2019人教版高三物理变压器　电能的输送测试题含解析.doc

天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 课时分层集训(三十二)　变压器　电能的输送 ‎(限时：40分钟)‎ ‎(对应学生用书第333页)‎ ‎[基础对点练]‎ 理想变压器的原理和基本关系 ‎1．(多选)理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1，原线圈两端接通交流电源，则(　　)‎ A．原、副线圈中电流频率之比f1∶f2＝10∶1‎ B．原、副线圈两端电压之比为U1∶U2＝10∶1‎ C．原、副线圈内交变电流之比I1∶I2＝1∶10‎ D．变压器输入和输出功率之比P1∶P2＝10∶1‎ BC　[根据变压器的电压比＝和电流比＝可知选项B、C是正确的；对于理想变压器，不改变电流的频率，输入与输出的功率应相等，即P1＝P2，所以选项A、D是错误的．]‎ ‎2．(多选)如图11219所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1.电池和交变电源的电动势都为6 V，内阻均不计．下列说法正确的是(　　)‎ 图11219‎ A．S与a接通的瞬间，R中无感应电流 B．S与a接通稳定后，R两端的电压为0‎ C．S与b接通稳定后，R两端的电压为3 V D．S与b接通稳定后，原、副线圈中电流的频率之比为2∶1‎ BC　[由理想变压器的原理可知，当S与a 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 接通电流稳定时，由于通过原线圈与副线圈中的磁通量不发生变化，故在副线圈中无感应电流，但在刚接通瞬间，副线圈两端的电压不为零，R中有感应电流，故A错误，B正确；当S与b接通稳定后，原线圈中接有交变电流，由变压器的变压比可得副线圈两端电压为3 V，C正确；变压器并不改变交变电流的频率，D错误．]‎ ‎3．(多选)(2018·太原模拟)某50Hz的钳形电流表的工作原理如图11220所示．当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转．不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，已知n2＝1 000，当用该表测50 Hz交流电时(　　) ‎ ‎【导学号：84370478】‎ 图11220‎ A．电流表G中通过的是交流电流 B．若G中通过的电流为50 mA，则导线中的被测电流为50 A C．若导线中通过的是10 A矩形脉冲交流电，G中通过的电流是10 mA D．当用该表测量400 Hz的电流时，测量值比真实值偏小 AB　[变压器只改变交流电电压，不改变交流电的频率，电流表G中通过的仍是交流电流，A正确；根据变压器原副线圈电流与匝数成反比：＝，I1＝I2＝×0.05 A＝50 A，B正确；若导线中通过的是10 A矩形脉冲交流电，当电流方向不发生改变时，电流大小不变，副线圈中无感应电流，C错误；根据法拉第电磁感应定律和变压器互感原理，改变交流电的频率，不影响测量值的准确性，D错误．故选：AB.]‎ ‎4．如图11221所示，电路中有五个完全相同的灯泡，额定电流均为I，电阻均为R，变压器为理想变压器，现在五个灯泡都正常发光，则(　　 )‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 图11221‎ A．原、副线圈匝数之比n1∶n2＝3∶1‎ B．原、副线圈匝数之比n1∶n2＝3∶2‎ C．电源电压U为2IR D．电源电压U为3IR A　[理想变压器，五个完全相同的灯泡都正常发光，设一个灯泡的额定电压为U额，额定电流为I，则有：n1∶n2＝U原∶U副＝(U－2U额)∶U额； n1∶n2＝3I∶I＝3∶1；所以U＝5U额＝5IR，故选项A正确，B、C、D错误．故选A.]‎ ‎(2017·铜川模拟)一理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2＝3∶1，原线圈中接有定值电阻R，副线圈中并联有两个阻值也为R的定值电阻，如图所示．原线圈接有电压为U的交流电源，则副线圈的输出电压为(　　)‎ A. B. ‎ C. D. C　[设原线圈中的电流为I，原线圈的输入电压为U1，则副线圈中的电流为3I，‎ 副线圈的输出电压为U2＝＝IR，‎ 又U＝IR＋U1＝IR，得U2＝U，C正确．]‎ 理想变压器的动态分析 ‎5．如图11222所示，理想变压器的原、副线圈电路中接有四只规格相同的灯泡，原线圈电路接在电压恒为U0的交变电源上．当S断开时，L1、L2、L3三只灯泡均正常发光；若闭合S，已知灯泡都不会损坏，且灯丝电阻不随温度变化，则 (　　)‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 图11222‎ A．灯泡L1变亮 B．灯泡L2变亮 C．灯泡L3亮度不变 D．灯泡L4正常发光 A　[当S接通后，副线圈回路电阻变小，输出功率变大，输出电流变大，变压器的输入功率等于输出功率，所以变压器的输入功率变大，输入电流变大，灯泡L1的电压增大，L1变亮；原线圈电压减小，匝数比不变，故副线圈电压减小，所以灯泡 L2、L3两端的电压变小，灯泡L2、L3亮度变暗；L2、L3 、L4电压相等，比S断开时电压小，S断开时灯泡正常发光，S闭合时L4不能正常发光，故A正确，B、C、D错误．故选A.]‎ ‎6．(2018·盐城模拟)如图11223所示，一理想变压器的原线圈接有电压为U的交流电，副线圈接有电阻R1、光敏电阻R2(阻值随光照增强而减小)，开关K开始时处于闭合状态，下列说法正确的是(　　)‎ 图11223‎ A．当光照变弱时，变压器的输入功率增加 B．当滑动触头P向下滑动时，电阻R1消耗的功率增加 C．当开关K由闭合到断开，原线圈中电流变大 D．当U增大时，副线圈中电流变小 B　[当光照变弱时，R2增大，副线圈中总电阻增大，原、副线圈匝数不变，所以副线圈两端的电压不变，故根据P＝可得副线圈中消耗的电功率减小，故原线圈输入功率减小，A错误；当滑动触头P向下滑动时，n1减小，根据U2＝U1可得副线圈两端的电压增大，根据P＝可知R1‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 消耗的电功率增大，B正确；当开关K由闭合到断开，原线圈中少了一个支路，电流减小，C错误；当U增大时，根据U2＝U1可知副线圈两端的电压增大，而电阻不变，故副线圈中的电流增大，D错误．]‎ ‎7．