2019-2020年高考物理一轮复习 课时提升练30 变压器 电能的输送.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 课时提升练30 变压器 电能的输送题组一变压器基本关系的应用1(xx海南高考)理想变压器上接有三个完全相同的灯泡，其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源，另外两个并联后接在副线圈两端已知三个灯泡均正常发光该变压器原、副线圈的匝数之比为()A12B21C23D.32【解析】设灯泡正常发光时的电流为I，由题意可知，通过原线圈的电流I1I，通过副线圈的电流I22I，根据变压器的电流关系.【答案】B2(xx陕西渭南质检(一)如图10221所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1n241，电压表V和电流表A均为理想电表，灯泡电阻RL12 ，AB端电压u124 sin 100t(V)下列说法正确的是()图10221A电流频率为100 HzB电压表V的读数为96 VC电流表A的读数为0.5 AD变压器输入功率为6 W【解析】由u124sin 100t(V)可知交流电的频率为50 Hz，A错误；原线圈输入的电压有效值为24 V，由于n1n2U1U2，可知，U26 V，即电压表的示数为6 V，B错误；电流表的示数I A0.5 A，C正确；灯泡消耗的功率PU2I3 W，而变压器为理想变压器，本身不消耗能量，因此变压器输入功率也为3 W，D错误【答案】C3(xx昆明一中模拟)如图10222所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，初级线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R44 ，电流表A1的示数为0.20 A下列判断中正确的是() 图10222A初级线圈和次级线圈的匝数比为21B初级线圈和次级线圈的匝数比为51C电流表A2的示数为1.0 AD电流表A2的示数为0.4 A【解析】对于理想变压器，P1U1I12200.20 W44 W，则负载电阻消耗的功率P2P144 W，据P2，得U2 V44 V，则5，故B正确、A错误；A2的读数I2 A1 A，故C正确、D错误【答案】BC题组二变压器的动态分析4(xx山东威海一模)利用如图10223所示的理想变压器给用电器供电在原线圈ab端接交变电压u1 000sin 100t(V)，原线圈匝数n11 000匝，副线圈匝数n250匝下列说法正确的是()图10223A通过原副线圈的交流电的频率均为100 HzB副线圈两端电压为U250 VC通过原副线圈的电流之比为I1I2201D闭合电键K，变压器输入功率增加【解析】由交流电压的表达式U1 000sin 100t(V)知，原副线圈交流电的频率均为50 Hz，A项错；副线圈两端的电压U2U125 A，B项错；原副线圈的电流之比为，C项错；闭合电键K，负载电阻R减小，输出功率P2增加，输入功率P1P2增加，D项对【答案】D5(xx河北邯郸质检)如图10224是街头变压器通过降压给用户供电的示意图，变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动，可以认为输入电压是不变的输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，变阻器只表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P向下移时()图10224AA2表的示数随A1表的示数的增大而增大BV1表的示数随V2表的示数的增大而增大C变压器的输入功率在增大D相当于在减少用电器的数目【解析】理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，虽然滑动变阻器触头P向下移动，但由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出的电压也不变，即B错误；V2的示数不变，副线圈的电阻减小了，由欧姆定律知A2的示数变大，由PUI知输出功率变大了，由于变压器的输入功率和输出功率相等，所以原线圈的输入的功率也要变大，C正确；原线圈的输入的功率变大，因为输入的电压不变，所以输入的电流要变大，即A1的示数变大，是A1表的示数随A2表的示数的增大而增大，故A错误；D项当滑动变阻器触头P向下移动时，导致总电阻减小，由于用电器是并联接入电路，所以电阻减小相当于用电器数目增加，故D错误【答案】C6图10225甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n251，电阻R20 ，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1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10225乙所示现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光下列说法正确的是()甲乙图10225A输入电压u的表达式u20sin 50t(V)B只断开S2后，L1、L2均正常发光C只断开S2后，原线圈的输入功率增大D若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W【解析】由图乙知周期为0.02 s，因此输入电压的表达式u20sin 100t (V)，A错；只断开S2，L1、L2两端的电压小于额定电压，都不能正常发光，B错；只断开S2，负载电阻变大，功率变小，C错；S1换接到2后，据P和得R消耗的功率为0.8 W，故选D.【答案】D题组三远距离输电7(xx浙江高考)如图10226所示为远距离交流输电的简化电路图发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2.