复习课时作业及详细解析第45讲变压器远距离输电

苏州市网上教师学校/2014届高三物理一轮复习课时作业及详细解析：第45讲变压器远距离输电.eq\a\vs4\al\co1(基础热身)1．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．如图K45－1所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是()ABCD图K45－12．2013·葫芦岛模拟一个探究性学习小组利用示波器绘制出了一个原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器的副线圈两端输出电压u随时间t变化的图象如图K45－2所示(图线为正弦曲线)，则下列说法错误的是()图K45－2A．该变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为u＝20sin100tVB．接在副线圈两端的交流电压表的示数为7.1VC．该变压器原线圈输入频率为50HzD．接在副线圈两端阻值为20Ω的白炽灯消耗的功率为2.5W3．2013·烟台模拟一台理想变压器原、副线圈匝数比为22∶1，当原线圈输入u＝220eq\r(2)sin100πtV的交变电压时，下列说法正确的是()A．副线圈两端电压为10eq\r(2)VB．变压器原副线圈的电压频率之比为22∶1C．副线圈接一阻值为10Ω的电阻时，通过电阻的电流为1AD．副线圈接一阻值为10Ω的电阻时，原线圈中输入功率为1W4．2013·苏北模拟如图K45－3甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电阻R＝22Ω，各电表均为理想电表．原线圈输入电压的变化规律如图乙所示．下列说法正确的是()甲乙图K45－3A．该输入电压的频率为100HzB．电压表的示数为22VC．电流表的示数是1AD．电阻R消耗的电功率是22Weq\a\vs4\al\co1(技能强化)5．2013·临沂模拟如图K45－4所示是一种理想自耦变压器示意图．线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P是可移动的滑动触头．AB间接交流电压u，输出端接有两个相同的灯泡L1和L2，Q为滑动变阻器的滑动触头．当开关S闭合，P处于如图所示的位置时，两灯均能发光．下列说法正确的是()图K45－4A．P不动，将Q向右移动，变压器的输入功率变大B．Q不动，将P沿逆时针方向移动，变压器的输入功率变大C．P不动，将Q向左移动，两灯均变暗D．P、Q都不动，断开开关S，L1将变暗6．[2013·福建卷]图K45－5甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝5∶1，电阻R＝20Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1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K45－6乙所示．现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光．下列说法正确的是()图K45－5A．输入电压u的表达式为u＝20eq\r(2)sin50πtVB．只断开S2后，L1、L2均正常发光C．只断开S2后，原线圈的输入功率增大D．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W7．2013·三明模拟如图K45－6所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n，原线圈接正弦交流电压U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机．电动机线圈电阻为R.当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一重物匀速上升．下列判断正确的是()图K45－6A．原线圈中的电流为nIB．变压器的输入功率为eq\f(UI,n)C．电动机消耗的功率为I2RD．电动机两端电压为IR8．如图K45－7所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，额定功率为P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1∶n2、电源电压U1分别为()图K45－7A．1∶22UB．1∶24UC．2∶14UD．2∶12U9．2013·邯郸二模如图K45－8所示，在AB间接入正弦交流电，AB间电压U1＝220V，通过理想变压器和二极管D1、D2给阻值R＝20Ω的纯电阻负载供电，已知D1、D2为相同的理想二极管(正向电阻为0，反向电阻无穷大)，变压器原线圈n1＝110匝，副线圈n2＝20匝，Q为副线圈正中央抽头．为保证安全，二极管的反向耐压值(加在二极管两端的反向电压高到一定值时，会将二极管击穿，使其失去单向导电能力)至少为U0.设电阻R上消耗的热功率为P，则有()图K45－8A．