高2021届高2018级高中物理大一轮复习资料三维设计课件课时跟踪检测(三十七)理想变压器与远距离输电

第11页共9页课时跟踪检测（三十七） 理想变压器与远距离输电[A级一一基础小题练熟练快]1.如图所示为一种变压器的实物图，根据其铭牌上所提供的信息 ，以下判断正确的是星1.如图所示为一种变压器的实物图，根据其铭牌上所提供的信息 ，以下判断正确的是星：PKT-]H-dOW幡入野通।ireovfioHn-坤中蚪&]上'：5.UAA.这是一个升压变压器B.原线圈的匝数比副线圈的匝数多C.当原线圈输入交流电压 220V时，副线圈输出直流电压 12VD.当原线圈输入交流电压 220V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小【试题解析】：选B根据铭牌上所提供的信息可知：变压器的输入电压为 220V,输出电压为12V,该变压器为降压变压器，故选项A错误，B正确；变压器的工作原理是电磁感应故变压器的原、副线圈上的电压都为交流电压，选项故变压器的原、副线圈上的电压都为交流电压，选项C错误；由理想变压器的输出功率等于输入功率，且原线圈的电压大于副线圈的电压 ，故副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流大，选项D错误。2.（多选）如图所示，在某一输电线路的起始端接入两个互感器 ，原、副线圈的匝数比分别为 100：1和1：100，图中a、b表示电压表或电流表，已知电压表的示数为22V,电流表的示数为1AJ!J（ ）A.a为电流表,b为电压表B.a为电压表处为电流表C.线路输送电功率是220kWD.输电线路总电阻为22Q，测量的是车电电压，所以【试题解析】：选BC左侧的互感器原线圈并联在输电线路上，测量的是车电电压，所以a为电压表；右侧的互感器原线圈串联在输电线路上 ，测量的是输电电流,b为电流表，选项B

正确,A错误；电压表的示数为 22V,根据变压公式，亍=100，输电电压为Ui=100X22V=2U2n2200V;电流表的本数为1A,根据变流公式，丁=一=100,输电电流Ii=100X1A=100A,线路n1输送电功率为P=U1I1=220kW,选项C正确；根据题述条件，不能求出输电线路总电阻，选项D错误。3.（多选）（2020随州质量检测）如图所示，MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光N、Q端接理想变压器的初级线圈RN、Q端接理想变压器的初级线圈R、电感元件L和电容元件Co在理想变压器的输出端有三组次级线圈 ，分别接有电阻元件水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场 ，若用Ir、水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场 ，若用Ir、Il、Ic分别表示通过R、L和C的电流,则下列判断中正确的是（A.在ab棒匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后，Irw0、Ilw0、Ic=0B.在ab棒匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后 ，Ir=0、Il=0、Ic=0C.若ab棒在某一中心位置附近做 v=vmsin3t的运动，则Irw0、Ilw。、Icw0D.若ab棒匀加速运动，则IrW0、IlW0、Ic=0【试题解析】：选BCD在ab棒匀速运动过程中，ab棒产生恒定的感应电动势，左边原线圈中产生恒定的电流，形成恒定的磁场，穿过右侧的三个副线圈的磁通量不变 ，则副线圈中没有感应电动势产生，所以Ir=0、Il=0、Ic=0,故A错误,B正确；若ab棒在某一中心位置附近做简谐运动，原线圈中产生正弦式交变电流 ，副线圈中将有感应电流产生 ，故Irw0、Ilw0、IcW0,故C正确；若ab棒匀加速运动，原线圈中感应电流均匀增大 ，穿过副线圈的磁通量均匀增大，副线圈中产生恒定的感应电动势 ，由于电容器有隔直的特性，Ic=0,而电感线圈有通直的特性，|LW0,故IRW0、ILW0、Ic=0,故D正确。4.（2018天津高考）教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻 R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U,R消耗的功率为P。若发电机1线圈的转速变为原来的2，则（ ） 一、,1A.R消耗的功率变为2P 1B.电压表V的读数变为2UC.电流表A的读数变为2ID.通过R的交变电流频率不变【试题解析】：选B发电机产生的感应电动势最大值 Em=NBSco，其中3=2兀n,理想变压器的输入电压（有效值）Ui=Em,若线圈的转速n变为原来的1,根据U1=n1,则电压表V的读'2 2U2n2数变为1U,通过R的电流变为原来的1,R消耗的功率变为1P,根据¥=当，电流表A的读数变为2 2 4 12n1,, 2I,故B正确,A、C错误；交变电流的频率f等于线圈的转速n,故D错误。5.（多选）如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比 n1：n2=10：1,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12V、工作时内阻为2◎的电动A.