《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》由会员分享，可在线阅读，更多相关《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（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第2 2讲讲 变压器变压器 电能的输送电能的输送板块三限时规范特训时间：45分钟 满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分。其中16为单选，710为多选)1如图，理想变压器原、副线圈匝数比为201，两个标有“12 V，6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是( )A120 V,0.10 A B240 V,0.025 AC120 V,0.05 A D240 V,0.05 A答案 D解析 副线圈电压U212 V，由得U1240 V，副线圈中电流I22 1 A，由得I10.05 U1 U2n1 n2P
2、UI1 I2n2 n1A，D选项正确。2如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为：u220sin100t(V)的交流电源上，在2副线圈两端并联接入规格为“22 V 22 W”的灯泡10个，灯泡均正常发光。除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是( )A变压器原、副线圈匝数比为1012B电流表示数为1 AC电流表示数为10 AD副线圈中电流的频率为5 Hz答案 B解析 由u220sin100t(V)可知，输入电压的有效值U1 V220 222022V，又知在输出端10个灯泡并联且正常发光，则知输出端电压的有效值U222 V，则n1n2U1U2101，A选项错。灯泡正常发光时的电流I 1
3、 P U2A，输出端10个灯泡均正常发光，总电流I210I10 A，根据I1I2n2n1，得出电流表示数I11 A，B选项对，C选项错。变压器中输出电流的频率与输入电流的频率是一致的f Hz50 100 2Hz，D选项错。3.2017四川广元二模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的正弦式交流电源；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 V Bk，U48 V25 625 6Ck4，U49
4、 V Dk4，U48 V答案 C解析 变压器副线圈电路电流I2，此时变压器原线圈电路电流为I1；调整负载前，变压器副线UR R5 5R01 R01 kR0圈电压U26R06 V，原线圈上的电压U1kU26k 5 5R0V，则UU1I14R0，即256k ，解得k4；保持变压器输入电流不变，则副线圈电流也不变，将负载电4 k阻的阻值增大到R11R0，则变压器副线圈两端电压为U2(11R0R0)12 1 R0V，原线圈两端电压U1kU248 V，故UU1I14R048 V4R049 1 4R0V，故C正确，A、B、D错误。42017安徽十校联考在图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为21。
5、a、b两端电压与时间的关系如图乙所示，二极管可视为理想二极管，电表均为理想电表，电阻R10 ，则下列说法正确的是( )3A电压表示数为4.5 V B电压表示数为0C电流表示数为0.9 A D电路消耗功率为16.2 W答案 C解析 原线圈电压的有效值为U118 V，副线圈的电压为U29 Em2V，电压表为理想电表，电阻极大，由于二极管单向导电，故其读数为 922V，故选项A、B错误；通过电阻R的电流有效值为I20.9 U2 RA，故选项C正确；电路消耗的功率为PI R8.1 W，故选项D错误。2 25.2017福建宁德质检如图所示，理想变压器的副线圈接有一规格为“44 V 44 W”的灯泡和线圈
6、电阻r1 的电动机，原线圈接u220sin100t 2V的正弦式交变电流后灯泡和电动机都正常工作，且原线圈中理想交流电流表的示数为1 A，则下列说法正确的是( )A理想变压器原、副线圈匝数之比为41B电动机的输出功率为176 WC电动机的热功率为6 WD若电动机被卡住，灯泡仍正常工作，则电流表的示数变为9 A答案 D解析 原线圈两端的电压有效值U1220 V，根据题意灯泡两端的电压为44 V，所以有 ，选项A错误；根据电流与匝数成反比可知副线圈中的电流I25I15 n1 n2U1 U25 1A，灯泡中的电流IL1 A，则电动机的电流为IM4 A，电动机的热功率P热I r16 PL UL2 MW
7、，则电动机输出功率P出U2IMI r160 2 MW，选项B、C错误；若电动机被卡住，电灯正常发光。则通过电动机的电流IM44 A，此时变压器副线圈电流为45 A，则原线圈电流I1I29 A，所以电流表的示数变为9 n2 n1A，选项D正确。6如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则( )4A用户用电器上交流电的频率是100 HzB发电机输出交流电的电压有效值是500 VC输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小答案 D解析 由图乙知，交流电的周期为0.02 s，所以频率f 50 1 THz，A选项
8、错误。发电机输出交流电的电压最大值为Um500 V，故有效值U250 Um22V，B选项错误。输电线电流I线，可见I线与R线及用户电路有关，C选项错误。当用户用电器总电P入P用 R线阻增大时，P用减小，I用减小，I线减小，输电线上损失的电功率P损IR线减小，D选项正确。2 线7如图甲所示，理想变压器的原线圈输入如图乙所示的交变电流，则下列判断正确的是( )A灯泡中的电流变化周期为2 sB原线圈输入电流的有效值小于 A22C01 s和12 s流过灯泡的电流方向相同D前2 s内铁芯中磁通量的变化率恒定答案 BCD解析 由题图乙知I的变化周期为4 s，选项A错误；作出正弦交变电流的图线如图中虚线所示
