第三章过关检测 (时间90分钟满分：100分)】 一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第 16小题只有一个选项符合题目要求，第7~10小题有多个选项符合题目要求，全 部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1.一理想变压器原、副线圈匝数比为1：2=10：1，原线圈与正弦式交流电源连 接，输入电压u随时间t变化的规律如图所示，副线圈只接入一个10Ω的电阻，则 () ↑uWV 311 0 2t102s) -311 A.流过电阻的电流最大值为2.2A B.与电阻并联的电压表示数为31.1V C.电阻在1.0s内产生的热量为96.8J D.变压器的输入功率约为48.4W 答案D 解析：原线圈电压最大值为311V,有效值为220V,根据华=可知副线圈电压 02 最大值为31.1V,有效值为22V,所以流过电阻的电流最大值为3.11A,与电阻并 联的电压表示数为22V,选项A、B错误：电阻在1.0s内产生的热量 Q=PRt仁48.4J,选项C错误；输入功率等于输出功率等于48.4W,选项D正确。 2.下图中变压器为理想变压器，四个灯泡L1、L2、L3、L4都标有4V4W°，变压 器原、副线圈匝数比1：2=4：1。要求灯泡不能被烧毁，假设灯泡电阻不变，则 α、b间交流电压的有效值不能超过( a-☒ L 712 6 X A.25V B.24V C.20V D.16V 答案：A 解析：由题图可知，L2与L3并联后与L4串联，故L4中电流为L2与L3电流之和，L1 电流为原线圈中的电流，而L4电流等于副线图中的电流，根据电流之比与线圈匝 数之比的关系可得学=光=故L4应达到额定功率，即输出电流为h-号=：A=l n A,L2与L3中电流均为0.5A,此时并联部分电压为2V,变压器输出电压为
第三章过关检测 (时间:90 分钟 满分:100 分) 一、选择题(共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中,第 1~6 小题只有一个选项符合题目要求,第 7~10 小题有多个选项符合题目要求,全 部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分) 1.一理想变压器原、副线圈匝数比为 n1∶n2=10∶1,原线圈与正弦式交流电源连 接,输入电压 u 随时间 t 变化的规律如图所示,副线圈只接入一个 10 Ω 的电阻,则 ( ) A.流过电阻的电流最大值为 2.2 A B.与电阻并联的电压表示数为 31.1 V C.电阻在 1.0 s 内产生的热量为 96.8 J D.变压器的输入功率约为 48.4 W 答案:D 解析:原线圈电压最大值为 311 V,有效值为 220 V,根据𝑈1 𝑈2 = 𝑛1 𝑛2 可知副线圈电压 最大值为 31.1 V,有效值为 22 V,所以流过电阻的电流最大值为 3.11 A,与电阻并 联的电压表示数为 22 V,选项 A、B 错误;电阻在 1.0 s 内产生的热量 Q=I2Rt=48.4 J,选项 C 错误;输入功率等于输出功率等于 48.4 W,选项 D 正确。 2.下图中变压器为理想变压器,四个灯泡 L1、L2、L3、L4都标有“4 V 4 W”,变压 器原、副线圈匝数比 n1∶n2=4∶1。要求灯泡不能被烧毁,假设灯泡电阻不变,则 a、b 间交流电压的有效值不能超过( ) A.25 V B.24 V C.20 V D.16 V 答案:A 解析:由题图可知,L2 与 L3 并联后与 L4 串联,故 L4中电流为 L2与 L3电流之和,L1 电流为原线圈中的电流,而 L4 电流等于副线圈中的电流,根据电流之比与线圈匝 数之比的关系可得𝐼1 𝐼4 = 𝑛2 𝑛1 = 1 4 ,故 L4 应达到额定功率,即输出电流为 I2= 𝑃 𝑈 = 4 4 A=1 A,L2 与 L3 中电流均为 0.5 A,此时并联部分电压为 2 V,变压器输出电压为
