《（全国通用版）2019版高考物理大一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 课时达标31 变压器的原理电能的输送》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（全国通用版）2019版高考物理大一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 课时达标31 变压器的原理电能的输送（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 课时达标课时达标 第第 3131 讲讲 变压器的原理电能的输送变压器的原理电能的输送 解密考纲理解变压器的原理，掌握理想变压器原、副线圈的功率关系、电压关系及 电流关系，并会进行相关计算；能利用功率、电压、电流关系对变压器进行动态分析；会 计算远距离输电问题中线路损失的功率和电压 1(多选)如图所示，理想变压器的原线圈接在一个交变电源上，交变电压瞬时值随时 间变化的规律为u220sin 100 t V，副线圈所在电路中接有灯泡、电动机、理想交 2 流电压表和理想交流电流表已知理想变压器原、副线圈匝数比为 101，灯泡的电阻为 22 ，电动机内阻为 1 ，电流表示数为 3 A，各用电器均正常
2、工作则( BDBD ) A通过副线圈的电流频率为 5 Hz B电压表示数为 22 V C变压器原线圈的输入功率为 66 W 2 D电动机的输出功率为 40 W 解析 由u220sin 100t(V)知交变电流的频率f50 Hz，变压器不改变交 2 2 变电流的频率，选项 A 错误；由理想变压器的变压规律，可知U2U122 V，故 U1 U2 n1 n2 n2 n1 电压表的示数为 22 V，选项 B 正确；变压器原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，为 PU2I266 W，选项 C 错误；流过小灯泡的电流I1 A，故流过电动机的电流IM2 U2 R A，电动机的输出功率P出U2IMI r40
3、W故选项 D 正确 2 M 2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( D D ) A BI2 I1 I2 n1 n2 U2 R CI1U1I R DI1U1I2U2 2 2 解析 对理想变压器来说，输出功率决定输入功率，两者总相等，故选项 D 正确；对 只有一组副线圈的理想变压器来说，通过原、副线圈的电流之比等于原、副线圈的匝数之 比的倒数，因此选项 A 错误；输出电流决定输入电流，I2是由用户的电流决定的，I1是由 2 I2决定的，与输电线上的电阻
4、无关，选项 B 错误；输出功率决定输入功率，升压变压器的 输入功率应等于用户的功率与输电线上消耗的功率之和，故选项 C 错误 3(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 51，原线圈接交流电源 和交流电压表，副线圈与热水器、抽油烟机连接已知副线圈上的电压按图乙所示规律变 化，现闭合开关 S 接通抽油烟机，输电线上的电阻不计，则下列说法正确的是( BDBD ) A电压表示数为 44 V B副线圈上电压的瞬时值表达式u220sin 100t V 2 C热水器消耗的功率变大 D变压器的输入功率增大 解析 由题图乙可知，交变电流的峰值是 220 V，角速度100 rad/s， 2 2 T 则
5、副线圈两端电压的瞬时值表达式为u220sin 100t V，选项 B 正确；根据 2 U1 U2 得，U1U21 100 V，则电压表示数为 1 100 V，选项 A 错误；接通开关，变压器的 n1 n2 n1 n2 输出功率增大，则变压器的输入功率增大，选项 D 正确；热水器消耗的功率P不变， U2 R 选项 C 错误 4如图所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两 端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观 察到电流表 A1的示数增大了 0.2 A，电流表 A2的示数增大了 0.8 A，则下列说法正确的是( D D ) A电压
6、表 V1示数增大B电压表 V2、V3示数均增大 C该变压器起升压作用D变阻器滑片是沿cd的方向滑动 解析 由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，故电压表 V1示数不变，选项 A 错误；由理想变压器原理公式且U1、n1、n2不变，则U2不变，即 V2的示数不变， U1 U2 n1 n2 V3的示数U3U2I2R0应减小，故选项 B 错误；由公式得4，则 I1 I2 n2 n1 n1 n2 I2 I1 0.8 0.2 3 n1n2，该变压器起降压作用，故选项 C 错误，又I2，I2增大，R应减小故滑片应 U2 R0R 沿cd方向滑动，故选项 D 正确 5图甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比
7、为 41，原线圈接图乙所示的正弦交 流电图甲中Rt为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均 为理想电表则下列说法正确的是( B B ) A图乙所示电压的瞬时值表达式为u51sin 50t V B变压器原、副线圈中的电流之比为 14 C变压器输入、输出功率之比为 14 DRt处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大 解析 题图乙所示电压的瞬时值表达式为u51sin 100t V，选项 A 错误；根据 可知，原、副线圈中的电流与匝数成反比，理想变压器的输入、输出功率相等，选 n1 n2 I2 I1 项 B 正确，C 错误；Rt处温度升高时，Rt的阻值减小，电压表示数不变，
8、电流表示数变大， 所以选项 D 错误 6(2017江苏苏州模拟)如图所示，匝数为 50 匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应 强度大小B T 的水平匀强磁场中，线框面积S0.5 m2，线框电阻不计线框绕垂直 2 10 于磁场的轴OO以角速度100 rad/s 匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈 接入一只“220 V 60 W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为 10 A下列说法正确的是( C C ) A在图示位置线框中产生的感应电动势最大 B线框中产生电动势的有效值为 250 V 2 C变压器原、副线圈匝数之比为 2522 D允许变压器输出的最大功率为 1 000 W 解
