高二物理：第五章第五节《电能的输送》练习(新人教版)选修3-2

1115.变压器远距离输电1在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器如图K451所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是() ABCD图K45122012葫芦岛模拟一个探究性学习小组利用示波器绘制出了一个原、副线圈匝数比为21的理想变压器的副线圈两端输出电压u随时间t变化的图象如图K452所示(图线为正弦曲线)，则下列说法错误的是() A该变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为u20sin100t VB接在副线圈两端的交流电压表的示数为7.1 VC该变压器原线圈输入频率为50 Hz 图K452D接在副线圈两端阻值为20 的白炽灯消耗的功率为2.5 W 32011烟台模拟一台理想变压器原、副线圈匝数比为221，当原线圈输入u220 sin100t V的交变电压时，下列说法正确的是()A副线圈两端电压为10 VB变压器原副线圈的电压频率之比为221C副线圈接一阻值为10 的电阻时，通过电阻的电流为1 AD副线圈接一阻值为10 的电阻时，原线圈中输入功率为1 W42011苏北模拟如图K453甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，电阻R22 ，各电表均为理想电表原线圈输入电压的变化规律如图乙所示下列说法正确的是()甲乙图K453A该输入电压的频率为100 HzB电压表的示数为22 VC电流表的示数是1 AD电阻R消耗的电功率是22 W52011临沂模拟如图K454所示是一种理想自耦变压器示意图线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P是可移动的滑动触头AB间接交流电压u，输出端接有两个相同的灯泡L1和L2，Q为滑动变阻器的滑动触头当开关S闭合，P处于如图所示的位置时，两灯均能发光下列说法正确的是()AP不动，将Q向右移动，变压器的输入功率变大BQ不动，将P沿逆时针方向移动，变压器的输入功率变大CP不动，将Q向左移动，两灯均变暗DP、Q都不动，断开开关S，L1将变暗62011福建卷 图K455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K456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()图K455A输入电压u的表达式为u20sin50t VB只断开S2后，L1、L2均正常发光C只断开S2后，原线圈的输入功率增大D若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W72011三明模拟如图K456所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n，原线圈接正弦交流电压U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机电动机线圈电阻为R.当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一重物匀速上升下列判断正确的是()A原线圈中的电流为nIB变压器的输入功率为 C电动机消耗的功率为I2RD电动机两端电压为IR8如图K457所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，额定功率为P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1n2、电源电压U1分别为()图K457A122UB124UC214U D212U92011邯郸二模如图K458所示，在AB间接入正弦交流电，AB间电压U1220 V，通过理想变压器和二极管D1、D2给阻值R20 的纯电阻负载供电，已知D1、D2为相的理想二极管(正向电阻为0，反向电阻无穷大)，变压器原线圈n1110匝，副线圈n220匝，Q为副线圈正中央抽头为保证安全，二极管的反向耐压值(加在二极管两端的反向电压高到一定值时，会将二极管击穿，使其失去单向导电能力)至少为U0.设电阻R上消耗的热功率为P，则有()图K458AU040 V，P80 WBU040 V，P80 WCU040 V，P20 WDU040 V，P20 W102011江苏卷 图K459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ut图象如图乙所示若只在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.甲乙图K459答案：【基础热身】1A解析 电流互感器要把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少，副线圈的匝数多；同时监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中2AC解析 由图象知，输出电压的峰值为10 V，周期为0.04 s，由电压与匝数比关系知，输入电压峰值为20 V，交变电压的频率为f25 Hz，角频率50 rad/s，输入电压的瞬时值表达式为u20sin50t V，选项A、C错误；输出电压的有效值为U25 V7.1 V，选项B正确；电灯的功率为P2.5 W，选项D正确3C解析 变压器副线圈电压U2U110 V，原副线圈的电压频率相等，通过电阻的电流为I21 A，原线圈中输入功率等于电阻消耗的功率，PI2U210 W.4BD解析 由图象可知，原线圈输入电压的周期T0.02 s，频率为f50 Hz，选项A错误；原线圈输入电压的有效值为220 V，副线圈的输出电压为22 V，选项B正确；同电阻R消耗的电功率是P W22 W，电流表的示数是I A0.1 A，选项C错误，D正确【技能强化】5B解析 P不动，则变压器输出电压不变，将Q向右移动，电阻R变大，据P出得变压器的输出功率变小，选项A错误；Q不动，电阻R不变，将P沿逆时针方向移动，则变压器输出电压变大，据P出得变压器的输出功率变大，选项B正确；P不动，输出电压不变，将Q向左移动，电阻R变小，变压器的输出功率变大，据P出I2U2得I2变大，两灯均变亮，选项C错误；P、Q都不动，断开开关S，则总电阻变大，变压器的输出功率变小，输出电流变小，滑动变阻器的电压变小，所以灯L1两端的电压变大，L1将变亮，选项D错误6D解析 由图乙，T0.02 s，所以100 rad/s，uEmsint20sin100t V，A错；只断开S2，副线圈电压U2不变，但副线圈总电阻R副增大，流过L1、L2的电流减小且每个小灯泡两端的电压小于其额定电压，无法正常发光，由P副可得，副线圈的功率减小，副线圈的功率决定原线圈的功率，所以原线圈的输入功率减小，BC错；由得U24 V，所以S1接到2后，R消耗的电功率P W0.8 W，D正确7B解析 根据变压器原、副线圈电压比等于匝数比可知，副线圈两端电压为，根据原、副线圈电流比等于匝数反比可知，原线圈中电流为，变压器的输入功率为，电动机的热功率为I2R，总功率是，选项B正确，AC错误；因电动机不是纯电阻，欧姆定律不成立，所以电压不等于IR，选项D错误8C解析 变压器原、副线圈电压与匝数成正比，电流与匝数成反比；电源电压等于原线圈电压与两个串联灯泡电压之和9C解析 变压器副线圈总电压U2U140 V，电压峰值为U2m40 V副线圈上端电势高时，D1导通，D2不通，D2两端的最大反向电压为UD2U2m40 V；副线圈下端电势高时，D2导通，D1不通，D1两端的最大反向电压为UD1U2m40 V通过定值电阻的电流为方向不变的半正弦电流，其有效值与正弦交变电流相同，电阻两端电压UR20 V，功率P20 W选项C正确【挑战自我】10(1)uab400sin200t V(2)0.28 A(3)43解析 (1)由图知200 rad/s电压瞬时值uab400sin200t V(2)电压有效值U1200 V理想变压器P1P2原线圈中的电流I1解得I10.28 A(或 A)(3)设ab间匝数为n1同理由题意知解得代入数据得111