U2=(4+2)V=6V,输入电压为U1=凸U2=24V,此时灯泡L1中电流为0.25A,电压 为1V,故ab两端的电压最大值为Um=(24+1)V=25V,故选项A正确。 3.如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220√2sin100πt(V)的交流电源上，副线 圈接有R=110Q的负载电阻，原、副线圈匝数之比为4：1，电流表、电压表均为 理想电表。下列说法正确的是( A A.电流表的读数为2A B.原线圈的输入功率为27.5W C.电压表的读数为77.8V D.副线圈输出交变电流的周期为50s 答案B 解析：原线圈电压有效值为U1=220V,则根据匝数比可得副线圈电压有效值 h=55V,则副线圈电流有效值h-是=品A-05A则电流表的读教为 1亮h=0.125A,选项A错误：原线图的输入功率为P1=Ui=275W,选项B正确； 电压表的读数为U2=55V,选项C错误；副线图输出交变电流的周期为T=2江=0.02 s,选项D错误。 4.图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数m与副线圈匝数2之比为10：1，变 压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交变电流，电阻R1=R2=R3=202,与电容器 C连接成如图所示的电路，其中电容器的击穿电压为8V,电表均为理想交流电表， 开关S处于断开状态，则( 200 0 t/102s -200 A.电压表的读数为10V B.电流表的读数为0.05A C.电阻R2上消耗的功率为2.5W D.若闭合开关S,电容器会被击穿
U2=(4+2) V=6 V,输入电压为 U1= 𝑛1 𝑛2 U2=24 V,此时灯泡 L1中电流为 0.25 A,电压 为 1 V,故 ab 两端的电压最大值为 Um=(24+1) V=25 V,故选项 A 正确。 3.如图所示,理想变压器的原线圈接在 u=220√2sin 100πt (V)的交流电源上,副线 圈接有 R=110 Ω 的负载电阻,原、副线圈匝数之比为 4∶1,电流表、电压表均为 理想电表。下列说法正确的是( ) A.电流表的读数为 2 A B.原线圈的输入功率为 27.5 W C.电压表的读数为 77.8 V D.副线圈输出交变电流的周期为 50 s 答案:B 解析:原线圈电压有效值为 U1=220 V,则根据匝数比可得副线圈电压有效值 U2=55 V,则副线圈电流有效值 I2= 𝑈2 𝑅 = 55 110 A=0.5 A,则电流表的读数为 I1= 𝑛2 𝑛1 I2=0.125 A,选项 A 错误;原线圈的输入功率为 P1=U1I1=27.5 W,选项 B 正确; 电压表的读数为 U2=55 V,选项 C 错误;副线圈输出交变电流的周期为 T=2π 𝜔 =0.02 s,选项 D 错误。 4.图甲中的变压器为理想变压器,原线圈匝数 n1 与副线圈匝数 n2 之比为 10∶1,变 压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交变电流,电阻 R1=R2=R3=20 Ω,与电容器 C 连接成如图所示的电路,其中电容器的击穿电压为 8 V,电表均为理想交流电表, 开关 S 处于断开状态,则( ) 甲 乙 A.电压表的读数为 10 V B.电流表的读数为 0.05 A C.电阻 R2 上消耗的功率为 2.5 W D.若闭合开关 S,电容器会被击穿
答案：C 解析：开关断开时，副线圈电路为R1和R2串联，电压表测量R2两端的电压，由题图 乙可知原线圈电压为100V瓦V,所以副线圈电压为10v2V,则电压表的读数是R2 两端的电压，为5V2V=7.07V,故选项A错误；由选项A的分析可知，副线圈电流 为h-=8识A025巨A所以原线国电流为-受=0025巨A,故选项 R,+R2 B错误；电阻R1、R2上消耗的功率为P=l22R=(0.25V2}×20W=2.5W,故选项C 正确：当开关闭合时，R1与R3并联后和2串联，电容器的电压为并联部分的电压， 并联都分电阻为R=10Q,所以并联部分的电压为UC, R#_U2=10×10WZ 20+10 V=10EV,最大值为10×VZV=9V<8V,所以电容器不会被击穿，故选项D错 误。 