2020届高考物理总复习作业48变压器电能的输送（含解析）.docx

作业48变压器 电能的输送一、选择题图4811(2019年安徽安庆二测)如图481所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光，下列说法正确的是()A原、副线圈匝数之比为91B原、副线圈匝数之比为19C此时a和b的电功率之比为91D此时a和b的电功率之比为110解析：灯泡正常发光，则其电压均为额定电压U0，说明原线圈输入电压为9U0，输出电压为U0，原、副线圈匝数之比为91，故A正确，B错误；根据公式，可得，由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式PUI可得两者的电功率之比为19，故C、D错误答案：A2.图482(2016年高考课标全国卷)一含有理想变压器的电路如图482所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 ，为理想交流电流表，U为正弦交流电源，输出电压的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比值为()A2B3C4D5解析：设变压器原、副线圈匝数之比为k，则可知，开关断开时，副线圈电流为kI，则根据理想变压器原理可知k，同理可知k，代入数据联立解得U48I，代入第一式可得k3，B对，选B.答案：B3(2019年福建漳州八校第二次联考)如图483，一理想变压器原线圈接正弦式交流电源，副线圈接有三盏相同的灯(不计灯丝电阻的变化)，灯上均标有“36 V6 W”字样，此时L1恰好正常发光，图中两个电表均为理想电表，其中电流表的示数为0.5 A，下列说法正确的是()图483A原、副线圈匝数之比为31B变压器的输入功率为12 WC电压表的示数为9 VD若L3突然断路，则L1变暗，L2变亮，输入功率减小解析：L1恰正常发光，其电流为IAA，灯泡的电阻R 216 ，电压表示数为IR18 V，根据输入功率等于输出功率知U10.5 A(3618) W9 W，解得U118 V，原、副线圈匝数之比为185413，A、B、C错误；若L3突然断路，则副线圈总电阻增大，电流减小，则L1变暗，分压减小，L2分压增大变亮，输入功率减小，D正确答案：D4如图484甲所示电路，理想变压器原线圈输入电压如图乙所示，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器，C为耐压值为22 V的电容器，所有电表均为理想电表下列说法正确的是()图484A副线圈两端电压的变化频率为0.5 HzB电流表的示数表示的是电流的瞬时值C滑动片P向下移时，电流表A1和A2示数均增大D为保证电容器C不被击穿，原、副线圈匝数比应小于101解析：由交变电压图象可知，原线圈输入电压最大值为311 V，周期T0.02 s，因此其有效值为220 V，频率为50 Hz，因为变压器不改变交变电压的频率，故副线圈两端电压的变化频率为50 Hz，选项A错误；电流表的示数为交变电流的有效值，选项B错误；输入电压一定，变压器原、副线圈匝数比不变，由知输出电压不变，滑片下移，副线圈电路总电阻减小，电流增大，故A2示数变大，由原、副线圈电流与匝数成反比，由可知A1示数增大，选项C正确；保证电容器不被击穿，输出电压最大值为22 V，而输入电压最大值为311 V，故原、副线圈匝数比应大于101，选项D错误答案：C图4855(2019年西安八校联考)如图485所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2225，电阻R1R225 ，D为理想二极管，原线圈接u220sin100t(V)的交流电，则()A交流电的频率为100 HzB通过R2的电流为1 AC通过R2的电流为 AD变压器的输入功率为200 W解析：由原线圈交流电瞬时值表达式可知，交变电流的频率f50 Hz，A项错；由理想变压器变压规律可知，输出电压U250 V，由理想二极管单向导电性可知，交变电流每个周期只有一半时间有电流通过R2，由交变电流的热效应可知，TUU225 V，由欧姆定律可知，通过R2的电流为 A，B项错，C项正确；其功率P2UI50 W，而电阻R1的电功率P1100 W，由理想变压器输入功率等于输出功率可知，变压器的输入功率为PP1P2150 W，D项错答案：C图4866(2019年四川广元二模)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R5R0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R11R0，此时输入电压有效值为U，则()Ak，U49 VBk，U48 VCk4，U49 V Dk4，U48 V解析：变压器副线圈电路电流I2，此时变压器原线圈电路电流为I1；调整负载前，变压器副线圈电压U26R06 V，原线圈上的电压U1kU26k V，则UU1I14R0，即256k，解得k4；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R11R0，则变压器副线圈两端电压为U2(11R0R0)12 V，原线圈两端电压U1kU248 V，故UU1I14R048 V4R049 V，故C正确，A、B、D错误答案：C7(2019年河北保定调研)(多选)如图487所示，理想变压器原、副线圈匝数比为110，原线圈接通正弦交流电源，理想电压表V示数为22 V，理想电流表A1示数为5 A，副线圈串联了电阻可忽略的熔断器、理想电流表A2以及虚线框内的某用电器，电路处于正常工作状态，则下列说法正确的是()图487A熔断器的熔断电流应该大于0.5 AB原、副线圈的电流频率之比为110C若虚线框内接入电容器，电容器的耐压值至少是220VD若虚线框内接入电动机且正常工作，可知电动机内阻为440 ，电流表A2示数为0.5 A解析：根据，可知副线圈中电流为0.5 A，则选项A正确；原、副线圈的电流频率相等，选项B错误；根据，可知副线圈两端电压为220 V，最大值为220 V，选项C正确；电动机为非纯电阻电器，若电动机内阻为440 ，则副线圈电流小于0.5 A，选项D错误答案：AC8(2019年西安质检)(多选)如图488甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为n110匝、n2100匝，副线圈接有R1 000 的电阻，原线圈与电阻不计的导线圈构成闭合回路，其中圆形区域的面积为Sm2.