【物理】2020届一轮复习人教版变压器远距离输电课时作业 8页

‎2020届一轮复习人教版 变压器远距离输电 课时作业 ‎1．如图所示，理想变压器原、副线圈上分别接有定值电阻R1、R2，其中R1＝8 Ω，R2＝10 Ω，原、副线圈的匝数之比为n1∶n2＝4∶1，电阻R2两端的电压为U2＝10 V，则交流电源电压U为(　　)‎ A．42 V B．48 V C．45 V D．40 V 解析：选A　在副线圈中，电流为I2＝＝1 A，根据＝＝，可得原线圈中的电流为I1＝0.25 A，故R1两端电压为UR1＝I1R1＝2 V，根据＝，可得原线圈两端的电压U1＝40 V，则交流电源的电压U＝U1＋UR1＝42 V.‎ ‎2．(多选)(2018届湖北武汉部分学校高三调研)含有理想变压器的电路如图所示，L1、L2、L3均为“24 V　2 W”的灯泡，为理想交流电压表，a，b端接正弦交流电压(输出电压的有效值恒定)．当开关S闭合时，灯泡均正常发光．下列说法正确的是(　　)‎ A．变压器原、副线圈匝数比为1∶2‎ B．电压表的示数为72 V C．变压器的输入功率为8 W D．若在副线圈上再并联一个相同的灯泡，灯泡L1可能会烧坏 解析：选BD　每个灯泡的额定电流：IL＝＝ A＝ A，则原线圈的电流为I1＝ A，副线圈的电流为I2＝ A，则＝＝，选项A错误；变压器副线圈两端的电压为24 V，则根据匝数比可得变压器原线圈两端的电压为U1＝U2＝48 V，则电压表读数为48 V＋24 V＝72 V，选项B正确；变压器的输入功率等于输出功率，故P入＝P出＝4 W，选项C错误；副线圈上再并联一个相同的灯泡，则副线圈中电流增大，原线圈中电流也增大，超过灯泡L1的额定电流，灯泡L1可能会烧坏，故D正确．‎ ‎3．(2018届山东淄博一模)如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝5∶‎ ‎1，其原线圈接一交流电源，电压u＝220sin100πt(V)，副线圈接一电动机，电阻为11 Ω.若电流表A2示数为‎1 A，电表对电路的影响忽略不计，则(　　)‎ A．交流电的频率为100 Hz B．电动机输出功率为33 W C．电流表A1示数为‎5 A D．变压器原线圈的输入功率为33 W 解析：选B　由ω＝100π＝2πf，解得f＝50 Hz，A错误；由＝解得副线圈两端的电压U2＝44 V，电动机的输出功率P出＝U2I2－I22R＝33 W，B正确；由＝，解得I1＝0.2 A，C错误；变压器原线圈的输入功率P＝U1I1＝220×0.2 W＝44 W，D错误．‎ ‎4．如图所示是一理想变压器的电路连接图，变压器原线圈两端的恒定交流电压为U1，副线圈所在电路中有一个定值电阻和一个滑动变阻器，各电表均为理想电表，开关S闭合，则下列关于各电表示数的说法正确的是(　　)‎ A．滑片P上滑时，A1的示数变大，A2的示数变大，V的示数变大 B．滑片P上滑时，A1的示数变大，A2的示数变大，V的示数变小 C．断开开关S，A1的示数变大，A2的示数变大，V的示数变大 D．断开开关S，A1的示数变小，A2的示数变小，V的示数不变 解析：选D　开关S闭合，滑动变阻器的滑片P上滑时，接入电路中的电阻变大，可知电路中的总电阻变大，由于U1恒定不变，则电压表V的示数不变，可知电流表A2的示数变小，则电流表A1的示数也变小，A、B错误；开关S断开时，电路中的电阻变大，结合上述分析可知，电流表A1的示数变小，电流表A2的示数变小，电压表V的示数不变，C错误，D正确．‎ ‎5．(2019届广东茂名综测)某小型水电站的电能输送示意图如图所示．发电机的输出电压为220 V，输电线总电阻为r，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(　　)‎ A.> B.< C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D．升压变压器的输出功率小于降压变压器的输入功率 解析：选A　因为输电线有电阻，有电压损失，Ur>0，而且U2＝Ur＋U3，U1＝U4，由＝，＝，可知>，所以A项正确，B、C项错误；P2＝P3＋Pr，由于输电线上有功率损耗，所以升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率，D项错误．‎ ‎6．(多选)(2019届福建厦门质检)如图所示，电路中变压器为理想变压器，其原线圈接在u＝20sin50πt(V)的交流电源上，副线圈与阻值为R1＝2 Ω的电阻接成闭合电路，电流表为理想电流表．另有一阻值R2＝32 Ω的电阻与变压器原线圈并联，电阻R1与R2消耗的电功率恰好相等．则(　　)‎ A．电阻R1消耗的电功率为12.5 W B．通过电阻R1的交变电流的周期为0.02 s C．电流表的示数为‎10 A D．