【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 11页

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。‎ ‎ ‎ ‎ ‎