走向高考2016届高三物理人教版一轮复习习题：综合测试题10交变电流 变压器

第十章综合测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

)1. 一理想变压器原、副线圈匝数比n1 n2＝11 5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图所示，副线圈仅接入一个10Ω的电阻，则()A．流过电阻的最大电流是20AB．与电阻并联的电压表的示数是141VC．变压器的输入功率是1×103WD．在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是2×103J[答案] C[解析]由交流电压u随时间t的变化规律可知，输入的最大电压为2202V，由电压关系U1U2＝n1n2，可得输出电压的最大值为1002V，电压的有效值为100V，输出的最大电流为102A，电流的有效值为10A，选项A错误；电压表示数应为输出电压的有效值，因此选项B错误；变压器的输出、输入功率相等，可得P＝U2I2＝1×103W，选项C正确；在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热为Q＝I22Rt＝20J，选项D错误。

2．如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器且都有一个线圈可调，发电厂的输出电压及输电线的电阻均不变。

在用电高峰期，随着用户耗电量的增大导致实际用户电压偏低，为使用户电压达到正常，下列说法中正确的是()A．P1上调一点可使用户电压升高，线路损失减小B．P1下调一点可使用户电压升高，线路损失减小C．P2上调一点可使用户电压升高，线路损失增大D．P2下调一点可使用户电压升高，线路损失减小[答案] C[解析]根据变压器原理，P1上调，n1增大，由U1U2＝n1n2可知U2减小，导致U3、U4都减小，故A 错误；P 1下调，n 1减小，U 4增大，I 4＝U 4R 负载增大，I 3增大即输电电流增大，则由ΔP ＝I 2R 可知，线路损失增大，故B 错误；P 2下调，U 4减小，D 错误；P 2上调，U 4增大，线路损失增大，C 正确。

3．(2014·石家庄质检)用220V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V ，通过负载的电流图象如图所示，则( )A ．变压器输入功率约为3.9WB ．输出电压的最大值是110VC ．变压器原、副线圈匝数比是1 2D ．负载电流的函数表达式i ＝0.05sin100πt (A)[答案] D[解析] 本题考查正弦交流电的图象、理想变压器的规律等知识点，意在考查考生的逻辑推理能力。

由题设条件可知，理想变压器原线圈的输入电压为220V ，副线圈输出电压为110V ，根据理想变压器的规律，电压比等于匝数比，故理想变压器原、副线圈的匝数比为2 1，选项C 错误；理想变压器输出电压的最大值为1102V ，选项B 错误；理想变压器的输入功率等于输出功率，P ＝UI ＝110×0.052W ，选项A 错误；根据题图可知，交流电的周期T ＝0.02s ，则ω＝2πT＝100πrad/s ，负载电流的函数表达式i ＝0.05sin100πt (A)，选项D 正确。

4．(2014·湖北七市二模)如图所示，一个匝数为N ＝100匝的线圈以固定转速50r/s 在匀强磁场中旋转，其产生的交流电通过一匝数比为n 1 n 2＝10 1的变压器给阻值R ＝20Ω的电阻供电，已知交流电压表的示数为20V ，从图示位置开始计时，则下列说法正确的是( )A ．t ＝0.0025s 时刻穿过线圈平面的磁通量为150πWb B ．穿过线圈平面的最大磁通量为150πWb C ．t ＝0时刻流过线圈的电流不为零D ．电阻R 消耗的电功率为10W[答案] A[解析] 电阻R 消耗的电功率P ＝U 2R＝20W ，D 错误；变压器的匝数比为n 1 n 2＝10 1，故输入电压为200V ，最大值为2002V ，转速50r /s ，故角速度ω＝2πn ＝100πrad/s ；根据公式E m ＝NBSω＝Nφm ω，穿过线圈平面的最大磁通量φm ＝E m Nω＝2002100×2π×50Wb ＝250πWb ，B 错误；图示时刻为中性面位置，故感应电动势为零，故感应电流为零，C 错误；从中性面开始计时，磁通量的表达式为φ＝φm cos ωt ＝250πcos π4＝150πWb ，A 正确。

5.如图所示，以300r/min 绕中心轴匀速转动的线圈abdc 的面积是0.05m 2，线圈共100匝，线圈电阻r ＝1Ω，定值电阻R ＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度大小B ＝2πT ，从如图所示的线圈位置开始计时，则( ) A ．电路中电压表的示数约为32VB ．线圈转动130s 时，磁通量的变化量大小为53πWb C ．线圈转动130s 时，通过电阻R 的电流为522A D ．线圈转过90°的过程中通过电阻R 的电荷量为1πC [答案] D[解析] 线圈匀速转动产生的电动势为e ＝nBSωcosωt ＝100cos10πt (V)，所以电压表示数为U ＝2E m R 2(R ＋r )≈64V ，A 错；线圈转动130s ，即线圈转过的角度为θ＝ωt ＝π3，磁通量的变化量大小为ΔΦ＝BS sin π3＝320πWb ，B 错；线圈转动130s 时，通过电阻R 的电流为i ＝e R ＋r ＝10010cos π3(A)＝5A ，C 错；由q ＝I t ＝n ·ΔΦR ＋r ＝nBS R ＋r ＝1πC ，D 对。

