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  • 2021-05-24 发布

【推荐】第22周+变压器-试题君之周末培优君2017-2018学年高二物理人教版

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第22周 变压器 ‎(测试时间:30分钟,总分:60分)‎ 班级:____________ 姓名:____________ 座号:____________ 得分:____________‎ 一、选择题(共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,第7和8题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)‎ ‎1.理想变压器在正常工作时,原、副线圈中不相同的物理量是 A.每匝线圈中磁通量的变化率 B.交变电流的频率 C.原线圈的输入功率和副线圈的输出功率 D.原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势 ‎【答案】D ‎【名师点睛】理想变压器是理想化模型,一是不计线圈内阻;二是没有出现漏磁现象。同时副线圈的电压由原线圈电压与原副线圈匝数决定,而原线圈的电流由副线圈决定。‎ ‎2.理想变压器的原、副线圈匝数为n1和n2,电流为I1和I2,电压为U1和U2,功率为P1和P2,下面关系正确的是 A.‎ B.‎ C.‎ D.‎ ‎【答案】A ‎【解析】理想变压器中原副线圈的电压满足:;理想变压器中不考虑铜损和铁损,输出功率等于输入功率,即P1=P2,则U1I1=U2I2,即n1I1=n2I2,故选A。‎ ‎3.如图所示是远距离输电示意图,电站的输出电压恒定为U1=250 V,输出功率P1=100 kW,输电线电阻R=8Ω。则进行远距离输电时,下列说法中不正确的是 A.若电站的输出功率突然增大,则降压变压器的输出电压减小 B.若电站的输出功率突然增大,则升压变压器的输出电压增大 C.输电线损耗比例为5%时,所用升压变压器的匝数比 D.用10000 V高压输电,输电线损耗功率为800 W ‎【答案】B ‎4.如图所示,电路中的变压器为理想变压器,R为滑动变阻器,U1为加在原线圈两端的交流电压,I1为原线圈中的电流,U2为副线圈两端的交流电压,I2为副线圈中的电流,P2为滑动变阻器上消耗的电功率。若U1保持不变,改变滑动变阻器滑片的位置,下列说法中正确的是 A.P2保持不变 B.U2保持不变 C.I1保持不变 D.I2保持不变 ‎【答案】B ‎【解析】保持U1不变,根据输出电压是由输入电压和匝数比决定,可知输出电压U2不变,B选项正确;使滑片P滑动时,R变化,而电压U2不变,所以副线圈电流I2变化,故D错误;由知I2变化,则I1变化,故C错误;由知P2发生变化,故A错误。‎ ‎【点睛】根据输出电压是由输入电压和匝数比决定的,输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的,电压与匝数成正比,电流与匝数成反比分析即可。‎ ‎5.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为20:1,原线圈接正弦交流电源,副线圈接入“220 V,60‎ ‎ W”灯泡一只,且灯泡正常发光,则 A.原线圈电压最大值为4 400 V B.电源输出功率为1 200 W C.电流表的示数为 D.原线圈端电压为11 V ‎【答案】C 相等,在副线圈中只有一个60 W的灯泡正常发光,所以输入功率和输出功率的大小都为60W,故B错误;灯泡正常发光时的电流为:,根据理想变压器电流比:可知,此时原线圈中的电流为:,故C正确。‎ ‎6.如图所示,理想变压器的原线圈接在的交流电源上,副线圈接有R=10 Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为11:1,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是 A.原线圈的输入功率为220W B.电压表的读数为20 V C.电流表的读数为2 A D.副线圈输出交流电的周期为50 s ‎【答案】B 确;副线圈的电流为,由n1I1=n2I2可得,I1=A,即电流表的读数为A,故C错误;由u=220sinπt(V)可知,ω=π,又由ω=,解得:T=2 s,理想变压器不改变周期,故D错误。‎ ‎【名师点睛】本题主要考查变压器的知识,要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解。‎ ‎7.如图甲所示为一含有理想变压器的电路,其中副线圈与定值电阻R1和电阻箱R2连接,已知理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1,经测量可知副线圈的输出电压随时间的变化规律如图乙所示,电流表为理想交流电表,则 A.变压器原线圈电压的有效值为200 V B.变压器副线圈输出电压的瞬时值为u=100cos 100πt(V)‎ C.当电阻箱R2的阻值减小时,电流表的示数增大 D.