专题演练交变电流变压器含两年高考一年模拟资料.doc

1．(2015·四川理综，4)小型手摇发电机线圈共N匝，每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。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压(　　)
A．峰值是e0 B．峰值是2e0 C．有效值是Ne0 D．有效值是Ne0
2．(2015·新课标全国卷Ⅰ，16)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＝
3．如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则(　　)
A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大
B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小
C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大
D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小
4(多选)如图，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，负载电阻的阻值R＝11R0，是理想电压表，现将负载电阻的阻值减小为R＝5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为5.0 V，则(　　)
A．此时原线圈两端电压的最大值约为34 V
B．此时原线圈两端电压的最大值约为24 V
C．原线圈两端原来的电压有效值约为68 V
D．原线圈两端原来的电压有效值约为48 V
5．(2015·广东理综，15)如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220 V降至110 V，调节前后(　　)
A．副线圈中的电流比为1∶2
B．副线圈输出功率比为2∶1
C．副线圈的接入匝数比为2∶1
D．原线圈输入功率比为1∶2
6． (2015·安徽理综，16)图示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是(　　)
A．电压表V1示数增大
B．电压表V2、V3示数均增大
C．该变压器起升压作用 D．变阻器滑片是沿c→d的方向滑动
7．(2015·福建理综，15)图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsin ωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为(　　)
A．() B．()
C．4()2()2r D．4()2()2r
8．(2014·新课标全国卷Ⅱ，21)(多选)如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则(　　)
A．Uab∶Ucd＝n1∶n2
B．增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小
C．负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大
D．将二极管短路，电流表的读数加倍
9．(2014·山东理综，17)(多选)如图，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A。以下判断正确的是(　　)
A．变压器输入功率为484 W
B．通过原线圈的电流的有效值为0.6 A
C．通过副线圈的电流的最大值为2.2 A
D．变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶3
10．(2014·广东理综，19)(多选)如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合电键S，下列说法正确的是(　　)
A．P向下滑动时，灯L变亮
B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变
C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小
D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大
11．(2014·福建理综，16)图为模拟远距离输电实验电路图,两理想变压器的匝数n1 ＝n4R，忽略灯丝电阻随温度的变化。当A、B端接入低压交流电源时(　　)
A．A1、A2两表的示数相同 B．L1、L2两灯泡的亮度相同
C．R1消耗的功率大于R3消耗的功率
D．R2两端的电压小于R4两端的电压
12． (2014·四川理综，1)如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则(　　)
A．用户用电器上交流电的频率是100 Hz
B．发电机输出交流电的电压有效值是500 V
C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
13．(2014·浙江理综15)如图所示为远距离交流输电的简化电路图.发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1,其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流为I2.则(　)
A．用户端的电压为 B．输电线上的电压降为U
C．理想变压器的输入功率为Ir D．输电线路上损失的电功率为I1U
1．(2015·云南名校统考)将阻值为100 Ω的电阻丝绕成一个110匝的闭合矩形线圈，让其在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电动势如图乙所示。则可以判断(　　)

A．t＝0时刻线圈应转到图甲所示的位置
B．该线圈的转速为100π r/s
C．穿过线圈的磁通量的最大值为Wb
D．线圈转一周所产生的电热为9.68 J
2．(2015·

安徽安庆二模)一个匝数为100匝，电阻为0.5 Ω的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化。则线圈中产生交变电流的有效值为(　　)
A．5 A B．2 A C．6 A D．5 A
3．(2015·郑州市一模)图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R＝10 Ω的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表，示数是10 V。图乙是矩形线圈磁通量Φ随时间t变化的图象，则(　　)

A．电阻R上的电功率为20 W
B．0.02 s时R两端的电压瞬时值为零
C．R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝14.1cos 100πt(V)
D．通过R的电流i随时间t变化的规律是i＝cos 50πt(A)
4．(2015·德州期末)

