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

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16为单选，710为多选)1如图，理想变压器原、副线圈匝数比为201，两个标有“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()a120 v,0.10 a b240 v,0.025 ac120 v,0.05 a d240 v,0.05 a答案d解析副线圈电压u212 v，由得u1240 v，副线圈中电流i221 a，由得i10.05 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：u220sin100t(v)的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“22 v22 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101b电流表示数为1 ac电流表示数为10 ad副线圈中电流的频率为5 hz答案b解析由u220sin100t(v)可知，输入电压的有效值u1 v220 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u222 v，则n1n2u1u2101，a选项错。灯泡正常发光时的电流i1 a，输出端10个灯泡均正常发光，总电流i210i10 a，根据i1i2n2n1，得出电流表示数i11 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 hz50 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 v bk，u48 vck4，u49 v dk4，u48 v答案c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。42017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21。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r10 ，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0c电流表示数为0.9 a d电路消耗功率为16.2 w答案c解析原线圈电压的有效值为u118 v，副线圈的电压为u29 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 v，故选项a、b错误；通过电阻r的电流有效值为i20.9 a，故选项c正确；电路消耗的功率为pir8.1 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 v44 w”的灯泡和线圈电阻r1 的电动机，原线圈接u220sin100t v的正弦式交变电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41b电动机的输出功率为176 wc电动机的热功率为6 wd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u1220 v，根据题意灯泡两端的电压为44 v，所以有，选项a错误；根据电流与匝数成反比可知副线圈中的电流i25i15 a，灯泡中的电流il1 a，则电动机的电流为im4 a，电动机的热功率p热ir16 w，则电动机输出功率p出u2imir160 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im44 a，此时变压器副线圈电流为45 a，则原线圈电流i1i29 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 hzb发电机输出交流电的电压有效值是500 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d解析由图乙知，交流电的周期为0.02 s，所以频率f50 hz，a选项错误。发电机输出交流电的电压最大值为um500 v，故有效值u250 v，b选项错误。输电线电流i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ir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 sb原线圈输入电流的有效值小于 ac01 s和12 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 a，由图易知，电流的有效值要小于 a，选项b正确；由楞次定律可知01 s和12 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 ()a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答案ac解析s与a连接后，由，又知u1 v220 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。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51，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()aab间电压的有效值为44 vb原线圈两端电压的有效值为220 vcr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15答案bc解析根据电流的热效应有t，得ab间的电压有效值为uab22 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 ()apbpcp用pdp用p答案bd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：pi2r2，b选项正确。用户得到的功率为：p用ppp，d选项正确。二、非选择题(本题共3小题，共40分)11(10分)发电机输出电压为1.0103 v的交变电流，现在通过一个变压比为14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)4103 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，所以，得u24103 v。(2)副线圈上通过的电流i a200 a。(3)电压损失u损ir2001 v200 v。(4)损失的电功率占输电总功率的百分比为100%5%。12(15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)图见解析(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，则有：，解得u145 v，仍不符合题目要求。若将两线圈的端点2与4连接，则有：，解得u139 v。由公式r知，“6 v0.9 w”的灯泡电阻r 40 ，“3 v0.9 w”的灯泡电阻r 10 。由以上所求数据可知，当两盏“6 v0.9 w”的灯泡并联再与“3 v0.9 w”灯泡串联接入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。13(15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？答案(1)4.32102 a25