2018届高考物理一轮总复习课练33变压器电能的输送传感器的简单应用.docx

课练33变压器电能的输送 传感器的简单应用1.(多选)如图，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A以下判断正确的是()A变压器输入功率为484 WB通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD变压器原、副线圈匝数比n1n21132如图所示，匝数为50匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B T的水平匀强磁场中，线框面积S0.5 m2，线框电阻不计线框绕垂直于磁场的轴OO以角速度100 rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V60 W”的灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法正确的是()A在图示位置线框中产生的感应电动势最大B线框中产生电动势的有效值为250 VC变压器原、副线圈匝数之比为2522D允许变压器输出的最大功率为1 000 W3(多选)如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.原线圈通过一理想电流表A接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端；假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则()AUabUcdn1n2B增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd 越大D将二极管短路，电流表的读数加倍4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5(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为51，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈接有“220 V440 W”的热水器、“220 V220 W”的抽油烟机如果副线圈电压按图乙所示规律变化，则下列说法正确的是()A副线圈两端电压的瞬时值为u220sin100t(V)B变流电压表的示数为1 100 VC1 min内变压器输出的电能为3.96104 JD热水器的发热功率是抽油烟机发热功率的2倍6(多选)图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n1与副线圈匝数n2之比为101，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，电阻R1R2R320 和电容器C连接成如图甲所示的电路，其中，电容器的击穿电压为8 V，电压表V为理想交流电表，开关S处于断开状态，则()A电压表V的读数约为7.07 VB电流表A的读数为0.05 AC电阻R2上消耗的功率为2.5 WD若闭合开关S，电容器会被击穿7(多选)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为51，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0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正确的是()A图乙中电压的有效值为220 VB电压表的示数为44 VCR处出现火警时电流表示数增大DR处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大8.如图所示，在A、B间接入正弦交流电，有效值U1220 V，通过理想变压器和二极管D1、D2给阻值R20 的纯电阻负载供电，已知D1、D2为相同的理想二极管，正向电阻为0，反向电阻无穷大，变压器原线圈n1110匝，副线圈n220匝，Q为副线圈正中央抽头，为保证安全，二极管的反向耐压值至少为U0，设电阻R上消耗的热功率为P，则有()AU040 V，P80 WBU040 V，P80 WCU040 V，P20 WDU040 V，P20 W9调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图乙所示线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，C、D之间输入交变电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压图乙中两电表均为理想交流电表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器现在C、D两端输入图甲所示正弦式交流电，变压器视为理想变压器，那么()A由图甲可知C、D两端输入交流电压u的表达式为u36sin 