高考物理总复习第11章交变电流传感器第2讲变压器电能的输送.docx

变压器 电能的输送时间：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16为单选，710为多选)12017安徽六校联考如图所示，L1和L2是不计电阻的输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器。若已知甲的变压比为5001，乙的变流比为2001，并且已知加在电压表两端的电压为220 V，通过电流表的电流为5 A，则输电线的输送功率为()A1.1108 W B1.1106 WC1.1104 W D1.1102 W答案A解析已知变压比为5001，电压表示数为220 V，故输送电压为U220500 V1.1105 V；已知变流比为2001，电流表示数为5 A，故传输电流为I5200 A1000 A；故电功率为PUI1.1105 V1000 A1.1108 W，故选项A正确。22017石家庄质检如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为101，原线圈接入图乙所示的不完整的正弦交流电，副线圈接入火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R1和R2为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法中正确的是()AR处出现火警时电压表示数增大BR处出现火警时电流表示数增大C图乙中电压的有效值为220 VD电压表的示数为22 V答案B解析设电压的最大值为Um，电压的有效值为U，将此电压加在阻值为R的电阻上，T，代入数据得图乙中电压的有效值为110 V，选项C错误；变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是101，所以电压表的示数为11 V，选项D错误；R处温度升高时，电压表示数不变，负载总阻值减小，副线圈电流增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈电流增大，即电流表示数增大，选项A错误，选项B正确。32017河南省适应性考试一仓库的火警报警系统原理如图所示。R2为置于仓库内的热敏电阻，其阻值随温度升高而变小，R1、R3均为定值电阻，a、b间接正弦交流电源，M为自耦变压器。若在值班室内安装一电表，当有火情发生时，电表的示数增大，触发报警系统，可以用做报警的电表为()A电流表 B电压表C电压表 D电压表答案D解析当有火情发生时，温度升高，R2阻值减小，副线圈输出电压不变，电流增大，所以电阻R3两端的电压增大，电压表V3示数增大，电压表V2示数减小，电流表A1示数减小，电压表V1示数为变压器原线圈两端电压保持不变，所以示数增大的电表只有V3，A、B、C错误，D正确。42017山东省期末如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO以角速度匀速转动，轴OO垂直于磁感线，形成一台交流发电机。它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为12，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大。从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是()A交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为eNBL2sintB变压器的输入功率与输出功率之比为21C电压表V示数为NBL2D若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均减小答案C解析线圈从处于图示位置开始计时，此时线圈平面与磁场方向平行，线圈产生的感应电动势最大，故交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式eNBL2cost，选项A错误；变压器的输入功率等于其输出功率，选项B错误；根据理想变压器的变压比等于匝数比，副线圈两端的电压为NBL2，设电压表的读数为U，则TT，解得UNBL2，选项C正确；滑动变阻器的滑片向下滑时，变阻器接入电路的阻值变大，而两端电压不变，电流减小，故变压器的原线圈的电流减小，电流表示数减小，选项D错误。5如图为学校配电房向各个教室的供电示意图，T为理想变压器，V1、A1为监控市电供电端的电压表和电流表，V2、A2为监控校内变压器的输出端的电压表和电流表，R1、R2为教室的负载电阻，V3、A3为教室内的监控电压表和电流表，配电房和教室间有相当长的一段距离，则当开关S闭合时()A电流表A1、A2和A3的示数都变大B只有电流表A1的示数变大 C电压表V3的示数变小D电压表V2和V3的示数都变小答案C解析S闭合，电源电压不变，变压器变比不变，即V1、V2示数不变；S闭合，R总变小，U2不变，所以A2示数变大，那么A1示数也变大，输电线电阻r不变，所以Ur变大，由U2UrU3，V3示数变小，R1不变A3示数变小。