副线圈两端电压为22/VB.电动机输出的机械功率为 12WC.通过电动机的交流电频率为 100HzD.若电动机突然卡住不转，原线圈输入功率变大【试题解析】：选ABC由乙图可知，输入电压的最大值为220/2V,则有效值U1=Um=220V,U2=乎Ui=22V,故A错误；输出的机械功率： P=UI2-I22R=12X1W-12X2W=n11 一，一一，10W,则B错误；由乙图可知，输入交变电压的周期为0.02s,则频率为f=,=50Hz,因为原副线圈交变电流频率相等，则通过电动机的交流电频率为50Hz,C错误；卡住电动机，电动机变成了纯电阻，电压不变，电流增大，输出功率增加，则原线圈输入功率增加，则D正确。6.（多选）（2019广东省广州市一模）如图，理想变压器上接有3个完全相同的灯泡淇中1个灯泡与原线圈串联，另外2个灯泡并联后接在副线圈两端。已知交流TOC\o"1-5"\h\z电源的电压u=18q2sin1007tt（V）,3个灯泡均正常发光，忽略导线电阻，则变压器（ ）A.副线圈电压的频率为100HzB.原线圈两端的电压为 12VC.原副线圈的电流比为 2：1D.原副线圈的匝数比为 2：1【试题解析】：选BD由交流电源的电压u=18/2sin1007tt（V）,可知100兀=2【试题解析】：选BD电流的频率为f=50Hz,选项A错误；3个灯泡均正常发光，设灯泡额定电压为U,额定电流为I,则副线圈输出电压为U,输出电流为2I,由变压器变流公式可得原副线圈的匝数比为 n1：n2=2I：I=2：1，选项D正确；原副线圈的电流比为 I：21=1：2,选项C错误；交流电源电压U=18V,根据变压器变压公式，原线圈两端的电压为U1=2U,由U'=U+U1,解得U1=12V,选项B正确。.（多选）（2019内蒙古集宁模拟）如图甲所示为理想变压器 淇原线圈匝数m=50匝，副线圈匝数n2=100匝，电阻Ri、R2的阻值均为100Qo副线圈两端的电压U随时间t按正弦规A.电流表的示数为兀 A.原线圈中电流变化的频率为25HzC.电阻Ri的热功率P=200%2WD.a、b间的输入电压的有效值Uab=125寸2兀V【试题解析】：选CD电流表的示数是电流的有效值 ，则I2=R^=^^m=A227tA,A项1错误；由图乙可知，副线圈中交流电的频率 f=T=50Hz,变压器不改变交流电的频率，故原线圈中电流变化的频率为50Hz,故B错误；原线圈中电流的有效值 Ii=/l2=J2兀A,原线圈一、一一 ni50-100兀 l .一 c c两漏电压Ui=n^U2=i00><mV=25yf2TtV,电阻Ri的热功率P=Ii2Ri=200兀2W,a、b间的输入电压的有效值Uab=|iRi+Ui=i25镜兀V,故C、D正确。8.（2020四川广元市质检）我国“西电东送”采用特高压远距离输电。 在西部发电厂附近升压变压器将电压升高，通过输电线输送到东部某地，再用降压变压器降压到稳定的工作电压，为负载提供电压。变压器均为理想变压器 ，发电机输出电压及输电线的电阻均不变。则（ ）A.增加负载，输电线上损失的功率增大.增加负载，升压变压器的原线圈中电流减小C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D.升压变压器的输出电压小于降压变压器的输入电压【试题解析】：选A由于负载增加，降压变压器输出的功率增加，负载线路电流变大，故高压输电线上的电流变大，P损=I2R,损失功率变大，因为输电线中电流变大，根据变压器原理可知，升压变压器原线圈中电流变大 ，A正确，B错误；因为输电线存在电阻 ，有电压损失，所以升压变压器输出电压大于降压变压器输入电压 ，C、D错误。.（多选）（20i9浙江丽水市质检）如图甲所示，在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压ui=Umsinat,在副线圈的输出端串接上一只理想整流二极管 D和滑动变阻器R狈U（ ）中 乙A.当滑片P上移时，原线圈中的电流Ii变大B.当滑片P上移时，原线圈的输入功率变小C.当拿掉二极管后，副线圈中的交流电周期与原来相同2D.保持滑片P不动,R上电流有效值是无二极管时的 汇【试题解析】：选BCD由于原线圈两端电压不变，副线圈两端电压不变，当滑片P上移

时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大 ，所以副线圈中的电流变小 ，则原线圈中的电流变小，故A错误；由于原线圈中的电流变小 ，电压不变，所以功率变小，故B正确；有二极管存在时，副线圈中交变电流一个周期内只有半个周期有电流，但周期不变，拿掉二极管后，副线圈中交变线圈中交变电流一个周期内只有半个周期有电流，但周期不变，拿掉二极管后，副线圈中交变Ui2电流的周期不变，故C正确；设副线圈两端电压为U0,有二极管时，根据电流的热效应得：-R-（U0）2T… Uo一一. . U一,1 T=RX2,斛信Ui=12，无—■极官时，R两师i的电压为：U2=Uo,根据I=R可信：保持四片P不动,R上电流有效值是无二极管时的当敝D正确。[B级一一增分题目练通抓牢]10.一含有理想变压器的电路如图所示 ，图中电阻Ri、R2和R3的阻值分别为3Q1◎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41。