100t(V)B当滑动触头P逆时针转动时，M、N之间输出交流电压的频率变大C当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电阻R2消耗的电功率变小D当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数也变大10某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程，他按如图1所示连接电路先使开关S接1，电容器很快充电完毕然后将开关掷向2，电容器通过R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的It曲线如图2所示他进一步研究滑动变阻器的阻值变化对曲线的影响，断开S，先将滑片P向右移动一段距离，再重复以上操作，又得到一条It曲线关于这条曲线，下列判断正确的是()A曲线与时间坐标轴所围面积将增大B曲线与时间坐标轴所围面积将减小C曲线与纵轴交点的位置将向上移动D曲线与纵轴交点的位置将向下移动11.一小型水电站，其交流发电机与升压变压器原线圈连接，如图为输电示意图原线圈的输入功率为P11 000 kW，输入电压为U11 000 V，在输电过程中，要求能量损耗等于原线圈输入功率的4%，已知输电线电阻为16 ，用户降压变压器的输出电压为240 V，求：(1)升压变压器原线圈中的电流I1；(2)输电线中的电流I线；(3)升压变压器与降压变压器的匝数比各为多少？12.如图，匀强磁场的磁感应强度B0.5 T，边长为L10 cm的正方形线圈abcd共N100匝，线圈电阻r1 .线圈绕垂直于磁感线的轴OO匀速转动，转动的角速度2 rad/s，外电路电阻R4 .(1)求感应电动势的最大值；由图示位置转过60角时的感应电动势的值(2)取210，求线圈转过一周电流产生的总热量(3)由图示位置开始，求在线圈转过周期的时间内通过电阻R的电荷量 1(2016课标)一含有理想变压器的电路如图所示，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为正弦交流电压源，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()A2 B3 C4 D52(多选)(2016课标)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193(2015课标)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图所示设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则()AU66 V，k BU22 V，kCU66 V，k DU22 V，k4(2016天津理综)如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表下列说法正确的是()A当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大D若闭合开关S，则电流表A1示数变大、A2示数变大5.(2016江苏单科)一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2.在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中()AU2U1，U2降低 BU2U1，U2升高CU2U1，U2降低 DU2U1，U2升高6(2016四川理综)如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则()A小灯泡变亮B小灯泡变暗C原、副线圈两端电压的比值不变D通过原、副线圈电流的比值不变7(多选)(2017湖北襄阳二联)如图所示，理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u，u220sin 100t(V)，电压表V接在副线圈c、d两端(不计导线电阻)，则当滑动变阻器滑片向右滑动时()A电压表示数不变B电流表A2的示数始终为0C若滑动变阻器的滑片不动，仅改变u，使u220sin 200t(V)，则电流表A1的示数增大D若滑动变阻器的滑片不动，仅改变u，使u220sin 200t(V)，则电流表A1的示数减小8(2017福建漳州三联)有一理想变压器，副线圈所接电路如图所示，灯L1、L2为规格相同的两只小灯泡当S断开时，灯L1正常发光S闭合后，下列说法正确的是()A灯L1、L2都能正常发光B原线圈的输入功率减小C原、副线圈的电流比增大D电阻R消耗的功率增大9(2017江西萍乡二模)如图所示为汽车的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连接到12 