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2021年初高中物理专题周练——变压器训练题(二)【含详解】
2021年初高中物理专题周练——变压器训练题(二)【含详解】
高中
整体难度:偏难
2021-04-27
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一、选择题 (共34题)
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1.

如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为 10:1 ,电压表为理想电表, R 为光敏电阻(其阻值随光的照射强度增大而减小), 是三个额定电压均为 10V 的灯泡,其中 规格相同。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电,三个灯泡均正常发光,设灯泡不会烧坏,下列说法正确的是 (  )

A 电路中电流 1s 内改变 50 次方向

B 灯泡 L 1 L 2 的电功率之比为 1:5

C 若将灯泡 换为一个理想二极管,则电压表示数为 11V

D 若将灯泡 换为一个理想电流表,把照射 R 的光减弱, 仍然可能正常发光

难度:
知识点:变压器
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【答案】

BD

【详解】

A .由图乙可知交流电的周期为 ,所以频率为:

所以电路中电流 1s 内改变 100 次方向,故 A 错误;

B .理想变压器原、副线圈匝数比为 10:1 ,故原副线圈电流之比为:

又因为 规格相同,所以 的电流等于副线圈电流的一半,所以有流过 电流之比为:

因为三个灯泡均正常发光,电压相同,故由:

可知电功率之比等于电流之比,即:

B 正确;

C .若将灯泡 换为一个理想二极管,则根据二极管单向导电性可知输入电压图像为:

根据有效值定义可得:

解得有效值 ;理想变压器原、副线圈匝数比为 10:1 ,故副线圈电压为 ,即电压表示数为 ,故 C 错误;

D .若将灯泡 换为一个理想电流表,则原线圈电压增加,副线圈电压增加;把照射 R 的光减弱,则阻值增加,根据:

可知副线圈电流可能不变,流过 的电流可能不变,即 仍然可能正常发光,故 D 正确。

故选 BD

2.

如图,一理想变压器输入端接交流恒压源,输出端电路由 三个电阻构成。将该变压器原、副线圈的匝数比由 5 1 改为 10 1 后(

A 流经 的电流减小到原来的

B 两端的电压增加到原来的 2

C 两端的电压减小到原来的

D 电阻上总的热功率减小到原来的

难度:
知识点:变压器
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【答案】

CD

【详解】

设变压器初级电压为 U ,则该变压器原、副线圈的匝数比由 5 1 改为 10 1 后,根据 可知,次级电压由 变为 ,即次级电压变为原来的 ,可知 R 1 两端的电压变为原来的 ,则流经 R 1 的电流减小到原来的 ,选项 A 错误; R 2 两端的电压为 ,则 两端的电压减小到原来的 ,选项 B 错误;同理 R 3 两端的电压为 ,则 两端的电压减小到原来的 ,选项 C 正确;因次级电压变为原来的 ,根据 可知,次级电阻上总的热功率减小到原来的 ,选项 D 正确 .

3.

2015 8 月,河南等地出现 39 ℃以上的高温,为了解暑,人们用电扇降温.如图所示为降温所用的一个小型电风扇电路简图,其中理想变压器的原、副线圈的匝数比为 n :1 ,原线圈接电压为 U 的交流电源,输出端接有一只电阻为 R 的灯泡和风扇电动机 D ,电动机线圈电阻为 r .接通电源后,电风扇正常运转,测出通过风扇电动机的电流为 I ,则下列说法正确的是

A 风扇电动机 D 两端的电压为 Ir

B 理想变压器的输入功率为

C 风扇电动机 D 输出的机械功率为 I 2 r

D 若电风扇由于机械故障被卡住,则通过原线圈的电流为

难度:
知识点:电路中的能量转化
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【答案】

BCD

【解析】

电压比等于匝数之比,电动机为非纯电阻器件,风扇消耗的功率为内阻消耗 + 输出的机械功率,被卡住后相当于纯电阻.

【详解】

由变压器的原理可知,风扇电动机 D 两端的电压为 U/n ,因为电风扇中含有线圈,故不能利用欧姆定律求电压, A 错误;由变压器功率特点可知,理想变压器的输入功率等于输出功率为 B 正确;风扇电动机 D 输出的机械功率为 C 正确;因为副线圈两端的电压为 U/n ,若电风扇由于机械故障被卡住,则副线圈回路可视为纯电阻电路,该回路的等效电阻为 ,所以副线圈中的电流为 ,通过原线圈的电流为 D 正确;故选 BCD。

4.

如图所示,理想变压器原副线圈匝数之比为 1:2 ,正弦交流电源电压为 U=12V ,电阻 R 1 = lΩ R 2 =2Ω ,滑动变阻器 R 3 最大阻值为 20Ω ,滑片 P 处于中间位置,则

A R 1 R 2 消耗的电功率相等

B 通过 R 1 的电流为 3A

C 若向上移动 P ,电源输出功率将变大

D 若向上移动 P ,电压表读数将变大

难度:
知识点:变压器
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【答案】

BC

【解析】

对理想变压器原副线圈的匝数比等于原副线圈的电压之比,等于电流的倒数之比,据此进行分析 .

【详解】

理想变压器原副线圈匝数之比为 1:2 ,可知原副线圈的电流之比为 2:1 ,根据 P=I 2 R 可知 R 1 R 2 消耗的电功率之比为 2 1 ,选项 A 错误;设通过 R 1 的电流为 I ,则副线圈电流为 0.5I ,初级电压: U-IR 1 =12-I ;根据匝数比可知次级电压为 2 12-I ),则 ,解得 I=3A ,选项 B 正确;若向上移动 P ,则 R 3 电阻减小,次级电流变大,初级电流也变大,根据 P=IU 可知电源输出功率将变大,电阻 R 1 的电压变大,变压器输入电压变小,次级电压变小,电压表读数将变小,则选项 C 正确, D 错误;故选 BC.

5.

如图所示, 为完全相同的标准电阻,甲、乙两种情况下电阻 的功率均为 P ,且匝数之比 均为 ,则

A 图甲中 的功率为 16P B 图乙中 的功率为

C 图乙中 的功率为 16P D 图甲中 的功率为

难度:
知识点:变压器
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【答案】

AB

【解析】

图甲中 R 2 两端电压为 U ,根据电压与匝数成正比,得线圈 n 1 两端的电压为 4U ,根据 P=U 2 /R,R 1 两端的电压是 R 2 两端电压的 4 倍, R 2 的功率为 P= U 2 /R,R 1 的功率为 ,故 A 正确 D 错误;图乙中 R 2 R 3 是完全相同的电阻,功率均为 P ,由 知,副线圈电流为 I ,副线圈电压均为 U ,根据电压与匝数成正比,有原线圈两端电压为 4U ,根据输入功率等于输出功率,有 4UI 1 2P=2UI ,解得 R 1 的功率 ,故 B 正确, C 错误;故选 AB.

【点睛】

解决本题的关键是知道对于有多个副线圈的理想变压器,任意两个线圈的电压比等于这两个线圈的匝数比,电流比不满足匝数的反比规律,电流关系可通过功率关系得到.

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试题总数:
50
总体难度:
偏难
难度统计
难度系数
数量
占比
偏难
25
50.0%
中等
18
36.0%
容易
4
8.0%
基础
3
6.0%
题型统计
大题类型
数量
占比
选择题
34
68.0%
解答题
15
30.0%
实验,探究题
1
2.0%
知识点统计
知识点
数量
占比
变压器
44
88.0%
电路中的能量转化
1
2.0%
交变电流的描述
4
8.0%
法拉第电磁感应定律
1
2.0%
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该作品由: 用户李四分享上传

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