变压器原、副线圈匝数之比为4∶1‎ 解析：选AD　加在R2两端电压的有效值为UR2＝U＝ V＝20 V，R2消耗的功率为PR2＝＝12.5 W，又电阻R1与R2消耗的电功率恰好相等，故A项正确；由u＝20sin50πt(V)，知ω＝50π rad/s，故周期T＝＝0.04 s，变压器不改变交流电的周期，故B错误；R1的功率PR1＝PR2＝12.5 W，通过R1的电流IR1＝＝2.5 A，则电流表的示数为2.5 A，故C错误；副线圈两端电压为U2＝IR1R1＝5 V，原线圈两端电压U1＝U＝20 V，则原、副线圈匝数之比n1∶n2＝U1∶U2＝4∶1，故D项正确．‎ ‎7．如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则(　　)‎ A．用户用电器上交流电的频率是100 Hz B．发电机输出交流电的电压有效值是500 V C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定 D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小 解析：选D　由图乙知，交流电的周期为0.02 s，所以频率f＝＝50 Hz，A错误；发电机输出交流电的电压最大值为Um＝500 V，故有效值U＝＝250 V，B错误；输电线电流I线＝，可见I线与R线及用户电路有关，C错误；当用户用电器总电阻增大时，P用减小，I用减小，I线减小，输电线上损失的电功率P损＝I线2R线减小，D正确．‎ ‎ 8.(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻R＝10 Ω.从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．当S与a连接后，理想电流表的示数为‎2.2 A B．当S与a连接后，t＝0.01 s时理想电流表示数为零 C．当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的4倍 D．当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频率变为25 Hz 解析：选AC　S与a连接后，由＝，又知U1＝ V＝220 V，得U2＝22 V，则理想电压表的示数为22 V，又知定值电阻R＝10 Ω，可得理想电流表示数为I＝＝2.2 A，故A选项对，B选项错；S由a拨到b后，n1∶n2＝5∶1，则U1∶U2′＝5∶1，得U2′＝2U2，据P＝得功率变为原来的4倍，故C选项对；输出电压频率不变，仍为50 Hz，故D选项错．‎ ‎9．(2016年天津卷)如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表．下列说法正确的是(　　)‎ A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大 B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大 C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大 D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大、A2示数变大 解析：选B　由于原、副线圈两端电压不变，当滑动变阻器滑动触头P向上滑动时，连入电路的电阻变大，所在电路总电阻变大，副线圈中电流减小，R1中电流减小，R1消耗的功率减小，A项错误；R1中电流减小，则R1两端电压减小，而副线圈两端电压不变，所以滑动变阻器两端电压增大，电压表示数变大，B项正确；副线圈中电流减小，原线圈中电流随之减小，故C项错误；若闭合开关S，负载电路的总电阻减小，副线圈中电流增大，R1中电流增大，则R1两端电压升高，R2两端电压减小，A2示数变小，D项错误．‎ ‎10．(多选)如图甲所示的电路中，理想变压器原线圈接图乙所示正弦交变电流，闭合S后，额定电压为20 V的用电器正常工作，理想交流电流表A的示数为‎0.1 A．已知图中元件D具有正向电流导通、反向电流截止的作用，下列判断正确的是(　　)‎ A．交变电流的频率为50 Hz B．变压器原副线圈匝数比为11∶1‎ C．用电器额定功率为22 W D．在用电器电阻不变的情况下断开开关S，用电器功率将变为原来的一半 解析：选ACD　由ut图象可知交变电流的周期T＝0.02 s，则频率f＝＝50 Hz，A项正确；由图乙可知原线圈两端输入电压U1＝220 V，因闭合S后，额定电压为20 V的用电器正常工作，则此时变压器副线圈两端电压U2＝20 V，n1∶n2＝U1∶U2＝220 V∶20 V＝11∶1，B项错误；理想变压器P入＝P出＝I1U1＝22 W，又P出＝P电器，C项正确；若在用电器电阻不变的情况下断开开关S，则一个周期内用电器只有半个周期的时间正常工作，用电器的功率变为原来的一半，D项正确．‎ ‎11．