图中理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，现在原线圈两端加上交变电压u＝311 sin (100πt) V时，灯泡L1、L2均正常发光，电压表和电流表可视为理想电表。则下列说法中正确的是(　　)
A．该交流电的频率为100 Hz
B．电压表的示数为155.5 V
C．若将变阻器的滑片P向上滑动，则电流表读数变大
D．若将变阻器的滑片P向上滑动，则L1将变暗、L2将变亮
5．(2015·陕西八校联考)如图所示的电路中，

理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝22∶5，电阻R1＝R2＝25 Ω，D为理想二极管，原线圈接u＝220sin 100πt(V)的交流电，则(　　)
A．交流电的频率为100 Hz
B．通过R2的电流为1 A
C．通过R2的电流为 A
D．变压器的输入功率为200 W
6．(2015·

东城区模拟)如图所示，理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u，u＝220sin 100πt(V)，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，电压表接在副线圈c、d两端，输电线的等效电阻为R，原来开关S是断开的。则当S闭合一段时间后(　　)
A．电压表示数不变，示数为22 V
B．电压表示数不变，示数为220 V
C．灯泡L两端的电压将变大
D．电流表示数一定为0
7．(2015·广东茂名一模)(多选)远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均是理想变压器。当S由2改接为1时，下列说法正确的是(　　)

A．电压表读数变大 B．电流表读数变大
C．电流表读数变小 D．输电线损失的功率减小
8．(2015·豫南九校质检)

(多选)一理想变压器的原、副线圈匝数分别为500匝和100匝，现将原线圈接上交流电压，交流电压的瞬时值表达式u＝200sin 100πt(V)，副线圈接上理想交流电压表和定值电阻R，如图所示。现在A、B两点间接入不同的电子元件，则下列说法正确的是(　　)
A．若在A、B两点间串联一只电阻R，则穿过副线圈的磁通量的最大变化率为0.4 Wb/s
B．若在A、B两点间接入理想二极管，则电压表的示数为40 V
C．若在A、B两点间接入一只电容器，只提高交流电的频率，则电压表的示数增加
D．若在A、B两点间接入一只电感线圈，只提高交流电的频率，则电阻R消耗的电功率增大

