2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 第2講 變壓器 電能的輸送練習(xí) 魯科版.doc

第2講 變壓器 電能的輸送課時(shí)作業(yè)單獨(dú)成冊(cè)方便使用 基礎(chǔ)題組一、單項(xiàng)選擇題1一電器中的變壓器可視為理想變壓器，它將220 V交變電壓改變?yōu)?10 V已知變壓器原線圈匝數(shù)為800，則副線圈匝數(shù)為()A200B400C1 600 D3 200解析：根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律得，n2n1800400，選項(xiàng)B正確答案：B2.(2018河北唐山模擬)一含有理想變壓器的電路如圖所示，變壓器原副線圈匝數(shù)比n1n221，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別是4 、2 和3 ，U為有效值恒定的正弦交流電源當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，理想電流表的示數(shù)為I，當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為()A.I B.IC.I D2I解析：設(shè)S閉合時(shí)，電流表示數(shù)為I1，對(duì)理想變壓器有P入P出，則開(kāi)關(guān)閉合時(shí)有I1UIR1(2I1) 2R2，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)有IUI2R1(2I)2(R2R3)，兩式聯(lián)立解得I12I，故D項(xiàng)正確答案：D3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. BI2CI1U1IR DI1U1I2U2解析：根據(jù)變壓器電流與匝數(shù)關(guān)系知，A錯(cuò)誤U2不是電阻R兩端的電壓，故I2，B錯(cuò)誤IR僅是輸電線上損失的功率，而I1U1是升壓變壓器的輸入功率，二者并不相等，C錯(cuò)誤根據(jù)功率關(guān)系知I1U1I2U2，D正確答案：D4.一理想降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為K，原線圈與阻值為4R0的電阻串聯(lián)后，接入有效值為25 V的正弦交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，當(dāng)負(fù)載電阻的阻值R5R0時(shí)，理想電壓表的示數(shù)為5 V保持變壓器輸入電流不變，現(xiàn)將負(fù)載電阻的阻值增大到R11R0，此時(shí)輸入電壓有效值為U，則()AK，U49 V BK，U48 VCK4，U49 V DK4，U48 V解析：變壓器次級(jí)電流I2，此時(shí)變壓器初級(jí)電流為I1；變壓器次級(jí)電壓U26R06 V，初級(jí)電壓U1KU26K V.則UU1I14R0，即25 V6K V，解得K4.保持變壓器輸入電流不變，則次級(jí)電流也不變，將負(fù)載電阻的阻值增大到R11R0，則變壓器次級(jí)電壓為U2(11R0R0)12 V，初級(jí)電壓U1KU248 V，故UU1I14R048 V4R049 V故選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤答案：C5由閉合電路歐姆定律及串并聯(lián)關(guān)系可知，圖甲中，A、B兩點(diǎn)間接直流穩(wěn)壓電源，UAB100 V，R140 ，滑動(dòng)變阻器總電阻R20 ，滑片處于變阻器正中位置；圖乙中，自耦變壓器輸入端a、b接交流穩(wěn)壓電源，其電壓有效值Uab100 V，滑片處于線圈正中位置，R240 .若R1和R2的發(fā)熱功率分別為P1和P2，則P1和P2的關(guān)系為()AP1P2 B.C. D.解析：由閉合電路歐姆定律及串并聯(lián)關(guān)系可知，圖甲中，R1兩端的電壓為U180 V，圖乙中，R2兩端的電壓為U2200 V，所以，選項(xiàng)C正確答案：C二、多項(xiàng)選擇題6.如圖，將額定電壓為60 V的用電器，通過(guò)一理想變壓器接在正弦交流電源上閉合開(kāi)關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220 V和2.2 A以下判斷正確的是()A變壓器輸入功率為484 WB通過(guò)原線圈的電流的有效值為0.6 AC通過(guò)副線圈的電流的最大值為2.2 AD變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2113解析：理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，所以有P1U1I1U2I2602.2 W132 W，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；原線圈電流I10.6 A，選項(xiàng)B正確；副線圈電流最大值I2maxI22.2 A，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；原、副線圈匝數(shù)比，選項(xiàng)D正確答案：BD7(2018湖北宜昌調(diào)研)如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，升壓變壓器T1和降壓變壓器T2均為理想變壓器，n1n21m，n3n4n1(m、n都大于1)輸電線的總電阻為2r，升壓變壓器T1原線圈的電壓的有效值為U，T1的原線圈輸入的電功率為P.