《高考物理新编大一轮总复习》第11章 2 知能达标训练

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[基础题组]

1．(多选)(2020·海南五指山模拟)钳形电流表的外形和结构如图甲所示。图甲中电流表

的读数为 0.9 A，图乙中用同一电缆线绕了 3匝，则(　　)

A．这种电流表能测出交变电流的有效值

B．这种电流表既能测直流电流，又能测交变电流

C．这种电流表能测交变电流，图乙的读数为 0.3 A

D．这种电流表能测交变电流，图乙的读数为 2.7 A

[解析]　由于变压器工作原理是通过原线圈的电流发生变化，则原线圈中的磁场发生变

化，故穿过副线圈的磁通量发生变化，从而在副线圈中产生感应电流，故这种电流表只能测

交变电流，而且测量的是交变电流的有效值，故 A正确，B错误；根据输入功率和输出功率

的关系有 P1＝P2，即 U1I1＝U2I2，所以＝，由题意可知：当 n1＝1，I2＝0.9 A，即＝，当 n1＝

3时有＝，解得 I2′＝2.7 A，故 C错误，D正确。

[答案]　AD

2．(多选 )(2020· 郑州市高三质量预测 )如图甲所示，变压器原、副线圈上有

L1、L2、L3、L4四只灯泡，它们的规格都是“9 V　12 W”。该变压器 cd 端的交变电压为

u(ut 图象如图乙所示)时，四只灯泡都正常发光，各电表均为理想交流电表。以下说法正确

的是(　　)

A．ab 端输入电压的瞬时值表达式为 uab＝27sin 100πt(V)

B．原、副线圈匝数比为 3∶1

C．流过灯泡 L2的电流方向每秒钟改变 50 次

D．电流表的示数为 4 A，ab 端输入的功率 Pab＝48 W

[解析]　由图乙可知，cd 端输入电压的最大值为 27 V，周期为 T＝0.02 s，cd 端输入电

压的瞬时值表达式为 u＝27sin 100πt(V)，由于串联了灯泡 L1，所以 ab 端输入电压的最大值

一定大于 27 V，选项 A错误；根据题述四只灯泡都正常发光，可知四只灯泡中电流相等，

原、副线圈电流之比为 1∶3，可知原、副线圈匝数比为 3∶1，选项 B正确；交变电流的周期为

0.02 s，频率为 50 Hz，流过灯泡 L2的电流方向每秒钟改变 100 次，选项 C错误；灯泡正常

发光，每个灯泡中的电流为 A，电流表的示数为 4 A，每个灯泡的电功率为 12 W，ab 端输

入功率等于四个灯泡的正常发光功率之和，即 Pab＝48 W，选项 D正确。

[答案]　BD

3．(2019·山西省高三质量检测)如图，理想变压器的原、副线圈电路中接有四只规格相

同的灯泡，原线圈电路接在电压恒为 U0的交变电源上。当 S断开时，L1、L2、L3三只灯泡

均正常发光。若闭合 S，已知灯泡都不会损坏，且灯丝电阻不随温度变化，则(　　)

A．灯泡 L1变亮　　　　 B．灯泡 L2变亮

C．灯泡 L3亮度不变 D．灯泡 L4正常发光

[解析]　当 S断开时，设原线圈电流为 I1，电压为 U1，副线圈电流为 I2，电压为 U2，灯

泡电阻为 R，由变压器规律得＝，＝，则 U1＝U2＝·I2R并＝2I1R并。因原线圈有灯泡，故 U0＝

I1R＋U1＝I1R＋I1·R并；闭合 S时R并减小，故 I1增大，则灯泡 L1变亮；变压器的输入电压减

小，而匝数比不变，则变压器的输出电压减小，则灯泡 L2和L3变暗，L4不能正常发光。故

选项 A正确，B、C、D错误。

[答案]　A

4．2019 年8月，浙江省受台风“利奇马”影响，造成大面积停电。某通讯公司准备的

应急供电系统如图所示，图中 T1、T2分别为理想的升压变压器和降压变压器，R表示输电线

电阻，I表示电流，U表示线圈两端电压，n表示线圈的匝数，下列说法正确的是(　　)