62017河南中原名校三联如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线送给用户(电灯等用电器)，R表示输电线的电阻，则()A用电器增加时，变压器输出电压增大B要提高用户的电压，滑动触头P应向上滑C用电器增加时，输电线的热损耗减小D用电器增加时，变压器的输入功率减小答案B解析由于变压器原、副线圈的匝数不变，而且输入电压不变，因此增加负载不会影响变压器的输出电压，故A错误；根据变压器原理可知输出电压U2U1，当滑动触头P向上滑时，n2增大，所以输出电压增大，用户用电器两端电压增大，故B正确；由于用电器是并联的，因此用电器增加时总电阻变小，输出电压不变，总电流增大，故输电线的热损耗增大，输出功率增大，所以输入功率也增大，故C、D错误。72016全国卷如图，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、副线圈匝数比为91B原、副线圈匝数比为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19答案AD解析因为两灯泡额定电压相同且均正常发光，且输入电压为灯泡额定电压的10倍，所以理想变压器的输入、输出电压比为91，由理想变压器变压规律可知，原、副线圈的匝数比为91，A项正确，B项错误；由理想变压器变流规律可知，原、副线圈的电流比为19，由电功率PUI可知，a和b的电功率之比为19，C项错误，D项正确。8如图所示，a、b间输入电压有效值为220 V、频率为50 Hz的正弦式交流电，两灯泡额定电压相等，变压器为理想变压器，电流表和电压表均为理想交流电表，闭合电键后，两灯泡均正常发光，电流表的示数为1 A，电压表示数为22 V，由此可知()A变压器原、副线圈的匝数比为91B正常发光时，灯泡L1的电阻是L2的3倍C原线圈电流为 AD副线圈交变电流的频率为5 Hz答案AC解析因为两灯泡额定电压相等，闭合电键后，两灯泡均正常发光，所以原线圈两端电压为220 V22 V198 V，原、副线圈匝数比，A正确；根据，原线圈电流I1 A，根据I1RL1I2RL2，可知RL19RL2，B错误，C正确；变压器不改变交流电的频率，D错误。92016豫南九校联考如图所示，a、b间接入正弦交流电，理想变压器右侧部分为一火灾报警系统原理图，R2为热敏电阻，随着温度升高其电阻变小，所有电表均为理想电表，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3为一定值电阻。当R2所在处出现火情时，以下说法中正确的是()AV1的示数减小，V2的示数减小BV1的示数不变，V2的示数减小CA1的示数增大，A2的示数减小DA1的示数减小，A2的示数减小答案BC解析由于电源的电压不变，原、副线圈的电压也不变，所以V1的示数不变，由于R2所在处出现火情时，R2的电阻减小，导致电路的总电阻减小，所以副线圈中电流增大(原线圈中电流表A1也增大)、R3两端的电压变大，所以V2的示数要减小，即R1两端的电压要减小，所以A2的示数要减小，所以B、C选项正确。102017山西太原市模拟如图所示，图a是远距离输电线路的示意图，图b是用户得到的电压随时间变化的图象。已知降压变压器的匝数比为101，不考虑降压变压器与用户间导线的电阻，则()A发电机输出交流电的频率是50 HzB升压变压器的输出电压为2200 VC输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定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AD解析由图可知f50 Hz，A正确；输电线上的电阻不可忽略，会分得部分电压，故升压变压器的输出电压大于2200 V，B错误；由理想变压器的原理知，输电线上的电流不仅与匝数有关，还与负载的阻值有关，C错误；当用户用电器的总电阻增大时，降压变压器副线圈中电流减小，则输电线中的电流I减小，由PI2R线可知输电线上损失的功率减小，D正确。二、非选择题(本题共2小题，共40分)11(20分)一个次级有两个不同副线圈的理想变压器，如图甲所示。如图乙，将两盏标有“6 V0.9 W”和一盏标有“3 V0.9 W”的三盏灯泡全部接入变压器的次级线圈，且能够正常发光。已知U1220 V，匝数如图。(1)请在次级线圈中画出如何连接的示意图；(2)计算灯泡正常发光时变压器初级线圈中的电流大小。答案(1)见解析图(2)0.012 A解析(1)由电压和匝数的关系知：，。代入数据得：U22 V，U37 V。由U2、U3的结果知仅用两个副线圈中的任一个都不能使三盏灯正常发光。若将两线圈的端点2与3连接，端点1、4作为输出，由于U2、U3绕向相反会抵消一部分电压，则有：，解得U145 V，不能使3个灯泡同时正常发光，不符合题目要求。若将两线圈的端点2与4连接，则有：，解得U139 V。由以上所求数据可知，当如图乙所示的电路接入U13时恰正常发光。所以在次级线圈中的连接示意图如图所示。(2)利用P入P出得I1U10.93 W，则I1 A0.012 A。12(20分)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应等于多少？答