高三物理一轮复习 题组层级快练39 第十章 交流电 传感器 第2讲 变压器和电能的输送.doc

变压器和电能的输送一、选择题(其中18题，只有一个选项正确，913题有多个选项正确)1(2014海南)理想变压器上接有三个完全相同的灯泡，其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源，另外两个并联后接在副线圈两端已知三个灯泡均正常发光该变压器原、副线圈的匝数之比为()a12b21c23 d32解析设每只灯的额定电流为i0，额定电压为u0，因并联在副线圈两端的两只小灯泡正常发光，所以副线圈中的功率p22u0i0，因为是理想变压器，副线圈两端电压u2u0，原线圈中灯泡正常发光，说明原线圈中的电流为i0，原线圈上的功率p1u1i0，根据p1p2，得u12u2，n1n2u1u221，b选项正确答案b设置目的考查u1、u2指原、副线圈两端的电压2(2014四川)如甲图是远距离输电线路的示意图，乙图是发电机输出电压随时间变化的图像，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解析由发电机的输出电压随时间变化的关系图可知，t0.02 s，f50 hz，a选项错误；由图像可知交流的最大值为um500 v，因此其有效值为u v，故选项b错误；输电线的电流由输送的功率与电压决定的，与降压变压器原副线圈的匝数比无关，故选项c错误；当用户用电器的总电阻增大时，用户的功率减小，降压变压器的输出功率减小，则输入的功率减小，输入的电流减小，输电线上损失的功率减小，d选项正确答案d设置目的考查远距离输电、输电电流的影响因素、功率损失影响因素3(2014浙江)如图为远距离输电的简化电路图发电厂的输出电压是u，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是i1，其末端间的电压为u1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为i2.则()a用户端的电压为b输电线上的电压降为uc理想变压器的输入功率为i12rd输电线路上损失的电功率i1u解析由于输电线与用户间连有一理想变压器，设用户端的电压是u2，则u1i1u2i2，得u2，a选项正确；输电线上的电压降uri1ru，b选项错误；理想变压器的输入功率p1ui1i12r，c选项错误；输电线路上损失的电功率i12ri1u，d选项错误答案a设置目的考查远距离输电线路上的电压关系、功率关系4(2013天津)普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为icd，为了使电流表能正常工作，则()aab接mn、cd接pq，iabicdcab接pq、cd接mn，iabicd解析根据变压器原、副线圈中电流与匝数间的关系可知，iabicd，所以ab接mn、cd接pq，选项b正确答案b设置目的考查电流互感器的连接与工作原理5.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 v的交流电源上当变压器输出电压调至最大时，负载r上的功率为2.0 kw.设此时原线圈中电流有效值为i1，负载两端电压的有效值为u2，且变压器是理想的，则u2和i1分别约为()a380 v和5.3 a b380 v和9.1 ac240 v和5.3 a d240 v和9.1 a解析根据题意可知，n11 100匝，n21 900匝，由变压规律，可得u2 v380 v；由题意知，p22.0 kw，由p1p2得，u1i1p2，即i1 a9.1 a，b项正确答案b设置目的考查变压器的变压比、能量关系6如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为201，两个标有“12 v6 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解析由题意，知u212 v，i2 a1 a，根据，可求得电压表的示数u1240 v，根据，可得电流表的示数i10.05 a，d项正确答案d设置目的考查变压器的变压比、串并联电路7(2015福建上杭一中检测)如图所示，一理想自耦变压器的原线圈接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻r，触头p与线圈始终接触良好，下列判断正确的是()a若通过电路中a、c两处的电流分别为ia、ic，则iaicb若仅将触头p向a端滑动，则电阻r消耗的电功率增大c若仅使电阻r增大，则原线圈的输入功率增大d若在使电阻r增大的同时，将触头p向a端滑动，则通过a处的电流增大解析理想自耦变压器的原线圈接有正弦交变电压，若仅将触头p向a端滑动，电阻r两端的电压增大，则电阻r消耗的电功率增大，b项正确；电流与匝数成反比，故iaic，a项错误；当电阻r增大时，由p知副线圈输出功率减小，则原线圈输入功率也减小，c项错误；使r增大的同时，将触头p向a端滑动，则输出电压增大，由i知无法确定电流的变化情况，d项错误答案b8(2015安徽)图示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，r0为定值电阻，r为滑动变阻器现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置，观察到电流表a1的示数增大了0.2 