【赢在高考】2013届高三物理一轮配套练习10.2 理想变压器 电能的输送 新人教版选修3-2

第二节 理想变压器电能的输送随堂演练巩固1.正常工作的理想变压器的原、副线圈中,数值上不一定相等的是( ) A.电流的频率 B.线圈上的电压最大值 C.电流的有效值 D.电功率 【解析】 变压器不改变频率、功率,可以改变电压值、电流值. 【答案】 BC 2.在变电站里,经常要用交流电表去监测电网上的强电流,所用的器材叫电流互感器.如下所示的四个图中,能正确反映其工作原理的是( ) 【解析】 电流互感器要串联在电路中,属于升压变压器. 【答案】 A 3.某发电厂通过远距离向某学校输电,输送的电功率为P,当输电线的电阻和输送的电功率不变时,则下列说法正确的是( ) A.输送的电压越高,输电线路上损失的电压越大 B.输电线路上损失的电压与输送电流成正比 C.输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成正比 D.输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比 【解析】 输送的电压越高,输送电流越小,输电线路上损失的电压越小,A错B对;输电线路上损失的功率故C错D对. 【答案】 BD 4.(2011广东六校联考,4)如图所示,原、副线圈匝数比为21的理想变压器正常工作时,以下说法不正确的是 ( ) A.原、副线圈磁通量之比为21 B.原、副线圈电流之比为12 C.输入功率和输出功率之比为11 D.原、副线圈磁通量变化率之比为11 【解析】 电流与匝数成反比,故B对;输入功率等于输出功率,故C对;原、副线圈的磁通量及磁通量变化率相等,故A错D对. 【答案】 A 5.(2011杭州学军中学高二期末)如图所示,一理想变压器原线圈匝数 100匝,副线圈匝数匝,交流电源的电压sin(100t)V,电阻R=44 ,电压表、电流表均为理想电表.则下列说法不正确的是( ) A.交流电的频率为50 Hz B.电压表的示数为44 V C.电流表的示数为0.2 A D.电流表的示数约为1.4 A 【解析】 V V,B项对; A=1 A,D错; A=0.2 A,C项对; Hz,A项对. 【答案】 D 6.如图,一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中、和均为固定电阻,开关S是闭合的.V 和V 为理想电压表,读数分别为和;A 、A 和A 为理想电流表,读数分别为、和.现断开S数值不变,下列推断中正确的是( ) A.变小、变小 B.不变、变大 C.变小、变小 D.变大、变大 【解析】 断开S,负载减小,副线圈输出电流减小,电流表读数减小,电阻两端电压减小、并联部分电压增大中电流增大,电流表读数增大.由变压器输入电压决定输出电压可知数值不变,输出电压不变;由输出功率决定输入功率可知,断开S,负载减小,输出功率减小,输入功率也减小,而数值不变,则原线圈中电流减小,即电流表读数减小,所以选项B C正确【答案】 BC 7.( 选做题)(2011浙江理综,16)如图所示,在铁芯上、下分别绕有匝数和的两个线圈,上线圈两端u=51sin314t V的交流电源相连,将下线圈两端接交流电压表,则交流电压表的读数可能是( ) A.2.0 VB.9.0 V C.12.7 VD.144.0 V 【解析】 原线圈电压为 V,如原线圈的磁通量等于通过副线圈的磁通量,则 V,而事实上副线圈的磁通量小于原线圈的磁通量 V,选项A正确. 【答案】 A 课后作业夯基(时间:45分钟 必做题满分:100分 选做题:10分) 一不定项选择题 (本题共8小题,每小题8分,共64分.选对但不全的得5分)1.一理想变压器,原、副线圈的匝数保持不变,在原线圈上所加交变电压的有效值也保持不变.则这个变压器在工作时 ( ) A.副线圈两端的电压(有效值)一定保持不变 B.原线圈中的电流(有效值)一定保持不变 C.变压器的输入功率一定保持不变 D.变压器的输出功率一定保持不变 【解析】 副线圈两端的电压由原线圈电压及匝数比决定,A对;原线圈中的电流由副线圈电流决定,副线圈电流可以变,B错;变压器的输入功率由输出功率决定,可以变,C D错【答案】 A 2.(2011全国理综,17)如图,一理想变压器原副线圈的匝数比为12;副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220 V,额定功率为22 W;原线圈电路中接有电压表和电流表.现闭合开关,灯泡正常发光.若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则( ) A.U=110 V,I=0.2 A B.U=110 V,I=0.05 A C. V,I=0.2 A D. V,I=0. A 【解析】 主要考查理想变压器原副线圈电压、电流与匝数的关系. V,根据得110 V.P/.1 A,根据得.2 A.所以答案是选项A. 【答案】 A 3.一输入电压为220 V,输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏.为获知此变压器原副线圈匝数,某同学拆下烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁芯上绕了5匝线圈,如图所示,然后将原线圈接到220 V交流电源上,测得新绕线圈的端电压为1 V,按理想变压器分析,该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( ) A.1 100,360B.1 100,180 C.2 200,180D.2 200,360 【解析】 设新绕匝数用表示,其电压用表示. 