2019届高考物理一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 第2讲 变压器 电能的输送作业 新人教版.doc

第2讲 变压器 电能的输送课时作业单独成册方便使用基础题组一、单项选择题1一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220 V交变电压改变为110 V已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为()A200B400C1 600 D3 200解析：根据变压器的变压规律得，n2n1800400，选项B正确答案：B2(2018河北唐山模拟)一含有理想变压器的电路如图所示，变压器原副线圈匝数比n1n221，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别是4 、2 和3 ，U为有效值恒定的正弦交流电源当开关S断开时，理想电流表的示数为I，当S闭合时，电流表的示数为()A.I B.IC.I D2I解析：设S闭合时，电流表示数为I1，对理想变压器有P入P出，则开关闭合时有I1UIR1(2I1)2R2，开关断开时有IUI2R1(2I)2(R2R3)，两式联立解得I12I，故D项正确答案：D3远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R.变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是()A. BI2CI1U1IR DI1U1I2U2解析：根据变压器电流与匝数关系知，A错误U2不是电阻R两端的电压，故I2，B错误IR仅是输电线上损失的功率，而I1U1是升压变压器的输入功率，二者并不相等，C错误根据功率关系知I1U1I2U2，D正确答案：D4.一理想降压变压器原、副线圈匝数比为K，原线圈与阻值为4R0的电阻串联后，接入有效值为25 V的正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，当负载电阻的阻值R5R0时，理想电压表的示数为5 V保持变压器输入电流不变，现将负载电阻的阻值增大到R11R0，此时输入电压有效值为U，则()AK，U49 VBK，U48 VCK4，U49 VDK4，U48 V解析：变压器次级电流I2，此时变压器初级电流为I1；变压器次级电压U26R06 V，初级电压U1KU26K V.则UU1I14R0，即25 V6K V，解得K4.保持变压器输入电流不变，则次级电流也不变，将负载电阻的阻值增大到R11R0，则变压器次级电压为U2(11R0R0)12 V，初级电压U1KU248 V，故UU1I14R048 V4R049 V故选项C正确，A、B、D错误答案：C5由闭合电路欧姆定律及串并联关系可知，图甲中，A、B两点间接直流稳压电源，UAB100 V，R140 ，滑动变阻器总电阻R20 ，滑片处于变阻器正中位置；图乙中，自耦变压器输入端a、b接交流稳压电源，其电压有效值Uab100 V，滑片处于线圈正中位置，R240 .若R1和R2的发热功率分别为P1和P2，则P1和P2的关系为()AP1P2 B.C. D.解析：由闭合电路欧姆定律及串并联关系可知，图甲中，R1两端的电压为U180 V，图乙中，R2两端的电压为U2200 V，所以，选项C正确答案：C二、多项选择题6.如图，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交流电源上闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A以下判断正确的是()A变压器输入功率为484 WB通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD变压器原、副线圈匝数比n1n2113解析：理想变压器的输入功率等于输出功率，所以有P1U1I1U2I2602.2 W132 W，选项A错误；原线圈电流I10.6 A，选项B正确；副线圈电流最大值I2maxI22.2 A，选项C错误；原、副线圈匝数比，选项D正确答案：BD7(2018湖北宜昌调研)如图为远距离输电示意图，升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器，n1n21m，n3n4n1(m、n都大于1)输电线的总电阻为2r，升压变压器T1原线圈的电压的有效值为U，T1的原线圈输入的电功率为P.下列说法正确的是()A降压变压器T2副线圈的电压为B输电线上的电流为C用电设备的数目增多，降压变压器T2原线圈的电压变小D用电设备的数目减少，输电线上的电流减小解析：输电线上有电阻，所以降压变压器T2副线圈的电压小于，选项A错误；升压变压器T2副线圈的电压为mU，所以输电线上的电流为I，选项B正确；用电设备的数目增多，输电线上的电压降变大，降压变压器T2原线圈的电压变小，选项C正确；用电设备的数目减少，输电的功率变小，输电线上的电流减小，选项D正确答案：BCD8(2018河南新乡、许昌、平顶山三市调研)图甲中理想变压器原、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，阻值均为10 ，S1为单刀双掷开关原线圈接正弦式交流电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光下列说法正确的是()A输入电压u的表达式为u20 sin 50t VB只断开S2后，L1、L2均正常发光C只断开S2后，原线圈的输入功率为0.8 WD若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W解析：由图乙可知T0.02 