金版教程物理全解答案及教案 (18)

板块四 限时·规范·特训时间：45分钟满分：100分 一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分，其中1～6为单选，7～10为多选)1．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V ，6 W ”的小灯泡并联在副线圈的两端。

当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是( )A.120 V ,0.10 AB ．240 V ,0.025 A C.120 V ,0.05 AD ．240 V ,0.05 A答案 D解析 副线圈电压U 2＝12 V ，由U 1U 2＝n 1n 2得U 1＝240 V ，副线圈中电流I 2＝2·P U ＝1 A ，由I 1I 2＝n 2n 1得I 1＝0.05 A ，D 选项正确。

2．如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为：u ＝220 2 sin100πt (V)的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“22 V 22 W ”的灯泡10个，灯泡均正常发光。

除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是( )A.变压器原、副线圈匝数比为102∶1B.电流表示数为1 AC.电流表示数为10 AD.副线圈中电流的频率为5 Hz答案 B解析由u＝220 2 sin100πt(V)可知，输入电压的有效值U1＝2202V＝220 V，又知在输出端10个灯泡并联且正常发光，则知输2出端电压的有效值U2＝22 V，则n1∶n2＝U1∶U2＝10∶1，A选项错。

＝1 A，输出端10个灯泡均正常发光，总灯泡正常发光时的电流I＝PU电流I2＝10I＝10 A，根据I1∶I2＝n2∶n1，得出电流表示数I1＝1 A，B 选项对，C选项错。

变压器中输出电流的频率与输入电流的频率是一致的f＝100π2πHz＝50 Hz，D选项错。

3.[2015·江西二模]图甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4∶1，原线圈接图乙所示的正弦交流电。

图甲中R t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电表。

则下列说法正确的是()A.图乙所示电压的瞬时值表达式为u＝51 sin50πt VB.变压器原、副线圈中的电流之比为1∶4C.变压器输入、输出功率之比为1∶4D.R t处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大答案 B解析 题图乙所示电压的瞬时值表达式为u ＝51sin100πt V ，A 选项错误。

根据n 1n 2＝I 2I 1可知，原、副线圈中的电流之比与匝数成反比，理想变压器的输入、输出功率相等，B 选项正确，C 选项错误。

R t 处温度升高时，R t 的阻值减小，电压表示数不变，电流表示数变大，所以D 选项错误。

4.[2015·湖北二联]如图为学校配电房向各个教室的供电示意图，T 为理想变压器，V 1、A 1为监控市电供电端的电压表和电流表，V 2、A 2为监控校内变压器的输出端的电压表和电流表，R 1、R 2为教室的负载电阻，V 3、A 3为教室内的监控电压表和电流表，配电房和教室间有相当长的一段距离，则当开关S 闭合时( )点击观看解答视频A ．电流表A 1、A 2和A 3的示数都变大B.只有电流表A 1的示数变大C.电压表V 3的示数变小D.电压表V 2和V 3的示数都变小答案 C解析 在电路中，S 闭合前，由U 1U 2＝n 1n 2可知，电压表V 2的示数为U 2＝n 2n 1U 1，电路中电流表A 2与A 3是串联关系，则由欧姆定律可得I 2＝I 3＝U 2r ＋R 1(r 为电线电阻)，电压表V 3的示数为U 3＝R 1I 2，再由I 2I 1＝n 1n 2可知电流表A 1的示数为I 1＝n 2n 1I 2，同理，在电路中S 闭合后，可知因U 1不变，电压表V 2示数为U 2′＝n 2n 1U 1＝U 2不变，I 2′＝U 2r ＋R 并(r 为电线电阻)，因R 并<R 1，则有I 2′>I 2，又I 1′＝n 2n 1I 2′，则I 1′>I 1，由U 2′＝U r ′＋U 3′＝I 2′r ＋U 3′，可知U 3′<U 3，又I 3′＝U 3′R 1，则I 3′<I 3，则可判断V 1的示数不变，V 2的示数不变，V 3的示数变小，A 1的示数变大、A 2的示数变大、A 3的示数变小，A 、B 、D 选项都错误，C 选项正确。

5．如图是原、副线圈都有中心抽头(匝数一半处)的理想变压器，原线圈通过单刀双掷开关S 1与电流表连接，副线圈通过另一单刀双掷开关S 2与定值电阻R 0连接，通过S 1、S 2可以改变原、副线圈的匝数。

现在原线圈上加一电压有效值为U 的正弦交流电，当S 1接a ，S 2接c 时，电流表的示数为I ，下列说法正确的是( )A.当S 1接a ，S 2接d 时，电流为2IB.当S 1接a ，S 2接d 时，电流为I 2C.当S 1接b ，S 2接c 时，电流为4ID.当S 1接b ，S 2接d 时，电流为I 2 答案 C 解析 设S 1、S 2分别接a 、c 时，匝数比为n 1∶n 2，则输出电压U 2＝n 2n 1U ，功率P ＝UI ＝U 22R 0，I ＝P U ＝n 22U n 21R 0；在S 1、S 2分别接a 、d 时，输出电压U 2′＝n 2U 2n 1，功率P ′＝UI ′＝U 2′2R 0，解得I ′＝P ′U ＝n 22U 4n 21R 0＝14I ，所以A 、B 选项均错，同理可知，C 选项对，D 选项错误。

