高三物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 交變電流 傳感器 30 理想變壓器 遠(yuǎn)距離輸電課時達(dá)標(biāo)

理想變壓器　遠(yuǎn)距離輸電 1．(多選)(2015天津卷)如圖所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調(diào)節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑動觸頭．在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，則 (　　) A．保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變大 B．保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變小 C．保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變大 D．保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變小 答案：BC ．解析：保持Q的位置不動，則副線圈的輸出電壓不變，當(dāng)P向上滑動時，副線圈電路中的電阻變大，由I2＝可知，副線圈中的電流減小，根據(jù)變流比可知，原線圈中的電流減小，因此電流表的示數(shù)變小，A項(xiàng)錯誤，B項(xiàng)正確；保持P的位置不動，副線圈電路中的電阻不變，當(dāng)Q向上移時，副線圈的匝數(shù)增多，由變壓比可知，副線圈的輸出電壓增大，由I2＝可知，副線圈中的電流增大，由電流比可知，原線圈中的電流增大，電流表示數(shù)變大，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯誤． 2．在變電站里，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測電網(wǎng)上的強(qiáng)電流，所用的器材叫電流互感器．如圖所示的A、B、C、D四個圖中，能正確反應(yīng)其工作原理的是 (　　) 答案：A 解析：電流互感器要把大電流變?yōu)樾‰娏?，因此原線圈的匝數(shù)少，副線圈的匝數(shù)多，且原線圈必須串聯(lián)在火線中，A項(xiàng)正確． 3．通過一理想變壓器，經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P，原線圈的電壓U保持不變，輸電線路的總電阻為R.當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時，線路損耗的電功率為P1，若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk，線路損耗的電功率為P2，則P1和分別為 (　　) A.，B．()2R， C.，D．()2R， 答案：D 解析：根據(jù)理想變壓器的變壓比有 k＝，nk＝ 線路的輸送功率不變有P＝U1I1＝U2I2 根據(jù)焦耳定律有 P1＝IR＝R＝R P2＝IR＝R＝R＝ 故有＝＝＝. 4．(2014江蘇卷) 遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線上的電阻為R.變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是(　　) A.＝B．I2＝ C．I1U1＝IRD．I1U1＝I2U2 答案：D 解析：對理想變壓器來說，輸出功率決定輸入功率，兩者總相等，故選項(xiàng)D正確；對只有一組副線圈的理想變壓器來說，通過原、副線圈的電流之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比的倒數(shù)，因此選項(xiàng)A錯誤；輸出電流決定輸入電流，I2是由用戶的電流決定的，I1是由I2決定的，與輸電線上的電阻無關(guān)，選項(xiàng)B錯誤；輸出功率決定輸入功率，升壓變壓器的輸入功率應(yīng)等于用戶的功率與輸電線上消耗的功率之和，故選項(xiàng)C錯誤． 5．(多選)如圖所示是街頭變壓器給用戶供電的示意圖．變壓器的輸入電壓是市電網(wǎng)的電壓，不會有很大的波動，輸出電壓通過輸電線輸送給用戶．輸電線的電阻用R0表示，變阻器R表示用戶用電器的總電阻，當(dāng)滑動變阻器觸頭P向下移動時，下列說法中正確的是 (　　) A．與增加用電器的數(shù)目達(dá)到的效果相同 B．A1表的示數(shù)隨A2表的示數(shù)的增大而增大 C．V1表的示數(shù)隨V2表的示數(shù)的增大而增大 D．變壓器的輸入功率增大 答案：ABD 解析：當(dāng)滑動變阻器觸頭P向下移動時，用電器的總電阻減小，相當(dāng)于并聯(lián)的用電器數(shù)目增加，同時變壓器的輸入功率增大，A、D兩項(xiàng)對；電網(wǎng)供電是“用多少供多少”，輸出電流增大則輸入電流增大，B項(xiàng)對；但變壓器的輸出電壓則由輸入電壓決定，當(dāng)輸入電壓和變壓器的匝數(shù)比一定時，輸出電壓一定，C項(xiàng)錯． 