高考物理总复习巩固练习 变压器、远距离输电（基础）

【巩固练习】一、选择题1、（2015 江苏卷）一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V交变电流改为110V，已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为（ ）A200 B400 C1600 D32002、（2015 海南卷）如图，一理想变压器原、副线圈匝数比为4:1，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R=11R0，是理想电压表；现将负载电阻的阻值减小为R=5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表读数为5.0V，则A. 此时原线圈两端电压的最大值约为34VB. 此时原线圈两端电压的最大值约为24VC. 原线圈两端原来的电压有效值约为68VD. 原线圈两端原来的电压有效值约为48V3、一理想变压器原、副线圈匝数比n1n2=115。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10的电阻。则（ ）A流过电阻的电流是20 AB与电阻并联的电压表的示数是100VC经过1分钟电阻发出的热量是6103 JD变压器的输入功率是1103W4、一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R。设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2。当R增大时（ ）AI1减小，P1增大 BI1减小，P1减小DI2增大，P2减小 DI2增大，P2增大5、一个理想变压器输入电压波形和电路如图所示，原副线圈匝数比为101，电流表读数为2A，则( )A电压表的读数为28.2V B输入功率为56.4WC电压表的读数为2V D输入功率为4W6、(2015 天津卷)如图所示， 理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则（ ）A保持Q的位置不变，将P向上滑动时，电流表读数变大B保持Q的位置不变，将P向上滑动时，电流表读数变小C保持P的位置不变，将Q向上滑动时，电流表读数变大D保持P的位置不动将Q向上滑动时，电流表读数变小【答案】BC【解析】保持Q位置不动，则副线圈两端电压U2不变，P向上滑动，则R增大，副线圈电流I2减小，由P1=UI1，可知I1减小，电流表读数减小，A错误，B正确。保持P位置不动，则R不变，Q向上滑动，n2变大，根据得，则U2增大，由，知I2增大，由UI1=U2I2，知I1增大，电流表读数变大，所以C正确，D错误。故选B、C。7、生活中处处用电，而我们需要的电都是通过变压器进行转换的，为了测一个已知额定电压为100V的灯泡的额定功率，如图，理想变压器的原、副线圈分别接有理想电流表A和灯泡L，滑动变阻器的电阻值范围时0100不考虑温度对灯泡电阻的影响，原、副线圈的匝数比为2:1，交流电源的电压为U0440V，适当调节滑动变阻器的触片位置，当灯泡在额定电压下正常工作时，测得电流表A的示数为1.2A，则（ ）AA. 灯泡的额定功率为40WB. 灯泡的额定电流为2.4AC. 滑动变阻器上部分接入的电阻值为50D. 滑动变阻器消耗的电功率为240W8、如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的。V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2 和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是（ ） AU2变小、I3变小 BU2不变、I3变大CI1变小、I2变小 DI1变大、I2变大9、如图，理想变压器原副线圈匝数之比为41原线圈接入一电压为uU0sint的交流电源，副线圈接一个R27.5 的负载电阻若U0220V，100 Hz，则下述结论正确的是（ ）A副线圈中电压表的读数为55 VB副线圈中输出交流电的周期为C原线圈中电流表的读数为0.5 AD原线圈中的输入功率为10、图l 、图2 分别表示两种电压的波形其中图l 所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是（ ）A图l 表示交流电，图2 表示直流电B两种电压的有效值相等C图1 所示电压的瞬时值表达式为：u = 311 sin100t VD图l 所示电压经匝数比为10 : 1 的变压器变压后频率变为原来的11、如图所示，在某交流电路中，有一正在工作的理想变压器，原、副线圈的匝数分别为nl600匝、n2120匝，电源电压u311sin(100 t)V，原线圈中串联一个0.2A的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则（ ）A.