高中物理一轮总复习练习：第十一章交流电流 传感器 课时作业52 Word版含解析

课时作业课时作业(五十二五十二)变压器变压器电能的输送电能的输送基础训练基础训练1(2018安徽安庆二测安徽安庆二测)如图所示，理想变压器原、副线圈分别如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡接有额定电压相同的灯泡 a 和和 b.当输入电压当输入电压 U 为灯泡额定电压的为灯泡额定电压的 10倍时，两灯泡均能正常发光，下列说法正确的是倍时，两灯泡均能正常发光，下列说法正确的是()A原、副线圈匝数之比为原、副线圈匝数之比为 91B原、副线圈匝数之比为原、副线圈匝数之比为 19C此时此时 a 和和 b 的电功率之比为的电功率之比为 91D此时此时 a 和和 b 的电功率之比为的电功率之比为 110答案答案：A解析解析：灯泡正常发光灯泡正常发光，则其电压均为额定电压则其电压均为额定电压 U0，说说明原线圈输入电压为明原线圈输入电压为 9U0， 输出电压为输出电压为 U0， 原原、 副线圈匝数之比为副线圈匝数之比为 91，故，故 A 正确，正确，B 错误；根据公式错误；根据公式I1I2n2n1，可得，可得I1I219，由于小灯泡两，由于小灯泡两端的电压相等端的电压相等， 所以根据公式所以根据公式 PUI 可得两者的电功率之比为可得两者的电功率之比为 19，故故 C、D 错误错误2(2018河南三门峡月考河南三门峡月考)如图所示，变压器输入有效值恒定的如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线送给用户电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线送给用户(电灯等用电电灯等用电器器)，R 表示输电线的电阻，则表示输电线的电阻，则()A用电器增加时，变压器输出电压增大用电器增加时，变压器输出电压增大B要提高用户的电压，滑片要提高用户的电压，滑片 P 应向上滑应向上滑C用电器增加时，输电线的热损耗减少用电器增加时，输电线的热损耗减少D用电器增加时，变压器的输入功率减小用电器增加时，变压器的输入功率减小答案答案：B解析解析：由于变压器原由于变压器原、副线圈的匝数不变副线圈的匝数不变，而且输入而且输入电压不变，因此增加负载不会影响输出电压，故电压不变，因此增加负载不会影响输出电压，故 A 错误；根据变压错误；根据变压器原理可知输出电压器原理可知输出电压 U2n2n1U1，当滑片，当滑片 P 向上滑时，向上滑时，n2增大，所以增大，所以输出电压增大，故输出电压增大，故 B 正确；由于用电器是并联的，因此用电器增加正确；由于用电器是并联的，因此用电器增加时总电阻变小时总电阻变小， 输出电压不变输出电压不变， 总电流增大总电流增大， 故输电线上热损耗增大故输电线上热损耗增大，故故 C 错误错误；用电器增加时总电阻变小用电器增加时总电阻变小，总电流增大总电流增大，输出功率增大输出功率增大，所以输入功率增大，故所以输入功率增大，故 D 错误错误3(2018河北定州中学周练河北定州中学周练)甲、乙两个完全相同的理想变压器甲、乙两个完全相同的理想变压器接在电压恒定的交流电路中接在电压恒定的交流电路中， 如图所示如图所示 已知两变压器负载电阻的阻已知两变压器负载电阻的阻值之比为值之比为 R甲甲R乙乙21，设甲变压器原线圈两端的电压为设甲变压器原线圈两端的电压为 U甲甲，副副线圈上通过的电流为线圈上通过的电流为 I甲甲；乙变压器原线圈两端电压为乙变压器原线圈两端电压为 U乙乙，副线圈副线圈上通过的电流为上通过的电流为 I乙乙，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是()AU甲甲U乙乙，I甲甲I乙乙BU甲甲2U乙乙，I甲甲2I乙乙CU甲甲U乙乙，2I甲甲I乙乙DU甲甲2U乙乙，I甲甲I乙乙答案答案：D解析解析：理想变压器接在电压恒定的交流电路中理想变压器接在电压恒定的交流电路中，两个两个变压器原线圈中的电流是相同的变压器原线圈中的电流是相同的，甲甲、乙两个变压器完全相同乙两个变压器完全相同，则则 I原原n1I甲甲n2，I原原n1I乙乙n2，因此，因此 