2019年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练习-.doc

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资源描述

1、【 精品教育资源文库 】 配餐作业 变压器 电能的输送 A 组 基础巩固题 1 (多选 )关于理想变压器的工作原理,以下说法正确的是 ( ) A通过正弦交变电流的原线圈的磁通量不变 B穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等 C穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势 D原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈 解析 由于是交变电流,交变电流的磁场不断变化,磁通量也在变化, A 项错误;因理想变压器无漏磁,故 B、 C 项正确;原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能,故 D 项错误。 答案 BC 2如图所示为四种亮度可调的台灯的电路示意图, 它们所用的白炽灯泡相同,且都是 “220 V,40

2、W” 。当灯泡所消耗的功率都调至 20 W 时,哪种台灯消耗的功率最小 ( ) A B. C D. 解析 台灯的消耗功率是指包含灯泡和其他辅助器件的总功率。由 A、 B、 C、 D 四选项分析可知: C 项中理想变压器功率损耗为零,电源输出的总功率 (台灯消耗功率 )只有灯泡的功率20 W,而其他选项中,不论滑动变阻器是分压接法还是限流接法,滑动变阻器上总有功率损耗,台灯的消耗功率都大于 20 W。故 C 项正确。 【 精品教育资源文库 】 答案 C 3 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输送给用户 (电灯等用电器 ), R 表示输电线的电阻,则 ( )

3、 A用电器增加时,变压器输出电压增大 B要提高用户的电压,滑动触头 P 应向上滑 C用电器增加时,输电线的热损耗减小 D用电器增加时,变压器的输入功率减小 解析 由于变压器原、副线圈的匝数不变,而且输入电压不变,因此增加负载不会影响输出电压, A 项错误;根据变压器原理可知输出电压 U2 n2n1U1,当滑动触头 P 向上滑时, n2增大,所以输出电压增大,用户 的电压增大, B 项正确;由于用电器是并联的,因此用电器增加时总电阻变小,输出电压不变,总电流增大,故输电线的热损耗增大, C 项错误;用电器增加时总电阻变小,总电流增大,输出功率增大,所以输入功率增大, D 项错误。 答案 B 4如

4、图所示,电路中理想变压器的匝数比为 4 1,电流表为理想的交流电表。将四个完全相同的小灯泡 (8 V, 4 W)接入副线圈,在原线圈两端加瞬时值表达式为 u 32 2sin100 t(V)的交流电。则下列说法正确的是 ( ) A电流表的读数为 2 2 A B变压器的输入功率为 16 W C如果将一耐压值为 8 V 的电容器并联在小灯泡的两端,则电容器能正常工作 D如果其中的一个小灯泡被烧毁,则其余的小灯泡均变亮 解析 由输入端交变电压的瞬时值表达式 u 32 2sin100 t(V)可知,输入端电压的有效值为 32 V,由 U1U2 n1n2得副线圈两端的电压的有【 精品教育资源文库 】 效

5、值为 U2 n2n1U1 8 V,显然四个小灯泡均能正常发光,由 P UI 得通过每只灯泡的电流均为I1 PU 0.5 A,电流表的读数为 I 4I1 2 A, A 项错误;由于四个小灯泡均正常发光,则消耗的总功率为 4P 16 W,因此变压器的输入功率为 16 W, B 项正确;由于副线圈两端电压的最大值为 8 2 V,大于电容器的耐压值,因此电容器将被击穿, C 项错误;如果其中的一个小灯泡被烧毁,由于输入电压、变压器的匝数均不变,因此变压器的输出电压不变,因此其余小灯泡的亮度不变, D 项错误。 答案 B 5如图为一理想变压器,其原线圈匝数 n1 800,副线圈匝数 n2 200,原线圈

6、接有电压 u 200 2sin100 t (V)的交变电流, R 为可变电阻,各电表均为理想交流电表,则下列说法中正确的是 ( ) A该交变电流的频率为 100 Hz B穿过铁芯的磁通量的最大变化率为 0.25 2Wb/s C R 的阻值越大,电流表 A 的示数越小,电压表 V 的示数越大 D接入的灯泡越多,电流表 A 和电压表 V 的示数越大 解析 根据 2 f 可得,该交变电流的频率 f 50 Hz, A 项错误;根据法拉第电磁感应定律有 E n1 t ,故穿过铁芯的磁通量的最大变化率 t 0.25 2Wb/s, B 项正确; R 的阻值越大,副线圈中的电流越小,电流表 A 的示数越小,因

7、变压器是理想变压器,电压表 V的示数不变, C 项错误;接入的灯泡越多,副线圈的总电阻越小,副线圈中的电流越大,电流表 A 的示数越大,电压表 V 的示数不变, D 项错误。 答案 B 6如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数比为 5 1,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 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A变压器副线圈输出交流电的频率为

8、25 Hz B电压表的示数为 22 2 V C Rt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 变压器不改变交流电的频率,所以副线圈中交流电的频率为 50 Hz, A 项错误;根据 U1U2 n1n2得副线圈两端电压 U2 44 V,由于二极管的接入使功率减小到原来的一 半,根据 P U2R知,电压表的示数为 22 2 V, B 项正确;热敏电阻处的温度降低时,其电阻增大,电路中电流减小,报警器不会报警, C 项错误;报警器报警时副线圈中电流增大,原线圈中电流也增大,变压器的输入功率增大, D 项错误。 答案 B 7 (多选 )钳形电流表