s，角速度100 rad/s，输入电压u的表达式u20sin 100t V，A错误；只断开S2，副线圈两端的总电压不变，L1、L2的电压均小于其额定电压，不会正常发光，B错误；由可知，副线圈两端的电压为4 V，只断开S2后，变压器的输出功率P出0.8 W，则原线圈的输入功率为0.8 W，C正确；若S1换接到2后，R消耗的电功率为P0.8 W，D正确答案：CD能力题组一、选择题9(2018河南六市联拟)如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为51，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈与二极管(正向电阻为零，相当于导线；反向电阻为无穷大，相当于断路)、定值电阻R0、热敏电阻Rt(阻值随温度的升高而减小)及报警器P(电流增加到一定值时报警器P将发出警报声)组成闭合电路，电压表、电流表均为理想电表则以下判断正确的是()A变压器线圈输出交流电的频率为25 HzB电压表的示数为22 VCRt处温度减小到一定值时，报警器P将会发出警报声D报警器报警时，变压器的输入功率比报警前小解析：由图乙可知f50 Hz，而理想变压器不改变交流电的频率，A项错误由图乙可知原线圈输入电压的有效值U1220 V，则副线圈两端电压有效值U2U144 V，设电压表示数为U，由于二极管作用，副线圈回路在一个周期内只有半个周期的时间有电流，则由有效值定义有T，解得U22 V，B项正确由题给条件可知，Rt处温度升高到一定值时，报警器会发出警报声，C项错误因报警器报警时回路中电流比报警前大，则报警时副线圈回路的总功率比报警前大，而输入功率与输出功率相等，D项错误答案：B10有一种调压变压器的构造如图所示线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，C、D之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C、D两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是()A当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小B当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小C当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变小D当P不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变大解析：当R3不变，P顺时针转动时，nMN减小，由，知UMN减小，则电压表、电流表读数均减小，A项正确，同理知B项错误；当P不动时，匝数nMN不变，输出电压UMN不变，滑片向上滑动，根据串反并同，得电压表示数变大，电流表示数变小，C项错误，同理知D项也错误答案：A11(多选)如图所示，发电机中线圈的匝数为N，线圈的面积为S，线圈做匀速圆周运动的角速度为，匀强磁场的磁感应强度为B.电流表和电压表为理想电表，定值电阻的阻值为R.当P在图示位置时，变压器的匝数比n1n212.一开始线圈与磁场垂直，下列判断正确的是()A电压表的读数为2NBSB电流表的读数为C线圈由图示位置旋转四分之一周，通过电流表的电荷量为DP向上移动时，电压表的示数变小，电流表示数变大解析：感应电动势的最大值为EmNBS，有效值U1，由可得，电压表读数U2NBS，选项A错误；副线圈电流I2，通过电流表的交变电流为，选项B正确；线圈由图示位置旋转四分之一圆周，通过电流表的电荷量为Q，选项C正确；P向上移动时，副线圈匝数变少，电压表的示数变小，电流表示数也变小，选项D错误答案：BC二、非选择题12图甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的uabt图像如图乙所示若只在ce间接一只Rce400 的电阻，或只在de间接一只Rde225 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；(2)求只在ce间接400 电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比.解析：(1)由题图乙知200 rad/s，电压瞬时值uab400sin 200t V.(2)电压有效值U1200 V，理想变压器P1P280 W，原线圈中的电流I1，解得I10.28 A(或 A)(3)设ab间匝数为n1，则，同理.由题意知，解得，代入数据得.答案：(1)uab400sin 200t V(2)0.28 A或 A(3)13某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9 kW，输出电压为500 V，输电线的总电阻为10 ，允许线路损耗的功率为输出功率的4%.求：(1)村民和村办小企业需要220 V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)(2)若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？解析：(1)输电电路图如图所示，由P4%P输出和PIR得I26 A则U送1 500 V升压变压器原、副线圈匝数比输电线上电压损失UI2R60 V故降压变压器输入电压U1U送U1 440 V故降压变压器原、副线圈匝数比(2)若不用变压器，则输电电流I18 AUU0IR320 V，PP输出I2R5 760 W答案：(1)137211(2)320 V5 760 W