高考物理母题解读（十一）交变电流2变压器

1 高考母题解读高考母题解读 高考题千变万化 但万变不离其宗 千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来 研究母题 掌握母题解法 使学生触类旁通 举一反三 可使学生从题海中跳出来 轻松 备考 事半功倍 母题 2 变压器 方法归纳 变压器是根据电磁感应现象工作的 变压器原副线圈的电压之比等于匝数之 比 即 理想变压器的输入功率等于输出功率 对于变压器 输入电压决定输出 1 2 U U 1 2 n n 电压 输出功率决定输入功率 典例 2 2012 山东理综 图甲是某燃气炉点火装置的原理图 转换器将直流电压转换为 图乙所示的正弦交变电压 并加在一理想变压器的原线圈上 变压器原 副线圈的匝数分 别为n1 n2 为交流电压表 当变压器副线圈电压的瞬时值大于 5000V 时 就会在钢针 V 和金属板间引发电火花进而点燃气体 以下判断正确的是 A 电压表的示数等于 5V B 电压表的示数等于V 5 2 C 实现点火的条件是 1000 2 1 n n D 实现点火的条件是1000 变压器副线圈电压的瞬时值大于 5000V 时 就会在钢针和金属板间引发电火花 2 1 n n 进而点燃气体 选项 C 正确 D 错误 考点定位 此题考查变压器 交变电流有效值及其相关知识 2 针对训练题精选解析 1 2012 江苏物理 某同学设计的家庭电路保护装置如图所示 铁芯左侧线圈L1 由火线 和零线并行绕成 当右侧线圈L2 中产生电流时 电流经放大器放大后 使电磁铁吸起铁质开 关K 从而切断家庭电路 仅考虑L1 在铁芯中产生的磁场 下列说法正确的有 A 家庭电路正常工作时 L2 中的磁通量为零 B 家庭电路中使用的电器增多时 L2 中的磁通量不变 C 家庭电路发生短路时 开关K 将被电磁铁吸起 D 地面上的人接触火线发生触电时 开关 K 将被电磁铁吸起 3 2011 新课标理综 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 C U 110V I 0 2A2 D U 110V I 0 2A22 3 5 2011 广东理综 图 7 a 左侧的调压装置可视为理想变压器 负载电路中 R 55 为理想电流表和电压表 若原线圈接入如图 7 b 所示的正弦交变电压 A V 电压表示数为 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表的有效值 D 原线圈中交变电压的频率为 100Hz 解析 电流表的示数为 I U R 110 55A 2A 由变压器变压公式可知 原副线圈匝数比为 2 1 选项 A 正确 B 错误 电压表的示数为电压表的有效值 选项 C 正确 由正弦交变电 压图线可知 原线圈中交变电压的频率为 50Hz 选项 D 错误 答案 AC 点评 此题考查交变电流的图象 变压公式等知识点 6 2010 重庆理综 输入电压为 220V 输出电压为 36V 的 变压器副线圈烧坏 为获知此变压器原 副线圈匝数 某同学拆下烧坏的副线圈 用绝缘导线在铁芯上新绕了 5 匝线圈 如图 2 所示 然后将原线圈接到 220V 交流电 源上 测得新绕线圈的端电压为 1V 按理想变压器分析 4 该变压器烧坏前的原 副线圈匝数分别为 A 1100 360 B 1100 180 C 2200 180 D 220 360 7 2010 四川理综 图甲所示电路中 A1 A2 A3为相同的电流表 C 为电容器 电 阻 R1 R2 R3的阻值相同 线圈 L 的电阻不 计 在某段时间内理想变压器原线圈内磁场 的变化如图乙所示 则在t2 t1时间内 A 电流表 A1的示数比 A2的小 B 电流表 A2的示数比 A1的小 C 电流表 A1和 A2的示数相同 D 电流表的示数都不为零 8 2010 海南物理 如右图 一理想变压器原副线圈匝数之比为 4 1 原线圈两端接入 一正弦交流电源 副线圈电路中R为负载电阻 交流电压表和交流电流表都是理想电 表 下列结论正确的是 A 若电压表读数为 6V 则输入电压的最大值为 24V 2 B 若输入电压不变 副线圈匝数增加到原来的 2 倍 则电流表 的读数减小到原来的一半 C 若输入电压不变 负载电阻的阻值增加到原来的 2 倍 则输入功率也增加到原来的 2 倍 D 若保持负载电阻的阻值不变 输入电压增加到原来的 2 倍 则输出功率增加到原来的 4 倍 解析解析 若电压表读数为 6V 即变压器输出电压有效值为 6V 则输入电压有效值为 U1 4 6V 24V 其最大值为 24V 选项 A 正确 若输入电压不变 副线圈匝数增加到2 原来的 2 倍 则输出电压也增加到原来的 2 倍 电流表示数应增加到原来的 2 倍 选项 B 错 若输入电压不变 负载电阻的阻值增加到原来的 2 倍 则输出电压不变 输出电流减 小到原来的一半 输出功率减小到原来的一半 输入功率等于输出功率即也减小PIU 到原来的一半 选项 C 错 若保持负载电阻的阻值不变 输入电压增加到原来的 2 倍 输 出电压也增大到原来的 2 倍 则由可知输出功率增加到原来的 4 倍 选项 D 正确 2 U P R 5 10 2011 江苏物理 题 13 1 图为一理想变压器 ab 为原线圈 ce 为副线圈 d 为副线圈 引出的一个接头 原线圈输入正弦式交变电压的 u t 图象如题 13 2 图所示 若只在 ce 间 接一只 Rce 400 的电阻 或只在 de 间接一只 Rde 225 的电阻 两种情况下电阻消耗的 功率均为 80W 1 请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式 2 求只在 ce 间接 400 的电阻时 原线圈中的电流 I1 3 求 ce 和 de 间线圈的匝数比 ce de n n 6 11 2009 年江苏物理第6 题 如图所示 理想变压器的原 副线圈匝数比为 1 5 原线圈 两端的交变电压为 氖泡在两端电20 2sin100Vut 压达到 100V 时开始发光 下列说法中正确的有 A 开关接通后 氖泡的发光频率为 100Hz B 开关接通后 电压表的示数为 100 V C 开关断开后 电压表的示数变大 D 开关断开后 变压器的输出功率不变 答案 AB 解析 由交变电压的瞬时值表达式知 原线圈两端电压的有效值为V 20V 1 20 2 2 U 由得副线圈两端的电压为V 电压表的示数为交流电的有效值 B 项正 11 22 nU nU 2 100U 确