6.如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则( )A ．用户用电器上交流电的频率是100 HzB.发电机输出交流电的电压有效值是500 VC.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D.当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小 答案 D解析 由图乙知，交流电的周期为0.02 s ，所以频率f ＝1T ＝50 Hz ，A 选项错误。

发电机输出交流电的电压最大值为U m ＝500 V ，故有效值U ＝U m 2＝250 2 V ，B 选项错误。

输电线电流I 线＝P 入－P 用R 线，可见I 线与R 线及用户电路有关，C 选项错误。

当用户用电器总电阻增大时，P 用减小，I 用减小，I 线减小，输电线上损失的电功率P 损＝I 2线R 线减小，D 选项正确。

7.如图所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U 1不变，闭合电键S ，下列说法正确的是 ( )A.P 向下滑动时，灯L 变亮B.P 向下滑动时，变压器的输出电压不变C.P 向上滑动时，变压器的输入电流变小D.P 向上滑动时，变压器的输出功率变大答案 BD解析 对于理想变压器U 2＝n 2n 1U 1，U 1不变则U 2不变，与调节P 无关，故B 选项正确。

又U L ＝U 2，所以灯的亮度不变，A 选项错。

P向上滑动时R P 减小，则R 总减小，P 出＝U 22R 总增大，P 入＝P 出＝U 1I 1，所以I 1增大，可知C 选项错误，D 选项正确。

8.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝10∶1，b 是原线圈的中心抽头，S 为单刀双掷开关，定值电阻R ＝10 Ω。

从某时刻开始在原线圈c 、d 两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是 ( )A ．当S 与a 连接后，理想电流表的示数为2.2 AB.当S 与a 连接后，t ＝0.01 s 时理想电流表示数为零C.当S 由a 拨到b 后，原线圈的输入功率变为原来的4倍D.当S 由a 拨到b 后，副线圈输出电压的频率变为25 Hz 答案 AC解析 S 与a 连接后，由U 1U 2＝n 1n 2，又知U 1＝22022V ＝220 V ，得U 2＝22 V ，则理想电压表的示数为22 V ，又知定值电阻R ＝10 Ω，可得理想电流表示数为I ＝U 2R ＝2.2 A ，故A 选项对、B 选项错。

S 由a拨到b 后，n 1∶n 2＝5∶1，则U 1∶U 2′＝5∶1，得U 2′＝2U 2，据P ＝U 2R 得功率变为原来的4倍，故C 选项对。

输出电压频率不变，仍为50 Hz ，故D 选项错。

9.如图所示，a 、b 间输入电压有效值为220 V 、频率为50 Hz 的正弦式交流电，两灯泡额定电压相等，变压器为理想变压器，电流表和电压表均为理想交流电表，闭合电键后，两灯泡均正常发光，电流表的示数为1 A ，电压表示数为22 V ，由此可知( )点击观看解答视频A ．变压器原、副线圈的匝数比为9∶1B.正常发光时，灯泡L 1的电阻是L 2的3倍C.原线圈电流为19A D.副线圈交变电流的频率为5 Hz答案 AC解析 因为两灯泡额定电压相等，闭合电键后，两灯泡均正常发光，所以原线圈两端电压为220 V －22 V ＝198 V ，原、副线圈匝数比n 1n 2＝U 1U 2＝19822＝91，A 正确；根据I 1I 2＝n 2n 1＝19，原线圈电流I 1＝19 A ，根据I 1R L1＝I 2R L2，可知R L1＝9R L2，B 错误，C 正确；变压器不改变交流电的频率，D 错误。

10.在远距离送电时，输送的电功率为P ，输送电压为U ，所用导线的电阻率为ρ，横截面积为S ，总长度为L ，输电线损失的电功率为P ′，用户得到的电功率为P 用，则P ′、P 用的关系式正确的是( )A.P ′＝U 2S ρL B ．P ′＝P 2ρL U 2S C.P 用＝P －U 2S ρLD ．P 用＝P ⎝⎛⎭⎪⎫1－PρL U 2S 答案 BD 解析 输电线损失的电功率P ′＝I 2R ，用户得到的电功率P 用＝P －P ′输电线电阻R ＝ρL S输电电流I ＝P U故输电线上损失的电功率为：P ′＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2ρL S ＝P 2ρL U 2S ，B 选项正确。

用户得到的功率为：P 用＝P －P ′＝P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1－PρL U 2S ，D 选项正确。

二、非选择题(本题共3小题，共40分)11．(10分)如图所示，理想变压器的交流输入电压U 1＝220 V ，有两组副线圈，其中n 2＝36匝，标有“6 V 9 W ”、“12 V 12 W ”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光，求：(1)原线圈的匝数n 1和另一副线圈的匝数n 3；(2)原线圈中电流I 1。

答案 (1)n 1＝1320匝，n 3＝72匝 (2)I 1＝0.095 A解析 (1)两灯均正常发光，U 2＝6 V ，U 3＝12 V ，由n 2n 3＝U 2U 3，得n 3＝72匝，由U 1U 2＝n 1n 2得n 1＝1320匝。