高三物理專題訓(xùn)練之交變電流及理想變壓器

第第頁2019屆高三物理專題訓(xùn)練之 交變電流及理想變壓器典例1.（2019全國III卷?16）電阻接到方波交流電源上，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 Q方;若該電阻接到正弦交變電源上，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正。該電阻上電壓的峰值為uo,周期為T,如圖所示。則Q方：Q正等于（）A.1：,22:11:2A.1：,22:11:22:1典例2.（2019全國I卷?16）含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻 R1、R2和R3的阻值分另1J為3◎、1◎和4A為理想交流電流表，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定。當(dāng)開關(guān)S斷開時，電流表的示數(shù)為I;當(dāng)S閉合時，電流表的示數(shù)為41。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為（ ）A.2B.3C.A.2B.3C.4D.550n=—兀50n=—兀r/s。在t=05.7X1(3C1.如圖所示為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在磁感應(yīng)強度為 B的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動。磁場白^磁感應(yīng)強度B=V2X102T,線圈的面積S=0.02m2,匝數(shù)N=400匝，線圈總電阻r=20,線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻R=8◎連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表，線圈的轉(zhuǎn)速TOC\o"1-5"\h\z時刻，線圈平面與磁場方向平行，則下列說法正確的是 （ ）A.交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢隨時間的變化關(guān)系是 e=8^2sin100t（V）B.交流電壓表的示數(shù)為 8VC.從t=0時刻開始線圈平面轉(zhuǎn)過 30。的過程中，通過電阻的電荷量約為D.電阻R上的熱功率為6.4W2.如圖所示，理想變壓器的原線圈接有頻率為 f、電壓為U的交流電，副線圈接有光敏電阻R1（光照增強時，光敏電阻阻值減?。?、用電器R2。下列說法正確的是（ ）

A.P位置不動，當(dāng)光照增強時，變壓器的輸入功率減小B.光照強度不變，當(dāng)滑動觸頭 P向上滑動時，用電器消耗的功率增大C.當(dāng)f減小時，變壓器的輸入功率減小D.P位置不動，光照強度不變，當(dāng) U增大時，用電器消耗的功率增大3.如圖所示為一自耦變壓器，保持電阻 R'和輸入電壓不變，以下說法正確的是 （ ）A.滑片P向b方向移動，滑片Q下移，電流表示數(shù)減小B.滑片P不動，滑片Q上移，電流表示數(shù)不變C.滑片P向b方向移動、滑片Q不動，電壓表示數(shù)增大D.滑片P不動、滑片Q上移或下移，電壓表示數(shù)始終不變4.如圖甲所示電路，已知電阻Ri=R2=R,和Ri并聯(lián)的D是理想二極管（正向電阻可視為零，反向電阻為無窮大），在A、B之間加一個如圖乙所示的交變電壓（電壓為正值時，Uab>0）。由此可知（）A.在A、B之間所加的交變電壓的周期為 2sB.在A、B之間所加交變電壓瞬時值表達式為 u=20&sin50t（V）C.加在Ri上電壓的有效值為 10V翠D,加在R2上電壓的有效值為5710V翠.用同樣的交流電分別用甲、 乙兩個電路給同樣的燈泡供電,結(jié)果兩個電路中的燈泡均能正常發(fā)光， 乙圖中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5:3,則甲、乙兩個電路中的電功率之比為（）A.1:1B.5:2C.5:3D.25:9

閡甲.如圖甲所示，一理想變壓器的原副線圈匝閡甲數(shù)之比為ni：n2=1:2,原線圈連接正弦式交流電源，副線圈連接一個“220V,100W”的白熾燈泡，燈泡正常發(fā)光。白熾燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。若將副線圈接上述電源，燈TOC\o"1-5"\h\z泡接原線圈，則燈泡的實際功率約為 （ ）A.6.25WB.11.6WC.36.3WD.100WA、B電阻的阻值相同，原.如圖所示，a、A、B電阻的阻值相同，原副線圈匝數(shù)比為n1：n2,下列說法中正確的是（ ）A、B電阻的電流之比為n1:n2A、B電阻的電壓之比為n1：n22 2A、B電阻的功率之比為n2:r）1A電阻上的電壓與原線圈輸入電壓之比為 1:1.（多選）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為 n1：n2=10：1,b是原線圈的中心抽頭，S為單刀雙擲開關(guān)，定值電阻R、電均為10口在原線圈c、d兩端加上如圖乙所示的交變電壓，下列說法正確的是 （ ）A.當(dāng)S與a連接后，理想電流表示數(shù)為 2.2A.當(dāng)S與a連接后，理想電壓表示數(shù)為 11VC.當(dāng)S由a撥到b后，副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?25HzD.當(dāng)S由a撥到b后，原線圈的輸入功率變?yōu)樵瓉淼?4倍.（多選）如圖所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，其電動勢為 u2205sin100t,交流電源電阻為r=10烏定值電阻R0=100◎與原線圈并聯(lián)，滑動變阻器R與副線圈串聯(lián)，滑動變阻器的最大值為Rm=30R已知變壓器的原副線圈的匝數(shù)之比為 2:1,電流表和電