则()图10226A用户端的电压为B输电线上的电压降为UC理想变压器的输入功率为IrD输电线路上损失的电功率为I1U【解析】根据理想变压器的工作原理，得I1U1I2U2，所以用户端的电压U2，选项A正确；输电线上的电压降为UI1rUU1，选项B错误；变压器的输入功率P1I1UIrI1U1，选项C错误；输电线路上损失的功率PIrI1(UU1)，选项D错误【答案】A8(多选)一台发电机最大输出功率为4 000 kW，电压为4 000 V，经变压器T1升压后向远方输电输电线路总电阻为R1 k.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V60 W)若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则()AT1原、副线圈电流分别为103 A和20 ABT2原、副线圈电压分别为1.8105 V和220 VCT1和T2的变压比分别为150和401D有6104盏灯泡(220 V60 W)正常发光【解析】远距离输电的模型如图所示T1原线圈的电流为I1 A1103 A，输电线上损失的功率为P损IR10%P1，所以I2 A20 A，选项A正确；T1的匝数比为，T1上副线圈的电压为U250U12105 V，T2原线圈的电压为U3U2I2R2105 V20103 V1.8105 V，选项B正确；T2上原、副线圈的变压比为，选项C错误；能正常发光的灯泡的盏数为：N6104，选项D正确【答案】ABDB组深化训练提升应考能力9(多选)(xx河南六市一联)如图10227甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为51，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈接有“220 V440 W”的热水器、“220 V220 W”的抽油烟机如果副线圈电压按图10227乙所示规律变化，则下列说法正确的是()甲乙图10227A副线圈两端电压的瞬时值表达式为u220sin 100t(V)B交流电压表的示数为1 100 VC1 min内变压器输出的电能为3.96104 JD热水器的发热功率是抽油烟机发热功率的2倍【解析】由图乙可知，T0.02 s，U2m220 V，而100 rad/s，副线圈两端电压的瞬时值表达式为u220sin 100t(V)，A项正确；交流电压表的示数为有效值U1，由，得U1U2220 V1 100 V，所以B项错误；因输出端电压有效值为U2220 V，则热水器和抽油烟机均正常工作，则热水器正常工作时的电流I1 A2 A，抽油烟机正常工作时的电流I2 A1 A，所以1 min内变压器输出的电能WU2(I1I2)t220360 J3.96104 J，故C项正确；因为抽油烟机的内阻和机械功率未知，故无法求它的发热功率，所以无法比较两个用电器的发热功率的大小，故D项错误【答案】AC10(多选) (xx贵阳二中模拟)如图10228所示的电路中变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流下列说法正确的是()图10228A保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小B保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小C保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大D保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小【解析】设理想变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，根据理想变压器的原、副线圈的电压比等于匝数比，可得：.保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，n2变大，U2变大，由欧姆定律可知I2变大，R上消耗的功率变大，I1变大，A错误、C正确；同理，保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，I2变小，B正确；保持U1不变，S接在b端，则U2不变，P向上滑动，R变小，由欧姆定律可知I2变大，则I1也变大，D错误【答案】BC11. (14分)如图10229所示，交流发电机电动势的有效值E20 V，内阻不计，它通过一个R6 的指示灯连接变压器变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V0.25 W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计求：图10229(1)降压变压器原、副线圈匝数比；(2)发电机的输出功率【解析】(1)彩色小灯泡额定电流IL A，副线圈总电流I224IL1 A.变压器输入功率等于U1I1U2I26 W变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得EU1I1RI1R6I1，代入E值解得I1A(I13 A应舍去，根据题意是降压变压器，应I1I21 A)，所以.(2)发电机的输出功率PI1E6.67 W.【答案】(1)31(2)6.67 W12(xx泰安检测)如图10230所示为泰安某学校一套校内备用供电系统，由一台内阻为1 的发电机向全校22个教室(每个教室有“220 V40 W”的白炽灯6盏)供电如果输电线的总电阻R是4 ，升压变压器和降压变压器(都认为是理想变压器)的匝数比分别是14和41，那么：图10230(1)发电机的输出功率应是多大？(2)发电机的电动势是多大？(3)输电效率是多少？【解析】(1)全校教室白炽灯消耗的功率P用22406 W5 280 W.设输电线路电流为I线，输电电压为U2，降压变压器原线圈电压为U3，而U4220 V，则U34220 V880 V，I线 A6 A，线路损失功率P损IR线364 W144 W，所以P出P用P损5 424 W.(2)U损I线R线64 V24 V，U送U2U损U3904 V，由得：U1904 V226 V，升压变压器原线圈电流I1 A24 A，发电机的电动势EI1rU1241 V226 V250 V.(3)100%100%97.3%.【答案】(1)5 424 W(2)250 V(3)97.3%