V的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的两端，开关由机械控制，当开关由闭合变为断开时，副线圈中产生10 000 V以上的电压，火花塞中产生火花下列说法中正确的是()A变压器的原线圈要用粗导线绕制，而副线圈可以用细导线绕制B若该点火装置的开关始终闭合，火花塞的两端会持续产生高压C变压器原线圈输入的12 V电压必须是交流电，否则就不能在副线圈中产生高压D该点火装置中变压器的副线圈匝数必须小于原线圈的匝数10(2017广东深圳一调)如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n1n2101，原线圈输入的交流电压如图乙所示，副线圈电路接有滑动变阻器R和额定电压为12 V、工作时内阻为2 的电动机闭合开关，电动机正常工作，电流表示数为1 A，则()A副线圈两端电压为22 VB电动机输出的机械功率为12 WC通过电动机的交流电频率为50 HzD突然卡住电动机，原线圈输入功率变小11(2017大连二模)如图所示，a、b两端接有电压不变的交流电源，变压器为理想变压器，电压表和电流表均为理想交流电表，开关S由断开到闭合，图中各电表示数变化情况正确的是()A.示数变小、示数变小、示数变小B.示数变大、示数变大、示数变大C.示数变大、示数变小、示数变大D.示数变小、示数变大、示数变小12(多选)(2017沈阳三测)如图所示，虚线框内为漏电保护开关的原理示意图：变压器A处用火线和零线平行绕制成线圈，然后接到用电器上B处有一个输出线圈，一旦线圈B中有电流，经放大后便能推动继电器切断电源如果甲、乙、丙、丁四人分别以图示方式接触电线(裸露部分)，甲、乙、丙站在木凳上，则下列说法正确的是()A甲不会发生触电事故，继电器不会切断电源B乙会发生触电事故，继电器不会切断电源C丙会发生触电事故，继电器会切断电源D丁会发生触电事故，继电器会切断电源课练33变压器电能的输送传感器的简单应用1.BD原线圈两端电压U1220 V，副线圈两端电压U260 V，则原、副线圈匝数之比n1n2113，故D正确原线圈电流有效值I1I20.6 A，故B正确输入功率P1P2U2I2132 W，故A错误电流为正弦式交变电流，所以副线圈中电流最大值ImI22.2 A，故C错误2C由图可知，此时穿过线框的磁通量最大，感应电动势为0，A错误；矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动，产生的交流电的最大值为EmnBS500.5100 V250 V，所以交流电的有效值为250 V，B错误；由于电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈匝数之比为，C正确；由于熔断器允许通过的最大电流为10 A，所以允许变压器输出的最大功率为PUI25010 W2 500 W，D错误3BD若变压器输入电压有效值为Uab，则输出电压有效值为U2Uab；由于二极管的单向导电性使得UcdU2，故，选项A错误；增大负载电阻的阻值R，则副线圈电流减小，则原线圈电流也减小，即电流表的读数减小，选项B正确；c、d间的电压由变压器的输入电压决定，与负载电阻R的大小无关，选项C错误；若二极管短路，则UcdU2，则电阻消耗功率P2加倍，原线圈输入功率P1P2UabI，Uab不变，则原线圈电流加倍，选项D正确4D用户用电器上交流电的频率与发电机输出的电流的频率是一样的，由图乙可以看到，交流电的频率应为50 Hz，所以A错误；正弦式交变电流的最大值应为有效值的倍，故B错误；输电线的电流由用户的用电功率和输电电压等决定，故C错误；由于变压器的输出电压不变，当用户用电器的总电阻增大时，输出电流减小，根据电流与匝数成反比的关系可知，输电线上的电流减小，由P线IR线可知，输电线上损失的功率减小，D正确5AC由图乙可知，交变电流的峰值是220 V，100 rad/s，则副线圈两端电压的瞬时值表达式为u220sin100t(V)，故A正确；电压与匝数成正比，有U1U21 100 V，则电压表示数为1 100 V，故B错误；输入功率等于输出功率，1 min内变压器输出的电能为WPt(220 W440 W)60 s3.96104 J，故C正确；热水器的发热功率为440 W，而抽油烟机的发热功率小于220 W，故D错误6AC由变压器变压公式，副线圈输出电压最大值为20 V，电压表V的读数约为7.07 V，选项A正确；变压器输出功率为P2U2I2 W5.0 W，由P1U1I15.0 W可得电流表A的读数为0.035 A，选项B错误；电阻R2上消耗的功率为P2/22.5 W，选项C正确；若闭合开关S，R1和R3并联部分电压最大值约为7 V，电容器不会被击穿，选项D错误7CD设将此电压加在阻值为R的定值电阻上，电压的最大值为Um，电压的有效值为U，由T，代入数据得图乙中电压的有效值为110 V，故A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51，电压表的示数为22 