专题11.12 理想变压器与二极管、电感电容结合问题-2019年高考物理100考点最新模拟题千题精练(解析版)

1、100考点最新模拟题千题精练11-12第一部分交变电流十二.理想变压器与二极管、电感电容结合问题一.选择题1一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5:1,原线圈接入电压为220V的正弦交流电，各元件正常工作，一个理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图所示，电压表和电流表均为理想交流电表.则下列说法正确的是（）原、副线圈中的电流之比为5:1电压表的读数约为44VC若滑动变阻器接入电路的阻值为20Q,则1分钟产生的热量为2904JD.若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均增大【参考答案】C【窖师解析】理想二极管的特点是正向的电浇通过时电阻很小，反向的电浇通过时电阻很大，认为断路理想

2、二极管的作用是只允许正向的电流通过.由于康副线圈中的电流之比与匝数之比成反比，所以电滾之比対1：知玄选项错误$原、副线圈的电压之比和匝数之比成正比，所以副线圈两踹电压为=44V,但二极管具有单向导电性，根据有敷值的走义有嚳舟耳嗚从而求得电压表两端电压有效值为匸诽V,日选项错误；lni产生的熱量为e=yr=2904J,匸选项正确；将滑动变阻器滑片向上滑动，接入电路中的阻值变小但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的读数不变，电流表的读数变犬所以.D选项错误.如图是手机充电器的内部电路核心部分的简化模型，将变压器和二极管都视为理想元件，已知变压器的原、副线圈匝数比为20:1，A、B端输入电压为U

3、1=22;2sin100nt（V）,对于输出端CD（OD为副线圈的中心抽头）（）输出电压的有效值为11V输出电压的有效值为5.5VCD端的输出功率和AB端的输入功率之比为1：2CD端的输出功率和AB端的输入功率之比为1：1【参考答案】BD【名师解折】由于阳対副线圈的中心抽头心丹与UD线圈匝数之比为牝：1,则线圈少间电压的最犬值为呼5而本题中的两个二极管相当于把仞之间的交变电压的员半部分对称地变为正半咅盼，这样交变电流就全部变为正值，目周期为原来的一半因而有敢值为5.5V,A错误，E正确.变压器岛端的输入功率等于仞端的输出功率，因而C错误，3正确.如图甲所示，自耦理想变压器输入端a、b接入图乙所

4、示的交流电源，一个二极管和两个阻值均为R=40Q的负载电阻接到副线圈的两端，电压表和电流表均为理想交流电表当滑片位于原线圈中点位置时，开关S处于断开状态，下列说法正确的是（）*屮t=0.01s时，电压表示数为零t=0.015s时，电流表示数为5.5A闭合开关S后，电压表示数增大闭合开关S后，电流表示数为16.5A【参考答案】D【名师解析】交流电压表和电流表示数均为有效值，因而t=0.01s时，副线圈两端电压有效值U2=440V，选项A错误；根据闭合电路欧姆定律可知，电流表示数为11A,选项B错误；副线圈电压取决于原线圈电压和匝数比，闭合开关S后，电压表示数不变，选项C错误；闭合开关S后，副线圈

5、在一个周期内消耗的能量等于原线圈一个周期内消耗的能量，即U2+誉2=U1I1T，代入数据解得I=33A,而I1n1=I2n2，故2I2=16.5A,选项D正确。如图所示，N匝矩形导线框在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO匀速转动，线框面积为S,线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流表A和二极管D。电流表的示数为I,二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是（）A.导线框转动的角速度为NRSB.4RI导线框转动的角速度为NRSC.D.导线框转到图示位置时，线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零导线框转到图示位置时，线框中的磁通量最大，瞬时电动势最大【参考答案

6、】AC【名师解析】导线框产生的最大感应电动势占工=沁、根揭二极管的特点可知，在一个周期内有半个周期回踣中有电流，根1E交流电电流的热效应可嚼等氓寻沁解得片鑼，故直正蘿E错误：导线框转到图示位置时，导线框位于中性面处，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零，故C正确，D错误。5.（2016四川绵阳二诊）如图所示，理想变压器原、畐U线圈匝数比n1:n2=1:2,原线圈接电压随时间变化规律为u=22O.；2sin100nt（V）的交流电源，几、厲、：汗是三个理想电流表，D为理想二极管，R1是滑动变阻器，定值电阻R=R=220Q,贝）电流表爪的示数为1.0A电流表入的示数为2.0AC滑动变阻器R1的滑片

7、向下滑动时，电流表的示数将变小D.滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，变压器输入功率增大【参考答案】B【容师解析】根16理想变压器的变压比等于匝数比，易知理想变压器副线圈两端的电压为=440V,则护Jl=2-0选项E正确；因为庄三理想二极管串联，根据理想二极管的单向导电性，由焦耳定律可得:-rt盃砖喝+Q,解得戸逅L选项A错误厂滑动变阻器的滑片向下滑动时，算电阻值变小因副线圈两端的电压不变，总电流变大，理想变压器的输出功率变大，输入功率变大，工变大，选项c错误滑动变阻器的滑片向上滑动时，其电阻值娈大，因副线圈两端的电压不变，总电流娈小，理想变压器的输出功率变小：输入功率变小选顷D错误它6.（201

8、6江苏南京三校高三联考）如图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比为10:11,L是自感系数较大的线圈，在变压器的原线圈两端加上如图乙所示的交变电压时，灯泡正常发光，则下列说法中正确的是（）图乙所示电压的瞬时值表达式为u=200sin100t（V）变压器副线圈两端的电压为220V若仅将变阻器的滑片P向下滑动，灯泡将变亮D若仅图乙中交变电压的周期变大，灯泡将变暗【参考答案】AD【名师解析】由图可知，交流电的最大值为200V,周期为0.02s；故交流电的表达式为u=200sin100nt（V）；A项正确；变压器两端的电压为有效值，故电压为1105V，B项错误；灯泡与R并联，仅滑动P时灯泡的亮度不变，C

9、项错误；若将周期增大，则电感的阻碍作用增强，则灯泡将变暗，D项正确。7如图所示，MN和PQ为处于同一水平面内的两根足够长的平行光滑金属导轨（电阻不计），垂直导轨放置金属棒ab,金属棒ab与导轨接触良好.N、Q端接理想变压器的初级线圈，理想变压器的输出端有三组次级线圈，分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C.在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场,若用IR、Il、Ic分别表示通过R、L和C的电流，则下列判断中正确的是（）在ab棒匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后，工0、IL0、IC=0在ab棒匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后，IR=0、IL=0、IC=0若ab棒在某一中心位置附近做往复

10、运动，则虬和、0、I#0若ab棒匀加速运动，则IR主0、IL工0、IC=0【参考答案】BCD【名师解析】在訪棒匀速运动过程中，訪棒产生恒定的感应电动势，左边廂线圈中产生恒定的电浇，形成恒定的磁场穿过右侧的三个副线圈的磁通量不变则副线圈中没有感应电动势产生，所以IfTI讦讥IT选项遇错误B正确.若血棒在某一中心位蚤附近做往复运动熄线圈中产生正弦式交变电流副线圈中将有感应电流产生故环5II利、Ic?0.选项匚正确.若验棒匀加速运动原线圈中感应电流均匀増大，穿过副线圈的血通量均匀増大，副线圈中产生恒定的感应电动势，由于电容器有隔直溢的特性F4而电感线圈有通直流的特也丘汕故IE13Ic=0.选项D正确

11、.8如图所示的理想变压器，变压比为1:2,两电表均为理想电表，滑动变阻器与一理想的二极管串联后接入副线圈，已知定值电阻的阻值为R，滑动变阻器的最大阻值也为R，所接交流电源电压的有效值为10V。则F列说法正确的是闭合电键S1和S2，滑动触头P向上移动，则电压表的读数不变，电流表的读数变小2断开电键3、闭合电键S2,滑动触头P滑到最上端时，电压表的示数为壬U15断开电键S、闭合电键s2,滑动触头P滑到最上端时，电流表的示数为UR若滑动触头P的位置保持不变，闭合电键耳、断开电键S2，电流表的读数不变【参考答案】ABmax22【容师解析】闭合电键$和邑则原线圈的输入电压为S由变压器的工作黒理可知，副线

12、圈的输出电压5不变电压表的读数不娈当滑动触头向上移动时，滑动变阻器接入电路的总电阻增大，副线圈中的电流血娈小，由卬=旧2可机原线圈中的电流/变小，电流表的读数变小，选顷査正确,断开电键矢闭合电键邑当滑动触头尹滑到最上端时，员载电阻的阻值大小为R,设原副线圈中的电流大小为I；、匚,原祷懺圈两端的电压犬小为硏、氐则耳=匸-邸岸丄选项B正确C错误若滑动触头P的位墨保持不冬闭合电键弘断幵电键笛断开电键必由于理想二厂：Ti-极管具有单向导电性，在一个周期内有壬一口=号厂则电压表的读数减卜副线圈中的电流械小，A2A电流表的读数减小，选项D错误。9.理想变压器原线圈接如图甲所示的正弦交变电压，变压器原线圈匝数幻=270匝，P是副线圈上的滑动触头，当P处于图乙所示位置时，副线圈连入电路的匝数n2=135匝，电容器C恰好不被击穿，灯泡L恰能正常发光，R是滑动变阻器。以下判断正确的是若向下移动P,电容器的电荷量增加若保持P不动，向下移动R的滑片，灯泡变暗若保持R的滑片不动，向下移动P,灯泡变亮电容器的击穿电压为11、；2V【参考答案】D【名师解析】当P位于题图乙所示位置时，副线圈电压的有