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.doc

1、【 精品教育资源文库 】 课时达标 第 31 讲 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 u 220 2sin 100 t V，副线圈所在电路中接有灯泡、电动机、理想交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 10 1，灯泡的电 阻为 22 ，电动机内阻为 1 ，电流表示数为 3 A，各用电器均正常工作则

2、( BD ) 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 2 W D电动机的输出功率为 40 W 解析 由 u 220 2sin 100 t(V)知交变电流的频率 f 2 50 Hz，变压器不改变交变电流的频率，选项 A 错误；由理想变压器的变压规律 U1U2 n1n2，可知 U2 n2n1U1 22 V，故电压表的示数为 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 P U2I2 66 W，选项 C 错误；流过小灯泡的电流 I U2R 1 A，故流过电动机的电流 IM 2 A，电动机的输出功率 P 出 U2IM

3、I2Mr 40 W故选项 D 正确 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 ) A I1I2 n1n2B I2 U2R C I1U1 I22R D I1U1 I2U2 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【 精品教育资源文库 】 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，

4、I1是由 I2决定的，与输电线上的电阻无关，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 5 1，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 ( BD ) A电压表示数为 44 V B副线圈上电压的瞬时值表达式 u 220 2sin 100 t V 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 2

5、 V，角速度 2T 100 rad/s ，则副线圈两端电压的瞬时值表达式为 u 220 2sin 100 t V，选项 B 正确；根据 U1U2 n1n2得，U1 n1n2U2 1 100 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 U2R不变，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.

6、8 A，则下列说法正确的是 ( D ) A电压表 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 c d 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 U1U2 n1n2且 U1、 n1、 n2不变，则 U2不变，即 V2的示数不变， V3的示数 U3 U2 I2R0应减小，故选项 B 错误；由公式 I1I2 n2n1得 n1n2 I2 I1 0.80.2 4，则 n1n2，该变【 精品教育资源文库 】 压器起降压作用，故选项 C 错误，又 I2 U2R0 R， I2增大

7、， R 应减小故滑片应沿 c d 方向滑动，故选项 D 正确 5图甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为 4 1，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 ) A图乙所示电压的瞬时值表达式为 u 51sin 50 t V B变压器原、副线圈中的电流之比为 1 4 C变压器输入、输出功率之比为 1 4 D Rt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 u 51sin 100 t V，选项 A 错误；根据 n1n2 I2I1可知，原、副线圈中的电流与匝数成

8、反比，理想变压器的输入、输 出功率相等，选项 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，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 210 T 的水平匀强磁场中，线框面积 S 0.5 m2，线框电阻不计线框绕垂直于磁场的轴 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 ) A在图示位置线框中产生的感应电动势最大

9、B线框中产生电动势的有效值为 250 2 V C变压器原、副线圈匝数之比为 25 22 D允许变压器输出的最大功率为 1 000 W 解析 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 Em NBS 250 2 V，其中效值 E 22 Em 250 【 精品教育资源文库 】 V，选项 B 错误；灯泡能正常发光，则副线圈两端电压 U2 220 V；由 U1U2 n1n2可知变压器原、副线圈匝数之比为 25 22，选项 C 正确；熔断器允许通过的最大电流为 10 A，即 I1 10 A，P1 U1I1 25010 W 2 500

10、 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 25 T，单匝矩形线圈的面积 S 1 m2，电阻不计，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 ) 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 e12 2sin 30 t V D若矩

11、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 U2 6 V，通过灯泡的电流为 I2 P2U2 66 A 1 A，电流表的示数为 I1 n2n1I2 0.5 A，原线圈两端电压的有效值为 U1 n1n2U212 V，矩形线圈产生电动势的有效值为 12 V，最大值为 Em BS 12 2 V，得 60 rad/s，矩形线圈产生的电动势随时间的变化规律为 e 12 2sin 60 t V，矩形线圈的转速增大，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 )(

12、多选 )如图 ，一理想变压器原、副线圈匝数之比为 4 1，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 R 11R0， V 是理想电压表现将负载电阻的阻值减小为 R 5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为 5.0 V，则 ( AD ) 【 精品教育资源文库 】 A此时原线圈两端电压的最大值约为 34 V 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 R 5R0时， V 示数为 5.0 V，所以输出电流 I 出 5.0 V5R0， UR

13、0 I 出 R0 1 V，则变压器输出电压为 6 V，由 n1n2 U1U2得到输入电压的有效值为 24 V，所以原线圈两端电压最大值为 2U134 V ，选项 A 正确， B 错误因 I 入 I 出 n2 n1不变，故输入电流不变时输出电流也不变，当负载由 R 11R0变为 R 5R0时，由 U IR 知副线圈电压由 I(R0 11R0)降到I(R0 5R0) 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 n1 n2 2 1，电表均为理想电表，两个电阻

14、的阻值均为 1 ， C 是电容器，其击穿电压为 22 V图乙为原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 ) 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 B S 断开时电压表的示数为 1.41 V，电流表的示数为 0.35 A C S 断开时电压表的示数为 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 T 0.02 s，则 f 1T 50 Hz，变压器不改变交流电的频率，所以输出的交流电的频率仍为 50 Hz，故选项 A 错误当 S 断开时，由 U1U2 n1n2可知，电压表的示数U2 n2n1U

15、1 1 V， I2 U22R 0.5 A，又 I1I2 n2n1，则电流表的示数 I1 n2n1I2 0.25 A，所以选项 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 22 V，开关 S 闭合后，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 22 V，因为电容器的击穿电压为 22 V，所以电容器不能被击穿，选项 D 错误 【 精品教育资源文库 】 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 n1 n2 1 10，在 T1的原线圈两端接入一正弦交流电，输电线的