考点15 变压器—五年（2020—2024年）高考物理真题专项分类汇编(含答案)

这是一份考点15 变压器—五年（2020—2024年）高考物理真题专项分类汇编(含答案)，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是( )
A.原线圈两端电压的有效值为B.副线圈中电流的有效值为0.5A
C.原、副线圈匝数之比为1:4D.原线圈的输入功率为12W
2．如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出的交流电，经原、副线圈匝数分别为和的变压器升压至峰值大于，就会在打火针和金属板间引发电火花，实现点火。下列正确的是( )
A.
B.
C.用电压表测原线圈两端电压，示数为5 V
D.副线圈输出交流电压的频率是
3．除颤仪是用于突发心室纤颤等心脏疾病的急救医疗设备，某型除颤仪电路原理如图。某次调试时交流电压表示数为20 V，电容器充电完毕，开关由“1”掷向“2”，放电电流平均值为2.8 A，放电时间约为，已知电容器电容为。则升压变压器原副线圈的匝数比约为( )
A.1:25B.1:50C.1:70D.1:100
4．用一台理想变压器对电动汽车充电。该变压器原、副线圈的匝数比为1:2，输出功率为，原线圈的输入电压。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是( )
A.B.C.D.
5．某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压，输出功率500 kW。降压变压器的匝数比，输电线总电阻，其余线路电阻不计，用户端电压，功率88 kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是( )
A.发电机的输出电流为368 AB.输电线上损失的功率为4.8 kW
C.输送给储能站的功率为408 kWD.升压变压器的匝数比
6．张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为1:n的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U.忽略线圈电阻，下列说法正确的是( )
A.发电机输出的电压为
B.发电机输出交变电流的频率为
C.变压器原、副线圈的匝数比为
D.发电机产生的瞬时电动势
7．低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压.若将“12 V 50 W”的交流卤素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为220 V的交流电后能正常工作，则( )
A.卤素灯两端的电压有效值为B.变压器原、副线圈的匝数比为55:3
C.流过卤素灯的电流为0.24 AD.卤素灯的电阻为968 Ω
8．如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻.在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中( )
A.电流表示数减小B.电流表示数增大
C.原线圈输入功率先增大后减小D.定值电阻R消耗的功率先减小后增大
二、多选题
9．电动汽车充电站变压器输入电压为10kV，输出电压为220V，每个充电桩输入电流16A，设原副线圈匝数分别为、，输入正弦交流的频率为50Hz，则下列说法正确的是( )
A.交流电的周期为0.02s
B.原副线圈匝数比
C.输出的最大电压为220V
D.若10台充电桩同时使用，输入功率为35.2kW
10．小明设计了台灯的两种调光方案，电路图分别如图甲，乙所示，图中额定电压为6V灯泡的电阻恒定，R为滑动变阻器，理想变压器原、副线圈匝数分别为。原线圈两端接电压为220V的交流电，滑片P可调节灯泡L的亮度，P在R最左端时，甲、乙图中灯泡L均在额定功率下工作，则( )
A.
B.当P滑到R中点时，图甲中L功率比图乙中的小
C.当P滑到R最左端时，图甲所示电路比图乙更节能
D.图甲中L两端电压的可调范围比图乙中的大
11．下列说法正确的是( )
A.中子整体呈电中性但内部有复杂结构
B.真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同
C.增加接收电路的线圈匝数，可接收更高频率的电台信号
D.分子间作用力从斥力变为引力的过程中，分子势能先增加后减少
12．如图是输电线为用户输电的示意图，电路中升压变压器和降压变压器都认为是理想变压器，中间输电线上的总电阻为R，下列说法正确的是( )
A.的输出电压与的输入电压相等
B.的输出功率大于的输入功率
C.若用户接入的用电器增多，则R消耗的电功率减小
D.若用户接入的用电器减少，则的输出功率减小
三、填空题
13．自行车发电照明系统
图（a）所示是自行车车灯的发电机，它内部有一块永久磁铁，置于绕有线圈的“”形软铁芯内，如图（b）所示。当自行车车轮转动时，通过摩擦轮带动磁铁转动，从而产生正弦式交变电流，对车灯供电。假设灯泡阻值不变，摩擦轮与轮胎间不打滑。