I甲甲I乙乙，选项，选项 B、C 错误；错误；负载电阻的阻值之比为负载电阻的阻值之比为 R甲甲R乙乙21，所以两个变压器的副线圈，所以两个变压器的副线圈电压之比为电压之比为 21，根据原根据原、副线圈电压比等于匝数之比副线圈电压比等于匝数之比，U甲甲U甲甲n1n2，U乙乙U乙乙n1n2，因此，因此U甲甲U乙乙21，故，故 A 错误，错误，D 正确正确4如图所示，理想变压器的原线圈接入电压为如图所示，理想变压器的原线圈接入电压为 7 200 V 的交变的交变电压电压，r 为输电线的等效电阻为输电线的等效电阻，且且 r5 ，用电器用电器 RL的规格为的规格为“220V880 W”，已知该用电器正常工作，由此可知，已知该用电器正常工作，由此可知()A原、副线圈的匝数比为原、副线圈的匝数比为 301B原线圈中的电流为原线圈中的电流为 4AC电器电器 RL换成规格为换成规格为“220 V1 000 W”的用电器也可以正的用电器也可以正常工作常工作D变压器的输入功率为变压器的输入功率为 880 W答案：答案：A解析：解析：由用电器由用电器 RL正常工作，可得通过副线圈的电正常工作，可得通过副线圈的电流流 I4 A，副线圈导线上的电压损失，副线圈导线上的电压损失 Ur45 V20 V，副线圈两，副线圈两端的电压端的电压 U2220 V20 V240 V， 因此原副线圈的匝数比为因此原副线圈的匝数比为 30 1，故故 A 项正确；又项正确；又 P1P2U2I22404 W960 W，故，故 D 项错误；项错误；原线圈中的电流原线圈中的电流 I10.13 A，B 项错误；换成功率大的用电器后项错误；换成功率大的用电器后 r 分分压变大，用电器电压小于压变大，用电器电压小于 220 V，故，故 C 项错误项错误5(多选多选)如图所示的电路中，变压器为理想变压器，已知原、如图所示的电路中，变压器为理想变压器，已知原、副线圈的匝数比为副线圈的匝数比为n1n2120，现给原线圈两端加瞬时值表达式为，现给原线圈两端加瞬时值表达式为 u1311sin 100t(V)的交变电压，负载电阻的交变电压，负载电阻 R440 k，I1、I2分别表示分别表示原、副线圈中的电流，下列判断正确的是原、副线圈中的电流，下列判断正确的是()A副线圈两端电压的有效值为副线圈两端电压的有效值为 6 220 V，副线圈中电流的有效，副线圈中电流的有效值为值为 14.1 mAB副线圈两端电压的有效值为副线圈两端电压的有效值为 4 400 V，副线圈中电流的有效，副线圈中电流的有效值为值为 10.0 mACI1I2答案：答案：BD解析：解析：根据题意可知，原线圈两端交变电压的最大根据题意可知，原线圈两端交变电压的最大值为值为 311 V，则其有效值为则其有效值为3112V220 V，根据原根据原、副线圈电压与匝副线圈电压与匝数成正比，可知副线圈两端电压的有效值为数成正比，可知副线圈两端电压的有效值为 4 400 V，再根据欧姆定，再根据欧姆定律律，可以求出副线圈中电流的有效值为可以求出副线圈中电流的有效值为4 400440103A10 mA，选项选项 A错误错误，B 正确正确；变压器的输入功率等于输出功率变压器的输入功率等于输出功率，即即 U1I1U2I2，可可以判断以判断 I1I2，选项，选项 C 错误，错误，D 正确正确6(2018河南中原名校联盟质检河南中原名校联盟质检)(多选多选)如图所示是街头变压器如图所示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图变压器的输入电压是市区电网的电通过降压给用户供电的示意图变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动，可以认为电压表压，负载变化时输入电压不会有大的波动，可以认为电压表 V1示数示数不变输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用不变输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用 R0表示，变阻器表示，变阻器 R 表示用户用电器的总电阻如果变压器上的能量损表示用户用电器的总电阻如果变压器上的能量损失忽略不计失忽略不计， 