2022年高考物理一轮考点跟踪练习41《变压器 电能的输送》（含详解）

2022年高考物理一轮考点跟踪练习41

《变压器 电能的输送》

一         、单选题

1.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为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=

2.如图所示,匝数为50匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B= T的水平匀强磁场中,线框面积S=0.5 m2,线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO'以角速度ω=100 rad/s匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,副线圈接入一只“220 V,60 W”灯泡,且灯泡正常发光,熔断器允许通过的最大电流为10 A,下列说法正确的是(　　)

A.线框在图示位置产生的感应电动势最大

B.线框产生的电动势有效值为250 V

C.变压器原、副线圈匝数之比为25∶22

D.允许变压器输出的最大功率为1 000 W

A．在ab棒沿导轨匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后，IR=0、IL=0、IC=0

B．在ab棒沿导轨匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后，IR≠0、IL≠0、IC=0

C．若ab棒沿导轨在某一中心位置附近做简谐运动，则IR≠0、IL≠0、IC=0

D．若ab棒沿导轨在某一中心位置附近做往复运动则IR≠0、IL=0、IC≠0

4.如图甲所示，理想变压器的原线圈电路中装有0.5 A的保险丝L(电阻忽略不计)，原线圈匝数n1=600，副线圈匝数n2=120。当原线圈接在如图乙所示的交流电源上，要使整个电路和用电器正常工作，则副线圈两端可以接(　　)

A.阻值为12 Ω的电阻

B.并联两盏“36 V　40 W”的灯泡

C.工作频率为10 Hz的用电设备

D.耐压值为36 V的电容器

5.如图所示，面积为0.02 m2，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为100 rad/s，匀强磁场的磁感应强度为 T。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R=100 Ω，电表均为理想交流电表，当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，下列说法正确的是(　　)

A.线圈中感应电动势的表达式为e=50cos(100t)V

B.P上移时，电流表示数减小

C.t=0时刻，电压表示数为100 V

D.当原、副线圈匝数比为1∶2时，电阻上消耗的功率为400 W

6.在如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=22∶1,原线圈接u1=220sin 100πt V的交变电流,电阻R=10 Ω,电流表、电压表均为理想电表,则(　　)

A.电压表的读数为10 V

B.电流表的读数为22 A

C.电阻R消耗的功率为10 W

D.变压器的输出功率为10 W

A．t1时刻ab边中电流方向由a→b，e点电势高于f点

B．设t1、t3时刻ab边中电流大小分别为i1、i3，则有i1<i3，e点与f点电势相等

C．t2～t4时间内通过ab边的电荷量为0，定值电阻R中无电流

D．t5时刻ab边中电流方向由a→b，f点电势高于e点

A．大电阻R1两端电压为

B．理想变压器初级线圈与次级线圈的匝数比值为

C．交流电源的输出功率为

D．通过扬声器的电流为

A．UR2=60 V　k=   B．UR2=60 V　k=    C．UR2= V　k=    D．UR2= V　k=

A．灯泡A、B两端的电压之比UA：UB=2：1

B．通过A、B的电流之比IA：IB=2：1

C．灯泡A、B消耗的功率之比PA：PB=4：1

D．灯泡A、B两端的电压分别是UA=U，UB=U

二         、多选题

A．电流表的示数为0.20 A

B．电压表的示数为44 V

C．原线圈的输入功率为44 W

D．副线圈输出交流电的频率为10 Hz

12. (多选)图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55 Ω，、为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，下列表述正确的是(　　)

A.电流表的示数为2 A

B.原、副线圈匝数比为1∶2

C.电压表的示数为电压的有效值

D.原线圈中交变电压的频率为100 Hz

13. (多选)如图所示,理想变压器原、副线圈上接有四个完全相同的灯泡,若四个灯泡恰好都能正常发光,则下列说法正确的是(　　)

