新課標2020年高考物理一輪總復(fù)習(xí)高考真題專項突破十二變壓器的綜合應(yīng)用題（含答案）

PAGE4PAGE高考真題專項突破(十二)變壓器的綜合應(yīng)用題[真題1](多選)(2018·全國卷Ⅲ)如圖(a)，在同一平面內(nèi)固定有一長直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R，R在PQ的右側(cè)．導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電流i，i的變化如圖(b)所示，規(guī)定從Q到P為電流的正方向．導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動勢()A．在t＝eq\f(T,4)時為零B．在t＝eq\f(T,2)時改變方向C．在t＝eq\f(T,2)時最大，且沿順時針方向D．在t＝T時最大，且沿順時針方向解析：由圖(b)可知，導(dǎo)線PQ中電流在t＝eq\f(T,4)時達到最大值，變化率為零，導(dǎo)線框R中磁通量變化率為零，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在t＝eq\f(T,4)時導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零，選項A正確；在t＝eq\f(T,2)時，導(dǎo)線PQ中電流圖象斜率方向不變，導(dǎo)線框R中磁通量變化率的正負不變，根據(jù)楞次定律，所以在t＝eq\f(T,2)時，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向不變，選項B錯誤；由于在t＝eq\f(T,2)時，導(dǎo)線PQ中電流圖象斜率最大，電流變化率最大，導(dǎo)致導(dǎo)線框R中磁通量變化率最大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在t＝eq\f(T,2)時導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，由楞次定律可判斷出感應(yīng)電動勢的方向為順時針方向，選項C正確；由楞次定律可判斷出在t＝T時感應(yīng)電動勢的方向為逆時針方向，選項D錯誤．答案：AC[真題2](2018·全國卷Ⅲ)一電阻接到方波交流電源上，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方；若該電阻接到正弦交變電源上，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正．該電阻上電壓的峰值為u0，周期為T，如圖所示．則Q方∶Q正等于()A．1∶eq\r(2) B．eq\r(2)∶1C．1∶2 D．2∶1解析：根據(jù)題述，正弦交變電流的電壓有效值為eq\f(u0,\r(2))，而方波交流電的有效值為u0，根據(jù)焦耳定律和歐姆定律，Q＝I2RT＝eq\f(U2,R)T，可知在一個周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量與電壓有效值的二次方成正比，Q方∶Q正＝ueq\o\al(2,0)∶(eq\f(u0,\r(2)))2＝2∶1，選項D正確．答案：D[真題3](2018·江蘇卷)采用220kV高壓向遠方的城市輸電．當輸送功率一定時，為使輸電線上損耗的功率減小為原來的eq\f(1,4)，輸電電壓應(yīng)變?yōu)?)A．55kV B．110kVC．440kV D．880kV解析：當輸電功率P＝UI，U為輸電電壓，I為輸電線路中的電流，輸電線路損失的功率為P損＝I2R，R為輸電線路的電阻，即P損＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))2R.當輸電功率一定時，輸電線路損失的功率為原來的eq\f(1,4)，則輸電電壓為原來的2倍，即440V，故選項C正確．答案：C[命題情報]近幾年高考重點考查交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律，交變電流最大值、瞬時值、有效值、平均值的計算及應(yīng)用，變壓器的工作原理，電能的輸送與生產(chǎn)、生活相聯(lián)系的問題．在考查方式上，對本部分知識單獨考查的試題居多，也有與力學(xué)、電學(xué)相結(jié)合的綜合性試題．單獨考查的試題主要以選擇題的形式出現(xiàn)，題目難度不大，與力學(xué)、電學(xué)相結(jié)合的試題主要以計算題的形式出現(xiàn)．1．(2018·天津卷)教學(xué)用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流．利用該發(fā)電機(內(nèi)阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻R供電，電路如圖所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P.若發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，則()A．R消耗的功率變?yōu)閑q\f(1,2)PB．電壓表V的讀數(shù)為eq\f(1,2)UC．電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID．通過R的交變電流頻率不變解析：發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉硪话霑r，產(chǎn)生電動勢的最大值和有效值均變?yōu)樵瓉淼囊话?，變壓器匝?shù)比不變，故副線圈上的電壓表示數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话?，選項B正確；對負載電阻R由P＝eq\f(U2,R)可得，R消耗的功率變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4)，即副線圈消耗的功率變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4)，故原線圈消耗的功率也變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4)，而原線圈電壓變?yōu)樵瓉淼囊话?，故原線圈中的電流即電流表示數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话耄x項A、C均錯誤；發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉硪话霑r，頻率變?yōu)樵瓉淼囊话耄x項D錯誤．答案：B2．(2018·貴州黔東一模)小型發(fā)電站為某村寨110戶家庭供電，輸電原理如圖所示，圖中的變壓器均為理想變壓器，其中降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4＝50∶1，輸電線的總電阻R＝10Ω.某時段全村平均每戶用電的功率為200W，該時段降壓變壓器的輸出電壓為220V．則此時段()A．發(fā)電機的輸出功率為22kWB．降壓變壓器的輸入電壓為11kVC．輸電線的電流為1100AD．輸電線上損失的功率約為8.26W解析：用戶總功率為P＝110×200＝22000＝22kW，加上輸電線上消耗的電功率等于發(fā)電機輸出功率，所以發(fā)電機的輸出功率應(yīng)大于22kW，A錯誤；降壓變壓器的輸出電壓為220V，根據(jù)eq\f(n3,n4)＝eq\f(U3,U4)可得降壓變壓器的輸入電壓U3＝50×220＝11000V＝11kV，B正確；用戶端總電流為I4＝eq\f(P,U4)＝eq\f(22000,220)＝100A,根據(jù)eq\f(n3,n4)＝eq\f(I4,I3)得輸電線中的電流為I3＝2A，輸電線上損失的功率約為ΔP＝Ieq\o\al(2,3)R＝22×10＝40W，C、D錯誤．答案：B3．(多選)(2019·西藏拉薩中學(xué)月考)如圖甲所示電路中的理想變壓器原線圈a匝數(shù)n1＝500，副線圈b匝數(shù)n2＝100，線圈a接在如圖乙所示的交變電壓的交流電源上，規(guī)格為“3V6W”的燈泡恰好正常發(fā)光，電阻R2＝18.5Ω，電壓表為理想電表．下列推斷正確的是()A．交流電源的頻率為100HzB．穿過鐵芯的磁通量的最大變化率為eq\f(2\r(2),5)Wb/sC．電壓表的示數(shù)為44VD．R1消耗的功率為8W解析：由圖象知交流電源的頻率為f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.02)Hz＝50Hz，A錯誤；副線圈電流的有效值I2＝eq\f(P,U)＝eq\f(6,3)A＝2A，電阻R2兩端的電壓U＝I2R2＝2×18.5V＝37V，副線圈兩端電壓的有效值U2＝37V＋3V＝40V，副線圈電壓的最大值為40eq\r(2)V，根據(jù)Em＝n2eq\f(ΔΦ,Δt)知eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(Em,n2)＝eq\f(40\r(2),100)Wb/s＝eq\f(2\r(2),5)Wb/s，B正確；由B可知：電壓表V的示數(shù)為40V，故C錯誤；變壓器初級電流I1＝eq\f(n