当电阻箱R2的阻值减小时,定值电阻R1消耗的电功率减小 ‎【答案】AC ‎【解析】由题图乙可知变压器副线圈输出电压的最大值,则副线圈电压的有效值为U2=100V,根据,所以原线圈电压的有效值为,A正确;由题图乙可知交流电周期,所以,B错误;当电阻箱的阻值减小时,则副线圈电流变大,根据可知,定值电阻消耗的电功率增大,原、副线圈匝数比不变,所以原线圈电流增大,则电流表的示数增大,C正确,D错误。‎ ‎8.一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:2。原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u如下图所示,副线圈仅接入一个R=10 Ω的电阻。则 ‎ ‎ A.流过电阻的最大电流是4 A B.与电阻并联的电压表的示数是40 V C.变压器的输入功率是160 W D.经过10 s电阻产生的热量为1.6×103 J ‎【答案】AD ‎,则流过电阻的最大电流是4A,选项A正确;变压器的输入功率等于输出功率,即,选项C错误;经过10s电阻产生的热量为 ‎,选项D正确。‎ 二、填空题(共2小题,共10分)‎ ‎9.(4分)变压器原线圈应该与_______电源相连 (选填“直流”、“交流”)。如果原线圈两端的电压为220 V,匝数为110匝,副线圈的匝数为22匝,则副线圈两端的电压是______V。‎ ‎【答案】交流 44‎ ‎【解析】变压器原线圈应该与交流电源相连,根据,得。‎ ‎10.(6分)如图为理想变压器,它的原线圈接在交流电源上,副线圈接在一个标有“12 V 100 W”的灯泡上。已知变压器原、副线圈匝数之比为18:1,那么灯泡正常工作时,图中的电压表读数为____V,电流表读数为___A。‎ ‎【答案】216(3分) 0.46(3分)‎ 输入功率:P1=P2=100 W,所以电流表读数:。‎ ‎【名师点睛】本题考查的是学生读图的能力,根据图象读出交流电的最大值和周期,根据电压和匝数之间的关系即可求得。‎ 三、计算题(共3小题,共18分)‎ ‎11.(4分)一台小型发电机的最大输出功率为100 kW,输出电压恒为500 V,现用电阻率为1.8×10-8 Ω·m,横截面积为10-5 m2的输电线向4×103 m远处的用电单位输电,要使发电机满负荷运行时,输电线上的损失功率为发电机总功率的4%,则:‎ ‎(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少?‎ ‎(2)如果用户用电器的额定电压为220 V,那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少?‎ ‎【答案】(1)1:12 (2)288:11‎ ‎【解析】(1)导线电阻R线= 得R线=14.4 Ω 升压变压器原线圈中电流I1满足P=U1I1‎ 解得I1=200 A 升压变压器副线圈中电流I2=I线,又I2线R线=4%P 解得I2=A 由,得(2分)‎ ‎(2)降压变压器的输入电压U3满足:P–4%P=U3I线 U3=5 760 V 因为输出电压U4=220 V,由,得(2分)‎ ‎【名师点睛】解决本题的关键知道原副线圈的匝数比等于原副线圈的电压比,以及掌握输电线上损失的功率P损=I2R。输电线上损失的功率往往是突破口。‎ ‎12.(6分)发电厂输出的交变电压为,输出功率为,现在用户处安装一降压变压器,用户电压为,发电厂到变压器间的输电导线总电阻为。求:‎ ‎(1)输电导线上损失的电功率;‎ ‎(2)变压器原、副线圈的匝数之比。‎ ‎【答案】(1) (2)‎ ‎(2)变压器原线圈两端电压(1分)‎ 副线圈两端电压,而变压器原副线圈匝数之比等于电压之比,即 ‎(2分)‎ ‎【名师点睛】此题只要掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系即可得到解决,注意输电的电流的求解,及损失的功率计算。‎ ‎13.(8分)风力发电作为新型环保新能源,近几年来得到了快速发展,如图所示风车阵中发电机输出功率为100 kW,输出电压是250 V,用户需要的电压是220 V,输电线电阻为10 Ω。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%,试求:‎ ‎(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比?‎ ‎(2)画出此输电线路的示意图(需标注相关物理量)。‎ ‎(3)用户得到的电功率是多少?‎ ‎【答案】(1) ‎ ‎(2)‎ ‎(3)96 kW 所以(1分)‎ 这样(1分)‎ U3=U2–U线=5000–20×10 V=4800 V 所以(1分)‎ ‎(2)如图所示(2分)‎ ‎ (3)用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为 P用=P–P损=P(1–4%)=100×96% kW=96 kW(2分)‎ ‎【点睛】解决本题的关键是知道原副线圈的电压比等于匝数比,电流比等于匝数之反比,以及知道升压变压器的输出电压、降压变压器的输入电压和电压损失的关系,以及功率的关系。‎ ‎ ‎ ‎ ‎