版一轮优化探究物理教科版练习第十一章 第2讲 变压器 电能的输送 含答案Word文件下载.docx

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A.IB.I

C.ID．2I

设S闭合时，电流表示数为I1，对理想变压器有P入＝P出，＝，则开关闭合时有I1U－IR1＝（2I1）2R2，开关断开时有IU－I2R1＝（2I）2（R2＋R3），两式联立解得I1＝2I，故D项正确．

D

3．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R.变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是（　　）

A.＝B．I2＝

C．I1U1＝IRD．I1U1＝I2U2

根据变压器电流与匝数关系知＝，A错误．U2不是电阻R两端的电压，故I2≠，B错误．IR仅是输电线上损失的功率，而I1U1是升压变压器的输入功率，二者并不相等，C错误．根据功率关系知I1U1＝I2U2，D正确．

4.一理想降压变压器原、副线圈匝数比为K，原线圈与阻值为4R0的电阻串联后，接入有效值为25V的正弦交流电源；

副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，当负载电阻的阻值R＝5R0时，理想电压表的示数为5V．保持变压器输入电流不变，现将负载电阻的阻值增大到R′＝11R0，此时输入电压有效值为U，则（　　）

A．K＝，U＝49V

B．K＝，U＝48V

C．K＝4，U＝49V

D．K＝4，U＝48V

变压器次级电流I2＝＝＝，此时变压器初级电流为I1＝；

变压器次级电压U2＝×

6R0＝6V，

初级电压U1＝KU2＝6KV.

则U＝U1＋I1×

4R0，即25V＝6KV＋，解得K＝4.保持变压器输入电流不变，则次级电流也不变，将负载电阻的阻值增大到R′＝11R0，则变压器次级电压为U2′＝×

（11R0＋R0）＝12V，初级电压U1′＝KU2′＝48V，故U′＝U1′＋I1·

4R0＝48V＋×

4R0＝49V．故选项C正确，A、B、D错误．

C

5．由闭合电路欧姆定律及串并联关系可知，图甲中，A、B两点间接直流稳压电源，UAB＝100V，R1＝40Ω，滑动变阻器总电阻R＝20Ω，滑片处于变阻器正中位置；

图乙中，自耦变压器输入端a、b接交流稳压电源，其电压有效值Uab＝100V，滑片处于线圈正中位置，R2＝40Ω.若R1和R2的发热功率分别为P1和P2，则P1和P2的关系为（　　）

A．P1＝P2B.＝

C.＝D.＝

由闭合电路欧姆定律及串并联关系可知，图甲中，R1两端的电压为U1＝80V，图乙中，R2两端的电压为U2＝200V，所以＝＝，选项C正确．

二、多项选择题

6.如图，将额定电压为60V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交流电源上．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220V和2.2A．以下判断正确的是（　　）

A．变压器输入功率为484W

B．通过原线圈的电流的有效值为0.6A

C．通过副线圈的电流的最大值为2.2A

D．变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶3

理想变压器的输入功率等于输出功率，所以有P1＝U1I1＝U2I2＝60×

2.2W＝132W，选项A错误；

原线圈电流I1＝＝0.6A，选项B正确；

副线圈电流最大值I2max＝I2＝2.2A，选项C错误；

原、副线圈匝数比＝＝＝，选项D正确．

BD

7．（2018·

湖北宜昌调研）如图为远距离输电示意图，升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器，n1∶n2＝1∶m，n3∶n4＝n∶1（m、n都大于1）．输电线的总电阻为2r，升压变压器T1原线圈的电压的有效值为U，T1的原线圈输入的电功率为P.下列说法正确的是（　　）

A．降压变压器T2副线圈的电压为

B．输电线上的电流为

C．用电设备的数目增多，降压变压器T2原线圈的电压变小

D．用电设备的数目减少，输电线上的电流减小

输电线上有电阻，所以降压变压器T2副线圈的电压小于，选项A错误；

升压变压器T2副线圈的电压为mU，所以输电线上的电流为I＝，选项B正确；

用电设备的数目增多，输电线上的电压降变大，降压变压器T2原线圈的电压变小，选项C正确；

用电设备的数目减少，输电的功率变小，输电线上的电流减小，选项D正确．

BCD

8．（2018·

河南新乡、许昌、平顶山三市调研）图甲中理想变压器原、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，阻值均为10Ω，S1为单刀双掷开关．原线圈接正弦式交流电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示．现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光．下列说法正确的是（　　）