根据有 100; 又有 100=180. 【答案】 B 4.如图,一理想变压器,其原、副线圈的匝数均可调节,原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电,为了使变压器输入功率减小,可使( ) A.其他条件不变,原线圈的匝数增加 B.其他条件不变,副线圈的匝数减小 C.其他条件不变,负载电阻R的阻值增大 D.其他条件不变,负载电阻R的阻值减小 【解析】 据此分析A B C正确【答案】 ABC 5.(2012南京高三学情调研,6)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为101,电压表和电流表均为理想交流电表,从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压,其瞬时值表达式为sin(100t) V,则( ) A.电压表的示数为 V B.在滑动变阻器触头P向上移动的过程中,电流表A的示数变小 C.在滑动变阻器触头P向上移动的过程中,电流表A的示数变大 D.在滑动变阻器触头P向上移动的过程中,理想变压器的输入功率变小 【解析】 电压表的示数为有效值,应为22 V;在滑动变阻器触头P向上移动的过程中,由于电压不变,变阻器接入电路中的电阻变大,所以电流表的示数变小,电流表的示数也变小,输入功率变小,选B 【答案】 BD 6.一台发电机最大输出功率为4 000 kW,电压为4 000 V,经变压器升压后向远方输电.输电线路总电阻R=1 .到目的地经变压器降压,负载为多个正常发光的灯泡(220 V 60 W).若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器和的耗损可忽略,发电机处于满负荷工作状态,则( ) A.变压器原、副线圈电流分别为 A和20 A B.变压器原、副线圈电压分别为1. V和220 V C.变压器和的变压比分别为150和401 D.有盏灯泡(220 V 60 W)正常发光 【解析】 输电线路上消耗的功率为P=400 kW=可知输电线上电流为 A,根据原线圈可知 A,A对的变压比为50;根据可知 V,输电线上电压20 000 V,则副线圈输入电压为. V,又灯泡正常发光、副线圈电压为220 V,B对的变压比为220,C错;根据解得n=6D对. 【答案】 ABD 7.(2011江苏苏北四市调研,7)如图所示,50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小 T的水平匀强磁场中,线框面积S=0.5 m线框电阻不计.线框绕垂直于磁场的轴OO以角速度 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 V,60 W”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.图示位置穿过线框的磁通量为零 B.线框中产生交变电压的有效值为 V C.变压器原、副线圈匝数之比为2511 D.允许变压器输出的最大功率为5 000 W 【解析】 图示位置穿过线框的磁通量最大,A项错; V,有效值是500 V,B项错;C项对; W=5 000 W,D项对. 【答案】 CD 8.(2011福建理综,15)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比1,电阻R=20 ,、为规格相同的两只小灯泡,S为单刀双掷开关.原线圈接正弦交变电源,输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示.现将S接1、S闭合,此时L正常发光.下列说法正确的是( ) A.输入电压u的表达式sin50(V) B.只断开后、均正常发光 C.只断开S后,原线圈的输入功率增大 D.若S换接到2后,R消耗的电功率为0.8 W 【解析】 T=0.02 s,输入电压u=sin100t(V),A项错;只断开S时,两灯各自电压小于之前L正常发光电压,故不能正常发光,B项错;只断开S时,副线圈负载电阻变大,输出功率变小,故原线圈输入功率也变小,C项错;副线圈电压 V,S接到2时,R消耗功率W=0.8 W,D项对. 【答案】 D 二 论述计算题 (本题共2小题,共36分)9.(16分)有一发电厂的输出的交流电压为2. V,输送功率为2. W,现在用户处安装一降压变压器,用户的电压为220 V,发电厂到变压器间的输电导线总电阻为22 ,求: (1)输电导线上损失的电功率; (2)变压器原副线圈匝数之比. 【解析】 (1)应先求出输送电流,由 A=100A (4分) 则损失功率为 W=2. W (4分) (2)变压器原线圈电压为. V V=1. V (4分) 所以原副线圈匝数比.220=901. (4分) 【答案】 (1)2. W (2)901 10.(20分)(2011江苏卷,13)如图(1)为一理想变压器,ab为原线圈,ce为副线圈,d为副线圈引出的一个接头.原线圈输入正弦式交变电压的ut图象如图(2)所示.若只在ce间接一只 的电阻,或只在de间接一只 的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80 W. (1)请写出原线圈输入电压瞬时值的表达式; (2)求只在ce间接400 的电阻时,原线圈中的电流; (3)求ce和de间线圈的匝数比. 【解析】 (1)由图知rad/s, (3分) 电压瞬时值sin200t(V). (3分) (2)电压有效值 V (1分) 理想变压器 (2分) 原线圈中电流 (2分) 解得.28 A(或 A) (1分) (3)设ab间匝数为 (2分) 同理 (2分) 由题意知 (2分) 解得 (1分) 代入数值解得. (