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1、变压器 远距离输电基础巩固题组(20分钟，50分)1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 VB20 VC80 V D0解析：选D.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0，选项D正确2(2019宁夏中卫一模)在如图所示的电
2、路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2221，原线圈接u1220sin 100t(V)的交变电流，电阻R10 ，电流表、电压表均为理想电表，则()A电压表的读数为10 VB电流表的读数为22 AC电阻R消耗的功率为10 WD变压器的输入功率为10 W解析：选D.输入电压的有效值为U1220 V，根据得U2U110 V，故选项A错误；电流表的示数为I21 A，故选项B错误；电阻消耗的功率为P2U2I210 W，故选项C错误；理想变压器的输入电功率等于副线圈回路负载消耗功率，故选项D正确3(2019湖南省五市十校高三联考)如图所示，理想变压器原、副线圈中分别接有电阻R1、R2，R1R210 ，
3、原、副线圈的匝数之比n1n221，R2两端电压为10 V，则R1两端的电压为()A5 V B10 VC15 V D20 V解析：选A.设R1两端的电压为UR1，原、副线圈回路中电流分别为I1、I2，由理想变压器的电流关系I1I2n2n1，而I1，I2，联立以上三式并代入数据得UR15 V，所以选项A正确4自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的交流电源上当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I
4、1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为()A380 V和5.3 AB380 V和9.1 AC240 V和5.3 A D240 V和9.1 A解析：选B.当变压器输出电压调至最大时，由得U2U1220 V380 V，由P1P2，P1U1I1，P2U2I2，得I1 A9.1 A，选项B正确5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：选D.根据理想变压器的工作原理得I1U1
5、I2U2、.U2不是加在R两端的电压，故I2，而I1U1等于R上消耗的功率IR与下一级变压器的输入功率之和，只有选项D正确6如图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()A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：选A.变压器输入功率等于输出功率，由I1U1I2U2解得，U2，选项A正确；输电线上的电压降为UU1，选项B错误；理想变压器的输入功率为I1U1，输电线的损失功率为Ir，
6、选项C、D错误7(2019天津和平质量调查)如图甲所示电路中，L1、L2、L3为三只“6 V3 W”的灯泡，变压器为理想变压器各电表均为理想电表当ab端接如图乙所示的交变电压时，三只灯泡均正常发光下列说法正确的是()A变压器原副线圈的匝数比为12B副线圈两端输出的交流电频率为50 HzC电流表的示数为0.5 AD电压表的示数为18 V解析：选B.灯泡正常发光时的电流I0 A0.5 A，则副线圈中电流I22I0，而原线圈中电流I1I0，则变压器原副线圈的匝数比n1n2I2I121，选项A错误；由乙图可知交流电的周期T0.02 s，则频率f50 Hz，变压器不改变交流电的频率，选项B正确；电流表的
7、示数IAI22I01 A，选项C错误；因灯泡正常发光，则副线圈的两端电压U26 V，则原线圈两端电压U1U212 V，电压表示数为12 V，选项D错误. 能力提升题组(25分钟，50分)1用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图所示，则()A变压器输入功率约为3.9 WB输出电压的最大值是110 VC变压器原、副线圈匝数比是12D负载电流的函数表达式i0.05sin A解析：选A.由题图可知通过负载的电流最大值为Im0.05 A，周期T0.02 s，故电流的函数表达式iImsint0.05sin (100t) A，D错误；理想变压器
8、匝数比等于电压比，即 n1n2U1U221，C错误；输出电压U2110 V，其最大值U2mU2110 V，B错误；理想变压器输入功率等于输出功率，即输入功率PI2U2110 W3.9 W，A正确2(2019安庆模拟)如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原、副线圈的匝数比为110的理想变压器给一个灯泡供电如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22 W现闭合开关，灯泡正常发光则()At0.01 s时刻穿过线框回路的磁通量为零B交流发电机的转速为100 r/sC变压器原线圈中电流表示数为1 AD灯泡的额定电压为220 V解析：选C.由