A．输入电压u的表达式为u＝20sin50πtV

B．只断开S2后，L1、L2均正常发光

C．只断开S2后，原线圈的输入功率为0.8W

D．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W

由图乙可知T＝0.02s，角速度ω＝＝100πrad/s，输入电压u的表达式u＝20sin100πtV，A错误；

只断开S2，副线圈两端的总电压不变，L1、L2的电压均小于其额定电压，不会正常发光，B错误；

由＝可知，副线圈两端的电压为4V，只断开S2后，变压器的输出功率P出＝＝0.8W，则原线圈的输入功率为0.8W，C正确；

若S1换接到2后，R消耗的电功率为P′＝＝0.8W，D正确．

CD

[能力题组]

一、选择题

9．（2018·

河南六市联拟）如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈与二极管（正向电阻为零，相当于导线；

反向电阻为无穷大，相当于断路）、定值电阻R0、热敏电阻Rt（阻值随温度的升高而减小）及报警器P（电流增加到一定值时报警器P将发出警报声）组成闭合电路，电压表、电流表均为理想电表．则以下判断正确的是（　　）

A．变压器线圈输出交流电的频率为25Hz

B．电压表的示数为22V

C．Rt处温度减小到一定值时，报警器P将会发出警报声

D．报警器报警时，变压器的输入功率比报警前小

由图乙可知f＝＝50Hz，而理想变压器不改变交流电的频率，A项错误．由图乙可知原线圈输入电压的有效值U1＝220V，则副线圈两端电压有效值U2＝U1＝44V，设电压表示数为U，由于二极管作用，副线圈回路在一个周期内只有半个周期的时间有电流，则由有效值定义有·

＝·

T，解得U＝＝22V，B项正确．由题给条件可知，Rt处温度升高到一定值时，报警器会发出警报声，C项错误．因报警器报警时回路中电流比报警前大，则报警时副线圈回路的总功率比报警前大，而输入功率与输出功率相等，D项错误．

10．有一种调压变压器的构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，C、D之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C、D两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是（　　）

A．当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小

B．当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小

C．当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变小

D．当P不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变大

当R3不变，P顺时针转动时，nMN减小，由＝，知UMN减小，则电压表、电流表读数均减小，A项正确，同理知B项错误；

当P不动时，匝数nMN不变，输出电压UMN不变，滑片向上滑动，根据串反并同，得电压表示数变大，电流表示数变小，C项错误，同理知D项也错误．

A

11．（多选）如图所示，发电机中线圈的匝数为N，线圈的面积为S，线圈做匀速圆周运动的角速度为ω，匀强磁场的磁感应强度为B.电流表和电压表为理想电表，定值电阻的阻值为R.当P在图示位置时，变压器的匝数比n1∶n2＝1∶2.一开始线圈与磁场垂直，下列判断正确的是（　　）

A．电压表的读数为2NBSω

B．电流表的读数为

C．线圈由图示位置旋转四分之一周，通过电流表的电荷量为

D．P向上移动时，电压表的示数变小，电流表示数变大

感应电动势的最大值为Em＝NBSω，有效值U1＝，由＝可得，电压表读数U2＝NBSω，选项A错误；

副线圈电流I2＝＝，通过电流表的交变电流为，选项B正确；

线圈由图示位置旋转四分之一圆周，通过电流表的电荷量为Q＝＝，选项C正确；

P向上移动时，副线圈匝数变少，电压表的示数变小，电流表示数也变小，选项D错误．

BC

二、非选择题

12．图甲为一理想变压器，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uabt图像如图乙所示．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.

（1）由题图乙知ω＝200πrad/s，

电压瞬时值uab＝400sin200πtV.

（2）电压有效值U1＝200V，

理想变压器P1＝P2＝80W，

原线圈中的电流I1＝，

解得I1≈0.28A（或A）．

（3）设ab间匝数为n1，则＝，

同理＝.

由题意知＝，解得＝，

代入数据得＝.

（1）uab＝400sin200πtV

（2）0.28A或A　（3）

13．某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9kW，输出电压为500V，输电线的总电阻为10Ω，允许线路损耗的功率为输出功率的4%.求：

（1）村民和村办小企业需要220V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？

（不计变压器的损耗）

（2）若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？

（1）输电电路图如图所示，

由ΔP＝4%P输出和ΔP＝IR

得I2＝＝6A

则U送＝＝1500V

升压变压器原、副线圈匝数比

＝＝＝

输电线上电压损失ΔU＝I2R＝60V

故降压变压器输入电压

U1＝U送－ΔU＝1440V

故降压变压器原、副线圈匝数比

（2）若不用变压器，则输电电流

I＝＝18A

U＝U0－IR＝320V，P＝P输出－I2R＝5760W

（1）1∶3　72∶11

（2）320V　5760W