（新课标）2017届高考物理一轮总复习 必修部分 第10章 交变电流 传感器 第2讲 变压器 电能的输送限时规范特训.doc

第2讲 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)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()a.120 v,0.10 a b240 v,0.025 ac.120 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：u220 sin100t(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u220 sin100t(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。3.2015江西二模图甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为41，原线圈接图乙所示的正弦交流电。图甲中rt为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，r1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。则下列说法正确的是()a.图乙所示电压的瞬时值表达式为u51 sin50t vb.变压器原、副线圈中的电流之比为14c.变压器输入、输出功率之比为14d.rt处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大答案b解析题图乙所示电压的瞬时值表达式为u51sin100t v，a选项错误。根据可知，原、副线圈中的电流之比与匝数成反比，理想变压器的输入、输出功率相等，b选项正确，c选项错误。rt处温度升高时，rt的阻值减小，电压表示数不变，电流表示数变大，所以d选项错误。4.2015湖北二联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解析在电路中，s闭合前，由可知，电压表v2的示数为u2u1，电路中电流表a2与a3是串联关系，则由欧姆定律可得i2i3(r为电线电阻)，电压表v3的示数为u3r1i2，再由可知电流表a1的示数为i1i2，同理，在电路中s闭合后，可知因u1不变，电压表v2示数为u2u1u2不变，i2(r为电线电阻)，因r并i2，又i1i2，则i1i1，由u2uru3i2ru3，可知u3u3，又i3，则i3i3，则可判断v1的示数不变，v2的示数不变，v3的示数变小，a1的示数变大、a2的示数变大、a3的示数变小，a、b、d选项都错误，c选项正确。5如图是原、副线圈都有中心抽头(匝数一半处)的理想变压器，原线圈通过单刀双掷开关s1与电流表连接，副线圈通过另一单刀双掷开关s2与定值电阻r0连接，通过s1、s2可以改变原、副线圈的匝数。现在原线圈上加一电压有效值为u的正弦交流电，当s1接a，s2接c时，电流表的示数为i，下列说法正确的是()a.当s1接a，s2接d时，电流为2ib.当s1接a，s2接d时，电流为c.当s1接b，s2接c时，电流为4id.当s1接b，s2接d时，电流为答案c解析设s1、s2分别接a、c时，匝数比为n1n2，则输出电压u2u，功率pui，i；在s1、s2分别接a、d时，输出电压u2，功率pui，解得ii，所以a、b选项均错，同理可知，c选项对，d选项错误。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.如图所示的电路中，p为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压u1不变，闭合电键s，下列说法正确的是 ()a.p向下滑动时，灯l变亮b.p向下滑动时，变压器的输出电压不变c.p向上滑动时，变压器的输入电流变小d.p向上滑动时，变压器的输出功率变大答案bd解析对于理想变压器u2u1，u1不变则u2不变，与调节p无关，故b选项正确。又ulu2，所以灯的亮度不变，a选项错。p向上滑动时rp减小，则r总减小，p出增大，p入p出u1i1，所以i1增大，可知c选项错误，d选项正确。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.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。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()a.p bpc.p用p dp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)如图所示，理想变压器的交流输入电压u1220 v，有两组副线圈，其中n236匝，标有“6 v9 w”、“12 v12 w”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光，求：(1)原线圈的匝数n1和另一副线圈的匝数n3；(2)原线圈中电流i1。答案(1)n11320匝，n372匝(2)i10.095 a解析(1)两灯均正常发光，u26 v，u312 v，由，得n372匝，由得n11320匝。(2)由于是理想变压器，没有能量损失，所以p1p2p3，即u1i1p2p3，得i0.095 a12.(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)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，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 a(2)2