2011-2018年高考物理试卷分类汇编(含答案):变压器
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第63节 变压器 1.2015年江苏卷1. 一电器中的变压器可视为理想变压器,它将 220 V 交变电流改变为 110 V. 已知变压器原线圈匝数为 800,则副线圈匝数为 ( B ) (A)200 (B)400 (C)1600 (D)3200
解析:根据变压器的变压规律2121nnUU,可求得副线圈匝数为400,所以B正确。
2. 2016年新课标Ⅲ卷19.如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是 A.原、副线圈砸数之比为9:1 B.原、副线圈砸数之比为1:9 C.此时a和b的电功率之比为9:1 D.此时a和b的电功率之比为1:9 【答案】AD 【解析】:设灯泡的额定电压为0U,两灯均能正常发光,所以原线圈输出端电压为109UU,副线圈
两端电压为20UU,故1291UU,根据112291UnUn,A正确B错误;根据公式1221InIn可得
12
1
9II,由于小灯泡两端的电压相等,所以根据公式PUI可得两者的电功率之比为1:9,C错
误D正确。 3. 2016年江苏卷4.一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作为原线圈.通过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d间作为副线圈。在a、b间输入电压为U1的交变电流时,c、d间的输出电压为U2,在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中( ) A.U2>U1,U2降低 B.U2>U1,U2升高 C.U2D.U2【答案】C 【解析】根据变压器原、副线圈两端电压和原、副线圈匝数的关系式有2121nnUU,这里n2< n1,所以U2
a b U
U1 ~ M N c a b d U2 ~ U1也不变,因此U2降低,选项C正确。 4.2016年四川卷2. 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,其它条件不变,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 【答案】B 【解析】根据变压器电压与匝数关系,1122UnUn,因为是降压变压器,则n1>n2,则当原、副线圈
减少相同匝数时,由数学知识可知12nn变大,则U2减小,故灯泡变暗,选项AC错误,B正确;根据1221InIn可知通过原、副线圈电流的比值变小,选项D错误;故选B. 5.2016年天津卷5、如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是 A、当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率变大 B、当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大 C、当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变大 D、若闭合开关S,则电流表A1示数变大,A2示数变大 【答案】B 【解析】当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R的阻值变大,变压器的次级电压不变,则次级电流减小,则R1消耗的功率及两端电压均变小,电压表的示数等于变压器次级电压减去R1两端的电压,故电压表的示数变大,选项A错B正确;由于滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,次级电流减小,故初级电流也减小,电流表A1示数变小,选项C错误;若闭合开关S,则变压器次级电阻减小,次级电流变大,R1的电压变大,则电压表V示数减小,则R2两端电压减小,安培表A2
n1
L n
2
A1
V A2
S
R1
R2
R3
R P 示数变小;次级电流变大,则初级电流也变大,则电流表A1示数变大,选项D错误。故选B。 6.2016年海南卷9.图(a)所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为4:1,RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻,R1为定值电阻,电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化,如图(b)所示。下列说法正确的是 A.变压器输入、输出功率之比为4:1 B.变压器原、副线圈中的电流强度之比为1:4 C.u随t变化的规律为51sin(50π)ut(国际单位制) D.若热敏电阻RT的温度升高,则电压表的示数不变,电流表的示数变大 【答案】BD 【解析】由题意,变压器是理想变压器,故变压器输入、输出功率之比为1:1,故A错误;变压器原、副线圈中的电流之比与匝数成反比,即1:4,故选项B正确;由图(b)可知交流电压最大值Um=51V,周期T=0.02s,可由周期求出角速度的值为ω=100πrad/s,则可得交流电压u的表达式U=51sin100πtV,故选项C错误;RT处温度升高时,阻值减小,电流表的示数变大,电压表示数不变,故选项D正确。