参考答案
考点28　交变电流　变压器　远距离输电
两年高考真题演练
1．D　[矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，所以发电机的电动势峰值为2Ne0，A、B错误；由于不计线圈的电阻，所以电机的输出电压峰值为2Ne0，故有效值为＝Ne0，故D正确。]
2．A　[原、副线圈电压比等于匝数比，根据副线圈负载电阻的电压U，可知副线圈电压为U，原线圈电压为3U，副线圈电流I2＝，根据＝得原线圈电流I1＝，那么原线圈输入电压220 V＝3U＋×R，整理可得U＝66 V；原、副线圈电阻消耗的功率根据P＝I2R，电阻相等，I1∶I2＝1∶3，可得功率之比为P1∶P2＝1∶9，即k＝。根据以上分析可知选项A正确。]
3．BC　[Q位置不动，副线圈电压U2不变，当P上滑时，R增大，由P＝可知总功率减小，原线圈电压U1不变，由P＝U1I1可知原线圈电流I1减小，故A错误，B正确；当P位置不动，Q上滑时，由＝知U2增大，同理分析原线圈电流I1增大，故C正确，D错误。]
4．AD　[当负载电阻的阻值减小为R＝5R0时，根据串、并联电路规律，R两端电压为R0两端电压的5倍，因为电压表测量R两端的电压，所以UR0＝×5 V＝1 V，故副线圈两端电压为U2＝6 V，根据公式＝可得此时原线圈两端电压的有效值为U1＝24 V，所以此时原线圈两端电压的最大值约为24 V≈34 V，A正确，B错误；因为变化过程中变压器的输入电流不变，所以对于副线圈中变化前、后电流也不变，则变化后电压U2＝IR0＋5IR0＝6IR0，变化前，U2′＝IR0＋11IR0＝12IR0，所以U2′＝2U2＝12 V，根据公式＝可得原线圈两端原来的电压有效值约为48 V，D正确，C错误。]
5．C　[在输入电压U1和原线圈匝数n1不变的情况下，使输出电压U2有效值由220 V降至110 V，由＝知，副线圈接入匝数应该减为原来的一半，故副线圈的接入匝数之比为2∶1，故C正确；副线圈电压减半，电阻不变，电流也随之减半，所以电流之比为2∶1，故A错误；由P＝UI知，输出功率之比为4∶1，故B错误；副线圈输出功率等于原线圈输入功率，所以原线圈输入功率之比为4∶1，故D错误。]
6．D　[由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，故电压表V1示数不变，选项A错误；由理想变压器原理公式＝且U1、n1、n2不变，则U2不变，即V2的示数不变，V3的示数U3＝U2－I2R0应减小，故选项B错误；由公式＝得：＝＝＝4，则n1＞n2，该变压器起降压作用，故C错误；又I2＝，I2增大，R应减小，故滑片应沿c→d方向滑动，故D正确。]
7．C　[原线圈电压的有效值：U1＝，根据＝可求；U2＝ ，又因为是理想变压器，所以T的副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率P，所以输电线上的电流I＝，输电线上损失的电功率为P′＝I22r＝4r，所以C正确，A、B、D错误。]
8．BD　[设副线圈两端电压为U2，则有＝，由于二极管具有单向导电性，根据有效值定义可知，×＝T，则Ucd＝，故选项A错误；增大负载电阻，则变压器的输出功率减小，输入功率也减小，由P1＝UabI1可知，电流表读数减小，选项B正确；cd间的电压Ucd与R大小无关，选项C错误；将二极管短路，变压器的输出功率P2＝＝，为原来的2倍，由P2＝P1＝UabI1可知，电流表的读数变为原来的2倍，选项D正确。]
9．BD　[理想变压器的输入功率等于输出功率，所以有P1＝U1I1＝U2I2＝60×2.2 W＝132 W，选项A错误；原线圈电流I1＝＝0.6 A，选项B正确；副线圈电流最大值I2max＝I2＝2.2 A，选项C错误；原副线圈匝数比＝＝＝，选项D正确。]
10．BD　[P向上或向下滑动时，由变压器的电压特点＝可知，U2是不变的，灯L亮度也不变，A项错误，B项正确；P向上滑动时，滑动变阻器的阻值减小，由P＝可知，变压器的输出功率P2变大，又理想变压器的输入功率等于输出功率，则输入功率P1也变大，由P1＝U1I1及U1不变可知，变压器的输入电流变大，C项错误，D项正确。]
