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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑2021年高考物理模拟题精练专题5.10,滑动变阻器、开关引起理想变压器动态电路（基础篇）（解析版） 2021 年高考物理 100 考点最新模拟题千题精练（选修 3-2 ） 第五部分 交变电流 题 专题 5.10 滑动变阻器、开关引起的抱负变压器动态电路（基础篇） 一选择题 1（2021 贵州铜仁市一模）如图所示，一抱负变压器的原线圈与稳定的正弦沟通电源相连，副线圈与定值电阻 R 0 和匀称密绕的滑线变阻器 R 串联。若不考虑温度对 R 0 、R 阻值的影响。在将滑动头 P 自 a 匀速滑到b 的过程中 A.原线圈输入功率变大 B.原线圈两端电压变大 C.R
2、 两端的电压变小 D.R 0 消耗的电功率变小 【参考答案】.AC 【命题意图】 本题以抱负变压器为情景，考查对滑动变阻器滑动头滑动引起的动态变化电路分析和相关学问的理解运用，考查的核心素养是电路分析和科学思维力量。 【解题思路】抱负变压器原线圈输入电压恒定，依据抱负变压器变压关系可知，副线圈输出电压恒定。在滑动变阻器滑动头 P 由 a 匀速滑到 b 的过程中，滑动变阻器接入电路中电阻减小，副线圈负载电阻变小，副线圈输出电流增大，副线圈电路消耗电功率增大，依据变压器输入电功率等于输出电功率可知，原线圈输入电功率变大，原线圈两端电压不变，选项 A 正确 B 错误；在滑动变阻器滑动头 P 由 a
3、匀速滑到 b 的过程中，滑动变阻器接入电路中电阻减小，副线圈负载电阻变小，副线圈输出电流增大，定值电阻 R0 两端电压增大，消耗的电功率变大，R 两端电压减小，选项 C 正确 BD 错误。 【易错警示】解答此题常见错误主要有：一是对滑动变阻器滑动头 P 由 a 匀速滑到 b 的过程中引起的电阻、电流变化不能正确分析；二是对抱负变压器电压关系、电功率关系理解把握不到位；三是对副线圈电路分析不清晰。 2（2021 天津 12 区县重点学校联考）心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可等效为一个不计内阻的沟通电源，其电压 U 1 会随着心跳频率发生变化。如图所示，心电仪与一抱
4、负变压器的初级线圈相连接，扬声器（等效为一个定值电阻）与一滑动变阻器连接在该变压器的次级线圈。则（ ） A保持滑动变阻器滑片 P 不动，当 U 1 变小时，扬声器的功率变大 B保持滑动变阻器滑片 P 不动，当 U 1 变小时，原线圈电流 I 1 变小 C若保持 U 1 不变，将滑动变阻器滑片 P 向右滑，扬声器获得的功率增大 D若保持 U 1 不变，将滑动变阻器滑片 P 向右滑，副线圈的电流 I 2 增大 【参考答案】B 【名师解析】 AB保持滑动变阻器滑片 P 不动，当 U 1 变小时，依据变压器原副线圈的电压与匝数关系可知，次级电压U 2 减小，则扬声器的功率变小；次级电流减小，则初级电流
5、 I 1 也减小，选项 A 错误，B 正确； CD若保持 U 1 不变，则次级电压 U 2 不变，将滑动变阻器滑片 P 向右滑，则 R 电阻变大，次级电流 I 2 减小，则扬声器获得的功率减小，选项 CD 错误。 3. （2021 高考模拟示范卷 1）如图所示，抱负变压器原副线圈匝数比为 21，原线圈接沟通电 u20 sin100 t(V)，保险丝的电阻为 1 ，熔断电流为 2 A，电表均为抱负电表下列说法正确的有 A. 电压表 V 的示数为 14.1 V B. 电流表 A 1 、A 2 的示数之比为 21 C. 为了平安，滑动变阻器接入电路的最小阻值为 4 D. 将滑动变阻器滑片向上移动，电