A.U1∶U2=3∶4

B.U1∶U2=4∶3

C.若将L1短路,则副线圈的三个灯泡仍能正常发光

D.若将L2短路,则副线圈的两个灯泡两端的电压变为额定电压的4/3

A．若R的阻值不变，当K分别接1和2时，电压表读数之比为2：1

B．若R的阻值不变，当K分别接1和2时，电压表读数之比为：1

C．若K分别接1和2时，R消耗的功率相等，则R的阻值之比为2：1

D．若K分别接1和2时，R消耗的功率相等，则R的阻值之比为：1

0.2022年高考物理一轮考点跟踪练习41《变压器 电能的输送》（含详解）答案解析

一         、单选题

1.答案为：A；

解析：设原、副线圈中的电流分别为I1、I2，则==，故k==。设原线圈两端的电压为U1，则==，故U1=3U，而原线圈上电阻分担的电压为U，故＋3U=220 V，解得U=66 V。选项A正确。

2.答案为：C；

解析：在图示位置,线框和磁感线垂直,磁通量最大,切割磁感线的速度为0,线框中产生的感应电动势为零,A错误;线框中产生的感应电动势最大值Em=NBSω=250V,其有效值E=Em=250V,B错误;灯泡能正常发光,说明副线圈两端电压U2=220V,由可知变压器原、副线圈匝数之比为25∶22,C正确;熔断器允许通过的最大电流为10A,即I1=10A,P1=U1I1=250×10W=2500W,因此变压器允许输出的最大功率为2500W,D错误。

解析：在ab棒匀速运动过程中，ab棒产生恒定的感应电动势，左边原线圈中产生恒定的电流，

形成恒定的磁场，穿过右侧的三个副线圈中的磁通量不变，则副线圈中没有感应电动势产生，

所以IR=0、IL=0、IC=0，A正确，B错误；若ab棒沿导轨在某一中心位置附近做简谐运动，

原线圈中产生正弦式交变电流，副线圈中将有感应电流产生，故IR≠0、IL≠0、IC≠0，C、D错误．

4.答案为：B；

解析：根据图乙可知，原线圈输入的交变电压的最大值U1m=180 V，有效值U1=180 V，周期T1=0.02 s，频率f1==50 Hz，又因为n1∶n2=5∶1，所以副线圈的输出电压的最大值为U2m=36 V，有效值U2=36 V，周期T2=T1=0.02 s，频率f2=f1=50 Hz，故选项C错误；若副线圈两端接阻值为12 Ω的电阻，则I2==3 A，I1==0.6 A>0.5 A，即流过保险丝的电流超过了其熔断电流，选项A错误；若并联两盏“36 V　40 W”的灯泡，流过保险丝的电流I1==0.2I2=0.2×2× A= A<0.5 A，故选项B正确；电容器的耐压值指的是允许加载电容器两端的最大电压值，副线圈的输出电压的最大值为U2m=36 V>36 V，即超过了电容器的耐压值，故选项D错误。

5.答案为：D；

解析：矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动，产生的交流电的最大值为：Em=nBSω=100××0.02×100 V=100 V，线圈中感应电动势的表达式为e=100 cos(100t)V，故A错误；P上移时，原线圈的匝数减小，则导致副线圈电压增大，那么副线圈电流也增大，则原线圈的电流会增大，故B错误；由于最大值为有效值的倍，所以交流电的有效值为U=100 V，当t=0时，电压表示数为100 V，故C错误；当原、副线圈匝数比为1∶2时，次级电压有效值为U2=200 V，电阻上消耗的功率为P== W=400 W，故D正确。

6.答案为：D；

解析：输入电压的有效值为U1==220V,根据得U2=U1=10V,故A错误;

电流表的示数为I2==1A,故B错误;电阻消耗的功率为P2=U2I2=10W,故C错误;