6．(2014·潍坊联考)如图甲所示的电路中，S 为单刀双掷开关，电表为理想电表，R t 为热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，理想变压器原线圈接图乙所示的正弦交流电。

则( )A ．变压器原线圈中交流电压u 的表达式u ＝1102sin100πt (V)B ．S 接在a 端，R t 温度升高时，变压器的输入功率变小C ．S 接在a 端，R t 温度升高时，电压表和电流表的示数均变大D ．S 由a 切换到b ，R t 消耗的功率变大[答案] A[解析] 由交变电流图象，可知电压最大值为1002V ，周期为0.02s ，所以ω＝100rad/s ，A 项正确；副线圈输出电压由变压器变压比和输入电压决定，故温度升高时，R t 电阻阻值减小，两端电压不变，C 项错；由P ＝U 2R可知，变压器输出功率增大，故其输入功率也随之增大，B 项错；S 由a 切换到b ，副线圈匝数减小，故输出电压减小，R t 电阻不变，由P ＝U 2R知，消耗功率减小，D 项错。

7．如图所示为小彩灯(2.2V ,0.2W)及其供电电路。

其中P 为电路控制器(两端电压大于4V 时电路导通)，L 为线圈。

如果某时刻一小彩灯烧断，对应的P 将导通电路，线圈L 将取代小彩灯工作，使串联的其他小彩灯仍正常工作。

对上述描述，下列有关认识正确的是( )A ．这里4V 指的是瞬时值B ．L 工作时相当于导线C ．正常情况下小彩灯与线圈可以同时工作D ．如果有10个小彩灯串联起来，理想变压器的原、副线圈匝数比为10 1[答案] AD[解析] P 为依赖瞬间电压激活的仪器，故激活电压为瞬时值，A 对；由题意可知，L 是作为一个与小彩灯工作等价的电感元件，B 错；正常工作时小彩灯两端的最大电压为2.2×2V ＝3.1V<4V ，故P 不能导通，C 错；10个小彩灯串联时，需要总电压22V ，则有n 1n 2＝101，D 对。

8．(2015·苏北调研)如图所示，一个小型的理想变压器为额定电压均为220V 的电动机和电炉子供电。

当变压器输入端接u ＝550sin100πt (V)的交流电时，电动机恰好以额定功率工作，电流表A 1、A 2的读数是9.16A 和5.16A ，则下列说法正确的是( )A ．变压器原、副线圈的匝数比是5 2B ．电动机的内阻是55ΩC ．电炉子中电流方向每秒改变100次D ．原线圈的输入功率约是2 015.2W[答案] CD[解析] 原线圈的电压有效值是U 1＝2752V ，电动机正常工作，副线圈的电压有效值是U 2＝220V ，故n 1 n 2＝U 1 U 2＝52 4，选项A 错误；电动机不是纯电阻，不能直接用两端电压与电流的比值求得内阻，选项B 错误；由输入电压的瞬时值表达式知，输入电流的频率是50Hz ，一个周期内电流方向变化两次，故副线圈中电流方向每秒改变100次，选项C 正确；原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，P ＝U 2I ＝220×9.16W ＝2 015.2W ，选项D 正确。

9．(2014·广东揭阳一模)某发电站采用高压输电向外输送电能。

若输送的总功率为P 0，输电电压为U ，输电导线的总电阻为R ，则下列说法正确的是( )A ．输电线上的电流为U RB ．输电线上的电流为P 0UC ．输电线上损失的功率为U 2RD ．输电线上损失的功率为P 20R U 2 [答案] BD[解析] 根据P ＝UI 得，输电线上的电流I ＝P U，只有当U 是导线上损失的电压，可以用电流I ＝U R得出输电线上的电流，然而此处U 为输电电压，故A 错误，B 正确；输电线上损耗的功率ΔP ＝I 2R ＝P 20R U 2，故C 错误，D 正确。

10．(2014·课标全国Ⅱ)如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2。

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U ab 和U cd ，则( )A ．U ab U cd ＝n 1 n 2B ．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U cd 越大D ．将二极管短路，电流表的读数加倍[答案] BD[解析] 本题考查理想变压器在实际电路中的应用及交流电压表的读数，解题关键理想变压器的原副线圈的功率关系，电压关系应明确，二极管的单向导电性使交流电只有一半时间通电，电压的有效值与交流电压的正常有效值不相等，副线圈两端电压的有效值为U 2，由于二极管的单向导电性，交流电压表的读数为电压的有效值，由有效值的定义，有U 2cd R T ＝U 22R T 2，U cd ＝22U 2。

对于理想变压器，U ab U 2＝n 1n 2，则U ab U cd ≠n 1n 2，所以A 错误。