该变压器原、副线圈匝数比为 （ ）A.2 B.3C.4 D.5【试题解析】：选B设原、副线圈白^匝数比为k,根据变压器匝数比与电流成反比的关系，则原线圈电流为I时,副线圈电流为kl;原线圈电流为4I时,副线圈电流为4kIo根据变压器的输入功率等于输出功率得UI—I2Ri=（kI）2（R2+R3）4UI—（4I）2Ri=（4kI）2R2联立两式代入数据解得 k=3选项B正确。11.（2019河南省中原名校模拟）如图所示，一理想变压器，左右两边共接有额定电压均为U的6盏完全相同的灯泡（额定功率均为P）,左端接在一电压恒为Uo的交流电源两端。此时6盏灯刚好正常发光。下列说法中不正确的是（）A.该变压器的原、副线圈匝数比为B.此时交流电源输出的功率为 6PC.Uo=6UD.如果灯L6突然烧断，灯Li和L2将变暗，而其余3盏灯将变得更亮【试题解析】：选A由于各盏灯相同且均正常发光，所以流过每盏灯的电流均相同，原线圈中的电流Ii等于灯泡的额定电流 I,而副线圈中的总电流为 12=41，故ni：n2=l2：Ii=4：1,A错误；由于理想变压器本身不消耗能量，所以交流电源输出功率为6盏灯的总^功率6P,B正确；设原、副线圈两端的电压分别为Ui、U2,则U2=U,Uo=Ui+2U,而Ui:U2=ni:n2=4:1,代入得Uo=6U,C正确；当灯L6突然烧断，变压器输出的功率将减小，所以输入功率也将减小，由Pi=UiIi得Ii减小,所以灯Li和L2将变暗，同时因Li和L2分得的电压减小，变压器输入端的电压Ui将增大，所以变压器输出的电压也将增大 ，使其余3盏灯变彳#更亮，D正确。i2.（20i9江苏天一中学调研）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 ni：n2=3：i,Li、L2为两相同灯泡，R、L、D和C分别为定值电阻、理想线圈、理想二极管和电容器其中C=i0 当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电压时 ，下列说法中正确的是（ ）串 乙A.灯泡Li一定比L2暗B.电容器C所带电荷量的最大值为 6V2Xi03CC.电容器C充电周期为2Xio2sD.副线圈两端的电压有效值为 12亚V【试题解析】：选C原线圈有正弦交流电，则副线圈中也有正弦式交流电。由于Li与电阻相串联，而L2与电感器相串联，灯泡Li与L2的亮度，取决于电感和电阻的阻碍作用 ，本题未给条件无法判断，故A错误；电容器与二极管串联，含有电容的支路经i.0Xi0-2s充电后，再经过i.0Xi0-2s再次充电，则周期为2.0Xi0-2s,故C正确；由题意可知，原线圈的电压的最大值为36/V,由于原、副线圈的匝数比 ni:n2=3：i所以副线圈的电压最大值为 i2/2V,则有效值为i2V,故D错误；二极管具有单向导电性 ，电容器两端电压的最大值为 i2也V,所以电容器带电量的最大值为 Q=CU=i0xio6xi2V2C=i.2^/2Xio4C,故b错误。.某同学自制变压器，原线圈为ni匝,在做副线圈时，将导线ab对折后并在一起，在铁芯上绕n2圈,从导线对折处引出一个接头 c,连成如图所示电路。S为单刀双掷开关，线圈电阻不计，原线圈接Ui=Umsincot的交流电源。下列说法正确的是 （ ）A.S接b时,电压表示数为淄n2UmniB.S接cB.S接c时,电压表示数为2n2UmniC.S接c时，滑动触头P向下移动，变压器输入功率变大D.S接c时，滑动触头P向上移动，变压器输入电流变大【试题解析】：选DS接b时,变化的磁场在两条副线圈中产生的感应电动势大小相等方向相反，a、b电势相等，a、b间无电压，电压表示数为零，故A错误；由表达式知输入电压有Um n2 2n2Um效值为U=U2,根据电压与匝数成正比知电压表的读数为 U2=/U=Y2n1，故B错误；S接c时，滑动触头P向下移动，电阻增大，电压不变，变压器输入功率等于输出功率变小 ，故C错误；S接c时，滑动触头P向上移动，电阻减小，电压不变，副线圈电流增大，变压器输入电流变大,D正确。.（多选）（2020天津红桥区模拟）高压输电可大幅度节能，至2017年11月，我国已建成投运8项1000kV特高压交流工程和11项于00kV特高压直流工程。 中国全面掌握了特高压核心技术，成为世界首个也是唯一成功掌握并实际应用特高压技术的国家。某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示 ，发电机输出的电压恒定，通过升压变压器「和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻为 R,降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为 4：1，它的副线圈两端的交变电压如图乙所示，若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是（ ）甲 6甲 6A.降压变压器T2原线圈的输入电压为880V降压变压器T2的输入功率与输出功率之比为 4：1C.当用户端用电量增大时，输电线上损耗的功率减小D.当用户端用电量增大时，发电厂输出的功率也增大【试题解析】：选AD由图像得到，降压变压器副线圈两端交变电压 U=220<2sin100疝V,有效彳1为220V,降压变压器原、副线圈匝数之比