11．D　[设两电流表示数分别为IA1、IA2，则IA2＝。由题意知，升压变压器的升压比与降压变压器的降压比相等，设为k，由变压器匝数与电流、电压的关系可知，升压变压器副线圈两端电压U2＝kU，降压变压器副线圈中电流I4＝kIA1，U4＝I4RL＝kIA1RL，则降压变压器原线圈两端电压U3＝kU4＝k2IA1RL，则IA1＝，解得IA1＝，则＜1，故IA1＜IA2，选项A错误；I4＝kIA1＝，因＞1，故两灯泡亮度不同，选项B错误；由P＝I2R可知，PR1＜PR3，选项C错误；由U＝IR可知，UR2＜UR4，选项D正确。]
12．D　[由图象知f＝＝50 Hz，选项A错误；发电机输出交变电流电压的有效值为 V＝250 V，选项B错误；输电线的电流由降压变压器原、副线圈的匝数比及负载大小决定，选项C错误；用电器总电阻变大，则降压变压器原、副线圈中电流减小，输电线上损失功率也减小，选项D正确。]
13．A　[根据理想变压器原副线圈的功率相等，有U1I1＝U2I2，解得用户端电压为U2＝，选项A正确；输电线上的电压降为I1r，选项B错误；理想变压器的输入功率为UI1－Ir，选项C错误；输电线路上损失的电功率为Ir，选项D错误。]
一年模拟试题精练
1．D　[0时刻产生的电动势为零，线圈应处于中性面，即线圈与磁场垂直，故A错误；由图象可知T＝0.02 s，据T＝可得ω＝100π rad/s，所以转速为n＝＝50 r/s，故B错误；由Em＝nBSω可知BS＝Wb＝9×10－3 Wb，故C错误；由峰值可知，E＝0.707 Em＝220 V，据焦耳定律可知线圈转一周产生的热量Q＝×0.02 J＝9.68 J，故D正确。]
2．B　[0～1 s内线圈中产生的感应电动势E1＝n＝100×0.01 V＝1 V，1～1.2 s内线圈中产生的感应电动势E2＝n＝100× V＝5 V，对一个定值电阻，在一个周期内产生的热量Q＝Q1＋Q2＝×1 J＋×0.2 J＝12 J，根据交变电流有效值的定义Q＝I2Rt＝12 J得I＝2 A，故B正确，A、C、D错误。]
3．C　[电压表上的示数为有效值，故可知电阻R上的电功率为P＝＝10 W，则A错误；由乙图可知，0.02 s时磁通量为0，但磁通量的变化率是最大的，故此时的电压瞬时值最大，则B错误；由于磁通量按正弦规律变化，则电动势必按余弦规律变化，且电压最大值为10 V，ω＝＝100π rad/s，所以R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝14.1cos 100πt(V)，故C正确；同理可知通过R的电流i随时间t变化的规律是i＝＝1.41 cos 100πt(A)，则D错误。]
4．C　[根据ω＝2πf可知f＝＝ Hz＝50 Hz，A错误；根据＝可知U2＝U1＝× V＝110 V，B错误；如果P向上滑动，R↓→R总↓→I↑，C正确；因U2不变，L1灯亮度不变，I变大，IL2变大 ，L2灯变亮，D错误。]
5．C　[由原线圈交流电瞬时值表达式可知，交变电流的频率f＝＝＝50 Hz，A项错误；由理想变压器变压规律＝可知，输出电压U2＝50 V，由理想二极管单向导电性可知，交变电流每个周期只有一半时间有电流通过R2，由交变电流的热效应可知，·＝·T⇒U＝U1＝25V，由欧姆定律可知，通过R2的电流为A，B项错误，C项正确；其功率P2＝UI＝50 W，而电阻R1的电功率P1＝＝100 W，由理想变压器输入功率等于输出功率可知，变压器的输入功率为P＝P1＋P2＝150 W，D项错误。]
6．A　[当S闭合一段时间后，电压表示数不变，由＝得U2＝U1＝×220 V＝22 V，即电压表示数为22 V，选项A正确，B错误；S闭合后有交流电通过电容器和电流表，电流表示数不为零，D错误；S闭合后，电容器与灯泡L并联的电阻减小，由于U2不变，所以灯泡L两端的电压将变小，C错误。]
7．AB　[改接为1时，升压变压器的原线圈匝数不变，副线圈匝数变大，所以输送电压变大，降压变压器的输入电压和输出电压均变大，电压表示数变大，A正确；降压变压器的输出电压变大时，流过灯泡的电流I灯也变大，输电线上的电流I线也随着I灯的变大而变大，所以电流表读数变大，B正确，C错误；I线变大时，输电线损失的功率P线＝IR变大，D错误。]
8．AC　[由变压规律得U2m＝U1m＝40 V，由电磁感应定律得U2m＝n2解得＝0.4 Wb/s，A项正确；若A、B间接入理想二极管，根据交流电有效值的定义和二极管的单向导电性得T＝×，解得电压表的示数为U2＝20 V，B项错误；若A、B间接入一电容器，只提高交流电的频率，电容器容抗减小，流经R的电流增大，R两端电压增大，C项正确；若在A、B间接入一只电感线圈，只提交交流电的频率，感抗增大，流经R的电流减小，R两端的电压减小，R消耗的功率减小，D项错误。]