6、流表 A 1 的示数减小 【参考答案】CD 【名师解析】原线圈电压有效值为 ，依据变压器原理可得 ，故电压表 V 的示数为 110V，A 错误；依据变压器原理可知，电流强度与匝数成反比，故电流表 A 1 、A 2 的示数之比为 1：2，B 错误；保险丝的电阻为 1，熔断电流为 2A，为了平安，滑动变阻器接入电路的最小阻值为 ，C 错误；将滑动变阻器滑片向上移动，滑动变阻器接入电路的总电阻 增大，副线圈电流强度减小，则原线圈的电流强度也减小，所以电流表 A 1 的示数减小，D 正确 4.（2021 江西南昌三模）图甲中抱负变压器原、副线圈的匝数之比为 n 1 ：n 2 5：1，电阻 R20，L
7、1 、L 2为规格相同的两只小灯泡，S 1 为单刀双掷开关原线圈接正弦交变电源，输入电压 u 随时间 t 的变化关系如图乙所示现将 S 1 接 1、S 2 闭合，此时 L 2 正常发光的功率为 P，下列说法正确的是（ ） A输入电压 u 的表达式 u20 sin50tV B若 S 1 换接到 2 后，R 消耗的电功率为 0.4W C只断开 S 2 后，L 1 、L 2 的功率均为 P/2 D只断开 S 2 后，原线圈的输入功率为 P/2 【参考答案】D 【命题意图】本题考查变压器动态变化、电功率及其相关学问点。 【解题思路】由输入电压 u 随时间 t 的变化关系图像可知，最大值 Um=20 2
8、 V，交变电流的周期是 T=0.02s，2/T100，所以输入电压 u 的表达式应为 u20 sin（100t）V，选项 A 错误；原线圈输入电压U1=20V，由变压器变压公式可副线圈输出电压为 U 2 =4V，若 S 1 换接到 2 后，R 消耗的电功率为P R =U 2 2 /R=0.8W，选项 B 错误；只断开 S 2 后，负载电阻变大为原来的 2 倍，电压不变，副线圈输出电流变小为原来的一半，L 1 、L 2 的功率均变为额定功率的四分之一，选项 C 错误；依据变压器原线圈的输入功率等于副线圈的功率，只断开 S 2 后，原线圈的输入功率为两个灯泡消耗的电功率之和，为 P/4+P/4=P
9、/2，选项 D 正确。 【方法归纳】对于变压器问题，一般利用变压公式和原副线圈电功率相等解答。若某个电阻接在电压不变的电路中，消耗的电功率为 P，则两个同样的电阻串联接在该电路中，每个电阻消耗的电功率为 P/4. 5. 如图所示，抱负变压器原线圈接在沟通电源上，图中各电表均为抱负电表。下列说法正确的是 （） A. 当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，R 1 消耗的功率变大 B. 当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，电压表 V 示数变大 C. 当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，电流表 A 1 示数变大 D. 若闭合开关 S，则电流表 A 1 示数变大，A 2 示数变大 【参考答案】
10、B 【名师解析】当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，R 的阻值变大，变压器的次级电压不变，则次级电流减小，则 R 1 消耗的功率及两端电压均变小，电压表的示数等于变压器次级电压减去 R 1 两端的电压，故电压表的示数变大，选项 A 错误，B 正确；由于当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，次级电流减小，故初级电流也减小，电流表 A 1 示数变小，选项 C 错误；若闭合开关 s，则变压器的次级电阻减小，次级电流变大，R 1 的电压变大，则电压表 V 示数减小，则 R 2 两端电压减小，安培表 A 2 读数减小；次级电流变大，则初级电流变大，则电流表 A 1 示数变大，选项 D 错误；故选