5.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3：1，在原、副线圈的回路中分别接有 阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦式交流电源上，如图所示。 设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值 为k,则() A.U=66V,k=1B.U=22V,k=1 C.U=66V.k-D.U-22V.k- 答案：A 解析：设原、副钱圈中的电流分别为小、人，则片=光=言故景=行设原线圈 12n1 两端的电压为U1,则华==三故U=3U,而原线圈上电阻分担的电压为U,故 n +3U=20V,解得U-66V。选项A正确。 6.一自耦调压变压器（可看作理想变压器）的电路如图甲所示，移动滑动触头P可 改变副线圈匝数。已知变压器线圈总匝数为1900，原线圈匝数为1100，接在如图 乙所示的交流电源上，电压表为理想电表，则( 、P 2202tu/w 2tl10-2s) -2202 乙 A.交流电源电压瞬时值的表达式为u=220V2sinπt(V) B.P向上移动时，电压表的示数变大，最大示数为380v2V C.P向下移动时变压器的输入功率不变
答案:C 解析:开关断开时,副线圈电路为 R1 和 R2 串联,电压表测量 R2 两端的电压,由题图 乙可知原线圈电压为 100√2 V,所以副线圈电压为 10√2 V,则电压表的读数是 R2 两端的电压,为 5√2 V=7.07 V,故选项 A 错误;由选项 A 的分析可知,副线圈电流 为 I2= 𝑈2 𝑅1 +𝑅2 = 10√2 20+20 A=0.25√2 A,所以原线圈电流为 I1= 𝑛2 𝑛1 I2=0.025√2 A,故选项 B 错误;电阻 R1、R2 上消耗的功率为 P=𝐼2 2R=(0.25√2) 2×20 W=2.5 W ,故选项 C 正确;当开关闭合时,R1 与 R3 并联后和 R2 串联,电容器的电压为并联部分的电压, 并联部分电阻为 R 并=10 Ω,所以并联部分的电压为 UC= 𝑅并 𝑅2+𝑅并 U2= 10 20 +10 ×10√2 V=10√2 3 V ,最大值为10√2 3 × √2 V= 20 3 V<8 V,所以电容器不会被击穿,故选项 D 错 误。 5.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为 3∶1,在原、副线圈的回路中分别接有 阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为 220 V 的正弦式交流电源上,如图所示。 设副线圈回路中电阻两端的电压为 U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值 为 k,则( ) A.U=66 V,k=1 9 B.U=22 V,k=1 9 C.U=66 V,k=1 3 D.U=22 V,k=1 3 答案:A 解析:设原、副线圈中的电流分别为 I1、I2,则 𝐼1 𝐼2 = 𝑛2 𝑛1 = 1 3 ,故 k=𝐼1 2𝑅 𝐼2 2𝑅 = 1 9。设原线圈 两端的电压为 U1,则 𝑈1 𝑈 = 𝑛1 𝑛2 = 3 1 ,故 U1=3U,而原线圈上电阻分担的电压为1 3 U,故 𝑈 3 +3U=220 V,解得 U=66 V。选项 A 正确。 6.一自耦调压变压器(可看作理想变压器)的电路如图甲所示,移动滑动触头 P 可 改变副线圈匝数。已知变压器线圈总匝数为 1 900,原线圈匝数为 1 100,接在如图 乙所示的交流电源上,电压表为理想电表,则( ) A.交流电源电压瞬时值的表达式为 u=220√2sin πt (V) B.P 向上移动时,电压表的示数变大,最大示数为 380√2 V C.P 向下移动时,变压器的输入功率不变