在该圆形区域内有如图乙所示的按正弦规律变化的磁场垂直穿过，不计电流表内阻，下列说法正确的是()图488A导线圈的电动势为20 VB导线圈的电动势为10 VC负载电阻R的电流为 AD电流表的示数为 A解析：根据法拉第电磁感应定律，电动势最大值EmSB0SB0S，代入数据可得Em20 V，电动势有效值E10 V，B正确，A错误；电压与匝数成正比，所以变压器副线圈电压U210E100 V，变压器副线圈电流I2 A，电流与匝数成反比，所以原线圈电流I110I2 A，C错误，D正确答案：BD图4899(多选)一台理想变压器的原、副线圈的匝数比为41，原线圈接入电压为220 V的正弦交流电，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图489所示电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是()A电压表的示数为55 VB原线圈中的输入功率等于副线圈中的输出功率C若将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电流表的示数变小D若滑动变阻器接入电路的阻值为30 ，则1 min内产生的热量为6 050 J解析：原、副线圈的电压与匝数成正比，故副线圈两端的电压U255 V，由P入P出，即U1I1U2I2，B项正确；由有效值的定义知电压表的示数小于55 V，A项错误；将滑动变阻器的滑片向下滑动，接入电路中的阻值变大，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的示数不变，副线圈中的电流变小，则电流表的示数变小，C项正确；由功率计算可知产生的热量为3 025 J，D项错误答案：BC10(多选)如图4810甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2101，b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻R10 .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 ()图4810A当S与a连接后，理想电流表的示数为2.2 AB当S与a连接后，t0.01 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解析：S与a连接后，由，又知U1V220 V，得U222 V，则理想电压表的示数为22 V，又知定值电阻R10 ，可得理想电流表示数为I2.2 A，故A选项对、B选项错S由a拨到b后，n1n251，则U1U251，得U22U2，据P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选项错答案：AC11(多选)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 ()AP BPCP用P DP用P解析：输电线损失的电功率PI2R，用户得到的电功率P用PP，输电线电阻R，输电电流I，故输电线上损失的电功率为：PI2R，B选项正确用户得到的功率为：P用PPP，D选项正确答案：BD12(2019年山西晋城期末)(多选)图4811甲所示的变压器原、副线圈匝数比为31，图乙是该变压器cd输入端交变电压u的图象，L1、L2、L3、L4为四只规格均为“9 V6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，以下说法不正确的是()图4811Aab输入端电压的瞬时值表达式为uab27sin100t(V)B电流表的示数为2 A，且四只灯泡均能正常发光C流过灯L2的电流每秒钟方向改变50次Dab输入端输入功率Pab18 W解析：变压器副线圈两端的电压U29 V，副线圈中的三只灯泡均正常发光，副线圈中的电流I232 A，原线圈中的电流为I1，解得I1A，灯L4正常发光，电压为9 V，ab输入端电压的瞬时值表达式uab36sin100t(V)，A错误，B正确；交流电的频率为50 Hz，所以流过每只灯泡的电流每秒方向改变100次，C错误；ab输入端输入功率PUabI136 W24 W，D错误答案：ACD二、非选择题13(2019年太原阶段检测)如图4812甲所示，理想变压器原线圈通有正弦式交变电流，副线圈接有3个电阻和一个电容器已知R1R320 ，R240 ，原、副线圈的匝数比为101，原线圈的输入功率为P35 W，已知通过R1的正弦交流电如图乙所示求： 图4812(1)原线圈输入电压；(2)电阻R2的电功率；(3)电容器C流过的电流解析：(1)由题图乙可知，副线圈上通过R1的电流最大值为A，故副线圈上的电压最大值为U2max20 V，由变压器原、副线圈的电压关系可得，原线圈的电压最大值为U1max1020 V200 V，有效值为200 V.(2)电阻R2的两端电压为U220 V，电功率P210 W.(3)因为电阻R1的电功率为P120 W；故电阻R3支路上消耗的电功率为P335 W10 W20 W5 W，故通过电容器的电流为IA0.25 A.答案：(1)200 V(2)10 W(3)0.25 A14某水电站发电机的输出功率为100 kW，发电机的电压为250 V通过升压变压器升高电压向远处输电，输电线总电阻为8 ，在用户端用降压变压器把电压降为220 V要求在输电线上损失的功率控制为5 kW(即用户得到的功率为95 kW.)请你设计两个变压器的匝数比为此，请你计算：(1)降压变压器输出的电流是多少？输电线上通过的电流是多少？(2)输电线上损失的电压是多少？升压变压器输出的电压是多少？(3)两个变压器上的匝数比各