全国通用2022版高考物理考前三个月高考题型集训第8题预测题型2变压器及其电路的动态分析

预测题型2　变压器及其电路的动态分析1．(2022·武汉四月调研)心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可以等效为虚线框内的交流电源和定值电阻R0串联，如图1所示．心电图仪与一理想变压器的原线圈连接，一可变电阻R与该变压器的副线圈连接．在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，将可变电阻R的阻值调大的过程中(　　)图1A．通过原线圈的电流不变，通过副线圈的电流不变B．通过原线圈的电流不变，通过副线圈的电流变小C．通过原线圈的电流变小，通过副线圈的电流变小D．通过原线圈的电流变大，通过副线圈的电流变大2．(2022·扬州模拟)如图2所示，在A、B间接入正弦交流电U1＝220V，通过理想变压器和二极管D1、D2给阻值R＝20Ω的纯电阻负载供电，已知D1、D2为相同的理想二极管，正向电阻为0，反向电阻无穷大，变压器原线圈n1＝110匝，副线圈n2＝20匝，Q为副线圈正中央抽头，为保证安全，二极管的反向耐压值至少为U0，设电阻R上消耗的热功率为P，则(　　)图2A．U0＝40V，P＝80WB．U0＝40V，P＝80WC．U0＝40V，P＝20WD．U0＝40V，P＝20W5\n3．(2022·北京昌平区二模)如图3甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，R1＝R2＝20Ω，C为电容器．已知加在原线圈两端的正弦式交变电流的电压随时间变化的规律如图乙所示，则(　　)图3A．交流电的频率为100HzB．副线圈中交流电压表的示数为20VC．电阻R1消耗的电功率为20WD．通过R2的电流始终为零4．(2022·安徽理综·16)如图4所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2A，电流表A2的示数增大了0.8A，则下列说法正确的是(　　)图4A．电压表V1示数增大B．电压表V2、V3示数均增大C．该变压器起升压作用D．变阻器滑片是沿c→d的方向滑动5．(2022·菏泽二模)如图5甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，原线圈输入如图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻(其阻值随温度的升高而减小)．下列说法中正确的是(　　)5\n图5A．图乙中电压的有效值为110VB．电压表的示数为44VC．R处出现火警时，电流表示数减小D．R处出现火警时，电阻R0消耗的电功率增大6．(多选)(2022·长沙4月模拟)如图6所示电路，一理想变压器的原线圈a、b间接电压为u＝220sin100πtV的交流电源，R0为定值电阻，当滑动变阻器R的滑片处在某位置时，灯泡L刚好正常发光，则(　　)图6A．流过灯泡L的交变电流的频率跟变压器的原、副线圈匝数比无关，为100HzB．将R的滑片向上滑稍许，灯泡L的亮度不变C．将R的滑片向下滑稍许，变压器的输入功率变大D．将R的滑片向下滑稍许，灯泡L的亮度变暗5\n答案精析预测题型2　变压器及其电路的动态分析1．C　在原、副线圈匝数比一定的情况下，变压器的输出电压由输入电压决定．在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，输出电压U′不变，此时可变电阻R的阻值增大，则输出电流I′减小．根据输入功率等于输出功率，输入电流I变小，故A、B、D错误，C正确．2．C　[在A、B间接入正弦交流电U1＝220V，变压器原线圈n1＝110匝，副线圈n2＝20匝，有：＝，得有效值U2＝40V，而二极管的反向耐压值至少为U0，它是最大值，所以U0＝40V，Q为副线圈正中央抽头，则R两端电压为20V，所以R消耗的热功率为：P＝＝W＝20W．]3．C　[根据变压器原理可知原、副线圈中电流的周期、频率相同，周期为0.02s、频率为50Hz，故A错误；由图乙可知原线圈最大电压为Um＝200V，有效值为200V，再根据原、副线圈的电压之比等于匝数之比可知副线圈电压为20V，电表读数为有效值，故为20V，故B错误；根据正弦交流电的峰值和有效值关系和并联电路特点可知电阻R1的电功率P＝＝W＝20W，故C正确；因为电容器有通交流、阻直流的作用，则有电流通过R2和电容器，即电流不为零，故D错误．]4．D　[由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，故电压表V1示数不变，A错误；由理想变压器原理公式＝且U1、n1、n2不变，则U2不变，即V2的示数不变，V3的示数U3＝U2－I2R0应减小，故B错误；由公式＝得：＝＝＝4，则n1＞n2，该变压器起降压作用，故C错误；又I2＝，I2增大，R应减小，故滑片应沿c→d方向滑动，故D正确．]5．D　[设将此电压加在阻值为R的电阻上，电压的最大值为Um，电压的有效值为U，有·＝·T，代入数据得图乙中电压的有效值为110V，故A错误．变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是5∶1，所以电压表的示数为22V，故B错误．R处出现火警时，R的阻值减小，副线圈电流增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈中电流增大，即电流表示数增大，故C错误．R处出现火警时通过R0的电流增大，所以电阻R0消耗的电功率增大，故D正确．]5\n6．CD　[流过灯泡的交变电流的频率与原、副线圈匝数比无关，其大小为f＝＝Hz＝50Hz，故A错误；匝数不变时，R的滑片向上滑稍许时，R接入电阻增大，总电阻增大，总电流减小，R0两端的电压减小，则并联部分电压增大，则L两端的电压增大，故L的亮度增大，故B错误；R的滑片向下滑稍许时，接入电阻减小，总电流增大，输出功率增大，则输入功率也变大，故C正确；滑片向下滑稍许时，接入电阻减小，总电流增大，R0两端的电压增大，则灯泡两端电压减小，故亮度变暗，故D正确．]5