9、析 在图示位置线框和磁感线垂直，磁通量最大，线框中产生的感应电动势为零， 选项 A 错误；线框中产生的感应电动势最大值EmNBS250 V，其中效值 2 EEm250 V，选项 B 错误；灯泡能正常发光，则副线圈两端电压U2220 V；由 2 2 U1 U2 4 可知变压器原、副线圈匝数之比为 2522，选项 C 正确；熔断器允许通过的最大电流为 n1 n2 10 A，即I110 A，P1U1I125010 W2 500 W，因此变压器允许输出的最大功率为 2 500 W，选项 D 错误 7(2017陕西西安一模)如图所示，匀强磁场的磁感应强度B T，单匝矩形线 2 5 圈的面积S1 m2，电
10、阻不计，绕垂直于磁场的轴OO匀速转动线圈通过电刷与理想变 压器原线圈相连接，A 为交流电流表调整副线圈的触头P，当变压器原、副线圈的匝数比 为 21 时，副线圈电路中标有“6 V 6W”的灯泡正常发光以下判断正确的是( D D ) A电流表的示数为 1 A B矩形线圈产生电动势的有效值为 18 V C从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈产生的电动势随时间的变化规律为 e12sin 30t V 2 D若矩形线圈的转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当上移 解析 因灯泡正常发光，则副线圈两端的电压有效值为U26 V，通过灯泡的电流为 I2 A1 A，电流表的示数为I1I20.5 A，原线圈两
11、端电压的有效值为 P2 U2 6 6 n2 n1 U1U212 V，矩形线圈产生电动势的有效值为 12 V，最大值为EmBS12 V，得 n1 n22 60 rad/s，矩形线圈产生的电动势随时间的变化规律为e12sin 60t V，矩形 2 线圈的转速增大，产生的感应电动势增大，P适当上移可以保持副线圈两端电压不变，小 灯泡仍能正常发光故选项 D 正确 8(2017天津诊断)(多选)如图，一理想变压器原、副线圈匝数之比为 41，原线 圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源，副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，负载 电阻的阻值R11R0，V 是理想电压表现将负载电阻的阻值减小为R5R0，保持变
12、压器输 入电流不变，此时电压表的读数为 5.0 V，则( ADAD ) A此时原线圈两端电压的最大值约为 34 V 5 B此时原线圈两端电压的最大值约为 24 V C原线圈两端原来的电压有效值约为 68 V D原线圈两端原来的电压有效值约为 48 V 解析 当R5R0时，V 示数为 5.0 V，所以输出电流I出，UR0I出R01 V， 5.0 V 5R0 则变压器输出电压为 6 V，由得到输入电压的有效值为 24 V，所以原线圈两端电压 n1 n2 U1 U2 最大值为U134 V，选项 A 正确，B 错误因I入I出n2n1不变，故输入电流不变 2 时输出电流也不变，当负载由R11R0变为R5
13、R0时，由UIR知副线圈电压由 I(R011R0)降到I(R05R0)6 V，则副线圈两端原来的电压有效值为 12 V，原线圈两端 原来的电压有效值为 48 V，选项 C 错误，D 正确 9(2017重庆模拟)如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1n221，电 表均为理想电表，两个电阻的阻值均为 1 ，C是电容器，其击穿电压为 V图乙为原 2 2 线圈两端的输入电压与时间的关系图象下列说法正确的是( C C ) A输入电压的频率为 50 Hz，经过变压器后通过电阻的交流电频率为 25 Hz BS 断开时电压表的示数为 1.41 V，电流表的示数为 0.35 A CS 断开时电压表的示数为
14、 1 V，电流表的示数为 0.25 A D闭合开关 S，电容器将被击穿 解析 由题图乙知T0.02 s，则f 50 Hz，变压器不改变交流电的频率，所以输 1 T 出的交流电的频率仍为 50 Hz，故选项 A 错误当 S 断开时，由可知，电压表的示 U1 U2 n1 n2 数U2U11 V，I20.5 A，又，则电流表的示数I1I20.25 A，所以 n2 n1 U2 2R I1 I2 n2 n1 n2 n1 选项 B 错误，C 正确开关 S 闭合前，右端电阻R两端电压最大值为 V，开关 S 闭合后， 2 2 电容器C与右端电阻R并联，则并联总电阻小于 1 ，电容器两端的最大电压小于 V， 2
15、 2 因为电容器的击穿电压为 V，所以电容器不能被击穿，选项 D 错误 2 2 10(2017武汉武昌区调研)(多选)如图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变 压器升压变压器T1的原、副线圈匝数之比为n1n2110，在T1的原线圈两端接入一 正弦交流电，输电线的总电阻为 2r2 ，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为 6 n3n4101，若T2的“用电设备”两端的电压为U4200 V 且“用电设备”消耗的电功 率为 10 kW，不考虑其他因素的影响，则( ABCABC ) AT1的副线圈两端电压的最大值为 2 010 V 2 BT2的原线圈两端的电压为 2 000 V C输电线上损失的电功率为 50 W DT1的原线圈输入的电功率为 10.1 kW 解析 由题可以知道U4200 V，根据，可得到U32 000 V，再根据 n3 n4 U3 U4 U3I3U4I410 kW，则I35 A，则U2U32I3r2 010 V，则最大值为U22 010 22 V，故选项 A、B 正确；输电线上损失的电功率为 P2I r50 W，故选项 C 正确；根据 2 3 能量守恒，则T1的原线圈输入的电功率为PP10 kW10.05 kW，故选项 D 错误