7. 2011年新课标版 17.如图,一理想变压器原副线圈的匝数比为1∶2;副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220V,额定功率为22W;原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关,灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则 A.U=110V,I=0.2A B.U=110V,I=0.05A 0.2AV,2110CIU. A20.2V,2110DIU. 答:A 【解析】U2=220V,根据U1:U2=n1:n2 得,U1=110V。I2=P/U2=0.1A,根据I1:I2=n2:n1得I1=0.2A。所以正确答案是A。 8. 2011年理综广东卷 19.图(a)左侧的调压装置可视为理想变压器,负载电路中R=55Ω,○A、○V为理想电流表和电压表,
A V
~ R1
A V RT
图图
u/V t/10-2s 0 1 2 3
51
-51 若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压,电压表的示数为110V,下列表述正确的是 A.电流表的示数为2A 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100Hz 答:A C 【解析】交流电压表和交流电流表的示数都是有效值,电流表的示数I=U/R=110/55=2A,选项A、C正确。由图7(b)可知原线圈电压有效值为220V,周期0.02S,则可得原、副线圈匝数比为2:1,交变电压的频率为50Hz,B、D错误; 9. 2014年物理海南卷 2.理想变压器上接有三个完全相同的灯泡,其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源,另外两个并联后接在副线圈两端。已知三个灯泡均正常发光。该变压器原、副线圈的匝数之比为 ( ) A.1 : 2 B.2 : l C.2 : 3 D.3 : 2 【答案】B
【解析】三个灯泡都相同,并且都正常发光,可知三个灯泡此时的电流都相同,即原线圈中的电流是副线圈中电流的一半,由1221nnII和2121II 可知该变压器原、副线圈的匝数之比为2 : l。 10. 2014年理综山东卷 17、如图,将额定电压为60V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220V和2.2A。以下判断正确的是( ) A、变压器输入功率为484W B、通过原线圈的电流的有效值为6.6A C、通过副线圈的电流的最大值为2.2A D、变压器原、副线圈匝数比3:11:21nn 【答案】BD 【解析】由于变压器为理想变压器,因此输入功率等于输出功率,即P入=U2I2=60×2.2=132W,A错误;变压器的匝数比为n1:n2=220:60=11:3,D正确;根据n1:n2= I2:I1可得:通过原线圈的电流的有效值为I1=0.6A,选项B正确;通过副线圈的电流的最大值为A,222.选项C错误。
(b) u/V t/s O 2202
-2202 0.01 0.02 0.03
A V R
(a)
A V n1 n2 S 用
电器 112013年广东卷 16.如图5,理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=2:1, V和A均为理想电表,灯泡电阻RL=6Ω,AB
端电压u1=122sin100πt(V).下列说法正确的是 A. 电流频率为100 Hz B. V的读数为24V C. A的读数为0.5A D. 变压器输入功率为6W 答:D 解析: 由f2100得:f=50Hz,A错
有效值U1=12V ,又:1212nnUU得:U2=6V ,A1122RUI,选项B、C错; 由能量守恒:W62221IUPP , D对。 12. 2012年理综重庆卷 15.如题15图所示,理想变压器的原线圈接入tsinu100211000(V)的交变电压,副线圈通过电阻r=6Ω导线对“220V/880W”电器RL供电,该电器正常工作。由此可知 A. 原、副线圈的匝数比为50 : 1 B. 交变电压的频率为100HZ C. 副线圈中电流的有效值为4A D. 变压器的输入功率为880W 答:C 解析:电器RL的额定电流为4A,该电器正常工作,所以副线圈中电流的有效值为4A, 选项A正确,排除其它选项。
13. 2011年海南卷 11.如图,理想变压器原线圈与10V的交流电源相连,副线圈并联两个小灯泡a和b,小灯泡a的额定功率为0.3W,正常发光时电阻为30Ω可,已知两灯泡均正常发光,流过原线圈的电流为0.09A,可计算出原、副线圈的匝数比为_______,流过灯泡b的电流为_______A。 答:10:3 0.2A
题15图 u r RL
K
n1 n2 图5 L A B u1
a b