负载功率不能超过44W B.副线圈中电流的最大值不能超过1AC.副线圈中电流的有效值不能超过1AD.副线圈中电流的有效值不能超过0.2A 12、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，能正确反应其工作原理的是（ ）13、有U1和U2两种电压通过相同长度和材料的导线输电，若输送的电功率相等，在输电导线上损失的电功率也相同，则在两种情况下输电导线截面积之比S1S2为（ ）A B C D14、如图所示，接于理想变压器的四个灯泡规格相同，且全部正常发光，则这三个线圈的匝数比应为（ ） A123； B231 C321； D21315、如图所示，变压器的原、副线圈的匝数比一定，原线圈的电压为U1时，副线圈的输出电压为U2，L1、L2、L3为三只完全相同的电灯，开始时，电键K开启，然后当电键K闭合时（ ）A.电压U1不变，U2变大B.电灯L1变亮，L2变暗C.电灯L1变暗，L2变亮D.原线圈中的电流变大 二、填空题1、如图是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器。已知变压器原线圈与副线圈匝数比，加在原线圈的电压为u1=311 sin100t（V），霓虹灯正常工作的电阻R=440 k，I1、I2表示原、副线圈中的电流。副线圈两端电压 V，副线圈中的电流 mA，I1 I2（大于、小于、等于）。2、L1、L2、L3是三只完全相同的灯泡，按图方式接在理想变压器上，已知n1: n2: n3 =3:1:1，当a、b接入电源时，L2和L3的实际功率均为P，则电源实际消耗的总功率为 。3、某发电厂用2.2kV的电压将电能输送到远处的用户，后改用22kV的电压，在既有输电线路上输送同样的电功率，前后两种输电方式消耗在输电线上电功率之比为 。要将2.2kV的电压升高至22kV，若变压器原线圈的匝数为180匝，则副线圈的匝数应该是 匝。三、计算题1、如图所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的市电上，向额定电压为1.80104V的霓虹灯供电，使它正常发光为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，熔丝就熔断（1）熔丝的熔断电流是多大?（2）当副线圈电路中电流为10mA时变压器的输入功率是多大?2、一台理想变压器原线圈匝数匝，两个副线圈的匝数分别是匝，匝。若通过两个副线圈中的电流强度分别是，求原线圈中的电流强度（结果保留两位有效数字）。3、学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1，升压变压器匝数比为14，降压变压器的匝数比为41，输电线的总电阻为R=4，全校22个教室，每个教室用“220V，40W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则（1）发电机的输出功率多大？（2）发电机的电动势多大？（3）输电线上损耗的电功率多大？【答案与解析】一、选择题1、【答案】B【解析】根据变压器的变压规律，可求副线圈匝数为400，所以B正确。2、【答案】AD【解析】当R=5R0时， 示数为5.0V，所以输出电流，UR0=I出R0=1V，则变压器输出电压为6V，由得到输入电压的有效值为24V，所以原线圈两端电压最大值为，A正确，B错误。因I入:I出=n2:n1不变，故输入电流不变时输出电流也不变，当负载由R=11R0变为R=5R0时，由U=IR知副线圈电压由I(R0+11R0)降到I(R0+5R0)=6V，则副线圈两端原来的电压有效值为12V，原线圈两端原来的电压有效值为48V，C错误，D正确。故选AD。3、【答案】D【解析】原线圈中电压的有效值是220V，由变压比知副线圈中电压为100V，流过电阻的电流是10A；与电阻并联的电压表的示数是100V；经过1分钟电阻发出的热量是6104J；输出功率，故选D。4、【答案】B【解析】理想变压器的特点是输入功率等于输出功率，当负载电阻增大时，由于副线圈的电压不变，所以输出电流I2减小，导致输出功率P2减小，所以输入功率P1减小；输入的电压不变，所以输入的电流I1减小，B正确。