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.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第 2 讲 变压器 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 1 6 为单选， 7 10 为多选 ) 1 如图，理想变压器原、副线圈匝数比为 20 1，两个标有 “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 ( ) A 120 V,0.10 A B 240 V,0.025 A C 120 V,0.05 A D 240 V,0.05 A 答案 D 解 析 副线圈电压 U2 12 V

2、，由 U1U2 n1n2得 U1 240 V，副线圈中电流 I2 2 PU 1 A，由 I1I2 n2n1得 I1 0.05 A， 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： u 220 2sin100 t(V)的交流电源上，在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 10 2 1 B电流表示数为 1 A C电流表示数为 10 A D副线圈中电流的频率为 5 Hz 答案 B 解析 由 u 220 2sin100 t(V)可知，输入电压的有效值 U1

3、 220 22 V 220 V，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 U2 22 V，则 n1 n2 U1 U2 10 1， A 选项错。灯泡正常发光时的【 精品教育资源文库 】 电流 I PU 1 A，输出端 10 个灯泡均正常发 光，总电流 I2 10I 10 A，根据 I1 I2 n2 n1，得出电流表示数 I1 1 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 1002 Hz 50 Hz，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

4、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 R 5R0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 R 11R0，此时输入电压有效值为 U ，则 ( ) A k 256 ， U 49 V B k 256 ， U 48 V C k 4， U 49 V D k 4， U 48 V 答案 C 解析 变压器副线圈电路电流 I2 URR 55R0 1R0，此时变压器原线圈电路电流为 I1 1kR0；调整负载前，变压器副线圈电压 U2 55R06 R0 6 V，原线圈上的电压 U1 kU2 6k V，则 U U1 I14 R0，即

5、25 6k 4k，解得 k 4；保持变压器输入电流不变，则副线圈电流也不变，将负载电阻的阻值增大到 R 11R0，则变压器副线圈两端电压为 U2 1R0(11 R0 R0) 12 V，原线圈两端电压 U1 kU2 48 V，故 U U1 I14 R0 48 V 14R04 R0 49 V，故 C 正确， A、 B、 D 错误。 4 2017 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 2 1。 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 R 10 ，则下列说法正确的是 ( ) A电压表示数为 4.5 V B电压表示数为 0 C

6、电流表示数为 0.9 A D电路消耗功率为 16.2 W 【 精品教育资源文库 】 答案 C 解析 原线圈电压的有效值为 U1 Em2 18 V，副线圈的电压为 U2 9 V，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 9 22 V，故选项 A、 B 错误；通过电阻 R 的电流有效值为 I2 U2R 0.9 A，故选项C 正确；电路消耗的功率为 P I22R 8.1 W，故选项 D 错误。 5.2017 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” 的灯泡和线圈电阻 r1 的电动机，原线圈接 u 220 2sin100 t V 的正弦式交变电

7、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 4 1 B电动机的输出功率为 176 W C电动机的热功率为 6 W D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 U1 220 V，根据题意灯泡两端的电压为 44 V，所以有 n1n2 U1U2 51，选项 A 错误；根据电流与匝数成反比可知副线圈中的电流 I2 5I1 5 A，灯泡中的电流 IL PLUL 1 A，则电动机的电流为 IM 4 A，电动机的热功率 P 热 I2Mr 16 W，则电动机输出功率

8、 P 出 U2IM I2Mr 160 W，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 IM 44 A，此时变压器副线圈电流为 45 A，则原线圈电流I1 n2n1I2 9 A，所以电流表的示数变为 9 A，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 ( ) A 用户用电器上交流电的频率是 100 Hz B发电机输出交流电的电压有效值是 500 V C输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定 【 精品教育资源文库 】 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

9、的周期为 0.02 s，所以频率 f 1T 50 Hz， A 选项错误。发电机输出交流电的电压最大值为 Um 500 V，故有效值 U Um2 250 2 V， B 选项错误。输电线电流 I 线 P入 P用R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 I2线 R 线 减小， D 选项正确。 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 s B原线圈输入电流的有效值小于 22 A C 0 1 s 和 1 2

10、 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，当输入电流为正弦交变电流时， I 有效 22 A，由图易知，电流的有效值 要小于 22 A，选项 B 正确；由楞次定律可知 0 1 s 和 1 2 s 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。 8如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 n1 n2 10 1， b 是原线圈的中心抽头， S 为单刀双掷开关，定值电

11、阻 R 10 。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 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A 当 S 与 a 连接后，理想电流表的示数为 2.2 A B当 S 与 a 连接后 ， t 0.01 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 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 U1U2 n1n2，又知 U1 220 22 V 220 V，得 U2 22 V，则理想电压表的示数为 22 V，又知定值电阻 R 10 ，可得理想电流表

12、示数为 I U2R 2.2 A，故 A 选项对、 B 选项错。 S 由 a 拨到 b 后， n1 n2 5 1，则 U1 U2 5 1，得 U2 2U2，据 P U2R得功率变为原来的 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 5 1， 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， AB 间电压变化情况如图乙所示。下列说法中正确的是 ( ) A AB 间电压的有效值为 44 V B原线圈两端电压的有效值为 220 V C R

13、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 1 5 答案 BC 【 精品教育资源文库 】 解析 根据电流的热效应有2RT2U2ABR T，得 AB 间的电压有效值为 UAB 22 2 V；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，输送的电功率为 P，输送电压为 U，所用导线的电阻率为 ，横截面积

14、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 ( ) A P U2SL B P P2LU2S C P 用 P U2SL D P 用 P?1 PLU2S 答案 BD 解析 输电线损失的电功率 P I2R，用户得到的电功率 P 用 P P ，输电线电阻 R LS，输电电流 I PU，故输电线上损失的电功率为： P I2R ? ?PU 2 LS P2LU2S ， B 选项正确。用户得到的功率为： P 用 P P P? ?1 PLU2S ， D 选项正确。 二、非选择题 (本题共 3 小题，共 40 分 ) 11 (10 分 )发电

15、机输出电压为 1.010 3 V 的交变电流，现在通过一个变压比为 1 4 的变压器升压，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)410 3 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 n1n2 U1U2， 所以 14 1.0103 VU2 ，得 U2 4103 V。 (2)副线圈上通过的电流 I PU2 800103410 3 A 200 A。 (3)电压损失 U 损 Ir 2001 V 200 V。 (4)损失的电功率占输电总功率的百分