2019届高考物理一轮复习 第十章 交变电流 传感器 课时作业33 变压器 电能的输送.doc

课时作业（三十三）变压器 电能的输送基础小题练1如图为一种变压器的实物图，根据其铭牌上所提供的信息，以下判断正确的是()A这是一个升压变压器B原线圈的匝数比副线圈的匝数多C当原线圈输入交流电压220 V时，副线圈输出直流电压12 VD当原线圈输入交流电压220 V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小【解析】根据铭牌上所提供的信息可知：变压器的输入电压为220 V，输出电压为12 V，该变压器为降压变压器，故选项A错误、选项B正确；变压器的工作原理是电磁感应，故变压器的原、副线圈上的电压都为交流电压，选项C错误；由理想变压器的输出功率等于输入功率，且原线圈的电压大于副线圈的电压，故副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流大，选项D错误【答案】B2如图所示，半径为L1 m的金属圆环，其半径Oa是铜棒，两者电阻均不计且接触良好今让Oa以圆心O为轴，以角速度10 rad/s匀速转动，圆环处于垂直于环面，磁感应强度为B2 T的匀强磁场中从圆心O引出导线，从圆环上接出导线，并接到匝数比为n1n214的理想变压器原线圈两端则接在副线圈两端的理想电压表的示数为()A40 V B20 V C.80 V D0 V【解析】由于Oa以圆心O为轴，以角速度10 rad/s匀速转动，产生恒定的感应电动势，变压器原线圈两端的电压恒定不变，因此变压器铁芯中磁通量不变，接在副线圈两端的理想电压表的示数为零，选项D正确【答案】D3如图，理想变压器原线圈输入电压uUmsin t，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示下列说法正确的是() AI1和I2表示电流的瞬时值BU1和U2表示电压的最大值C滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小【解析】交流电表的示数表示交流电的有效值，A、B两项错误；滑片P向下滑动过程中，原、副线圈的匝数n1、n2不变，U1不变，则U2不变；R连入电路的电阻变小，则流过副线圈的电流I2变大，根据U1I1U2I2，可知I1变大，C项正确，D项错误【答案】C4如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比n1n231，在原副线圈中电路分别接有阻值相同的电阻R1，R2.交变电压的大小为U，则下列说法正确的是() A电阻R1，R2两端的电压之比为31B电阻R1，R2上消耗的电功率之比为11C电阻R1，R2两端的电压均为D电阻R1，R2上消耗的电功率之比为19【解析】由变压器电压、电流、功率的比例关系可知：通过R1、R2的电流之比I1I2n2n113，故两电阻上电压之比U1U2I1RI2R13；两电阻消耗的电功率之比P1P2IRIR19.选项D正确【答案】D5.如图，一理想变压器的原线圈接在电压为220 V的正弦交流电源上，两副线圈匝数分别为n216、n3144，通过理想二极管(具有单向导电性)、单刀双掷开关与一只“36 V,18 W”的灯泡相连(灯泡电阻不变)，当开关接1时，灯泡正常发光，则下列说法中正确的是() A原线圈的匝数为880B当开关接2时，灯泡两端电压的有效值为20 VC当开关接2时，原线圈的输入功率约为18 WD当开关接2时，原线圈的输入功率约为11 W【解析】由得n1880，选项A正确；当开关接2时，有，解得U40 V，设交流电周期为T，T，U20 V，选项B正确；灯泡电阻为R72 ，灯泡消耗的实际功率为P W11 W，选项C错误，D正确【答案】ABD6如图甲所示的远距离输电示意图中，变压器均为理想变压器升压变压器原、副线圈匝数比为1100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100 .降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小电压表V显示加在报警器上的电压(报警器未画出)未出现火情时，升压变压器的输入功率为750 kW.下列说法正确的是()A降压变压器副线圈输出的交变电流频率为50 HzB输电线中的电流为60 AC输电线路损耗功率为90 kWD当传感器R2所在处出现火情时，电压表V的示数变大【解析】由图乙知交变电流的周期T0.02 s，所以降压变压器副线圈输出的交变电流频率为f50 Hz，选项A正确；由图乙知升压变压器输入端电压有效值为250 V，根据电压与匝数成正比知，副线圈电压为25 000 V，所以输电线中的电流为I30 A，选项B错误；输电线损失的电压为UIR30100 V3 000 V，输电线路损耗功率为PUI90 