a，电流表a2的示数增大了0.8 a则下列说法正确的是()a电压表v1示数增大b电压表v2、v3示数均增大c该变压器起升压作用d变阻器滑片是沿cd的方向滑动解析电流表示数增大，说明滑动变阻器接入电路的阻值减小，故应从c向d滑动，故d项正确；电压表v1、v2示数不变，故a、b项错误；原副线圈中的电流和匝数成反比，即n1i1n2i2，电流变化时，n1i1n2i2，故，应是降压变压器，c项错误答案d命题立意考查理想变压器和电路知识9(2015浙江温州十校联考)如图所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n1，原线圈接电压为uu0sint的正弦交流电，输出端接有一个交流电流表和一个电动机，电动机的线圈电阻为r.当输入端接通电源后，电动机带动一质量为m的重物匀速上升，此时电流表的示数为i，重力加速度为g，下列说法正确的是()a电动机两端电压为irb原线圈中的电流为nic电动机消耗的电功率为d重物匀速上升的速度为解析变压器原线圈输入电压为，副线圈输出电压为，a项错误；根据变压器原、副线圈电流关系得，原线圈中电流为，b项错误；电动机消耗的电功率为，c项正确；电动机输出功率为mgv，线圈发热功率为i2r，电动机消耗的电功率等于输出功率与线圈发热功率之和，可得重物上升速度为，d项正确答案cd10(2015海南)如图，一理想变压器原、副线圈匝数比为41，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为r0，负载电阻的阻值r11r0，是理想电压表；现将负载电阻的阻值减小为r5r0，保持变压器输入电流不变，此时电压表读数为5.0 v，则()a此时原线圈两端电压的最大值约为34 vb此时原线圈两端电压的最大值约为24 vc原线圈两端原来的电压有效值约为68 vd原线圈两端原来的电压有效值约为48 v解析当负载电阻的阻值减小为r5r0时，根据串并联电路规律，r两端电压为r0两端电压的5倍，因为电压表测量r两端的电压，所以ur05 v1 v，故副线圈两端电压为u26 v，根据公式可得此时原线圈两端电压的有效值为u124 v，所以此时原线圈两端电压的最大值约为24 v34 v，a项正确，b项错误；因为变化过程中变压器的输入电流不变，所以对于副线圈中变化前后电流也不变，则变化后电压u2ir05ir06ir0，变化前，u2ir011ir012ir0，所以u22u212 v，根据公式可得原线圈两端原来的电压有效值约为48 v，d项正确，c项错误答案ad11为保证用户电压稳定在220 v，变电所需适时进行调压，图甲为变压器示意图保持输入电压u1不变，当滑动接头p上下移动时可改变输出电压某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示以下正确的是()au2190sin (50t)vbu2190sin (100t)vc为使用户电压稳定在220 v，应将p适当下移d为使用户电压稳定在220 v，应将p适当上移解析由题图可知，u2的变化周期t0.02 s，则100 rad/s，b项正确；由于u2偏小，为使其有效值增大为220 v，根据变压器的变压规律可知，应减小变压比，即将p适当上移，d项正确答案bd设置目的考查对升压变压器和降压变压器的理解12(2014新课标全国)如图所示，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，电流表的读数加倍解析若没有二极管，根据理想变压器的电压与匝数成正比，即有：uabucdn1n2；而因二极管的单向导电性，导致副线圈的电压有效值低于原来值，a选项错误；由题意可知，当增大负载电阻的阻值r，因电压不变，结合闭合电路欧姆定律，则电流表的读数变小，b选项正确；即使负载电阻的阻值越小，cd间的电压ucd仍不会变化，c选项错误；根据原副线圈的功率相等，当将二极管短路，副线圈的消耗功率是原来的2倍，则电流表的读数加倍，d选项正确答案bd设置目的考查原副线圈的电压与匝数关系、电路的动态变化分析、二极管的整流作用、有效值的概念、能量转化与守恒、综合分析能力，难度较大13(2014山东)如图所示，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n1n2113解析变压器的输入功率等于输出功率，p入p出i2u22.260 w132 w，a选项错误；根据p入i1u1，所以i10.6 a，b选项正确；电流表示数为有效值，通过副线圈的电流的有效值为2.2 a，最大值为im2.2 a2.2 a，c选项错误；根据变压器的工作原理可知，所以变压器原、副线圈匝数比，d选项正确答案bd设置目的考查原副线圈的电压与匝数关系、能量转化与守恒及推导电流关系二、非选择题14(2016湖北华中师大)一座小型水电站，水以3 m/s的速度流入水轮机，而以1 m/s的速度流出，流出水位比流入水位低1.6 m，水的流量为1 m3/s，如果水流机械能减少量的75%供给发电机求：(1)若发电机效率为80%，则发电机的输出功率为多大？(2)发电机的输出电压为240 v，输电线路电阻为16.7 ，