理想变压器的输入电功率等于副线圈回路负载消耗功率,故D正确。

解析：t1时刻磁场方向向里且均匀增加，根据楞次定律，线框中感应电流沿逆时针方向，

ab边中电流方向由a→b，根据法拉第电磁感应定律知，正方形线框中的感应电动势是恒定值，

原线圈中电流值恒定，副线圈中不产生感应电动势，e点电势等于f点电势，A错误；

由法拉第电磁感应定律E==nS，可知t1时刻磁感应强度的变化率小于t3时刻的磁

感应强度变化率，E1<E3，根据欧姆定律i=，得i1<i3，原线圈中电流值恒定，

副线圈中不产生感应电动势，e点电势等于f点电势，B正确；

t2～t4时间内磁感应强度均匀变化，磁通量均匀变化，有恒定感应电流通过ab，

通过ab边的电荷量不为0，副线圈中磁通量不变，定值电阻中无电流，C错误；

t5时刻磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度变小，磁通量减小，

根据楞次定律得感应电流沿逆时针方向，ab边中电流方向由a→b，磁感应强度的变化率增大，

感应电流大小变大，穿过原、副线圈的磁通量增大，根据楞次定律，

副线圈中感应电动势上正下负，因此e点电势高于f点，D错误．

解析：设理想变压器初级线圈和次级线圈的匝数分别为n1、n2，初级线圈和次级线圈中的电流分别为I1、I2，根据理想变压器的初级和次级线圈的电流和电压关系可得I1n1=I2n2，=，

设R2的功率为P，联立则有P=IR2=－IR1＋I1U0，由于扬声器有最大功率，

则I1=、I2=，选项D正确；大电阻R1两端电压I1R1=，选项A正确；

理想变压器的初级和次级线圈的匝数比值为==，选项B错误；

交流电源的输出功率为I1U0=，选项C正确，故本题选B.

解析：设原线圈电流为I1，则根据n1I1=2n2I2，可得I2=1.5I1，由题意可知：=k，

解得k=，设原线圈电阻R上的电压为UR1，则 ：=k，即UR1=UR2，又=，

解得：UR2=60 V，A正确，B、C、D错误．

解析：通过灯泡A、B的电流分别为变压器原、副线圈的电流，IA：IB=n2：n1=1：2，选项B错误；

因为A、B是两只相同的灯泡，所以灯泡A、B两端的电压之比等于电流之比，

故UA：UB=1：2，选项A错误；因为是两只相同的灯泡，消耗的功率之比等于电流的平方之比，

即PA：PB=1：4，选项C错误；因为灯泡B两端的电压为副线圈两端电压，

则原线圈两端电压U1=UB=2UB，而UA=UB，由于灯泡A跟原线圈串联，

故UB＋2UB=U，可得UA=U，UB=U，选项D正确．

二         、多选题

解析：由题可知，原线圈两端电压有效值为220 V，由理想变压器变压规律可知，副线圈两端电压即电压表示数为44 V，B项错误；由欧姆定律可知，通过负载电阻R的电流的有效值为1 A，根据理想变压器变流规律可知，原线圈中电流即电流表示数为0.20 A，A项正确；原线圈输入功率P=U1I1=44 W，C项正确；由交流电源电压表达式可知，交流电的频率为50 Hz，而理想变压器不改变交流电的频率，D项错误．

12.答案为：AC；

解析：由题图乙可知，交流电的周期T=0.02 s，频率f==50 Hz，故D错误；输入电压的最大值U1m=220 V，有效值U1==220 V，电压表测副线圈电压有效值，U2=110 V，电流表示数I2==2 A，故A正确；原、副线圈匝数比==，故B错误；交流电流表、交流电压表测交流电的有效值，故C正确。

13.答案为：BD；

解析：设灯泡的额定电压为U,额定电流为I,则副线圈电压为3U,电流为I,原线圈的灯泡正常发光,电流也为I,所以原、副线圈的匝数比为1∶1,原线圈两端电压为3U,所以U1∶U2=4∶3,选项A错误,B正确;若将L1短路,则原线圈的电压增大,则副线圈两端电压也增大,三个灯泡不能正常发光,选项C错误;设灯泡电阻为R,若将L2短路,设副线圈的电流为I',原线圈的电流也为I',因此2I'R+I'R=U1=4U,则I'R=U,即副线圈的每个灯泡两端的电压变为额定电压的,选项D正确。

解析：设原线圈与副线圈的匝数分别为n1、n2，原线圈输入电压为U1，副线圈电压为U2，

当K接2时：=，此时电压表示数U2=U22=U1，功率为P2=；若K与1相连，则=，

此时电压表的示数为U，则·=T，得U=，此时的功率为：P1=，由上分析知：

若R的阻值不变，则电压表的示数之比=，当R消耗功率相等时，阻值之比=，B、C正确．