高中物理沪科技版（2020）选修第二册第二节 交变电流课后复习题

【考点分析】　第三节 交变电流的综合应用

【考点一】  理想变压器的动态分析

【典型例题1】  如图所示，理想变压器原线圈一端有a、b两接线柱，a是原线圈的一端点，b流表均为理想交流电表.从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u＝Usin 100πt.则(　　)

A．当单刀双掷开关分别与a、b连接时，电压表的示数比为1∶2

B．当t＝0时，c、d间的电压瞬时值为

C．单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表示数增大

D．当单刀双掷开关由a扳向b时，电流表的示数增大

【解析】  当单刀双掷开关与a连接时，原线圈的匝数为n1，则有U2＝U1，当单刀双掷开关与b连接时，原线圈的匝数为，则有U2′＝U1，联立得U2∶U2′＝1∶2，故电压表的示数比为1∶2，故A正确；

当t＝0时，c、d间的电压瞬时值为u＝Usin(100π×0)＝0，故B错误；

副线圈的电压由原、副线圈匝数和输入电压决定，单刀双掷开关与a连接，滑动变阻器触头P向上移，可知副线圈电压不变，故电压表的示数不变，C错误；

单刀双掷开关由a扳向b，原线圈的匝数变小，副线圈的电压变大，则电压表示数变大，电阻不变，故电流表的示数也变大，故D正确.

【答案】  AD

【考点二】  多个副线圈的求解

【典型例题2】  (2022•山东潍坊市高三(下)一模)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为匝、匝和匝，原线圈串联一个电阻，并接入内阻不计的正弦交流电源，其电动势为E且保持不变；两个副线圈分别接电阻和。开关S断开时，理想电流表读数为；开关S闭合时，理想电流表读数为。不计线圈电阻，则(　　)

A． B．

C． D．

【解析】  AB．开关S断开时，理想电流表读数为，且匝、匝，故，得，由，，可得，故，A错误，B正确；

CD．由输出功率等于输入功率，可知，得，即，由，，则，故，C错误，D正确。故选BD。

【答案】  BD

【考点三】  匝数不变时的动态分析

【典型例题3】  (2022•北京市海淀区高三(下)一模)如图所示，理想变压器原线圈接在的交流电源上，副线圈接滑动变阻器R和两个阻值相同的定值电阻，电表均视为理想电表。滑动变阻器R的滑片P由a端向b端缓慢滑动过程中(　　)

A．电压表的示数变大 B．电压表的示数变大

C．电流表的示数变大 D．电流表的示数变大

【解析】  A．电压表V1的示数等于输入电压的有效值，是不变的，选项A错误；

B．电压表V2的示数是由变压器匝数比和初级电压决定的，则V2示数也是不变的，选项B错误；

C．滑动变阻器R的滑片P由a端向b端缓慢滑动过程中，R接入电路的阻值变大，则次级总电阻变大，次级电流减小，初级电流也减小，即电流表A1示数减小，选项C错误；

D．因R0电流减小，则R0两端电压也减小，则并联部分电压变大，则电流表A2示数变大，选项D正确。故选D。

【答案】  D

【考点四】  负载电阻不变时的动态分析

【典型例题4】  如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则(　　)

A．小灯泡变亮

B．小灯泡变暗

C．原、副线圈两端电压的比值不变

D．通过原、副线圈电流的比值不变

【解析】由＝得U2＝U1 ①

由＝得U′2＝U1 ②

由得：＝＝，因为n2＜n1，所以＜1，即U′2＜U2，故小灯泡变暗，B正确，A错误；

由以上分析过程可以看出，C错误；由＝和＝可见，D错误．

【答案】  B

【考点五】  手机无线充电与变压器

【典型例题5】  (2022•福建福州市高三(下)三月质检)图甲是一款手机无线充电接收器，将其插入原本没有无线充电功能的手机的接口，并贴于手机背部，再将手机放在无线充电器上即可实现无线充电。其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈匝数比n1：n2=5：1，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当ab间接上220V的正弦交变电源后，受电线圈中产生电流给手机充电；充电时，受电线圈中的电流为2A。若把装置线圈视为理想变压器、手机充电时，下列说法正确的是(　　)

A．cd间电压为U2=44V

B．送电线圈中电流为I1=0.4A

C．送电线圈和受电线圈线路上所接电阻R的电压之比为5：1

D．送电线圈和受电线圈线路上所接电阻R的电功率比为25：1

【解析】  A．送电线圈和受电线圈匝数比n1：n2=5：1，如果原线圈接上220V的正弦交变电源后，cd间电压为，现在原线圈两端电压小于220V，故cd间电压为U2<44V，故A错误；

B．受电线圈中的电流为2A。送电线圈中电流为，故B正确；

C．根据 ，送电线圈和受电线圈线路上所接电阻R的电压之比，故C错误；

D．根据 ，送电线圈和受电线圈线路上所接电阻R的电功率比为1:25，故D错误。故选B。

【答案】  B

【考点六】  传感器与变压器

【典型例题6】  (2022•福建省龙岩市高三(下)一模)如图所示，理想变压器原线圈两端电压为U1，副线圈两端接的电动机M的内阻为r，电动机的电功率为P1，热功率为P2，小灯泡L的阻值与定值电阻R0的阻值相等，光敏电阻R的阻值随着光照的增强而减小。下列说法正确的是(　　)

A．电动机的机械效率为

B．变压器原、副线圈的匝数之比为

C．若增大光敏电阻的光照强度，灯泡会变亮

D．若增大光敏电阻的光照强度，光敏电阻R与小灯泡L的总功率变小

【解析】  A．电动机的机械效率为，选项A正确；

B．根据，，，解得变压器原、副线圈的匝数之比为，选项B错误；

C．若增大光敏电阻的光照强度，则阻值R减小，次级电流变大，R0电压增加，因次级电压一定，则灯泡两端电压减小，则灯泡会变暗，选项C错误；

D．将次级电压U2等效为电源电动势，R0等效为电源的内阻，则当R0的阻值与光敏电阻R与灯泡RL并联的电阻R并相等时光敏电阻R与小灯泡L的总功率最大，因小灯泡L的阻值与定值电阻R0的阻值相等，则若增大光敏电阻的光照强度，光敏电阻R减小，则R并小于R0且逐渐减小，则光敏电阻R与小灯泡L的总功率变小，选项D正确。故选AD。

【答案】  AD

【考点七】  电路中含有电容器的问题

【典型例题7】  如图甲，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，，C为电容器。己知通过的正弦交流电如图乙，则(　　)

A．副线圈输出的交流电的频率为10Hz

B．原线圈输入电压的最大值为100V

C．电阻的电功率为20W

D．通过的电流始终为零

【解析】  A．副线圈输出的交流电的频率与通过的正弦交流电频率相等，由图像可知，所以A错误；

B．副线圈输出电压的最大值为，根据理想变压器原副线圏的电压关系有，解得原线圈输入电压的最大值为，所以B正确；

C．电阻的电功率为，所以C正确；

D．根据电容器有通交流隔直流的特点，所以通过的电流不为零，则D错误；故选BC。

【答案】  BC