kW，选项C正确；当出现火情时，传感器R2阻值减小，降压变压器副线圈两端电压看作不变，副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大，所以电压表V的示数变小，选项D错误【答案】AC创新导向练7科技应用变压器原理在医疗器械中及应用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，其部分电路可简化为大电阻R1与交流电源串联，该电源输出的电压恒为U0，如图所示心电图仪与一个理想变压器的初级线圈相连，一个扬声器(可等效为一个定值电阻R2)与该变压器的次级线圈相连若R2从变压器得到的功率此时最大，下列说法错误的是()A大电阻R1两端电压为B理想变压器初级线圈与次级线圈的匝数比值为C交流电源的输出功率为D通过扬声器的电流为【解析】设理想变压器初级线圈和次级线圈的匝数分别为n1、n2，初级线圈和次级线圈中的电流分别为I1、I2，根据理想变压器的初级和次级线圈的电流和电压关系可得I1n1I2n2，设R2的功率为P，联立则有PIR2IR1I1U0，由于扬声器有最大功率，则I1、I2，选项D正确；大电阻R1两端电压I1R1，选项A正确；理想变压器的初级和次级线圈的匝数比值为，选项B错误；交流电源的输出功率为I1U0，选项C正确故本题选B.【答案】B8负载电阻含热敏(光敏)电阻元件的理想变压器的动态分析问题如图甲所示的电路中，S为单刀双掷开关，电表为理想电表，Rt为热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，理想变压器原线圈接图乙所示的正弦交流电则()A变压器原线圈中交流电压u的表达式u110sin 100t(V)BS接在a端，Rt温度升高时，变压器的输入功率变小CS接在a端，Rt温度升高时，电压表和电流表的示数均变大DS由a切换到b，Rt消耗的功率变大【解析】由题图乙可知，电压的最大值为110 V，周期为0.02 s，所以100 rad/s，A项正确；副线圈的输出电压由变压器的变压比和输入电压决定，故电压表的示数不变，C项错误；温度升高时，Rt的阻值减小，由P可知，变压器的输出功率增大，故其输入功率也随之增大，B项错误；S由a切换到b，副线圈匝数减少，故输出电压减小，Rt电阻不变，由P知，Rt消耗的功率减小，D项错误【答案】A9变压器的实际应用电子灭虫器的工作原理电子灭虫器由两种主要部件组成：诱虫的黑光灯和杀虫的电网黑光灯发出的紫外线能够引诱害虫飞近黑光灯，然后再利用黑光灯周围的交流高压电网将其“击毙”如图所示是电网的工作电路示意图，理想变压器将有效值为220 V的交变电压变压，输送到电网，电网相邻两平行板电极间距为0.5 cm，空气在常温下被击穿的临界电场强度为6 220 V/cm.为防止两极间空气击穿而造成短路，理想变压器的原、副线圈的匝数应满足一定条件，则下列说法正确的是() A变压器的原、副线圈的匝数比：10B变压器的副、原线圈的匝数比：10C此变压器为降压变压器D此变压器为升压变压器【解析】电网相邻两电极间的最高电压为：U2Ed6 2200.5 V3 110 V理想变压器输入电压的最大值为：U1220 V311 V，故应满足的条件是：，此变压器为升压器，选项B、D正确【答案】BD10综合应用考查交变电路中含电容器的问题如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小为B，线圈面积为S，转动角速度为，匝数为N，线圈电阻不计下列说法正确的是()A将原线圈抽头P向上滑动时，灯泡变暗B电容器的电容C变大时，灯泡变暗C图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大D若线圈abcd转动的角速度变为2，则变压器原线圈电压的有效值为NBS【解析】矩形线圈abcd中产生交变电流，将原线圈抽头P向上滑动时，原线圈匝数变大，根据变压比公式，输出电压减小，故灯泡变暗，A正确；电容器电容变大时，容抗减小电流变大，灯泡变亮，B错误；图示位置时，线圈中的瞬时感应电动势为零，C错误；若线圈转动角速度加倍 ，则变压器原线圈电压有效值也加倍，EmNBS22T，得ENBS，故D正确【答案】AD综合提升练11如图所示的理想变压器原线圈接到220 V的交流电源上，副线圈有两个，副线圈的匝数n230匝，与一个标有“12 V,12 W”的灯泡L组成闭合电路，且灯L正常发光，副线圈的输出电压U3110 V，与电阻R组成闭合回路，通过电阻R的电流强度为0.4 A，则副线圈的匝数n3是多少？原线圈中的电流强度I1是多大？【解析】由于n2的匝数是30匝，电压为12 V，n3的电压是110 V，根据电压与匝数成正比可得，所以匝数n3n2275匝；根据变压器的输入的功率和输出的功率相等可得，U1I1P2P3，即220I1121000.4，所以I10.26 A.【答案】2750.26121897年，举世闻名的“尼亚加拉”水电站在美丽的尼亚加拉瀑布(如右图)建成，现已使用100多年当时世界各地都在使用着费用高昂的直流电(因为使用直流电时必须每隔一公里建设一套发电机组)而尼亚加拉水电站采用了特斯拉发明的交流电供、输电技术，用高压电实现了远距离供电若其中某一发电机组设计为：发电机最大输出功率为P100 kW，输出电压为U1250 V，用户需要的电压为U2220 V，输电线电阻为R10 ，若输电线中因生热而损失的功率为输送功率的4%.(1)画出此输电线路的示意图；(2)求在输电线路中设置的升压变压器的原、副线圈的匝数比；(3)求降压变压器的最大输出电流I2.(保留整数)【解析】(1)电路示意图如图所示(2)输电过程中损失的功率：P损P通过R的电流：I2 发电机的输出电流：I1升压变压器的原、副线圈匝数比： .(3)用户得到的最大功率：P用P(1)，降压变压器的输出最大电流I2 A436 A.【答案】(1)见解析(2)120(3)436 A