当用户的用电器增加时当用户的用电器增加时， 图中各表的示数变化的情况是图中各表的示数变化的情况是()A电流表电流表 A1示数变大示数变大B电流表电流表 A2示数变小示数变小C电压表电压表 V2示数变大示数变大D电压表电压表 V3示数变小示数变小答案：答案：AD解析：解析：由于变压器的输入功率和输出功率相等，副由于变压器的输入功率和输出功率相等，副线圈的电阻减小了线圈的电阻减小了， 输出功率变大了输出功率变大了， 所以原线圈的输入功率也要变所以原线圈的输入功率也要变大，因为输入电压不变，所以输入电流要变大，所以电流表大，因为输入电压不变，所以输入电流要变大，所以电流表 A1的示的示数变大，数变大，A 正确；当用电器增加时，相当于正确；当用电器增加时，相当于 R 的值减小，副线圈的的值减小，副线圈的总电阻减小，所以电流要变大，即电流表总电阻减小，所以电流要变大，即电流表 A2的示数变大，的示数变大，B 错误；错误；理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的， 由于输入电压由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出电压不变，所以电压表和匝数比不变，所以副线圈的输出电压不变，所以电压表 V2的示数的示数不变，不变，C 错误；由于副线圈的电流变大，电阻错误；由于副线圈的电流变大，电阻 R0两端的电压变大，两端的电压变大，又因为电压表又因为电压表 V2的示数不变，所以电压表的示数不变，所以电压表 V3的示数变小，的示数变小，D 正确正确7(2018河北保定调研河北保定调研)(多选多选)如图所示，理想变压器原、副线如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为圈匝数比为 110，原线圈接通正弦交流电源原线圈接通正弦交流电源，理想电压表理想电压表 V 示数示数为为22 V，理想电流表，理想电流表 A1示数为示数为 5 A，副线圈串联了电阻可忽略的熔断，副线圈串联了电阻可忽略的熔断器、理想电流表器、理想电流表 A2以及虚线框内的某用电器，电路处于正常工作状以及虚线框内的某用电器，电路处于正常工作状态，则下列说法正确的是态，则下列说法正确的是()A熔断器的熔断电流应该大于熔断器的熔断电流应该大于 0.5AB原、副线圈的电流频率之比为原、副线圈的电流频率之比为 110C若虚线框内接入电容器，电容器的耐压值至少是若虚线框内接入电容器，电容器的耐压值至少是 220 2 VD若虚线框内接入电动机且正常工作，可知电动机内阻为若虚线框内接入电动机且正常工作，可知电动机内阻为 440，电流表，电流表 A2示数为示数为 0.5A答案：答案：AC解析：解析：根据根据I2I1n1n2，可知副线圈中电流为，可知副线圈中电流为 0.5A，则，则选项选项 A 正确正确； 原原、 副线圈的电流频率相等副线圈的电流频率相等， 选项选项 B 错误错误； 根据根据U1U2n1n2，可知副线圈两端电压为可知副线圈两端电压为 220 V，最大值为最大值为 220 2 V，选项选项 C 正确正确；电电动机为非纯电阻电器动机为非纯电阻电器， 若电动机内阻为若电动机内阻为 440 ， 则副线圈电流小于则副线圈电流小于 0.5A，选项，选项 D 错误错误能力提升能力提升8(多选多选)一台理想变压器的原、副线圈的匝数比为一台理想变压器的原、副线圈的匝数比为 41，原线，原线圈接入电压为圈接入电压为 220 V 的正弦交流电的正弦交流电， 一只理想二极管和一个滑动变阻一只理想二极管和一个滑动变阻器器 R 串联接在副线圈上，如图所示电压表和电流表均为理想交流串联接在副线圈上，如图所示电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是电表，则下列说法正确的是()A电压表的示数为电压表的示数为 55 VB原线圈中的输入功率等于副线圈中的输出功率原线圈中的输入功率等于副线圈中的输出功率C若将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电流表的示数变小若将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电流表的示数变小D若滑动变阻器接入电路的阻值为若滑动变阻器接入电路的阻值为 