9、图乙可知，当t0.01 s时，感应电动势为零，则此时穿过线框回路的磁通量最大，故选项A错误；由图乙可知，交流电的周期为0.02 s，则转速为n50 r/s，故选项B错误；原线圈输入电压有效值为22 V，则副线圈的电压为2210 V220 V；由PUI可知，副线圈电流I2 A0.1 A，则由求得I11 A，故选项C正确；灯泡正常发光，故额定电压为220 V，故选项D错误3(2019湖北恩施一中模拟)(多选)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
10、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：选AD.在图中将原线圈抽头P向上滑动时，原线圈的匝数变大，故输出的电压变小，灯泡变暗，选项A正确；电容器的电容C变大时，电容器对电流的阻碍作用变小，故灯泡变亮，选项B错误；图示位置时，线圈位于中性面位置，故矩形线圈中瞬时感应电动势最小，选项C错误；若线圈abcd转动的角速度变为2，且线圈转动一周只有半周产生感应电压，在这半周中，电压的最大值是2NBS，设变压器原线圈电压的有效值为U
11、，则T，即UNBS，选项D正确4(2018高考天津卷)教学用发电机能够产生正弦式交变电流利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P.若发电机线圈的转速变为原来的，则()AR消耗的功率变为PB电压表V的读数变为UC电流表A的读数变为2ID通过R的交变电流频率不变解析：选B.发电机线圈的转速变为原来的时，电动势的最大值、有效值均变为原来的，所以电压表的读数变为原来的，B正确；R两端的电压变为原来的，根据P可知，R消耗的功率变为原来的，A错误；由于输出功率变为原来的，电压减小到一半，根据PUI可知，电
12、流变为原来的，电流表的读数变为原来的，C错误；由于转速变为原来的，则交变电流的频率变为原来的，D错误5(多选)如图所示，T为理想变压器，原副线圈匝数比为51.A1、A2为理想交流电流表，V1、V2为理想交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小)，原线圈两端电压u220sin (314t)V，以下说法正确的是()A当光照增强时，电压表V1示数为44 V保持不变B当光照增强时，电压表V2示数增大C通过电流表A1的电流方向每秒变化100次D当光照增强时，电流表A1、A2示数同时变大解析：选CD.原线圈两端电压有效值为220 V，原副线圈匝数比为51，所以副线圈的电
13、压有效值为44 V，电压表V1示数为44 V保持不变，与电阻的变化无关，所以选项A错误；当光照增强时，R3的电阻减小，总的电阻减小，所以电路的总电流要变大，原线圈电流也变大，R1的电压变大，副线圈的总电压不变，所以电压表V2示数变小，所以选项B错误，D正确；交变电流的周期为T s，所以通过电流表A1的电流方向每秒变化100次，所以选项C正确6(多选) 如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.原线圈通过一理想电流表A接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Ua b和U
14、c d，则()AUa bUc dn1n2B增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C负载电阻的阻值越小，cd间的电压Uc d越大D将二极管短路，电流表的读数加倍解析：选BD.变压器的变压比，其中U1、U2是变压器原、副线圈两端的电压U1Ua b，由于二极管的单向导电特性，Uc dU2，选项A错误；增大负载电阻R的阻值，负载的电功率减小，由于P入P出，且P入I1Ua b，所以原线圈上的电流I1减小，即电流表的读数变小，选项B正确；c、d端的电压由输入电压Ua b决定，负载电阻R的阻值变小时，Uc d不变，选项C错误；根据变压器上的能量关系有E输入E输出，在一个周期T的时间内，二极管未短路时有Ua
15、bI1T0(U为副线圈两端的电压)，二极管短路时有Ua bI2TT，由以上两式得I22I1，选项D正确7(多选)交流发电机和理想变压器如图连接，灯泡的额定电压为U0，灯泡与定值电阻的阻值均为R.当该发电机以转速n匀速转动时，电压表示数为U，灯泡恰能正常发光设电表均为理想电表，图示位置时磁场方向恰与线圈平面垂直，则()A变压器原、副线圈匝数比为2U0UB电流表的示数为C在图示位置时，发电机输出电压的瞬时值恰为零D从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式为eUsin 2nt解析：选BC.因灯泡正常发光，则其两端电压为额定电压U0，又因灯泡与定值电阻的阻值相等，则定值电阻两端电压也为U0，故副线圈两端电压为2U0，因电压
