熱考小題專攻練10.變壓器及其應(yīng)用(建議用時20分鐘)小題強化練,練就速度和技能,掌握高考得分點!1.(多選)(2016衡水一模)如圖甲所示,在勻強磁場中,一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖乙中曲線a、b所示,則()A.兩次t=0時刻線圈的磁通量均為零B.曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為32C.曲線a表示的交變電動勢頻率為25HzD.曲線b表示的交變電動勢有效值為10V【解析】選B、C。在t=0時刻,線圈一定處在中性面上,此時磁通量最大,故A錯誤;由圖可知,a的周期為410-2s,b的周期為610-2s,則由n=可知,轉(zhuǎn)速與周期成反比,故轉(zhuǎn)速之比為32,故B正確;曲線a的交變電流的頻率f=25Hz,故C正確;曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為32,曲線a表示的交變電動勢最大值是15V,根據(jù)Em=nBS得曲線b表示的交變電動勢最大值是10V,則有效值為U=V=5V,故D錯誤。2.如圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖,兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場,為交流電流表。線圈繞垂直于磁場的水平軸OO勻速轉(zhuǎn)動,從圖示位置開始計時,產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示。以下判斷正確的是()A.線圈轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為25r/sB.電流表的示數(shù)為10AC.1s內(nèi)線圈中電流方向改變了50次D.0.01s時線圈平面與中性面重合【解析】選B。周期T=0.02s,角速度=100rad/s,轉(zhuǎn)速n=r/s=50r/s,故A錯誤;由題圖乙可知交流電電流的最大值是Im=10A,由于電流表的示數(shù)為有效值,故示數(shù)I=A=10A,故B正確;交流電的頻率為50Hz,每個周期內(nèi)電流方向改變2次,故1s內(nèi)線圈中電流方向改變了100次,選項C錯誤;0.01s時線圈中的感應(yīng)電流達(dá)到最大,感應(yīng)電動勢最大,則穿過線圈的磁通量變化最快,磁通量為0,故線圈平面與磁場方向平行,與中性面垂直,故D錯誤。3.(2016張家界二模)如圖所示,一臺理想變壓器的原副線圈匝數(shù)比為41,圖中五只電燈完全相同,若L2、L3、L4、L5都能正常發(fā)光,則L1將()A.一定正常發(fā)光B.比正常發(fā)光暗一些C.比正常發(fā)光時亮,可能燒毀D.是否正常發(fā)光,因條件不足無法判斷【解析】選A。因為L2、L3、L4、L5都正常發(fā)光,則副線圈電流為4I額,根據(jù)=,可知燈泡L1的電流為I額,所以一定正常發(fā)光,故選項A正確。4.(多選)(2016金華一模)一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101,原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示,副線圈所接電路如圖乙所示,P為滑動變阻器的觸頭。則()A.副線圈輸出電壓的頻率為50HzB.副線圈輸出電壓的有效值約為31VC.P向右移動時,原線圈中的電流變小D.P向右移動時,負(fù)載R上的功率變大【解析】選A、D。理想變壓器原副線圈不會改變交流電的頻率,所以副線圈輸出電的頻率為f=,由圖可知交流電的周期為0.02s,故頻率為50Hz,故A對。變壓器原副線圈電壓之比為匝數(shù)比即101,副線圈輸出電壓最大值為31V,正弦交流電最大值等于有效值的倍,故輸出有效值約為22V,故B錯。P向右移動時,電阻變小,輸出電流變大,輸入電流也變大,故C錯。由C選項可知輸出電流增大,由電阻R消耗功率P=I2R可知,負(fù)載R上的功率變大,故D對。5.(多選)(2016西安二模)如圖所示,理想變壓器原線圈中正弦式交變電源的輸出電壓和電流分別為U1和I1,兩個副線圈的輸出電壓和電流分別為U2和I2、U3和I3。接在原副線圈中的五個完全相同的燈泡均正常發(fā)光。則下列表述正確的是()A.U1U2U3=112B.I1I2I3=121C.三個線圈匝數(shù)n1、n2、n3之比為521D.電源電壓U與原線圈兩端電壓U1之比為54【解析】選B、D。設(shè)燈泡均正常發(fā)光時的電壓為U,由圖可知,則有:U2=U,U3=2U,理想變壓器的輸入功率和輸出功率相等,所以輸入的功率為I1U1,輸出的功率為兩個副線圈的功率的和,所以I1U1=I2U2+I3U3,所以U1U2U3=412,故A錯誤;設(shè)燈泡均正常發(fā)光時的電流I,由圖可知,則有:I1=I,I2=2I,I3=I;所以有:I1I2I3=121,故B正確;理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比,由U1U2U3=412,可知:n1n2n3=412,故C錯誤;根據(jù)原線圈與電燈串聯(lián)電流相等,則有電壓關(guān)系:UU1=54,所以D正確。6.(2016廈門二模)圖甲的變壓器原、副線圈匝數(shù)比為31,圖乙是該變壓器cd輸入端交變電壓u的圖象,L1、L2、L3、L4為四只規(guī)格均為“9V,6W”的相同燈泡,各電表均為理想交流電表,以下說法正確的是()A.ab輸入端電壓的瞬時值表達(dá)式為Uab=27sin100t(V)B.ab輸入端輸入功率Pab=18WC.電流表的示數(shù)為2A,且四只燈泡均能正常發(fā)光D.斷開K,電壓表V讀數(shù)將變小【解析】選C。由輸入端交變電壓U的圖象,可知其最大值為27V,有效值是27V,副線圈電壓為:U=U1=27=9V,所以副線圈三只燈泡均能正常發(fā)光。燈泡的額定電流:I0=A=A,電流表的讀數(shù)為I2=3A=2A,原線圈電流為I1=I2=2A=A,所以原線圈的燈泡也能正常發(fā)光,ab輸入端電壓為Uab=U+U1=9+27=36V,輸入端電壓的瞬時值表達(dá)式為uab=36sin100t(V),A錯誤,C正確;四個燈泡都正常發(fā)光,所以ab輸入端輸入功率Pab=UabI1=36=24W,故B錯誤;若將K斷開,則副線圈上的輸出電流將減小,所以原線圈的輸入電流也減小,則流過燈泡L1的電流減小,L1上消耗的電壓減小,所以原線圈上的電壓將增大,即電壓表V讀數(shù)將變大,故D錯誤。7.(多選)如圖所示,一只理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是101,原線圈接入電壓為220V的照明用電,一只理想二極管和一個阻值為10的電阻R串聯(lián)接在副線圈上。則以下說法中正確的是()A.1min內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為1452JB.電壓表的讀數(shù)約為15.6VC.二極管兩端的最大電壓為22VD.若將R換成一個阻值大于10的電阻,則電流表讀數(shù)變大【解析】選A、B。二極管具有單向?qū)щ娦?副線圈兩端電壓為22V,電壓表的讀數(shù)應(yīng)該是副線圈電壓的有效值,由電流熱效應(yīng)知Q=J=1 452 J,故A正確;根據(jù)電流的熱效應(yīng):=T,得U=1115.6V,故B正確;二極管兩端的最大電壓應(yīng)該是電壓最大值Um=22V,所以C錯誤;若將R換成一個阻值大于10的電阻,相當(dāng)于增加負(fù)載,輸出功率減小,輸入電壓不變,根據(jù)輸入功率等于輸出功率,則電流表的讀數(shù)變小,所以D錯誤。