11、B. 【分析】滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，接入电路中的阻值变大，因输出电压不变，则总电流变小，据欧姆定律确定各表的示数变化 6. 图示电路中，变压器为抱负变压器，a、b 接在电压有效值不变的沟通电源两端，R0 为定值电阻，R 为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置，观看到电流表 A1 的示数增大了 0.2A，电流表 A2 的示数增大了 0.8A。则下列说法正确的是（ ） A. 电压表 V 1 示数增大 B. 电压表 V 2 、V 3 示数均增大 C. 该变压器起升压作用 D. 变阻器滑片是沿 c d 的方向滑动 【参考答案】D 【名师解析】电流表示数增，说明滑动变阻
12、器接入电路的阻值减小，故应从 c 向 d 滑动，故 D 正确；电压表 V 1 、V 2 示数不变，故 A、B 错误；原副墙中的电流和匝数成反比，即 n 1 I 1 =n 1 I2，电流变化时，n 1 I 1 =n 2 I 2 ， 故 ,应是降压变压器，C 错误。 【分析】本题考查变压器的工作原理和变压器电路的动态分析，意在考查考生的理解力量和推理幼变压器的考查主要是考查电压和匝数成正比电流和匝数成反比。对于动态电各问题，留意几个打算关系输入电压 打算输出电压，输出电流打算输入电流，输出功率打算输入功率。 7如图所示，抱负变压器原、副线圈的匝数比为 10：1，b 是原线圈的中心抽头，电压表和电流
13、表均为抱负沟通电表，除 R 以外其余电阻不计，从某时刻开头开关扳向 a，在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为 ，下列说法中正确的是( ) A 时，电压表的读数为 22V B 时，a、c 两点电压瞬时值为 110V C 滑动变阻器滑片向上移，电压表和电流表的示数均变大 D 单刀双掷开关由 a 扳向 b，电压表和电流表的示数均变小 【参考答案】A 【名师解析】当单刀双掷开关与 a 连接时，匝数之比为 10：1，原线圈两端有效值为 =220V，所以副线圈电压有效值为 22V，故 A 正确；t=1/600 s 时，a、c 两点电压瞬时值为 u 1 =220 sin/6(V)=110 V，选项 B
14、 错误；滑动变阻器触头向上移动的过程中，电阻增大，电压不变，电流减小，电流表的示数变小，故C 错误；当单刀双掷开关由 a 扳向 b 时，匝数之比为 5：1，输出电压增大，电压表和电流表的示数均变大，故 D 错误；故选 A。 点睛：此题关键是把握变压器的特点：匝数与电压成正比，与电流成反比，输入功率等于输出功率；同时做好本题要理解变压器中心抽头的作用：转变了匝数之比，从而转变了电压之比，也转变了两表的示数 8.如图，一抱负变压器原、副线圈匝数比为 4:1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦沟通电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为 R0，负载电阻的阻值 R=11R0， 是抱负电压表；现将负载电阻的
15、阻值减小为R=5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表读数为 5.0V，则（ ） A. 此时原线圈两端电压的最大值约为 34V B. 此时原线圈两端电压的最大值约为 24V C. 原线圈两端原来的电压有效值约为 68V D. 原线圈两端原来的电压有效值约为 48V 【参考答案】D 【名师解析】当负载电阻的阻值减小为 R=5R 0 时，依据串联电路规律，R 两端电压为 R 0 两端电压的 5 倍，由于电压表测量 R 两端的电压，所以 ,故副线圈两端电压为 U 2 =6V，依据公式 可得此时原线圈两端电压的有效值为 U 1 =24V,所以此时原线圈两端电压的最大值约为 ,A 正确，B 错误；由于变化过程中变压器的输入电流不变，所以对于副线圈中变化前后电流也不变，则变化后电压, 变 化 前 ， , 所 以 , 根 据 公 式可得原线圈两端原来的电压有效值约为 48V，D 正确，C 错误。 【分析】本题考查电压器的工作原理。在解决抱负变压器问题时，需要把握两个公式，电压规律公式和电流规律公式 ，还需要知道原线圈的输入功率取决于副线圈消耗的功率，抱负变压器不转变沟通电的频