V，故B错误；R处温度升高时，阻值减小，副线圈电流增大，而输入功率和输出功率相等，所以原线圈电流增大，即电流表示数增大，故C正确；R处出现火警时，通过R0的电流增大，所以电阻R0消耗的电功率增大，故D正确8C在A、B间接入正弦交流电U1220 V，变压器原线圈n1110匝，副线圈n220匝，有，得副线圈两端电压有效值U240 V而二极管的反向耐压值至少为U0，取电压最大值，所以U040 VQ为副线圈正中央抽头，则R两端电压有效值为U20 V，所以R消耗的热功率为P20 W.9C由图甲可知，该交流电的周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，根据公式得uUmsint，所以由图甲可知C、D两端输入交流电压u的表达式为u36sin100t(V)，A错误交流电压频率跟线圈间的匝数比无关，所以当滑动触头P逆时针转动时，M、N之间输出交流电压的频率不变，B错误变压器输出电压一定，当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，并联电路电阻减小，所以并联电路路端电压减小，即电压表示数减小，电路总电流增大，通过电阻R2的电流减小，故电流表示数增大，所以电阻R2消耗的电功率变小，C正确、D错误10D本题借助电流传感器研究电容器的放电过程，考查It曲线的面积以及纵截距的意义It曲线与时间轴所围面积表示电容器放电的电荷量，而电容器所带电荷量QCUCE不变，故曲线与时间坐标轴所围面积不变，故A、B错；将滑片P向右移动一段距离，滑动变阻器的阻值R变大，由I，可知将开关掷向2时电容器开始放电的电流变小，因此曲线与纵轴交点的位置将向下移动，故C错、D对11解题思路：(1)升压变压器原线圈中的电流I11 000 A(2)根据P线IR线得I线 50 A(3)升压变压器的匝数比根据能量守恒定律，可得P3P2P线又P2P1故U31.92104 V降压变压器的匝数比答案：(1)1 000 A(2)50 A(3)12080112解题思路：(1)由题意可得，感应电动势的最大值EmNBL21000.50.122 V3.14 V由图示位置转过60角时的瞬时感应电动势eEmcos603.140.5 V1.57 V(2)周期T2/1 s线圈转动一周电流产生的热量Q2T/(Rr)联立解得Q1 J(3)tT时间内通过电阻R的电荷量qtNBL20联立解得q0.1 C答案：(1)1.57 V(2)1 J(3)0.1 C加餐练1B设原、副线圈匝数比为n，根据能量守恒，当S断开时，UII2R1(nI)2(R2R3)；当S闭合时，4UI(4I)2R1(4nI)2R2，联立解得n3，所以B正确2AD由题意知U10U灯，a、b均正常发光，则变压器输入电压U19U灯，而输出电压U2U灯，所以原、副线圈匝数比n1n2U1U291；而I1I2n2n119，所以两灯功率之比PaPbU灯I1U灯I219，选项A、D正确3A设原线圈中电流为I，由知副线圈中的电流I23I，由题意知副线圈中电阻两端的电压U3IR，则原线圈回路中R两端的电压UIR，原线圈两端的电压U13U，由闭合电路中电压关系可知U1U220 V，即3U220 V，U66 V，原线圈回路中电阻消耗的功率P1I2R，副线圈回路中电阻消耗的功率P2(3I)2R，k，选项A正确4B由于原、副线圈两端电压不变，当滑动变阻器滑动触头P向上滑动时，连入电路的电阻变大，所在电路总电阻变大，副线圈中电流减小，R1中电流减小，R1消耗的功率减小，A项错误；R1中电流减小，则R1两端电压减小，而副线圈两端电压不变，所以滑动变阻器两端电压增大，电压表示数变大，B项正确；副线圈中电流减小，原线圈中电流随之减小，故C项错误；若闭合开关S，负载电路的总电阻减小，副线圈中电流增大，R1中电流增大，则R1两端电压升高，R2两端电压减小，A2示数变小，D项错误5C由图可知变压器的原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2，因，则U2U1；在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中，n2减小，U2降低，选项C正确、选项A、B、D错误6B由得U2U1由得U2U1由/得：，因为n2n1，所以1，即U2U2，故小灯泡变暗，B正确、A错由以上分析过程可以看出，C错由和可见，D错7AC电压表示数为副线圈两端电压，副线圈两端电压只与原线圈两端电压及原副线圈匝数比有关，故A正确；因电容器“通交流、隔直流”，则电流表A2始终有示数，B错误；改变u后，交变电流的频率变大，电容器的容抗减小，故A1示数增大，C正确、D错误8D断开S时，L1正常发光，当闭合S后，总电阻减小，回路中总电流增大，R两端电压变大，灯泡两端电压减小，两灯不能正常发光，A项错误由P入P出，且R总减小，U2不变，则P入变大，B项错误由可知，因线圈匝数比不变，则原、副线圈的电流比不变，C项错误电阻R的功率PI2R，因I变大，R不变，则P变大，D项正确9A汽车的点火装置是利用变压器原理工作的，当开关始终闭合时，通过原线圈的