2019届高考物理一轮复习第十章交变电流传感器课时作业33变压器电能的输送.doc

1、【 精品教育资源文库 】 课时作业（三十三）变压器 电能的输送 基础小题练 1如图为一种变压器的实物图，根据其铭牌上所提供的信息，以下判断正确的是 ( ) A这是一个升压变压器 B原线圈的匝数比副线圈的匝数多 C当原线圈输入交流电压 220 V 时，副线圈输出直流电压 12 V D当原线圈输入交流电压 220 V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小 【解析】 根据铭牌上所提供的信息可知：变压器的输入电压为 220 V，输出电压为 12 V，该变压器为降压变压器，故选项 A 错误、选项 B 正确；变压器的工作原理是电磁感应，故变压器的原、副线圈上的电压都为交流电压，选项 C 错误；由

2、理想变压器的输出功率等于输入功率，且原线圈的电压大于副线圈的电压，故副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流大，选项 D 错误 【答案】 B 2如图所示，半径为 L 1 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 B 2 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 n1 n2 1 4 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 ( ) A 40 V B 20 V C.80 V D 0 V 【解析】 由于 Oa 以圆心 O 为轴，

3、以角速度 10 rad/s 匀速转动，产生恒定的感应电动势，变压器原线圈两端的电压恒定不变，因此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零，选项 D 正确 【答案】 D 3如图，理想变压器原线圈输入电压 u Umsin t ，副线圈电路中 R0 为定值电阻， R【 精品教育资源文库 】 是滑动变阻器 V1和 V2是理想交流电压表，示数分别用 U1和 U2表示； A1和 A2是理想交流电流表，示数分别用 I1和 I2表 示下列说法正确的是 ( ) A I1和 I2表示电流的瞬时值 B U1和 U2表示电压的最大值 C滑片 P 向下滑动过程中， U2不变、 I1变大 D滑片 P

4、 向下滑动过程中， U2变小、 I1变小 【解析】 交流电表的示数表示交流电的有效值， A、 B 两项错误；滑片 P 向下滑动过程中，原、副线圈的匝数 n1、 n2不变， U1不变，则 U2 U1n2n1不变； R 连入电路的电阻变小，则流过副线圈的电流 I2 U2R R0变大，根据 U1I1 U2I2，可知 I1变大， C 项正确， D 项错误 【答案 】 C 4如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比 n1 n2 3 1，在原副线圈中电路分别接有阻值相同的电阻 R1， R2.交变电压的大小为 U，则下列说法正确的是 ( ) A电阻 R1， R2两端的电压之比为 3 1 B电阻 R1， R2上消

5、耗的电功率之比为 1 1 C电阻 R1， R2两端的电压均为 U3 D电阻 R1， R2上消耗的电功率之比为 1 9 【解析】 由变压器电压、电流、功率的比例关系可知：通过 R1、 R2的电流之比 I1 I2 n2 n1 1 3，故两电阻上电压之比 U1 U2 I1R I2R 1 3；两电阻消耗的电功率之比P1 P2 I21R I22R 1 9.选项 D 正确 【答案】 D 5.如图，一理想变压器的原线圈接在电压为 220 V 的正弦交流电源上，两副线圈匝数分别为 n2 16、 n3 144，通过理想二极管 (具有单向导电性 )、单刀双掷开关与一只 “36 V,18 W” 的灯泡相连 (灯泡电

6、阻不变 )，当开关接 1 时，灯泡正常发光，则下列说法中正确的是( ) 【 精品教育资源文库 】 A原线圈的匝数为 880 B当开关接 2 时，灯泡两端电压的有效值为 20 2 V C当开关接 2 时，原线圈的输入功率约为 18 W D当开关接 2 时，原线圈的输入功率约为 11 W 【解析】 由 n1n3 U1UL得 n1 880，选项 A 正确；当开关接 2 时，有 n1n2 n3 U1U，解得 U40 V，设交流电周期为 T， U2RT2U 2R T， U 20 2 V，选项 B 正确；灯泡电阻为 RU2LPL72 ，灯泡消耗的实际功率为 P U2R 1009 W11 W ，选项 C

7、错误， D 正确 【答案】 ABD 6如图甲所示的远距离输电示意图中，变压器均为理想变压器升压变压器原、副线圈匝数比为 1 100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为 100 . 降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中 R1为一定值电阻， R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小电压表 V 显示加在报警器上的电压 (报警器未画出 )未出现火情时，升压变压器的输 入功率为 750 kW.下列说法正确的是 ( ) A降压变压器副线圈输出的交变电流频率为 50 Hz B输电线中的电流为 60 A C输电线路损耗功率为 90 kW D当传感器 R2所在处出现火情时，