30 ，则则 1 min 内产生的热内产生的热量为量为 6 050 J答案：答案：BC解析：解析：原、副线圈的电压与匝数成正比，故副线圈原、副线圈的电压与匝数成正比，故副线圈两端的电压两端的电压 U255 V，由由 P入入P出出，即即 U1I1U2I2，B 项正确项正确；由有由有效值的定义知电压表的示数小于效值的定义知电压表的示数小于 55 V，A 项错误；将滑动变阻器的项错误；将滑动变阻器的滑片向下滑动滑片向下滑动，接入电路中的阻值变大接入电路中的阻值变大，但对原但对原、副线圈两端的电压副线圈两端的电压无影响无影响，即电压表的示数不变即电压表的示数不变，副线圈中的电流变小副线圈中的电流变小，则电流表的示则电流表的示数变小，数变小，C 项正确；由功率计算可知产生的热量为项正确；由功率计算可知产生的热量为 3 025 J，D 项错项错误误9(2018江西三校高三联考江西三校高三联考)如图所示，理想变压器原、副线圈如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为的匝数比为 101，b 是原线圈中心的抽头，电压表和电流表均为理是原线圈中心的抽头，电压表和电流表均为理想电表，除想电表，除 R 以外其余电阻不计从某时刻开始在原线圈两端加上以外其余电阻不计从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压交变电压，其瞬时值表达式为其瞬时值表达式为 u1220 2sin 100t(V)下列说法中正下列说法中正确的确的()At1600s 时，电压表的示数为时，电压表的示数为 220 VBt1600s 时，时，a、c 两点间电压瞬时值为两点间电压瞬时值为 110 VC滑动变阻器滑片向上移滑动变阻器滑片向上移，电压表的示数不变电压表的示数不变，电流表的示数电流表的示数减小减小D单刀双掷开关由单刀双掷开关由 a 扳向扳向 b，电压表的示数不变，电流表的示，电压表的示数不变，电流表的示数减小数减小答案：答案：C解析：解析：原线圈两端电压有效值为原线圈两端电压有效值为 220 V，由理想变压，由理想变压器原器原、 副线圈电压之比等于匝数之比可得副线圈电压之比等于匝数之比可得， 副线圈两端电压有效值为副线圈两端电压有效值为22 V，电压表测量的是有效值，故，电压表测量的是有效值，故 A 错误；错误；t1600s 时，时，a、c 两点两点间电压瞬时值为间电压瞬时值为 110 2 V，故故 B 错误错误；滑动变阻器滑片向上移滑动变阻器滑片向上移，接入接入电阻变大电阻变大， 副线圈两端电压由匝数比和输入电压决定副线圈两端电压由匝数比和输入电压决定， 电压表的示数电压表的示数不变不变，电流表示数减小电流表示数减小，C 正确正确；单刀双掷开关由单刀双掷开关由 a 扳向扳向 b，匝数比匝数比变小变小，匝数与电压成正比匝数与电压成正比，所以电压表和电流表的示数均变大所以电压表和电流表的示数均变大，故故 D错误错误10(2018河南洛阳一模河南洛阳一模)(多选多选)如图所示如图所示，理想变压器输入端接理想变压器输入端接在电动势随时间变化在电动势随时间变化、内阻为内阻为 r 的交流电源上的交流电源上，输出端接理想电流表输出端接理想电流表及阻值为及阻值为 R 的负载，变压器原、副线圈匝数比为的负载，变压器原、副线圈匝数比为 n1n2.则下列说法则下列说法正确的是正确的是()甲甲乙乙A交流电源的最大效率为交流电源的最大效率为 50%B该交流电源电动势的瞬时值表达式为该交流电源电动势的瞬时值表达式为 eEmsin 100t(V)C电流表的读数为电流表的读数为n1n2Em2 n21Rn22r D若若 R 阻值增大，则变压器副线圈两端电压变大阻值增大，则变压器副线圈两端电压变大答案：答案：CD解析：解析：根据题述不能得出交流电源的最大效率，选根据题述不能得出交流电源的最大效率，选项项 A 错误错误；该交流电源的周期为该交流电源的周期为 0.04 s，该交流电源电动势的瞬时值该交流电源电动势的瞬时值表达式为表达式为 eEmsin 50t(V)，选项选项 B 错误错误；设变压器输入端等效电阻设变压器输入端等效电阻为为 