将“24 V 6 W”的车灯接在原、副线圈匝数比为1:2的理想变压器的输出端上，当车灯正常工作时，原线圈上的电压为_____V。
参考答案
1．答案：B
解析：A.理想变压器由题图知，原线圈电压最大值为，则有效值为
故A错误；
B.灯泡正常发光，由得，副线圈中电流有效值为
故B正确；
C.由理想变压器电压与匝数关系可知
故C错误；
D.理想变压器没有能量损失，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则原线圈的输入功率
故D错误。
故选B。
2．答案：B
解析：根据理想变压器的变压规律有，根据题意可知，解得，即，A错误，B正确；电压表测量的是有效值，则其示数应为，C错误；变压器不改变交流电的频率，结合原线圈输入交流电压的瞬时表达式可知，副线圈输出交流电压的频率，D错误。
3．答案：B
解析：由题意可知，充电完毕后电容器所带的电荷量为，电容器两极板间电压的最大值为，则升压变压器输出电压的有效值为，由变压器的工作原理可知，又，解得，B正确。
4．答案：A
解析：原线圈：
变压器不改变交变电流的频率，故副线圈输出电流的频率也为50 Hz，CD错
理想变压器变压规律：
功率，A对，B错
5．答案：C
解析：由可得发电机的输出电流，A错误；用户端的电流，由变压器的变流规律有，解得，故输电线上损失的功率，B错误；升压变压器的输出功率，由可得输送给储能站的功率为，C正确；由变压器的变压规律有，解得，输电线上损失的电压为，则升压变压器的输出电压，由变压器的变压规律有，解得，D错误。
6．答案：C
解析：发电机线圈的转速为nz，输出交变电流的频率，B错误；线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生正弦式交流电，最大值，输出电压的有效值，A错误；变压器原、副线圈的匝数比，C正确；发电机产生的瞬时电动势，D错误.
7．答案：B
解析：卤素灯正常工作，标记的额定电压12 V，即为卤素灯两端电压的有效值，A错误；根据理想变压器的原理可知，B正确；流过卤素灯的电流为，C错误；卤素灯是非线性元件，电阻随着电压不同而改变，D错误.
8．答案：A
解析：在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中，通过取特殊点分析可知，负载的总电阻增大，由于理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，所以理想变压器输出电压恒定，根据闭合电路欧姆定律可知，理想变压器副线圈中的电流减小，即电流表示数减小；根据可知，理想变压器原线圈中的电流减小，即电流表示数减小；根据可知，原线圈的输入功率减小；定值电阻R两端的电压减小，所以定值电阻R消耗的功率减小，故A正确，B、C、D错误.
9．答案：AD
解析：A.交流电的周期为
故A正确；
B.根据理想变压器原副线圈的电压与线圈匝数的关系可得，原副线圈匝数比为
故B错误；
C.输出的最大电压为
故C错误；
D.若10台充电桩同时使用，输出功率为
变压器不改变功率，故输入功率为
故D正确。
故选AD。
10．答案：AC
解析：A.滑片P在最左端时，图甲、乙中变压器输出电压均为灯泡的额定电压6V，因此，故A正确；B.当P滑到R中点时，图甲中总电阻为P左端电阻与灯泡电阻串联，图乙中总电阻为灯泡电阻与P右端的电阻并联后再与P左端电阻串联，由于并联电阻小于灯泡电阻，则图甲中灯泡电压大于图乙中灯泡电压，则图甲中灯泡功率比图乙中灯泡功率大，故B错误；C.当P滑到R最左端时，图甲中只有灯泡，图乙中与灯泡并联，总电阻更小，输出功率更大，图甲比图乙更节能，故C正确；D.图乙中的灯泡两端电压在0到6V间变化，图甲中灯泡两端电压最高为6V，最低达不到0，则图乙中灯泡两端可调电压范围大，故D错误。故选AC。
11．答案：AB
解析：A.中子靠弱相互作用结合成整体，则中子呈电中性但内部有复杂结构，故A正确；
B.根据爱因斯坦的相对论可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同，故B正确；
C.根据
可知，增加接收电路的线圈匝数，可减小振荡电路的固有频率，则可接收较低频率的电台信号，故C错误；
D.分子间作用力从斥力变为引力的过程中，即分子距离从小于到大于的过程，分子力先做正功后做负功，则分子势能先减小后增大，故D错误。
故选AB。
12．答案：BD
解析：设输电线中的电流为的输出电压与的输入电压分别为，则有，即的输出电压大于的输入电压，A错误；的输出功率为，输电线上损耗的功率为，的输入功率为，则，即的输出功率大于的输入功率，B正确；若用户接入电路的用电器增多，则副线圈中的电流增大，由变压器的工作原理可知，原线圈中的电流增大，即输电线上的电流增大，输电线上损耗的功率增大，即R消耗的电功率增大，C错误；若用户接入电路的用电器减少，则用电器消耗的功率减小，即的输出功率减小，D正确。
13．答案：12
解析：当车灯正常工作时，理想变压器副线圈两端的电压为，则由理想变压器的变压规律可知理想变压器原线圈上的电压为。