8、电压表 V 的示数变大 【解析】 由图乙知交变电流的周期 T 0.02 s，所以降压变压器副线圈输出的交变电流频率为 f 50 Hz，选项 A 正确；由图乙知升压变压器输入端电压有效值为 250 V，根据电压与匝数成正比知，副线圈电压为 25 000 V，所以输电线中的电流为 I PU 30 A，选项 B错误 ；输电线损失的电压为 U IR 30100 V 3 000 V，输电线路损耗功率为 P UI【 精品教育资源文库 】 90 kW，选项 C 正确；当出现火情时，传感器 R2阻值减小，降压变压器副线圈两端电压看作不变，副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大，所以电压表 V 的示数变小，选项

9、 D 错误 【答案】 AC 创新导向练 7科技应用 变压器原理在医疗器械中及应用 心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其部分电路可简化为大电阻R1与交流电源串联，该电源输出的电压恒为 U0，如图所示心电图仪与一个理想变压器的初级线 圈相连，一个扬声器 (可等效为一个定值电阻 R2)与该变压器的次级线圈相连若 R2 从变压器得到的功率此时最大，下列说法错误的是 ( ) A大电阻 R1两端电压为 U02 B理想变压器初级线圈与次级线圈的匝数比值为 R1R2C交流电源的输出功率为 U202R1 D通过扬声器的电流为 U02 1R1R2【解析】 设理想变压器初级线圈和次级线圈的匝数分别

10、为 n1、 n2，初级线圈和次级线圈中的电 流分别为 I1、 I2，根据理想变压器的初级和次级线圈的电流和电压关系可得 I1n1I2n2， U0 I1R1n1 I2R2n2，设 R2的功率为 P，联立则有 P I22R2 I21R1 I1U0，由于扬声器有最大功率，则 I1 U02R1、 I2 U02 1R1R2，选项 D 正确；大电阻 R1两端电压 I1R1 U02，选项 A 正确；理想变压器的初级 和次级线圈的匝数比值为 n1n2 I2I1 R1R2，选项 B 错误；交流电源的输出功率为 I1U0 U202R1，选项 C 正确故本题选 B. 【答案】 B 【 精品教育资源文库 】 8负载

11、电阻含热敏 (光敏 )电阻元件的理想变压器的动态分析问题 如图甲所示的电路中， S 为单刀双掷开关，电表为理想电表， Rt 为热敏电阻 (阻值随温度的升高而减小 )，理想变压器原线圈接图乙所示的正弦交流电则 ( ) A变压器原线圈中交流电压 u 的表达式 u 110 2sin 100 t(V) B S 接在 a 端， Rt温度升高时，变压器的输入功率变小 C S 接在 a 端， Rt温度升高时，电压表和电流表的示数均变大 D S 由 a 切换到 b， Rt消耗的功率变大 【解析】 由题图乙可知，电压的最大值为 110 2 V，周期为 0.02 s，所以 100 rad/s， A 项正确；副线圈

12、的输出电压由变压器的变压比和输入电压决定，故电压表的示数不变， C 项错误；温度升高时， Rt 的阻值减小，由 P U2R可知，变压器的输出功率增大，故其输入功率也 随之增大， B 项错误； S 由 a 切换到 b，副线圈匝数减少，故输出电压减小，Rt电阻不变，由 P U2R知， Rt消耗的功率减小， D 项错误 【答案】 A 9变压器的实际应用 电子灭虫器的工作原理 电子灭虫器由两种主要部件组成：诱虫的黑光灯和杀虫的电网黑光灯发出的紫外线能够引诱害虫飞近黑光灯，然后再利用黑光灯周围的交流高压电网将其 “ 击毙 ” 如图所示是电网的工作电路示意图，理想变压器将有效值为 220 V 的交变电压变

13、压，输送到电网，电网相邻两平行板电极间距为 0.5 cm，空气在常温下被击穿的临界电 场强度为 6 220 V/cm.为防止两极间空气击穿而造成短路，理想变压器的原、副线圈的匝数应满足一定条件，则下列说法正确的是 ( ) A变压器的原、副线圈的匝数比： n1n2 10 B变压器的副、原线圈的匝数比： n2n110 【 精品教育资源文库 】 C此变压器为降压变压器 D此变压器为升压变压器 【解析】 电网相邻两电极间的最高电压为： U2 Ed 6 2200.5 V 3 110 V理想变压器输入电压的最大值为： U1 220 2 V 311 V，故 n2n1应满足的条件是： n2n1U2U1 3

14、110311 101 ，此变压器为升压器，选项 B、 D 正确 【答案】 BD 10综合应用 考查交变电路中含电容器的问题 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】 矩形线圈 abcd 中产生交变电流，将原线圈抽头 P 向上滑动时，原线圈匝数变大，根据变压比公式 U1U2 n1n2，输出电压减小，故灯泡变暗， A 正确；电容器电容变大时，容抗减小电流变大，灯泡变亮， B 错误；图示位置时，线圈中的瞬时感应电动势为零， C 错误；若线圈转动角速度加倍 ，则变 压器原线圈电压有效值也加倍， Em NBS2 1R2 ? ?Em22 T2E2R2 T，得 E NBS ，故 D 正确 【答案】 AD 综合提升练 11如图所示的理