5、【答案】CD【解析】由输入电压波形知，输入电压的最大值为28.2V，有效值为20V，根据求得副线圈的电压即电压表的读数为2V，A错C对；根据，理想变压器输入功率等于输出功率，B错D对；故选CD。6、【答案】BC【解析】保持Q位置不动，则副线圈两端电压U2不变，P向上滑动，则R增大，副线圈电流I2减小，由P1=UI1，可知I1减小，电流表读数减小，A错误，B正确。保持P位置不动，则R不变，Q向上滑动，n2变大，根据得，则U2增大，由，知I2增大，由UI1=U2I2，知I1增大，电流表读数变大，所以C正确，D错误。故选B、C。7、【答案】AC【解析】依题意，副线圈电流为2.4A，电压为220V，由于滑动变阻器上部分的并联电路电压为100V，则下部分电阻电压为120V，由串联知识，上、下部分功率分配比为100:1205:6，故下部分电阻上电功率，1.2440528W，则288W，下部分电阻，上部分电路消耗功率，滑动变阻器上部分电阻为50，电压为100V，电流为2A，则灯泡的电流为0.4A，功率为40W。综上AC正确。8、【答案】BC【解析】因为变压器的匝数与U1不变，所以U2与两电压表的示数均不变，当S断开时，因为负载电阻增大，故次级线圈中的电流I2减小，由于输入功率等于输出功率，所以I1也将减小，C正确；因为R1的电压减小，故R2、R3两端的电压将增大，I3变大，B正确，故正确的是BC。9、【答案】AC【解析】原线圈电压有效值U1=220V，由电压比等于匝数比可得副线圈电压U2=55V，A对；电阻R上的电流为2A，由原副线圈电流比等于匝数的反比，可得电流表示数为0.5A，C对；输入功率为P=2200.5W=110W，D错；周期，B错。故选AC。10、【答案】C【解析】交流电的概念，大小和方向都随时间变化，在t轴的上方为正，下方为负，都是交流电，A错。有效值只对正弦交流电使用，最大值一样，所以B错。由图可知，C对。变压之后频率不变，D错。故只有C对。11、【答案】AC【解析】输入功率，负载功率不能超过44W，A对；副线圈电压为44V，副线圈中电流的有效值，即不能超过1A，C对BD错，故选AC。12、【答案】A【解析】电流互感器要把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少，副线圈的匝数多。监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中。选A。13、【答案】C【解析】由， 损失的电功率也相同得到由电阻定律，代入上式解得，故C对。14、【答案】C【解析】由于所有灯泡规格相同，且都正常发光，由，得，式中，U为灯泡的额定电压，设I为灯炮的额定电流，由理想变压器的功率关系， 所以U1=3U， 则=，由此得n1n2n3 = 321，故选C。15、【答案】BD【解析】K闭合时，原线圈的电压不变，匝数比不变，U1不变，U2不变。当电键K闭合时电路的总电阻变小，电流变大，灯L1变亮，灯L2两端电压减小，变暗；副线圈电流变大则原线圈电流也变大，故正确选项是BD。二、填空题1、【答案】4400V；10mA；大于。【解析】原线圈电压的有效值为220V，则副线圈电压副线圈的电流为；这是升压变压器I1I2。2、【答案】【解析】因L1、L2、L3完全相同，由已知L2和L3的实际功率为P，已知n2n3又，故U13U2又，故 那么电源实际消耗的总功率为.3、【答案】100；1800.【解析】设输送功率为P，则有而在电线上损耗功率为所以有损失的功率与输送电压的平方成反比，两种输电方式的输送电压之比为1：10，所以损失功率之比为100：1，即前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为100：1理想变压器没有能量损失，原副线圈的电压比等于匝数比所以副线圈的匝数为原线圈匝数的10倍，等于1800匝。三、计算题1、【答案】（1）=098 A；（2）=180 W。【解析】（1）设原、副线圈上的电压、电流分别为根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有当=12 mA时，即为熔断电流代人数据，得=098 A（2）设副线圈中电流为=lO mA时，变压器的输入功率为P1。，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有，代入数据，得=180 W。2、【答案】2.2A【解析】电流强度与匝数