下列說(shuō)法正確的是()A降壓變壓器T2副線圈的電壓為B輸電線上的電流為C用電設(shè)備的數(shù)目增多，降壓變壓器T2原線圈的電壓變小D用電設(shè)備的數(shù)目減少，輸電線上的電流減小解析：輸電線上有電阻，所以降壓變壓器T2副線圈的電壓小于，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；升壓變壓器T2副線圈的電壓為mU，所以輸電線上的電流為I，選項(xiàng)B正確；用電設(shè)備的數(shù)目增多，輸電線上的電壓降變大，降壓變壓器T2原線圈的電壓變小，選項(xiàng)C正確；用電設(shè)備的數(shù)目減少，輸電的功率變小，輸電線上的電流減小，選項(xiàng)D正確答案：BCD8(2018河南新鄉(xiāng)、許昌、平頂山三市調(diào)研)圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1n251，電阻R20 ，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，阻值均為10 ，S1為單刀雙擲開(kāi)關(guān)原線圈接正弦式交流電源，輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時(shí)L2正常發(fā)光下列說(shuō)法正確的是()A輸入電壓u的表達(dá)式為u20 sin 50t VB只斷開(kāi)S2后，L1、L2均正常發(fā)光C只斷開(kāi)S2后，原線圈的輸入功率為0.8 WD若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8 W解析：由圖乙可知T0.02 s，角速度100 rad/s，輸入電壓u的表達(dá)式u20sin 100t V，A錯(cuò)誤；只斷開(kāi)S2，副線圈兩端的總電壓不變，L1、L2的電壓均小于其額定電壓，不會(huì)正常發(fā)光，B錯(cuò)誤；由可知，副線圈兩端的電壓為4 V，只斷開(kāi)S2后，變壓器的輸出功率P出0.8 W，則原線圈的輸入功率為0.8 W，C正確；若S1換接到2后，R消耗的電功率為P0.8 W，D正確答案：CD能力題組一、選擇題9(2018河南六市聯(lián)擬)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為51，原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電，副線圈與二極管(正向電阻為零，相當(dāng)于導(dǎo)線；反向電阻為無(wú)窮大，相當(dāng)于斷路)、定值電阻R0、熱敏電阻Rt(阻值隨溫度的升高而減小)及報(bào)警器P(電流增加到一定值時(shí)報(bào)警器P將發(fā)出警報(bào)聲)組成閉合電路，電壓表、電流表均為理想電表則以下判斷正確的是()A變壓器線圈輸出交流電的頻率為25 HzB電壓表的示數(shù)為22 VCRt處溫度減小到一定值時(shí)，報(bào)警器P將會(huì)發(fā)出警報(bào)聲D報(bào)警器報(bào)警時(shí)，變壓器的輸入功率比報(bào)警前小解析：由圖乙可知f50 Hz，而理想變壓器不改變交流電的頻率，A項(xiàng)錯(cuò)誤由圖乙可知原線圈輸入電壓的有效值U1220 V，則副線圈兩端電壓有效值U2U144 V，設(shè)電壓表示數(shù)為U，由于二極管作用，副線圈回路在一個(gè)周期內(nèi)只有半個(gè)周期的時(shí)間有電流，則由有效值定義有T，解得U22 V，B項(xiàng)正確由題給條件可知，Rt處溫度升高到一定值時(shí)，報(bào)警器會(huì)發(fā)出警報(bào)聲，C項(xiàng)錯(cuò)誤因報(bào)警器報(bào)警時(shí)回路中電流比報(bào)警前大，則報(bào)警時(shí)副線圈回路的總功率比報(bào)警前大，而輸入功率與輸出功率相等，D項(xiàng)錯(cuò)誤答案：B10有一種調(diào)壓變壓器的構(gòu)造如圖所示線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上，C、D之間加上輸入電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭P就可以調(diào)節(jié)輸出電壓圖中A為交流電流表，V為交流電壓表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，C、D兩端接正弦交流電源，變壓器可視為理想變壓器，則下列說(shuō)法正確的是()A當(dāng)R3不變，滑動(dòng)觸頭P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小B當(dāng)R3不變，滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小C當(dāng)P不動(dòng)，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小D當(dāng)P不動(dòng)，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大，電壓表讀數(shù)變大解析：當(dāng)R3不變，P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，nMN減小，由，知UMN減小，則電壓表、電流表讀數(shù)均減小，A項(xiàng)正確，同理知B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)P不動(dòng)時(shí)，匝數(shù)nMN不變，輸出電壓UMN不變，滑片向上滑動(dòng)，根據(jù)串反并同，得電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小，C項(xiàng)錯(cuò)誤，同理知D項(xiàng)也錯(cuò)誤答案：A11(多選)如圖所示，發(fā)電機(jī)中線圈的匝數(shù)為N，線圈的面積為S，線圈做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.電流表和電壓表為理想電表，定值電阻的阻值為R.當(dāng)P在圖示位置時(shí)，變壓器的匝數(shù)比n1n212.一開(kāi)始線圈與磁場(chǎng)垂直，下列判斷正確的是()A電壓表的讀數(shù)為2NBSB電流表的讀數(shù)為C線圈由圖示位置旋轉(zhuǎn)四分之一周，通過(guò)電流表的電荷量為DP向上移動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大解析：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為EmNBS，有效值U1，由可得，電壓表讀數(shù)U2NBS，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；副線圈電流I2，通過(guò)電流表的交變電流為，選項(xiàng)B正確；線圈由圖示位置旋轉(zhuǎn)四分之一圓周，通過(guò)電流表的電荷量為Q，選項(xiàng)C正確；P向上移動(dòng)時(shí)，副線圈匝數(shù)變少，電壓表的示數(shù)變小，電流表示數(shù)也變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：BC二、非選擇題12圖甲為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個(gè)接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的uabt圖象如圖乙所示若只在ce間接一只Rce400 的電阻，或只在de間接一只Rde225 的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為80 W.(1)請(qǐng)寫(xiě)出原線圈輸入電壓瞬時(shí)值uab的表達(dá)式；(2)求只在ce間接400 電阻時(shí)，原線圈中的電流I1；(3)求ce和de間線圈的匝數(shù)比.解析：(1)由題圖乙知200 rad/s，電壓瞬時(shí)值uab400sin 200t V.(2)電壓有效值U1200 V，理想變壓器P1P280 W，原線圈中的電流I1，解得I10.28 A(或 A)(3)設(shè)ab間匝數(shù)為n1，則，同理.由題意知，解得，代入數(shù)據(jù)得.答案：(1)uab400sin 200t V(2)0.28 A或 A(3)13某村在距村莊較遠(yuǎn)的地方修建了一座小型水電站，發(fā)電機(jī)輸出功率為9 kW，輸出電壓為500 V，輸電線的總電阻為10 ，允許線路損耗的功率為輸出功率的4%.求：(1)村民和村辦小企業(yè)需要220 V電壓時(shí)，所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各為多少？(不計(jì)變壓器的損耗)(2)若不用變壓器而由發(fā)電機(jī)直接輸送，村民和村辦小企業(yè)得到的電壓和功率是多少？解析：(1)輸電電路圖如圖所示，由P4%P輸出和PIR得I26 A則U送1 500 V升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比輸電線上電壓損失UI2R60 V故降壓變壓器輸入電壓U1U送U1 440 V故降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比(2)若不用變壓器，則輸電電流I18 AUU0IR320 V，PP輸出I2R5 760 W答案：(1)137211(2)320 V5 760 W