A．如果发电机的输出功率为 P，则 P＝U1I1＝U2I2＝U4I4

B．若 n1∶n2＝n4∶n3，则有 U1＝U4

C．用户消耗的功率越大，输电线上消耗的功率越小

D．如果发电机的输出功率为 P，则输电线上消耗的功率为 R

[解析]　如果发电机的输出功率为 P，因理想变压器没有能量损失，故有 P＝U1I1＝

U2I2，但输电线上消耗功率，故 P＞U4I4，A错误；因为输电线上有电压损失，所以

U1≠U4，B错误；用户消耗的功率越大，三个回路中的电流越大，输电线上消耗的功率也越

大，C错误；如果发电机的输出功率为 P，则输电线中的电流为，输电线上消耗的功率为

R，D正确。

[答案]　D

5．如图，理想变压器上接有 3个完全相同的灯泡，其中 1个灯泡与原线圈串联，另外 2

个灯泡并联后接在副线圈两端。已知交流电源的电压 u＝18 sin 100πt(V)，3个灯泡均正常发

光，忽略导线电阻，则变压器(　　)

A．副线圈电压的频率为 100 Hz B．原线圈两端的电压为 12 V

C．原副线圈的电流比为 2∶1 D．原副线圈的匝数比为 2∶1

[解析]　由交流电源的电压 u＝18 sin 100πt(V)，可知 100 π＝2 πf，交变电流的频率为 f

＝50 Hz，选项 A错误；3个灯泡均正常发光，设灯泡额定电压为 U，额定电流为 I，则副线

圈输出电压为 U，输出电流为 2I，由变压器变流公式可得原副线圈的匝数比为 n1∶n2＝2I∶I＝

2∶1，选项 D正确；原副线圈的电流比为 I∶2I＝1∶2，选项 C错误；交流电源电压 U′＝18

V，根据变压器变压公式，原线圈两端的电压为 U1＝2U，由 U′＝U ＋U1，解得 U1＝12

V，选项 B正确。

[答案]　BD

6．(多选)(2021·内蒙古集宁模拟)如图甲所示为理想变压器，其原线圈匝数 n1＝50 匝，

副线圈匝数 n2＝100 匝，电阻 R1、R2的阻值均为 100 Ω。副线圈两端的电压 U随时间 t按正

弦规律变化，如图乙所示，下列说法正确的是(　　)

A．电流表的示数为 π A

B．原线圈中电流变化的频率为 25 Hz

C．电阻 R1的热功率 P＝ 200π2 W

D．a、b间的输入电压的有效值 Uab＝125 π V

[解析]　电流表的示数是电流的有效值，则 I2＝＝＝ π A，A项错误；由图乙可知，副

线圈中交流电的频率 f＝＝50 Hz，变压器不改变交流电的频率，故原线圈中电流变化的频率

为50 Hz，故 B错误；原线圈中电流的有效值 I1＝I2＝ π A，原线圈两端电压 U1＝U2＝× V

＝25 π V，电阻 R1的热功率 P＝IR1＝200 π2 W，a、b间的输入电压的有效值 Uab＝I1R1＋U1＝

125 π V，故 C、D正确。

[答案]　CD

7．(2020·四川广元市质检)我国“西电东送”采用特高压远距离输电。在西部发电厂附

近升压变压器将电压升高，通过输电线输送到东部某地，再用降压变压器降压到稳定的工作

电压，为负载提供电压。变压器均为理想变压器，发电机输出电压及输电线的电阻均不变。

则(　　)

A．增加负载，输电线上损失的功率增大

B．增加负载，升压变压器的原线圈中电流减小

C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压

D．升压变压器的输出电压小于降压变压器的输入电压

[解析]　由于负载增加，降压变压器输出的功率增加，负载线路电流变大，故高压输电

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