U0＝40eq\r(2)V，P＝80WB．U0＝40V，P＝80WC．U0＝40eq\r(2)V，P＝20WD．U0＝40V，P＝20Weq\a\vs4\al\co1(挑战自我)10．[2013·江苏卷]图K45－9甲为一理想变压器，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u－t图象如图乙所示．若只在ce间接一只Rce＝400Ω的电阻，或只在de间接一只Rde＝225Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；(2)求只在ce间接400Ω电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比eq\f(nce,nde).甲乙图K45－9课时作业（四十五）【基础热身】1．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；同时监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中．2．AC[解析]由图象知，输出电压的峰值为10V，周期为0.04s，由电压与匝数比关系知，输入电压峰值为20V，交变电压的频率为f＝eq\f(1,T)＝25Hz，角频率ω＝eq\f(2π,T)＝50πrad/s，输入电压的瞬时值表达式为u＝20sin50πtV，选项A、C错误；输出电压的有效值为U2＝eq\f(U2m,\r(2))＝5eq\r(2)V＝7.1V，选项B正确；电灯的功率为P＝eq\f(U\o\al(2,2),R)＝2.5W，选项D正确．3．C[解析]变压器副线圈电压U2＝U1·eq\f(n2,n1)＝10V，原副线圈的电压频率相等，通过电阻的电流为I2＝eq\f(U2,R)＝1A，原线圈中输入功率等于电阻消耗的功率，P＝I2U2＝10W.4．BD[解析]由图象可知，原线圈输入电压的周期T＝0.02s，频率为f＝50Hz，选项A错误；原线圈输入电压的有效值为220V，副线圈的输出电压为22V，选项B正确；电阻R消耗的电功率是P＝eq\f(222,22)W＝22W，电流表的示数是I＝eq\f(22,220)A＝0.1A，选项C错误，D正确．【技能强化】5．B[解析]P不动，则变压器输出电压不变，将Q向右移动，电阻R变大，据P出＝eq\f(U\o\al(2,2),R＋R灯)得变压器的输出功率变小，选项A错误；Q不动，电阻R不变，将P沿逆时针方向移动，则变压器输出电压变大，据P出＝eq\f(U\o\al(2,2),R＋R灯)得变压器的输出功率变大，选项B正确；P不动，输出电压不变，将Q向左移动，电阻R变小，变压器的输出功率变大，据P出＝I2U2得I2变大，两灯均变亮，选项C错误；P、Q都不动，断开开关S，则总电阻变大，变压器的输出功率变小，输出电流变小，滑动变阻器的电压变小，所以灯L1两端的电压变大，L1将变亮，选项D错误．6．D[解析]由图乙，T＝0.02s，所以ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，u＝Emsinωt＝20eq\r(2)sin100πtV，A错；只断开S2，副线圈电压U2不变，但副线圈总电阻R副增大，流过L1、L2的电流减小且每个小灯泡两端的电压小于其额定电压，无法正常发光，由P副＝eq\f(U\o\al(2,2),R副)可得，副线圈的功率减小，副线圈的功率决定原线圈的功率，所以原线圈的输入功率减小，BC错；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得U2＝4V，所以S1接到2后，R消耗的电功率P＝eq\f(U\o\al(2,2),R)＝eq\f(42,20)W＝0.8W，D正确．7．B[解析]根据变压器原、副线圈电压比等于匝数比可知，副线圈两端电压为eq\f(U,n)，根据原、副线圈电流比等于匝数反比可知，原线圈中电流为eq\f(I,n)，变压器的输入功率为eq\f(UI,n)，电动机的热功率为I2R，总功率是eq\f(UI,n)，选项B正确，AC错误；因电动机不是纯电阻，欧姆定律不成立，所以电压不等于IR，选项D错误．8．C[解析]变压器原、副线圈电压与匝数成正比，电流与匝数成反比；电源电压等于原线圈电压与两个串联灯泡电压之和．9．C[解析]变压器副线圈总电压U2＝U1·eq\f(n2,n1)＝40V，电压峰值为U2m＝40eq\r(2)V．副线圈上端电势高时，D1导通，D2不通，D2两端的最大反向电压为UD2＝U2m＝40eq\r(2)V；副线圈下端电势高时，D2导通，D1不通，D1两端的最大反向电压为UD1＝U2m＝40eq\r(2)V．通过定值电阻的电流为方向不变的半正弦电流，其有效值与正弦交变电流相同，电阻两端电压UR＝eq\f(U2,2)＝20V，功率P＝eq\f(U\o\al(2,R),R)＝20W．选项C正确．【挑战自我】10．(1)uab＝400sin200tV(2)0.28A(3)4∶3[解析](1)由图知ω＝200πrad/s电压瞬时值uab＝400sin200πtV(2)电压有效值U1＝200eq\r(2)V理想变压器P1＝P2原线圈中的电流I1＝eq\f(P1,U1)解得