专题12 交变电流和变压器-2022年新高考物理精选模拟题分项汇编（第三期）

专题12 交变电流和变压器 1．（2021·浙江省嘉兴一中高三月考）自耦变压器是初级和次级在同一个绕组上的变压器，具有结构简单、用料省和体积小等优点。如图为可调压式自耦变压器，在电压 保持不变的情况下，要使电压 减小到原来的二分之一，可采取的方法是（　　） A．滑片 保持不变，滑片P顺时针转过适当角度 B．滑片 保持不变，滑片P逆时针转过适当角度 C．滑片 保持不变，滑片 向上移动适当距离 D．滑片 保持不变，滑片 向下移动适当距离 【答案】A 【解析】AB．滑片 顺时针转过一定角度时，副线圈的匝数减少，两端电压减小，而逆时针时匝数增加，两端电压增大，故A正确，B错误；CD．副线圈两端的电压由原线圈两端的电压以及匝数比决定，而与副线圈回路中的电阻大小无关，故CD错误。故选A。 2．（2021·湖北省十堰一中高三月考）如图所示为模拟远距离输电的部分测试电路。a、b端接电压稳定的正弦交流电源，理想变压器的原、副线圈匝数比为k且 ，定值电阻 ，电流表、电压表均为理想电表，其示数分别用I和U表示。当向上调节滑动变阻器 的滑片P时，电流表、电压表示数变化量分别用 和 表示。则以下说法正确的是（　　） A． B． C．电阻 消耗的功率 D．电源的输出功率一定增大 【答案】D 【解析】AB．根据变压器的原理可得 ， ，则有 ， 。在原线圈电路中有 ，即 ，整理可得 ，则有 ，所以AB错误；C．副线圈消耗的功率为 ，所以C错误；D．当向上调节滑动变阻器 的滑片P时，副线圈的总电阻减小，所以回路中的电流增大，电源的电压不变，所以电源的输出功率一定增大，则D正确；故选D。 3．（2021·湖北省广水市实验高级中学高三月考）如图所示，变压器的原线圈两端连接导轨，副线圈和电阻 相连构成闭合回路，导体棒在垂直于导轨平面的匀强磁场中沿导轨向右匀速切割磁感线。下列说法正确的是（　　） A．电压表V1的示数不为零 B．电压表 V1的示数为零 C．电压表 V2的示数不为零 D．电压表 V2的示数为零 【答案】AD 【解析】AB．当导体棒做匀速直线运动切割磁感线时，导体棒中产生恒定的感应电动势，所以电压表V1的示数不为零，A正确，B错误；CD．由于导体棒中产生的感应电动势恒定，穿过变压器原线圈的电流恒定，使得穿过变压器副线圈的磁通量不变，副线圈所在回路没有感应电动势，所以电压表V2的示数为零，C错误，D正确。故选AD。 4．（2021·广东珠海高三月考）单匝闭合矩形线框电阻为 ，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Φ与时间 的关系图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A． 时刻线框平面处于中性面 B．从 到 过程中线框的平均感应电动势为 C．线框的感应电动势有效值为 D．线框转一周外力所做的功为 【答案】ACD 【解析】A． 时刻线框的磁通量最大，则线圈平面处于中性面，选项A正确；B．从 到 过程中线框的平均感应电动势为 ，选项B错误；C．因为 ，线框的感应电动势最大值 ，有效值为 ，选项C正确；D．线框转一周外力所做的功等于产生的电能，即 ，选项D正确。故选ACD。 5．（2021·辽宁省葫芦岛一中高三月考）2021年7月20日一场特大暴雨迫使郑州一座城断电，这样做主要是防止二次受灾，尽管如此仍有变压器短路而爆炸的事件发生。为保证变压器的安全工作，某同学设计了一断电保护器放在输出端，如图所示。假设某小区民用电变压器输入电压为 ，输入电流最大为160A的理想变压器。下面说法正确的是（　　） A．若断电器电阻可忽略，变压器原、副线圈匝数比应为1：50 B．若断电器电阻可忽略，断电器允许通过的最大电流为8000A C．若断电器电阻不能忽略，随着用户数量增多，用电器电压会降低 D．若断电器电阻不能忽略，变压器输入功率等于用户消耗的总功率 【答案】BC 【解析】A．若断电器电阻可忽略，我国的居民用电为220V，由理想变压器原副线圈的电压之比等于匝数之比可得 ，故A错误；B．若断电器电阻可忽略，由理想变压器原副线圈的电流之比等于匝数的反比可得 ，代入数据可得 ，断电器允许通过的最大电流为8000A，故B正确； C．由于输入电压不变，所以变压器的输出变压不变，若断电器电阻不能忽略，随着用户数量增多，导致用户端的等效电阻变小，则电流变大，由欧姆定律可得，断电器两端的电压变大，则用电器电压会降低，故C正确；D．变压器输入功率等于变压器的输出功率，若断电器电阻不能忽略，则断电器会消耗部分功率，所以变压器输入功率大于用户消耗的总功率，故D错误。故选BC。 6．（2021·浙江省绍兴一中高三月考）如图所示，一理想自耦变压器的原线圈与交流发电机的输出端K、L相连，副线圈接有可调电阻R，滑片P与线圈始终接触良好。发电机输出电压的有效值 保持恒定，线圈转动的