2012高考物理试题分类汇编-交流电变压器(纯word附解析)汇总

1、专题 11 交流电变压器 （2012 北京）15. 一个小型电热器若接在愉出电压为 10V 的直流电源上消耗电功率为 P；若 把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为 p。如果电热器电阻不变，则此交流电 2 源输出电压的最大值为 （） A .5V B.5 2 V C .10V D.10 2 V 2 15C 解析：小型电热器的电阻不会改变， 根据功率表达式和交流电的有效值有 p _（10V） R 和 P =（U m / 2）可得 U m = 1CV，答案 Co 2 R （2012 江苏）13. （15 分）某兴趣小组设计一种发电装置，如图所示，在磁极与圆柱状铁 芯之间形成的两磁场区域的圆心角

2、 a均为4 ，磁场均沿半径方向，匝数为 N 的矩形线圈 abed 边长 ab=cd=l、bc=ad=2l，线圈以角速度绕中 心轴匀速转动，be 与 ad 边同时进入磁场，在磁场中， 两条边的经过处的磁感应强度大小均为 B,方向始终 与两条边的运动方向垂直，线圈的总电阻为 r,外接 电阻为 R,求 （1 ）线圈切割磁感线时，感应电动势的大小 Em （2） 线圈切割磁感线时，bc 边所受安培力的大小 F （3） 外接电阻上电流的有效值 I 13.【答案】 （1）bc、ad边的运动速度 v =国_ 2 感应电动势 Em =4NBIv，解得 Em =2NBI2 (2)电流 I Em 安培力 F =2N

3、 Bml 解得 4N2B2|3，. m r +R （3） 一个周期内，通电时4T ,R上消耗的电能w二I 2Rt，且 W = I 2RT 解得 4NBI2 3(r R) （2012 新课标）17 自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈， 原、副线圈都只取该线圈的某部分。 一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。己知变压器线圈总匝数为 1900 匝；原线圈为 1100 匝，接在有效值为 220V 的交流电源上。当变压器输出电压调至最 大时，负载 R 上的功率为 2.0 kW。设此时原线圈中电流有效值为 I,负载两端电压的有效值 为 U2，且变压器是理想的，则 U2和 I1分别约为 B.

4、380V 和 9.1A C. 240V 和 5.3A D. 240V 和 9.1A 17.【答案】 （2012 大纲卷）19. 一台电风扇的额定电压为交流 220V。在其正常工作过程中，用交流电 流表测得某一段时间内的工作电流 I随时间 t 的变化如图所示。这段时间内电风扇的用电量 为 A. 3.9 X 10-2 度 B. 5.5 X 10-2 度 C. 7.8 X 10-2 度 D. 11.0 X 10-2 度 19.B 【解题思路】根据电流的变化情况，分段计算求电功 W. = I1Ut0.3 220 10 600J = 3.96 103J 她=l2Ut2 =0.4 220 10 600J=

5、5.28 103J【解析】 由 U1 U2得: UU1900 220V 380V 1100 ，由 p = P2 P2 U1 2000 A =9.1A 220 ，所以 B 正确。 A . 380V 和 5.3A W3=l3Ut3 =0.2 220 40 600J =1.056 104J W =W W4 W3 =1.98 104J = 5.5 102J，选项 B 正确。 （2012 广东）19.某小型发电机产生的交变电动势为 e=50sin 100 %t （V）,对此电动势，下 列表述正确的有 A. 最大值是50 2 V B.频率是 100Hz C.有效值是25 2 V D.周期是 0.02s 【

6、考点】交流电的基本表述 【答案】CD 【解析】由交变电流表达式可知交流电的最大值为 50V,有效值为 25 .，频率为 50Hz, 周期为 0.02s,正确选项为 CD。 【方法点拨】交变电流“四值”-最大值、有效值、即时值和平均值的区别。以电动势为例： 最大值用 Em表示，有效值用 E 表示，即时值用 e 表示，平均值用 E表示。它们的关系为： ,e=Emsin t。平均值不常用，必要时要用法拉第电磁感应定律直 _ 何。切记_ E +R O特别要注意，有效值和平均值是不同的两个物理量 E =n E 1 2- . t 2 平均值是对时间的平均值。在一个周期内的前半个周期内感应电 2/ n倍，而

7、一个周期内的平均感应电动势为零。 （2012 福建）14.如图，理想变压器原线圈输入电压 口 =U Sin tu，畐 U 线圈电路中 R为 定值电阻，R 是滑动变阻器。V和V是理想交流电压表，示数分别用21和U2表示；A和A 是理想交流电流表，示数分别用 I和 I表示。下列说法正确的是（ ） I1 I2 D. 滑片 P 向下滑动过程中，II变小、变小 2 1 【考点】本题考查变压器规律的应用，考查变压器电路的动态分析。则总功 E=Em/ , 2 （正弦交流电） 接求: 有效值是对能A. I和表示电流的瞬间值 I1 12 B. U1 表示电压的最大值 2 C.滑片 P 向下滑动过程中，U2不变、

8、I1变大 【解析】电压表 V 和 V2分别测量的变压器原副线圈的输入、输出电压的有效值，电流表 和 A2分别测量的原、副线圈电路中电流的有效值， A、B 项错误；滑动变阻器向下滑动时, 接入电路的电阻变小，原副线圈输入、输出电压不变， 由欧姆定律 u可知，副线圈电路中的电流变小，原 I R 线圈的输入功率变小，由 P=IU 可知，原线圈电路中的电 流变小，C 项正确，D 项错误。 【答案】C 【易错分析】本题易错误地认为滑动变阻器调节过程中 原、副线圈的输入、输出电压会发生变化。 （2012 江苏）7某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈 Li由火线和零 线并行绕成，当右侧线圈 L