(2018·安庆模拟)如图11224所示的交流电路中，理想变压器输入电压为u1＝U1msin 100πt(V)，输入功率为P1，输出功率为P2，电压表读数为U2，各交流电表均为理想电表，由此可知(　　) ‎ ‎【导学号：84370479】‎ 图11224‎ A．灯泡中电流方向每秒钟改变100次 B．变压器原、副线圈的匝数比为U1m∶U2‎ C．当滑动变阻器R的滑动头向下移动时各个电表读数均变大 D．当滑动变阻器R的滑动头向上移动时P1变大，且始终有P1＝ P2‎ A　[由u1＝U1msin 100πt(V)，可知交变电流频率为50 Hz，灯泡中电流方向每一秒钟改变100次，选项A正确；变压器原、副线圈的匝数比为U1m∶(U2)，选项B错误；当滑动变阻器R的滑动头向下移动时，电流表读数增大，变压器输出电流增大，电阻R1两端电压增大，电压表读数不变，选项C错误；当滑动变阻器R的滑动头向上移动时，变压器输出电流减小，输出功率减小，根据变压器功率的制约关系，P1变小，且始终有P1＝P2，选项D错误．]‎ ‎8．(多选)(2018·杭州模拟)如图11225所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈中心的抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝220sin 100πt V，则(　　)‎ 图11225‎ A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表V1的示数为22 V 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ B．当t＝ s时，电压表V0的读数为220 V C．单刀双掷开关与a连接，当滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表V1的示数增大，电流表示数变小 D．当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表V1和电流表的示数均变小 BC　[当单刀双掷开关与a连接时，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，副线圈输出电压为U2＝22 V，但电压表V1示数小于U2，故A错误；当t＝ s时，电压表V0的读数为有效值220 V，故B正确；单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，滑动变阻器的电阻变大，电路的总电阻变大，由于副线圈输出电压U2是由变压器决定的，所以电流表示数变小，电压表V1示数变大，故C正确；当单刀双掷开关由a扳向b时，理想变压器原、副线圈的匝数比变为5∶1，副线圈输出电压U2变大，电流表和电压表V1的示数均变大，故D错误．]‎ ‎(多选)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的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大 B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小 C．保持P的位置不动，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 BC　[保持Q的位置不动，则U2不变，将P向上滑动时，R接入电路的电阻变大，根据I2＝知，I2变小，由＝得I1也变小，即电流表读数变小，选项A错误，选项B正确；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，U2变大，则根据P2＝知副线圈输出功率变大，由P1＝P2‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 知，变压器原线圈输入功率P1变大，而P1＝I1U，输入电压U一定，I1变大，即电流表读数变大，选项C正确，选项D错误．]‎ 远距离输电问题 ‎9．用一台型号为AED6500S的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图11226所示，发电机到安置区的距离是400 m，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5×10－4 Ω，安置区家用电器的总功率为44 kW，当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作时(　　)‎ 图11226‎ 型号 AED6500S 输出电压范围 ‎220～300 V 最大输出功率 ‎60 kW A.输电线路中的电流为20 A B．发电机的实际输出电压为300 V C．在输电线路上损失的电功率为8 kW D．如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300 V C　[当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流为I＝＝200 A，A错误；导线电阻为R＝2.5×10－4×400×2 Ω＝0.2 Ω，则发电机的实际输出电压为U输＝U＋IR＝260 V，B错误；在输电线路上损失的电功率为P损＝I2R＝8 kW，C正确；如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压的最大值是Um＝U输≈368 V，D错误．]‎ ‎10．(2017·成都二诊)某小型水电站的电能输送示意图如图11227甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙所示，输电线总电阻为r 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/‎ ‎，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2.降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则下列说法正确的是 (　　) ‎ ‎【导学号：84370480】‎ 图11227‎ A．乙图中电压的瞬时值表达式为u＝220sin 200πt(V)‎ B.> C．当用户用电器增加时，输电线上损耗的功率增大 D．升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率 C　[题图乙中电压最大值Um＝220 V，T＝0.02 s，所以ω＝＝100π rad/s，题图乙中的电压瞬时值表达式u＝220sin 100πt(V)，A错误．因为U1＝U4＝220 V，＝，＝，U2>U3，所以