DP向下移动时，通过原线圈的电流减小 答案D 解析：由题图乙可知，电源电动势最大值为Em=220v2V,周期为T=0.02 s,0-严=100 rad/s,.则交流电源电压瞬时值的表达式为u=220W2sin100V,选项 A错误：电压表的示数为交流电压的有效值，原线圈电压有效值U1-爱-220V,原 线图匝数m不变，由原、副线圈电压关系=可知，副线圈匝数最大时，副线圈 U n2 电压U2最大，最大值为U2=L=1900x2四V=380V,即电压表示数最大值为380 n 1100 V,选项B错误：变压器的输入功率由负载决定，即变压器的输入功率等于电阻R 消耗的功率P会P向下移动时，副线国匝数减少，电压减小所以功车减小选 项C错误；变压器原、副线圈电流关系为上=，解得原线圈电流=，副线圈 n 电流h=是=联立解得=%兴P向下移动时，副线圈匝数m减少，则h减小， n,R n 2R 选项D正确。 7.将如图所示的交流电源加在原、副线圈匝数比为4：1的理想变压器的原线圈 两端，已知副线圈接阻值R=11Ω的定值电阻，则下列说法正确的是( +/V 311 0.01 0.020.03t/s -311------- A.交变电流的频率为50Hz B.该理想变压器的输入功率为输出功率的4倍 C.副线圈电压的有效值为55V D.流过原线圈的电流大小为1.25A 答案：ACD 解析：由题图像可知交变电流的周期为T=0.02s,则其频率为f-二=50Hz,选项A正 确：理想变压器的输入功率和输出功率相等，选项B错误：由题图像可知交流电源 的电压的最大值为311V,所以输入电压的有效值为U1=号V=220V,根据电压 比与匝数比的关系可知副线圈电压的有效值为55V,选项C正确：对副线 圈，b-日=吾A=5A,2=得h票5A=125A选项D正确。 712 8.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1=202、R2=402,电 容器的电容C=100uF,已知电阻R1两端的正弦式交流电压如图乙所示，下列说法 正确的是( )
D.P 向下移动时,通过原线圈的电流减小 答案:D 解析:由题图乙可知,电源电动势最大值为 Em=220√2 V,周期为 T=0.02 s,ω= 2π 𝑇 =100π rad/s,则交流电源电压瞬时值的表达式为 u=220√2sin 100πt(V),选项 A 错误;电压表的示数为交流电压的有效值,原线圈电压有效值 U1= 𝐸m √2 =220 V,原 线圈匝数 n1 不变,由原、副线圈电压关系𝑈1 𝑈2 = 𝑛1 𝑛2 可知,副线圈匝数最大时,副线圈 电压 U2 最大,最大值为 U2= 𝑛2 𝑈1 𝑛1 = 1 900 ×220 1 100 V=380 V,即电压表示数最大值为 380 V,选项 B 错误;变压器的输入功率由负载决定,即变压器的输入功率等于电阻 R 消耗的功率 P=𝑈2 2 𝑅 ,P 向下移动时,副线圈匝数减少,电压 U2 减小,所以功率减小,选 项 C 错误;变压器原、副线圈电流关系为𝐼1 𝐼2 = 𝑛2 𝑛1 ,解得原线圈电流 I1=I2 𝑛2 𝑛1 ,副线圈 电流 I2= 𝑈2 𝑅 = 𝑛2𝑈1 𝑛1𝑅 ,联立解得 I1= 𝑛2 2𝑈1 𝑛1 2𝑅 ,P 向下移动时,副线圈匝数 n2 减少,则 I1 减小, 选项 D 正确。 7.将如图所示的交流电源加在原、副线圈匝数比为 4∶1 的理想变压器的原线圈 两端,已知副线圈接阻值 R=11 Ω 的定值电阻,则下列说法正确的是( ) A.交变电流的频率为 50 Hz B.该理想变压器的输入功率为输出功率的 4 倍 C.副线圈电压的有效值为 55 V D.流过原线圈的电流大小为 1.25 A 答案:ACD 解析:由题图像可知交变电流的周期为 T=0.02 s,则其频率为 f=1 𝑇 =50 Hz,选项 A 正 确;理想变压器的输入功率和输出功率相等,选项 B 错误;由题图像可知交流电源 的电压的最大值为 311 V,所以输入电压的有效值为 U1= 311 √2 V=220 V,根据电压 比与匝数比的关系可知副线圈电压的有效值为 55 V,选项 C 正确;对副线 圈,I2= 𝑈 𝑅 = 55 11 A=5 A,由 𝑛1 𝑛2 = 𝐼2 𝐼1 得 I1= 𝑛2 𝑛1 I2= 1 4 ×5 A=1.25 A,选项 D 正确。 8.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为 10∶1,R1=20 Ω、 R2=40 Ω,电 容器的电容 C=100 μF,已知电阻 R1 两端的正弦式交流电压如图乙所示,下列说法 正确的是( )