6．(多選)調(diào)壓變壓器是一種自耦變壓器，它的構(gòu)造如圖所示．線圈AB繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上．AB間加上正弦交流電壓U，移動滑動觸頭P的位置，就可以調(diào)節(jié)輸出電壓．在輸出端連接了滑動變阻器R和理想交流電流表，變阻器的滑動觸頭為Q.則 (　　) A．保持P的位置不動，將Q向下移動時，電流表的讀數(shù)變大 B．保持P的位置不動，將Q向下移動時，電流表的讀數(shù)變小 C．保持Q的位置不動，將P沿逆時針方向移動時，電流表的計(jì)數(shù)變大 D．保持Q的位置不動，將P沿逆時針方向移動時，電流表的讀數(shù)變小 答案：BC 解析：保持P的位置不動，副線圈兩端電壓不變，將Q向下移動時，滑動變阻器阻值變大，所以電流表的讀數(shù)變小，B項(xiàng)正確；保持Q的位置不動，將P沿逆時針方向移動時，副線圈匝數(shù)變多，所以副線圈兩端電壓變大，因此電流表的讀數(shù)變大． 7．(多選)(2014廣東卷) 如圖所示的電路中，P為滑動變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓U1不變，閉合電鍵S，下列說法正確的是(　　) A．P向下滑動時，燈L變亮 B．P向下滑動時，變壓器的輸出電壓不變 C．P向上滑動時，變壓器的輸入電流變小 D．P向上滑動時，變壓器的輸出功率變大 答案：BD 解析：由于理想變壓器輸入電壓不變，則副線圈電壓U2不變，滑片P滑動時，對燈泡兩端的電壓沒有影響，故燈泡亮度不變，則選項(xiàng)A錯誤；滑片P下滑，電阻變大，但副線圈電壓由原線圈電壓決定，則副線圈電壓不變，故選項(xiàng)B正確；滑片P上滑，電阻減小，副線圈輸出電流I2增大，則原線圈輸入電流I1也增大，故選項(xiàng)C錯誤；此時變壓器輸出功率P2＝U2I2將變大，故選項(xiàng)D正確． 8．如圖所示，接于理想變壓器中的四個規(guī)格相同的燈泡都正常發(fā)光，那么，理想變壓器的匝數(shù)比n1∶n2∶n3為 (　　) A．1∶1∶1B．3∶2∶1 C．6∶2∶1D．2∶2∶1 答案：B ．解析：燈泡正常發(fā)光，可得UA＝UB＝UC＝UD，所以U2＝2U3.由變壓器的電壓比公式＝＝＝，所以n2＝2n3.同理，燈泡正常發(fā)光，功率相等，即PA＝PB＝PC＝PD.由P＝I2R，得IA＝IB＝IC＝ID，即I1＝I2＝I3.由U1I1＝U2I2＋U3I3得n1I1＝n2I2＋n3I3，即n1＝n2＋n3＝2n3＋n3＝3n3，所以n1∶n2∶n3＝3∶2∶1. 9．如圖所示，理想變壓器B的原線圈跟副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1，交流電源電壓u1＝311sin100πtV，F(xiàn)是熔斷電流為I0＝1.0A的保險絲，負(fù)載為一可變電阻． (1)當(dāng)電阻R＝100Ω時，保險絲能否被熔斷？ (2)要使保險絲不被熔斷，電阻R的阻值應(yīng)不小于多少？變壓器輸出的電功率不能超過多少？ 答案：(1)不會　(2)55 Ω　220 W 解析：原線圈電壓的有效值為 U1＝V＝220V 由＝得副線圈兩端的電壓 U2＝U1＝220V＝110V (1)當(dāng)R＝100Ω時，副線圈中電流 I2＝＝A＝1.10A 由U1I1＝U2I2得原線圈中的電流為 I1＝I2＝1.10A＝0.55A 由于I1<I0(熔斷電流)，故保險絲不會熔斷． (2)設(shè)電阻R取某一值R0時，原線圈中的電流I1剛好達(dá)到熔斷電流I0，即I1＝1.0A，則副線圈中的電流為 I2＝I1＝21.0A＝2.0A 電阻R的阻值為：R0＝＝Ω＝55Ω 此時變壓器的輸出功率為 P2＝I2U2＝2.0110W＝220W 可見，要使保險絲F不被熔斷，電阻R的阻值不能小于55Ω，變壓器輸出的電功率不能超過220W. 10．發(fā)電機(jī)輸出功率為100kW，輸出電壓是250V，用戶需要的電壓是220V，輸電線電阻為10Ω.若輸電線中因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%. (1)在虛線框中畫出此輸電線路的示意圖； (2)求在輸電線路中設(shè)置的升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比. 答案：(1)如解析圖所示 (2)1∶20　240∶11 解析：(1)輸電線路的示意圖如圖所示， (2)輸電線損耗功率 P線＝1004%kW＝4kW， 又P線＝IR線， 輸電線電流I2＝I3＝20A. 原線圈中輸入電流I1＝＝400A， 所以＝＝＝. U2＝U1＝25020V＝5000V， U3＝U2－U線＝5000－2010V＝4800V， 所以＝＝＝.