9、2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 Li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。 7.【解析】因原线圈是双线绕法， 所以家庭电路正常工作时 LL磁通量为 0, A、B 正确； 家庭电路短路时， Li、L2磁通量仍为 o, C错误；地面上的人接触火线发生触电时，两根 电线电流不等且变化，开关 K 被磁铁吸起，D 正确。 【答案】AB

10、D （2012 山东）18.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 n n1 n。为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于 属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是 Ai 5000V 时，就会在钢针和金 B.电压表的示数等于 52V A.电压表的示数等于 5V 正确，D 选项错误. 别为 C.实现点火的条件是 n2 1000 ni D.实现点火的条件是 -2 1000 【考点】 变压器 BC 【解交流电表读数为有效值故 Em 匚 ,A 选项错误, 亠2 2 B 选项正确；结合 U U

11、2 原线圈电压最大值为 5V, 副线圈若要求最大值大于 5000V, 则 ，C 选项 n2 2 1000 （2012 四川）16.如图所示，在铁芯 P 上绕着两个线圈 a 和 b,则 A .线圈 a 输入正弦交变电流，线圈 b 可输出恒定电流 B.线圈 a 输入恒定电流，穿过线圈 b 的磁通量一定为零 C.线圈 b 输出的交变电流不对线圈 a 的磁场造成影响 D.线圈 a 的磁场变化时，线圈 b 中一定有电场 解析：由于变压器的互感作用，当线圈 a 输入正弦交变电流时，线圈 b 输出的也是交变电流，故 A、C 均错；在线圈 a 中输入恒定电流，穿过线圈 b 的磁通量保持恒定且不为 零，从而 B

12、 也错误。正确答案： D。 （2012 天津）4.通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率 P,原线圈的电压 U 保持 不变，输电线路的总电阻为 R。当副线圈与原线圈的匝数之比为 k 时，线路损耗的电功率为 P1,若将副线圈与原线圈的匝数之比提高到 nk，线路损耗的电功率为 P2,贝 U P1 和 P2/P1 分 A. PR/kU,1 n B(P/kUFR, 1n 2 2 2 C. PR/kU, 1n2 D (P/kUR,1n2 4【考点】本题考查变压器规律及输电特点。 【解析】原线圈的电压保持不变，当副线圈与原线圈的匝数比为 k 时，副线圈的输出电压为 k U,因此输送电流为 P，线路损

13、耗的功率 P ，若将副线圈与原线圈 I =旦 R = I2R =（ P）2R kU kU 【答案】D （2012 重庆）15 如题 15 图所示，理想变压器的原线圈接入 的交变电压，畐 U 线圈通过电阻 r=6 Q导线对“ 220V/880W”电器RL供电，该电器正常工作。 由此可知 A. 原、畐 U 线圈的匝数比为 50 : 1 B. 交变电压的频率为 100Hz C. 副线圈中电流的有效值为 4A D. 变压器的输入功率为 880W 15命题透析：考察变压器综合电路问题 答案：C 的匝数比提高为 nk 时，线圈损耗的功率 P2 =( nkU )2R P2 ，B 项正确。 P u = 110

14、00. 2 sinioo二 t(v) 解析：R正常工作电流 P I U r 两端电压 U _. | _. 24 V ,副线圈两端电压 U = 220亠24 = 244 V，原副线圈匝数比 n-i U1 n2 U2 11000 2750 ;由输入电压表达 244 61 式可知交变电压的频率 co 50Hz ;副线圈中电流可由用电器额定电流推知为 4A,原线圈此时副线圈的总功率 p = 12r P0 = 96 880 = 976 W原线圈输入功率与 （2012 海南）4如图，理想变压器原、畐 y 线圈匝数比为 20： 1，两个标有“ 12V, 6W”的小 灯泡并联在副线圈的两端， 当两灯泡都正常工

15、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（ ） 2 二 其等值；正确选项为 Co A.120V, 0.10A B.240V, 0.025A C.120V, 0.05A D.240V, 0.05A 【考点】变压器 【答案】D 【解析】根据电压关系口 n ，U =12V可知u =240V ，根据功率关系 U 2 门2 R =UiljR =12W，联立可得|1=0.05A,正确选项为Do 【方法点拨】变压器问题应牢记 (1)熟记两个基本公式：， ，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数 u1 U 2 门2 成正比。 R入=R出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功

16、率总等于所有输出功率之和。 (2 )原副线圈中过每匝线圈通量的变化率相等. (3 )原副线圈中电流变化规律一样，电流的周期频率一样 (4) 公式u , | 中，原线圈中 Ui、li代入有效值时，副线圈对应的 U2、I2也是 u i 11 U 2 口2 I 2 e 有效值，当原线圈中 U1、h为最大值或瞬时值时， 副线圈中的 U2、12也对应最大值或瞬时值. (5) 需要特别引起注意的是： 只有当变压器只有一个副线圈工作时.，才有： . 511=512半=匹 丨2 口 以后，输入功率和原线圈电压与副线圈匝数的平方成正比， 与原线圈匝数的平方成反比， 与 副线圈电路的电阻值成反比。式中的 R 表示负载电阻的阻值，而不是“负.载”。“负载”表示 副线圈所接的用电器的实际功率。实际上， R 越大，负载越小；R 越小，负载越大。这一点