9、的外形和结构如图甲所示。图甲中电流表的读数为 0.9 A,图乙中用同一电缆线绕了 3 匝,则 ( ) A这种电流表能测出交变电流的有效值 B这种电流表既能测直流电流,又能测交变电流 C这种电流表能测交变电流,图乙的读 数为 0.3 A D这种电流表能测交变电流,图乙的读数为 2.7 A 【 精品教育资源文库 】 解析 由于变压器工作原理是通过原线圈的电流发生变化,则原线圈产生的磁场发生变化,故穿过副线圈的磁通量发生变化,从而在副线圈中产生感应电流,故这种电流表只能测交流电流,而且测量的是交变电流的有效值,故 A 项正确, B 项错误;根据输入功率和输出功率的关系有 P1 P2,即 U1I1

10、U2I2,所以 I1I2 n2n1,由题意可知,当 n1 1, I2 0.9 A,即 I10.9 n21,当 n1 3 时 I1I2 n23,解得 I 2 2.7 A,故 C 项错误, D 项正确。 答案 AD 8如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数分别为 n1、 n2,原线圈回路接有内阻不计的交流电流表 A,副线圈回路接有定值电阻 R 2 ,现在 a、 b 间和 c、 d 间分别接上示波器,同时监测得 a、 b间, c、 d间的电压随时间变化的图象如图乙所示,则下列说法错误的是 ( ) A T 0.02 s B n1 n255 1 C电流表 A 的示数 I36.4 mA D当原线圈电压瞬时值

11、最 大时,副线圈两端电压瞬时值为 0 解析 因为变压器不改变交变电流的周期,输入电压的周期 T 0.02 s,输出电压的周期 T 0.02 s ,故 A 项正确;原线圈电压的有效值 U1 3112 V 220 V, 副线圈电压的有效值为U2 5.662 V 4 V,根据电压与匝数成正比有 n1n2 U1U2 551 ,故 B 项正确;输出功率 P2 U22R422 W 8 W, 输入功率为 8 W, 电流表的示数 I1 PU1 8220A 0.036 4 A 36.4 mA,故 C 项正确;根据电压与匝数成正比,知当原线圈电压瞬时值最大时,副线圈两端电压的瞬时值最大,故D 项错误。 答案 D

12、B 组 能力提升题 9一理想变压器原、副线圈匝数比为 n1 n2 3 1,原线圈中接有定值电阻 R,副线圈中并联有两个阻值也为 R 的定值电阻,如图所示。原线圈接有电压为 U 的交流电源,则副线圈的输出电压为 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A.U2 B.U3 C.3U11 D.3U10 解析 设原线圈中的电流为 I,原线圈的输入电压为 U1,则副线圈中的电流为 3I,副线圈的输出电压为 U2 U13 32IR,又 U IR U1 112IR,得 U2 311U, C 项正确。 答案 C 10 (多选 )如图所示为某小型电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定,升压变压器原、副线圈两端的电压

13、分别为 U1 和 U2。在输电线路的起始端接 入两个互感器,互感器原、副线圈的匝数比分别为 10 1 和 1 10,电压表的示数为 220 V,电流表的示数为 10 A,则下列说法正确的是 ( ) A升压变压器原、副线圈的匝数比为 n1n2 U2U1B采用高压输电可以增大输电线中的电流,输电电流为 100 A C线路输送电功率是 220 kW D将 P 上移,用户获得的电压将升高 解析 根据变压器的原理可得升压变压器原、副线圈的匝数比为 n1n2 U1U2, A 项错误;采用高压输电可 以减小输电线中的电流,从而减小输电过程中的电能损失,根据电流互感器原理及匝数比为 1 10,由公式 IAIA

14、2 n1n2 110,得输电电流为 IA2 1010 A 100 A, B 项错误;根据电压表的示数为 220 V,根据变压公式, U2UV n1n2 10,输电电压为 U2 10220 V 2 200 V,线路输送电功率为 P U2IA2 220 kW, C 项正确;将 P 上移,则降压变压器的初级线圈减【 精品教育资源文库 】 小,故用户 获得的电压将升高, D 项正确。 答案 CD 11如图所示为远距离输电的原理图,变压器均为理想变压器,图中标出了各部分的电压和电流,输电线总电阻为 R,以下结论正确的是 ( ) A I2 U2R B U2I2 U4I4 C若用户的用电功率变大,则 U4变大 D若用户的用电功率变大,则 I1变大 解析 在输电的回路中,有 U2 I2R U3,输电线上损失的电压小于升压变压器的输出电压,A 项错误;升压变压器的输入功率为总功率,等于输电线上的损耗功率和用户得到的功率之和, B 项错误;电厂输出的电 压 U1不变,则 U2不变,若用户的用电功率变大,则输电电流变大,那么输电线上损失的电压变大,用户得到的电压变小, C 项错误, D 项正确。 答案

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