10 ，现将开关s闭合，此时l1、l2均正常发光，下列说法正确的是()a变压器副线圈的输出电压u的表达式为u4sin 50t vb变压器原线圈的输入电流为 ac三个灯泡的额定功率均为1.6 wd断开开关s后，变

6、压器原线圈的输入功率变大解析：由乙图可知，交流电的周期t0.02 s，角速度100 rad/s，变压器副线圈的输出电压的表达式u4sin 100t v，a错误；闭合s，l1和l2均正常发光，说明灯泡的额定电压为4 v，灯泡的额定功率p w1.6 w，c正确；副线圈中电流i22×0.8 a，设原线圈的输入电流为i1，解得i10.16 a，b错误；断开开关后，副线圈两端的电压不变，副线圈中总电阻增大，变压器的输出功率减小，变压器的输入功率减小，d错误答案：c6.(2017·安徽池州诊断)如图所示，abcd为一矩形导体框，处于匀强磁场中，o1o1与o2o2为abcd的两条对称轴开

7、始时abcd所在平面与磁场垂直，若让线框分别以角速度1、2绕o1o1、o2o2匀速转动，已知abcda，adbc2a，则下列说法正确的是()a若1时，则产生的感应电动势的峰值相等b若12时，两种情况下电流最大时安培力的功率相等c若12时，两种情况下电流的有效值之比i1i221d因为导体框匀速转动，动能不变，而又产生了电能，所以此电磁感应现象不满足能量守恒定律解析：感应电动势的最大值embs2ba2，若角速度不相等，则感应电动势最大值不相等，a错误；电流最大时，安培力的功率p2biml1·v2biml1·bims，当角速度相等时，两种情况下电流最大时安培力的功率相等，b正确；

8、只要角速度相等，两种情况下电动势的最大值就相等，则电流的最大值、有效值就相等，c错误；导体框匀速转动，动能不变，是外力克服安培力做功，把其他形式的能转化为电能，满足能量守恒定律，d错误答案：b二、多项选择题7.如图所示，m为理想变压器，电表为理想电表，导线电阻忽略不计，原线圈接稳定的正弦式交流电源当变阻器滑片p向上移动时，读数发生变化的电表是()aa1 ba2cv1 dv2解析：变压器原线圈两端的电压由电源决定，副线圈两端的电压由原线圈电压和匝数比决定，所以电压表v1、v2的示数均不变，滑片p向上移动，变阻器接入电路的电阻减小，电流表a2示数增大，由知电流表a1的示数也增大，a、b正确答案：a

9、b8.变压器能改变交变电流的电压和电流的大小如图所示，有一台理想变压器原、副线圈的匝数比为51，用理想电压表和理想电流表测量副线圈的电压和电流，r为副线圈的负载电阻现在原线圈a、b两端加上交变电压u，其随时间变化的规律为u220sin 100t v，则()a副线圈中产生的交变电流频率为100 hzb电压表的示数为44 vc若电流表示数为0.1 a，则原线圈中的电流为0.5 ad若电流表示数为0.1 a，则1 min内电阻r上产生的焦耳热为264 j解析：原、副线圈中交变电流的频率相同，2f，解得f50 hz，a错误；，解得u244 v，b正确；，若i20.1 a，则i10.02 a，c错误；电

10、阻r消耗的功率等于变压器的输出功率，所以qi2rtu2i2t44×0.1×60 j264 j，d正确答案：bd9(2017·安徽蚌埠期末)如图甲所示的变压器电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为21，ab端输入如图乙所示的电流，副线圈电路中电阻r10 ，电路中的电流表、电压表都是理想电表，下列说法正确的是()a电流表的示数为 ab副线圈中电流的最大值为 ac副线圈中电流的有效值为 ad电压表的示数为10 v解析：电流表的示数是该交流电的有效值，()2r·i2r·t，解得i a，a正确；原、副线圈电流比等于匝数的反比，原线圈电流的最大值为 a，则

11、副线圈电流的最大值为2 a，b错误；副线圈电流的有效值为 a，c正确；电压表的示数是副线圈电压的有效值，u10 v，d错误答案：ac10(2017·河南中原学术联盟模拟)如图甲所示，m是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1n2225，接线柱a、b接上一个正弦交流电源，电压随时间变化规律如图乙所示变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中r2为用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的传感器，r1为一定值电阻，下列说法中正确的是()a电压表v的示数为50 vb当传感器r2所在处出现火警时，电压表v的示数减小c当传感器r2所在处出现火警时，电流表a的示数增大d当传感器r2所在处

