《 备考指南 物理 》课件_第11章 第2讲.docVIP

第十一章第2讲

知识巩固练习

1．(2022年湖南名校模拟)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1＝20Ω，R2＝30Ω，C为电容器．已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则()

A．交流电的频率为0.02Hz

B．原线圈输入电压的有效值为200V

C．电阻R2的电功率约为6.67W

D．通过R3的电流始终为零

【答案】C

【解析】由图像知电流的周期是0.02s，则其频率f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.02)Hz＝50Hz，故A错误．副线圈的最大电压U2m＝ImR1＝20V．设原线圈的输入电压最大值为U1m，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得U1m＝200V，有效值U1＝100eq\r(2)V，B错误．电阻R2的功率为P＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U2,\r(2))))2,R2)≈6.67W，C正确．电容器通交流电，R3中有电流通过，D错误．

2．(2021年威海模拟)如图甲所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝eq\f(\r(2),10)T的水平匀强磁场中，线框电阻不计，线框匀速转动时所产生的正弦交流电电压图像如图乙所示．把该交流电加在图丙中的理想变压器P、Q两端．已知变压器的原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为5∶1，交流电流表为理想电表，电阻R＝1Ω，其他各处电阻不计．以下说法正确的是()

A．t＝0.1s时，电流表的示数为0

B．副线圈中交流电的频率为50Hz

C．线框面积为eq\f(1,5π)m2

D．0.05s时线圈位于图甲所示位置

【答案】C

【解析】原线圈中电压的有效值U1＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\f(10\r(2),\r(2))V＝10V．根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，解得U2＝2V．故副线圈中的电流I2＝eq\f(U2,R)＝eq\f(2,1)A＝2A．电流表的电流为I1，则eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，解得I1＝0.4A，A错误．交流电的周期T＝0.2s，故交流电的频率f＝eq\f(1,T)＝5Hz，B错误．根据Em＝nBSω可知S＝eq\f(Em,nBω)＝eq\f(10\r(2),50×\f(\r(2),10)×\f(2π,0.2))m2＝eq\f(1,5π)m2，C正确.0.05s时线圈产生的感应电动势最大，线圈平面与中性面垂直，D错误．

3．在图甲所示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为10∶1，电阻R1、R2的阻值分别为5Ω、6Ω，电压表和电流表均为理想电表．若接在变压器原线圈的输入端的电压如图乙所示(为正弦曲线的一部分)，则下列说法正确的是()

A．电压表的示数为25.1V

B．电流表的示数为1A

C．变压器的输入功率为11eq\r(2)W

D．变压器的输出功率为11W

【答案】D

【解析】根据电流的热效应有eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(220,\r(2))))2,R)eq\f(T,2)＝eq\f(U\o\al(2,1),R)T，解得U1＝110V．根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，可得副线圈两端的电压为U2＝11V，A错误．副线圈中电流为I2＝eq\f(U2,R1＋R2)＝1A，根据eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，电流表示数为I1＝eq\f(1,10)A，B错误．变压器的输入功率为P1＝U1I1＝110×eq\f(1,10)W＝11W，C错误．变压器的输出功率为P2＝U2I2＝11W，D正确．

综合提升练习

4．(2022年三明质检)汽油发动机内经过压缩达到一定温度和压力的汽油，需要火花塞点燃从而实现能量转化，而火花塞需要高达10kV的电压才能点火．某同学设计了图甲、乙所示的点火电路．已知直流电源的电压为12V，升压变压器的输出端接到火花塞上，开关是自动控制的．下列说法正确的是()

A．两电路都不可能使火花塞点火，因为变压器不能改变直流电压

B．图甲、乙的电路中，保持开关闭合，输出端都会获得持续的高压

C．图甲的电路中，只有在开关闭合或断开瞬间输出端才会有高压

D．图乙的电路中，在开关断开或闭合瞬间输出端都会有高压

【答案】C

【解析】变压器是改变交流电压的设备．由图可知，当甲图中的开关接通与断开的瞬间，左侧的电流发生变化，变化的电流引起左侧线圈内磁通量的变化，进而引起右侧线圈内磁通量的变化，则在右侧的线圈内产生感应电动势，该电动势以高压的形式对外输出，即可使火花塞产生高压点火．图乙中，左侧线圈