壓表均為理想交流電流表?；瑒幼冏杵鞯幕瑒佑|頭由最上端下向下緩慢移動到某位置時， 開關(guān)S分別接a、b,電源輸出功率相等，下列說法正確的是 （ ）A.開關(guān)接a時，電流表的示數(shù)為2AB.開關(guān)接b時，電壓表的示數(shù)為110VC.電源的輸出功率相等時，滑動變阻器的阻值可能為典例1.【解析】根據(jù)題述，正弦交變電流的電壓有效值為U02,而方波交流電的有效值為U0,根據(jù)焦耳定律和歐姆定律，Q的二次方成正比， Q方：Q正u：2U2 人升I2RT——T典例1.【解析】根據(jù)題述，正弦交變電流的電壓有效值為U02,而方波交流電的有效值為U0,根據(jù)焦耳定律和歐姆定律，Q的二次方成正比， Q方：Q正u：2U2 人升I2RT——T,可知在一個周期R2:曳2:1,選項D正確。2T內(nèi)產(chǎn)生的熱量與電壓有效值典例2.【解析】開關(guān)斷開時，電路如圖甲所示，原、副線圈的電流比，通過R2的電流12=*■，副線圈的輸出電壓U2=I2（R2+R3）=12n1 n2 n2由Ul=2可得原線圈兩端的電壓U1=5In12,則U=U1+IR1=5In12U2n2 n2' n2+3I;開關(guān)閉合時，電路如圖乙所示，原、副線圈的電流比 『產(chǎn)四，I2m通過R2的電流I2=皿，副線圈的輸出電壓U2=I2R2=4nL由瞿=n2 n2 U2n1可得原線圈兩端的電壓5=4I2,則U=U/+4IR1=4I 2+12I, n1 .聯(lián)立解得n-=3,選項B正確。n21.【答案】C【解析】磁場的磁感應(yīng)強度B=V2X102T,線圈面積S=0.02m2,匝數(shù)N=400,線圈總電阻r=2Q,線圈的轉(zhuǎn)速n=50r/s,故3=100rad/s,交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢隨時間的變化關(guān)兀系是e=NBSjcoscon872cos100t（V）,A項錯誤；交流電壓表顯示出的是路端電壓有效值,故示數(shù)為EmRJ2R+r6.4V,B項錯誤；從t=0故示數(shù)為EmRJ2R+r6.4V,B項錯誤；從t=0時刻轉(zhuǎn)過30°的過程中,通過電阻的電荷量為q=M=4*103c*7'3C,C項正確;Em電阻R上的熱功率P=『R=逅2R=5.12R+r.【答案】D.【答案】D.【答案】D【解析】由圖象可得交流電的周期 T=0.02s,故A錯誤；電壓最大值為Um=20v2V,交、.>一，，一一一r 一一 L2兀 J— — 一變電壓的加時值表達式為 u=Umsino20\2sin-t=20\2sin100t(V),故B錯證；因為是交流電所以應(yīng)該分兩種情況考慮：當(dāng) A點電位高于B點電位時二極管導(dǎo)通即Ri被短路，R2電壓為電源電壓手晉V=20V;當(dāng)B點電位高于A點電位時二極管截止，Ri、R2串聯(lián)分壓，即對Ri有哈=魯T,解得U1=5^2V,對R2<：Ur-T=20-9T,解得U2=5<i0V,R1 Ri2 R2 R22r\22故C錯誤D正確。.【答案】CP1=UI,根據(jù)變流比可知，乙圖中原線圈中電流為3,二P1=UI,根據(jù)變流比可知，乙圖中原線圈中電流為3,二I,乙圖中的功率為P253...-IU，因此甲、乙兩個電路中的功率之比為55:3,C項正確。.【答案】B.【答案】C.【答案】AD.【答案】AC【解析】開關(guān)接a時，電流表的示數(shù)為I1【解析】開關(guān)接a時，電流表的示數(shù)為I1U1Rr2