R1，则原线圈中电流为，则原线圈中电流为 I1Em2 R1r ，输入电压为，输入电压为 U1I1R1EmR12 R1r ，副线圈输出电压为，副线圈输出电压为 U2I2R，输出功率为，输出功率为 P2I22R，根据，根据变压器功率关系可得变压器功率关系可得EmR12 R1r Em2 R1r I22R，根据变压公式根据变压公式，U1U2n1n2，联立解得，联立解得 R1n21n22R，I2n1n2Em2 n21Rn22r ，选项，选项 C 正确；正确；若若 R 阻值增大，副线圈输出电流减小，输出功率减小，导致原线圈阻值增大，副线圈输出电流减小，输出功率减小，导致原线圈输入电流减小输入电流减小，电源路端电压增大电源路端电压增大，原线圈输入电压增大原线圈输入电压增大，变压器副变压器副线圈两端电压增大，选项线圈两端电压增大，选项 D 正确正确11(2018河北张家口模拟河北张家口模拟)(多选多选)如图所示如图所示，50 匝矩形闭合导线匝矩形闭合导线框框 ABCD 处于磁感应强度大小处于磁感应强度大小 B210T 的水平匀强磁场中的水平匀强磁场中，线框面线框面积积 S0.5 m2，线框电阻不计，线框平面与磁感线垂直，以此时刻为，线框电阻不计，线框平面与磁感线垂直，以此时刻为计时起点计时起点， 线框绕垂直于磁场的轴线框绕垂直于磁场的轴 OO以角速度以角速度200 rad/s 匀速匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V60W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为 10 A，下列说法正确的是下列说法正确的是()A图示位置穿过线框的磁通量变化率不为零图示位置穿过线框的磁通量变化率不为零B线框中交变电压的表达式为线框中交变电压的表达式为 e500 2sin 200t(V)C变压器原、副线圈匝数之比为变压器原、副线圈匝数之比为 5011D允许变压器输出的最大功率为允许变压器输出的最大功率为 5 000 W答案：答案：BD解析：解析：题图示位置穿过线框的磁通量最大，磁通量题图示位置穿过线框的磁通量最大，磁通量的变化率为零的变化率为零，A 错误错误；产生的交流电的最大值产生的交流电的最大值 EmNBS500 2V，从图示位置计时，电动势的瞬时值表达式，从图示位置计时，电动势的瞬时值表达式 e500 2sin 200t(V)，B 正确；变压器原、副线圈的匝正确；变压器原、副线圈的匝数比数比n1n25002202511，C 错误；变压器允许输出的最大功率错误；变压器允许输出的最大功率 PU1I1max50010 W5 000 W，D 正确正确12图甲为一理想变压器，图甲为一理想变压器，ab 为原线圈，为原线圈，ce 为副线圈，为副线圈，d 为副为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的 uabt 图象如图图象如图乙所示乙所示若只在若只在 ce 间接一只间接一只 Rce400 的电阻的电阻，或只在或只在 de 间接一间接一只只Rde225 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为 80 W.甲甲乙乙(1)请写出原线圈输入电压瞬时值请写出原线圈输入电压瞬时值 uab的表达式；的表达式；(2)求只在求只在 ce 间接间接 400 电阻时，原线圈中的电流电阻时，原线圈中的电流 I1；(3)求求 ce 和和 de 间线圈的匝数比间线圈的匝数比ncende.答案：答案：(1)uab400sin 200t V(2)0.28A或或25A(3)34解析：解析：(1)由题图乙知由题图乙知200 rad/s，电压瞬时值电压瞬时值 uab400sin 200t V.(2)电压有效值电压有效值 U1200 2 V，理想变压器理想变压器 P1P280 W，原线圈中的电流原线圈中的电流 I1P1U1，解得解得 I10.28A或或25A.(3)设设 ab 间匝数为间匝数为 n1，则，则U1n1Ucence，同理同理U1n1Udende.由题意知由题意知U2ceRceU2deRde，解得，解得ncendeRceRde，代入数据得代入数据得ncende34.