一、选择题。
1.(2017·湖北模拟)智能家电中控制电路部分的工作电压较低,通常用变压器将市电降压后输入到控制电路.下表为某智能家电内部的变压器的部分参数,由表中信息可以推知,该变压器( )
a.原、副线圈匝数之比约为9∶220,正常工作时实际输入功率大于1.8 w
b.原、副线圈匝数之比约为9∶220,正常工作时实际输入功率小于1.8 w
c.原、副线圈匝数之比约为220∶9,正常工作时实际输入功率大于1.8 w
d.原、副线圈匝数之比约为220∶9,正常工作时实际输入功率小于1.8 w
答案 c解析由表中数据可知,输入电压为220 v,而输出电压为9 v,则由电压之比等于线圈匝数之比可得:n1∶n2=u1∶u2=220∶9;由p=ui可知,输出功率p=9×0.2=1.
8 w,而在实际使用中由于内部存在热功率以及实际变压器存在磁损耗等,故实际输入功率大于1.8 w.故c项正确,a、b、d三项错误.
2.(2017·浙江模拟)(多选)某同学在实验室中研究远距离输电.由于输电线太长,他将每100米导线卷成一卷,共卷成8卷来代替输电线路(忽略输电线路的自感作用).第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连,测得输电线上损失的功率为p1.第二次采用如图所示的电路输电,其中理想变压器t1与电源相连,其原、副线圈的匝数比为n1∶n2,理想变压器t2与用电器相连,测得输电线上损失的功率为p2.
下列说法正确的是( )
a.前后二次实验都可用于研究远距离直流输电。
b.实验可以证明,减小输电电流能减小远距离输电的能量损失。
c.若输送功率一定,则p2∶p1=n12∶n22
d.若输送功率一定,则p2∶p1=n1∶n2
答案 bc解析变压器只能改变交变电流的电压,所以第二次实验只能研究远距离交流输电,故a项错误;实验可以证明,减小输电电流能减小远距离输电的能量损失,故b项正确;第一次实验输电线上的电流i=,输电线上损失的功率p1=i2r=r;第二次实验,升压变压器副线圈上的电压u2=u1,输电线上的电流i′=,输电线上损失的功率p2=i2r=r,所以==,故c项正确,d项错误.
3.(2017·湖北一模)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2,原线圈回路接有内阻不计的交流电流表a,副线圈回路接有定值电阻r=2 ω,现在a、b间和c、d间分别接上示波器,同时监测得a、b间,c、d间电压随时间变化的图像如图所示,则下列说法中错误的是( )
a.t=0.02 s
b.n1∶n2=55∶1
c.电流表a的示数i≈36.4 ma
d.当原线圈电压瞬时值最大时,副线圈两端电压瞬时值为0
答案 d解析 a项,因为变压器不改变交变电流的周期,输入电压的周期t=0.02 s,输出电压的周期t=0.02 s,故a项正确;b项,原线圈电压的有效值u1=v=220 v,副线圈电压的有效值u2=v=4 v.根据电压与匝数成正比,有===故b项正确;c项,输出功率p2===8 w,输入功率为8 w,电流表的示数i1=a=0.
036 4 a=36.4 ma,故c项正确;d项,根据电压与匝数成正比,知当原线圈电压瞬时值最大时,副线圈两端电压的瞬时值最大,故d项错误.
4.(2017·河南模拟)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=5∶1,电阻r=20 ω,l1、l2为规格相同的两只小灯泡,s1为单刀双掷开关,原线圈接正弦交变电源,输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示.现将s1接1、s2闭合,此时l2正常发光.下列说法正确的是( )
a.输入电压u的表达式u=20sin(50πt) v
b.只断开s2后,l1、l2均正常发光。
c.只断开s2后,原线圈的输入功率增大。
d.若s1换接到2后,r消耗的电功率为0.8 w
答案 d解析由题图知,um=20 v,t=0.02 s,则ω==100π rad/s,输入电压u=20sin(100πt) v,故a项错;由变压器的变压规律知:=,故u2==v=4 v,由题中将s1接1、s2闭合时,灯泡l2正常发光可得,灯泡l2的额定电压为4 v,当只断开s2后,副线圈两端电压不变,此时副线圈的负载为l1、l2串联,故l1、l2均不能正常发光,b项错;此时p出=,副线圈负载r总增大,故p出减小,又p入=p出,故原线圈的输入功率减小,c项错误;当s1换接到2后,副线圈的负载仅是电阻r,故p==w=0.
8 w,d项正确.
5.(2017·安阳一模)如图所示为一理想变压器,b是原线圈的中心抽头,副线圈两端接有理想交流电压表和电流表,开关s,可变电阻r以及两个阻值相同的定值电阻r1、r2.从某时刻开始在原线圈cd两端加上正弦式交变电压,下列说法正确的是( )
a.将可变电阻r调大,其它部分不变,电流表,电压表的读数均变小。
b.将开关s从断开到闭合,其他部分不变,电流表读数变大,电压表读数变小。
c.可变电阻r的阻值调为0时,开关s闭合前后电源的输出功率之比为1∶2
d.将单刀双掷开关由a拨向b时,其他部分不变,副线圈的频率减半。
答案 c解析 a项,将可变电阻r调大,其它部分不变,电压表示数不变,根据欧姆定律,电流表示数变小,故a项错误;b项,将开关s从断开到闭合,其它部分不变,副线圈回路的电阻变小,电压表示数不变,电流表示数变大,故b项错误;c项,将可变电阻r的阻值调为0时,开关s断开时电源的输出功率p1=,开关s闭合时电源的输出功率p2=+=2,p1∶p2=1∶2,所以开关s闭合前后电源的输出功率之比为1∶2,故c项正确;d项,变压器不改变交流电源的频率,将单刀双掷开关由a拨向b时,其他部分不变,副线圈的频率不变,故d项错误.