u/V 40 0.01 0.02t/s 甲 A.该交变电流的频率为50Hz B.原线圈输入电压的有效值为200V2V C.电容器的电荷量为4×103C D.电阻R2消耗的功率为20W 答案：ABD 解析：由题图乙得周期T=0.02s,则交变电流的频率为f=50Hz,故选项A正确； 由题图乙得变压器的输出电压的最大值为U2max=40V,则输出电压的有效值为 h=”-20V2V,根据理想变压器两端的电压比等于匝数比，有兰=是=碧，解 U. 得原线圈输入电压的有效值U1=10U2=200V2V,故选项B正确：电容器两端电压 在不断变化，所以电容器的电荷量是不断变化的，故选项C错误；副线圈的电路中 R2与R1并联，电压相等，则其功率为P2==20W=20W,故选项D正确。 R2 40 9.如图所示，理想变压器上接有三个完全相同的灯泡，其中一个灯泡与原线圈串联， 另外两个灯泡并联后接在副线圈两端。已知交流电源的电压u=18V2sin 100π(V),三个灯泡均正常发光，忽略导线电阻，则变压器( ☒ A.副线圈电压的频率为100Hz B.原线圈两端的电压为12V C.原、副线圈的电流比为2：1 D.原、副线圈的匝数比为2：1 答案BD 解析，根据交流电源的电压u=18v2n100V,可知周期T-s0.02s则频率 为仁=50HZ,选项A错误：设每个灯泡的额定电流为1，额定电压为U,因并联在 副线圈两端的两个灯泡正常发光，所以副线圈中的总电流为2L,原、副线圈电流之 比为1：2，根据原、副线圈中电流之比与匝数之比的关系得光=三=二故选项C 错误，D正确；根据“=上得原线图两端电压为U1=U2=2U,交流电源电压为 U2 n2 n2 U”=U+2U=3U,该交流电源电压的最大值为18V2V,则有效值为18V,所以 3U=18V,则灯泡的额定电压为6V,原线圈两端的电压等于2U=12V,选项B正 确
A.该交变电流的频率为 50 Hz B.原线圈输入电压的有效值为 200√2 V C.电容器的电荷量为 4×10-3 C D.电阻 R2 消耗的功率为 20 W 答案:ABD 解析:由题图乙得周期 T=0.02 s,则交变电流的频率为 f=1 𝑇 =50 Hz,故选项 A 正确; 由题图乙得变压器的输出电压的最大值为 U2max=40 V,则输出电压的有效值为 U2= 𝑈2max √2 =20√2 V,根据理想变压器两端的电压比等于匝数比,有 𝑈1 𝑈2 = 𝑛1 𝑛2 = 10 1 ,解 得原线圈输入电压的有效值 U1=10U2=200√2 V,故选项 B 正确;电容器两端电压 在不断变化,所以电容器的电荷量是不断变化的,故选项 C 错误;副线圈的电路中 R2 与 R1 并联,电压相等,则其功率为 PR2= 𝑈2 2 𝑅2 = (20√2) 2 40 W=20 W,故选项 D 正确。 9.如图所示,理想变压器上接有三个完全相同的灯泡,其中一个灯泡与原线圈串联, 另外两个灯泡并联后接在副线圈两端。已知交流电源的电压 u=18√2sin 100πt(V),三个灯泡均正常发光,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 答案:BD 解析:根据交流电源的电压 u=18√2sin 100πt(V),可知周期 T= 2π 100π s=0.02 s,则频率 为 f=1 𝑇 = 50 Hz,选项 A 错误;设每个灯泡的额定电流为 I,额定电压为 U,因并联在 副线圈两端的两个灯泡正常发光,所以副线圈中的总电流为 2I,原、副线圈电流之 比为 1∶2,根据原、副线圈中电流之比与匝数之比的关系得𝑛1 𝑛2 = 𝐼2 𝐼1 = 2 1 ,故选项 C 错误,D 正确;根据𝑈1 𝑈2 = 𝑛1 𝑛2 得原线圈两端电压为 U1= 𝑛1 𝑛2 U2=2U,交流电源电压为 U'=U+2U=3U,该交流电源电压的最大值为 18√2 V,则有效值为 18 V,所以 3U=18 V,则灯泡的额定电压为 6 V,原线圈两端的电压等于 2U=12 V,选项 B 正 确