9、，当输入电流为正弦交变电流时，I有效 22A，由图易知，电流的有效值要小于 A，选项B正确；由楞次定律可知01 s和12 22s流过灯泡的电流方向相同，选项C正确；由图象可知在前2 s内电流I的变化率恒定，由此产生的磁通量的变化率也是恒定的，选项D正确。58如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2101，b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻R10 。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是 ( )A当S与a连接后，理想电流表的示数为2.2 AB当S与a连接后，t0.01 s时理想电流表示数为零C当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的
10、4倍D当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频率变为25 Hz答案 AC解析 S与a连接后，由，又知U1 V220 V，得U222 V，则理想电压表的示数为22 U1 U2n1 n222022V，又知定值电阻R10 ，可得理想电流表示数为I2.2 U2 RA，故A选项对、B选项错。S由a拨到b后，n1n251，则U1U251，得U22U2，据P得功率变U2 R为原来的4倍，故C选项对。输出电压频率不变，仍为50 Hz，故D选项错。9图甲为某恒温装置的电路原理图，理想变压器原、副线圈匝数比为51，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，D为理想二极管，R1为电阻恒定的电热丝，A
11、B间电压变化情况如图乙所示。下列说法中正确的是( )6AAB间电压的有效值为44 VB原线圈两端电压的有效值为220 VCR处温度升高时，R1消耗的电功率减小D理想变压器原、副线圈中的电流之比为15答案 BC解析 根据电流的热效应有T，得AB间的电压有效值为UAB22 44 V2 RT 2U2AB R2V；由于二极管的单向导电性，原、副线圈的电流之比不再与匝数成反比，故A、D错误。由题图乙知副线圈电压的有效值为44 V，根据电压与匝数成正比可得原线圈电压的有效值为220 V，故B正确。温度升高时，R减小，I2增大，R0分压变大，R1分压减小，故功率也减小，C正确。10在远距离送电时，输送的电功
12、率为P，输送电压为U，所用导线的电阻率为，横截面积为S，总长度为L，输电线损失的电功率为P，用户得到的电功率为P用，则P、P用的关系式正确的是 ( )APBPU2S LP2L U2SCP用PDP用PU2S L(1PL U2S)答案 BD解析 输电线损失的电功率PI2R，用户得到的电功率P用PP，输电线电阻R，输电电流I ，故输电L SP U线上损失的电功率为：PI2R2，B选项正确。用户得到的功率为：P用PPP(P U)L SP2L U2S，D选项正确。(1PL U2S)二、非选择题(本题共3小题，共40分)11(10分)发电机输出电压为1.0103 V的交变电流，现在通过一个变压比为14的变
13、压器升压，再通过总电阻为1.0 的输电线路向某地输电，在输送的电功率为800 kW的情况下(设变压器为理想变压器)。求：(1)升压变压器的副线圈两端电压为多大？(2)输电线上通过的电流为多大？(3)输电线上造成的电压损失为多少？(4)输电线上损失的电功率占输电总功率的百分比为多少？答案 (1)4103 V (2)200 A (3)200 V (4)5%解析 (1)升压变压器的原、副线圈匝数比为，n1 n2U1 U27所以 ，得U24103 V。1 41.0 103 V U2(2)副线圈上通过的电流I A200 A。P U2800 103 4 103(3)电压损失U损Ir2001 V200 V。
14、(4)损失的电功率占输电总功率的百分比为100%5%。P损 PU损I P200 V 200 A 800 103 W12(15分)一个次级有两个不同副线圈的理想变压器，如图甲所示。如图乙，将两盏标有“6 V 0.9 W”和一盏标有“3 V 0.9 W”的三盏灯泡全部接入变压器的次级线圈，且能够正常发光。已知U1220 V，匝数如图。(1)请在次级线圈中画出如何连接的示意图；(2)计算灯泡正常发光时变压器初级线圈中的电流大小。答案 (1)图见解析 (2)0.012 A解析 (1)由电压和匝数的关系知，。U1 U2n1 n2U1 U3n1 n3 代入数据得：U22 V，U37 V。由U2、U3的结果
15、知仅用两个副线圈中的任一个都不能使三盏灯正常发光。若将两线圈的端点2与3连接，则有：，解得U145 V，仍不符合题目要求。U1 U14n1 n3n2若将两线圈的端点2与4连接，则有：，解得U139 V。U1 U13n1 n2n3由公式R知，“6 V 0.9 W”的灯泡电阻R 40 ，“3 V 0.9 W”的灯泡电阻R U2 P62 0.932 0.910 。由以上所求数据可知，当两盏“6 V 0.9 W”的灯泡并联再与“3 V 0.9 W”灯泡串联接入U13时恰正常发光。所以在次级线圈中的连接示意图如图所示。(2)利用P入P出得I1U10.93 W，8则I1 A0.012 A。0.9 3 W U10.9 3 22013(15分)某水电站发电机的输出功率为100 kW，发电机的电压为250 V。通过升压变压器升高电压向远处输电，输电线总电阻为8 ，在用户端用降压变压器把电压降为220 V。要求在输电线上损失的功率控制为5 kW(即用户得到的功率为95 kW。)请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算。(1)降压变压器