6.(2017·保定期末)如图所示,有一自耦变压器接在稳定的交流电源上,v1、v2为理想电压表.下列说法中正确的是( )
a.若f不动,滑片p向上滑动时,v1示数变大,v2示数变小。
b.若f不动,滑片p向上滑动时,灯泡消耗的功率变小。
c.若p不动,滑片f向下移动时,v1示数不变,v2示数增大。
d.若p不动,滑片f向下移动时,灯泡消耗的功率变小。
答案 d解析电压表v1的示数由交流电源决定,与其他因素无关,a项错误;f不动,变压器输出电压不变,滑片p上滑,副线圈电路总电阻减小,由欧姆定律可知,电流增大,灯泡l功率增大,b项错误;若滑片p不动,f下移,副线圈匝数n2减小,由变压规律=可知,输出电压u2减小,由欧姆定律可知,电路总电流减小,故灯泡消耗功率减小、滑动变阻器两端电压减小,c项错误,d项正确.
7.如下图所示,为四种亮度可调的台灯的电路示意图,它们所用白炽灯泡相同,且都是“220 v,40 w”,当灯泡所消耗的功率都调于20 w时,哪种台灯消耗的功率最小)(
答案 c解析 c图为理想变压器调节,而理想变压器不消耗能量,a、b、d三图中均利用电阻来调节灯泡上的电压,故一定要消耗能量.c项消耗功率最小.
8.(2017·淮南二模)(多选)如图(a)所示,理想变压器原副线圈匝数比n1∶n2=55∶4,原线圈接有交流电流表a1,副线圈电路接有交流电压表v、交流电流表a2、滑动变阻器r等,所有电表都是理想电表,二极管d正向电阻为零,反向电阻无穷大,灯泡l的阻值恒定.原线圈接入的交变电流电压的变化规律如图(b)所示,则下列说法正确的是( )
a.交流电压表v的读数为32 v
b.灯泡l两端电压的有效值为32 v
c.当滑动变阻器的触头p向下滑动时,电流表a2示数增大,a1示数增大。
d.由图(b)可知交流发电机转子的角速度为100 rad/s
答案 ac解析 a项,由图(b)可知,原线圈输入电压有效值为440 v,根据=,可得副线圈电压为32 v,交流电压表v的示数为有效值,即为32 v,故a项正确;b项,设灯泡l两端电压的有效值为u′,灯泡的阻值为r,交变电流的周期为t,根据交变电流有效值的定义有:·=t,解得:u′=22.
6 v,故b项错误;c项,当滑动变阻器的触头p向下滑动时,滑动变阻器阻值减小,则由欧姆定律可知,电流表a2示数增大,因为理想变压器输入功率与输出功率相等,所以电流表a1示数也增大,故c项错误;d项,根据ω==100π rad/s可知,交流发电机转子的角速度为100π rad/s,故d项错误.
9.如图所示是一种理想自耦变压器示意图,线圈绕在一个圆环形的铁芯上,p是可移动的滑动触头.a、b间接交流电压u,输出端连接了两个相同的灯泡l1和l2,q为滑动变阻器的滑动触头.当开关s闭合,p处于如图所在的位置时,两灯均能发光.下列说法正确的是( )
a.将p沿逆时针方向移动,两灯均变暗。
b.p不动,将q向左移动,两灯均变亮。
c.p不动,将q向右移动,输入功率变大。
d.断开开关s,l1将变暗。
答案 b解析当p沿逆时针方向移动时,副线圈的匝数n2增大,由=知,u2增大,l1、l2均变亮,a项错误;当p不动时u2不变,q向左移动,r减小,l1、l2的电压增大,两灯泡变亮,b项正确;当p不动,q向右移动时,r增大,变压器输出功率p2=,r总增大,p2减小,而p1=p2,故p1减小,c项错误;断开开关s,负载电阻增大,l1的电压增大,l1将变亮,d项错误.
10.(2017·龙岩一模)(多选)如图所示,mn、pq是两条在水平面内、平行放置的金属导轨,导轨的右端接理想变压器的原线圈,变压器的副线圈与阻值为r的电阻组成闭合回路,变压器的原副线圈匝数之比n1∶n2=k,导轨宽度为l.质量为m的导体棒ab垂直mn、pq放在导轨上,在水平外力作用下做往复运动,其速度随时间变化的规律是v=vmsin(t),范围足够大的匀强磁场垂直于轨道平面,磁感应强度为b,导轨、导体棒、导线电阻不计,电流表为理想交流电表.则下列说法中正确的是( )
a.导体棒两端的最大电压为blvm
b.电阻r上的电压为。
c.电流表的示数为。
d.导体棒克服安培力做功的功率为。
答案 abd
解析 a项,导体棒的速度最大时,棒两端的电压最大为blvm,故a项正确;b项,原线圈电压的有效值u1=,根据电压与匝数成正比,有==,解得u2===故b项正确;c项,输出电流i2==,根据电流与匝数成反比,有==,解得i1==,故c项错误;d项,导体棒克服安培力做功的功率等于电阻上的热功率p=i22r=()2×r=,故d项正确.
11.(2017·青岛一模)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,电压表和电流表均为理想电表,r1电阻为100 ω,r2为定值电阻,在a、b两端加上交变电压u,u随时间变化的规律为u=220sin100πt(v),下列说法正确的是( )
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