12、出现火警时，电阻r1的功率变大解析：原线圈两端的电压有效值为u1220 v，由解得副线圈两端的电压有效值为50 v，a错误；当r2处出现火警时，r2的电阻减小，副线圈的电流i2增大，r1上的电压增大，r2上的电压减小，电压表的示数减小，b正确；而，i2增大，则i1也增大，c正确；pr1i22r1增大，d正确答案：bcd11.(2017·吉林长春普通高中质检)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为110，接线柱a、b接在电压u10sin 100t v的正弦交流电源上，r1为定值电阻，其阻值为100 ，r2为用半导体材料制成的热敏电阻(阻值随温度升高而减小)下列说法中正确的是()at

13、s时，a、b两点间电压的瞬时值为5 vbt s时，电压表的读数为50 vc在1 min内电阻r1上产生的热量为6 000 jd当r2的温度升高时，电压表示数变大，电流表示数变大解析：t s时，a、b两点间电压的瞬时值u10sin (100×) v5 v，所以a正确无论何时，输入电压的最大值为10 v，所以有效值u110 v，根据变压器的原、副线圈的电压比等于匝数比，即，得u2100 v，即电压表读数为100 v，所以b错误计算热量用有效值，r1两端的电压有效值为100 v，所以在1 min内电阻r1上产生的热量qt×60 j6 000 j，所以c正确当r2的温度升高时，r2

14、的电阻减小，导致电路的总电阻减小，所以电路中的总电流将会增大，电流表测量的是原线圈中的总电流，由于副线圈的电流增大，所以原线圈的电流表示数也要增大；由于电源的电压不变，原、副线圈的匝数比也不变，所以电压表的示数不变，所以d错误答案：ac12(2017·山东泰安模拟)如图，在理想变压器原副线圈的回路中分别接有三个阻值相同的电阻r1、r2、r3.a、b两端接在输出电压恒为u的正弦交流发电机上，此时三个电阻消耗的功率相同，则()a变压器原、副线圈的匝数比为21b变压器原、副线圈的匝数比为13c电阻r1两端的电压为d电阻r1中的电流等于r2和r3中的电流之和解析：三个电阻消耗的功率相同，说明

15、通过三个灯泡的电流相同，设原线圈的电流为i，则副线圈的电流为2i，变压器原、副线圈的匝数比为，a正确，b、d错误；设电阻上的电压为u1，原线圈两端的电压为2u1，则u3u1，电阻r1两端的电压为，c正确答案：ac三、非选择题13一些材料的电阻随温度的升高而变化如图甲是由某金属材料制成的电阻r随摄氏温度t变化的图象，若用该电阻与电池(电动势e1.5 v，内阻不计)、电流表(量程为5 ma，内阻不计)、电阻箱r串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”(1)电流刻度较大处对应的温度刻度_(选填“较大”或“较小”)

16、；(2)若电阻箱阻值r150 ，当电流为5 ma时对应的温度数值为_.解析：(1)由题图甲可知，温度升高，电阻阻值增大，电路中电流减小，因此电流刻度较大处对应的温度刻度较小(2)电流为5 ma时，电路总电阻为300 ，电阻箱阻值r150 ，则r150 ，由题图甲得对应的温度为50 .答案：(1)较小(2)5014.如图所示，一热敏电阻rt放在控温容器m内；a为毫安表，量程6 ma，内阻为数十欧姆；e为直流电源，电动势约为3 v，内阻很小；r为电阻箱，最大阻值为999.9 ，s为开关已知rt在95 时的阻值为150 ，在20 时的阻值约为550 .现要求在降温过程中测量在20 95 之间的多个温

17、度下rt的阻值(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图(2)完成下列实验步骤中的填空：a依照实验原理电路图连线b调节控温容器m内的温度，使得rt的温度为95 .c将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全d闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数i0，并记录_e将rt的温度降为t1(20 t195 )；调节电阻箱，使得电流表的读数_，记录_f温度为t1时热敏电阻的电阻值rt_.g逐步降低t1的数值，直到20 为止；在每一温度下重复步骤e、f.解析：(1)电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大，因此电阻箱应与热敏电阻串联(2)本实验原理是当电路的两种状态的电流相等时，外电路的总电阻相等95 和t1时对应的电路的电阻相等