(2019届苏州调研)如图所示，电路中变压器原线圈匝数n1＝1 000，两个副线圈匝数分别为n2＝500、n3＝200，分别接一个R＝55 Ω的电阻，在原线圈上接入U1＝220 V的交流电源．则两副线圈输出电功率之比和原线圈中的电流I1分别是(　　)‎ A.＝，I1＝‎2.8 A 　 B.＝，I1＝‎‎2.8 A C.＝，I1＝‎1.16 A 　 D.＝，I1＝‎‎1.16 A 解析：选C　对两个副线圈有＝，＝，所以U2＝110 V，U3＝44 V，又P＝，所以＝＝；由欧姆定律I2＝＝2 A，I3＝＝0.8 A，对有两个副线圈的变压器有n1I1＝n2I2＋n3I3，得I1＝1.16 A，C正确．‎ ‎12．(2018届西安八校联考)如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝22∶5，电阻R1＝R2＝25 Ω，D为理想二极管，原线圈接u＝220sin100πt(V)的交流电，则(　　)‎ A．交流电的频率为100 Hz B．通过R2的电流为‎1 A C．通过R2的电流为 A D．变压器的输入功率为200 W 解析：选C　由原线圈交流电瞬时值表达式可知，交变电流的频率f＝＝50 Hz，A项错；由理想变压器变压规律＝可知，输出电压U2＝50 V，由理想二极管单向导电性可知，交变电流每个周期只有一半时间有电流通过R2，由交变电流的热效应可知，·＝·T⇒U＝U2＝25 V，由欧姆定律可知，通过R2的电流为 A，B项错，C项正确；其功率P2＝UI＝50 W，而电阻R1的电功率P1＝＝100 W，由理想变压器输入功率等于输出功率可知，变压器的输入功率为P＝P1＋P2＝150 W，D项错．‎ ‎13．如图甲所示电路，理想变压器原线圈输入电压如图乙所示，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器，C为耐压值为22 V的电容器，所有电表均为理想电表．下列说法正确的是(　　)‎ A．副线圈两端电压的变化频率为0.5 Hz B．电流表的示数表示的是电流的瞬时值 C．滑片P向下移时，电流表A1和A2示数均增大 D．为保证电容器C不被击穿，原、副线圈匝数比应小于10∶1‎ 解析：选C　由交变电压图象可知，原线圈输入电压最大值为311 V，周期T＝0.02 s，因此其有效值为220 V，频率为50 Hz，因为变压器不改变交变电压的频率，故副线圈两端电压的变化频率为50 Hz，选项A错误；电流表的示数为交变电流的有效值，选项B错误；输入电压一定，变压器原、副线圈匝数比不变，由＝知输出电压不变，滑片下移，副线圈电路总电阻减小，电流增大，故A2示数变大，由原、副线圈电流与匝数成反比，由＝可知A1示数增大，选项C正确；保证电容器不被击穿，输出电压最大值为22 V，而输入电压最大值为311 V，故原、副线圈匝数比应大于10∶1，选项D错误．‎ ‎14．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，水电站的发电机输出电压恒定．发电机通过升压变压器和降压变压器(变压比为40∶1)向‎25 km外的小区用户供电(供电电压为220 V)，输送到用户的电功率为165 kW，若用表格中某种型号的输电线进行高压输电，线路上损耗的功率约为输送电功率的6%，则所选用的输电线的型号的代号为(　　)‎ 型号的代号 千米电阻(Ω/km)‎ X ‎1‎ Y ‎0.6‎ Z ‎0.3‎ W ‎0.2‎ A.X B．Y C．Z D．W 解析：选B　小区用户供电电压为220 V，由变压器的变压规律可知，降压变压器原线圈两端的电压为U＝220 V×40＝8 800 V，设输电线上的电流为I，输电线总电阻为R，则升压变压器副线圈两端电压为U′＝U＋IR，P＝U′I，输电线路上损耗的功率P线＝I2R，联立解得R＝30 Ω，由于输电线长度需要50 km，所以可以选择0.6 Ω/km的Y，B正确．‎ ‎15．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝ T，单匝矩形线圈的面积S＝‎1 m2‎，电阻不计，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．线圈通过电刷与理想变压器原线圈相接，A为交流电流表．调整副线圈的触头P，当变压器原、副线圈的匝数比为2∶1时，副线圈电路中标有“6 V　6 W”的灯泡正常发光，以下判断正确的是(　　)‎ A．电流表的示数为‎1 A B．矩形线圈产生电动势的有效值为18 V C．从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈产生的电动势随时间的变化规律为e＝12 sin30πt V D．若矩形线圈的转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当上移 解析：选D　因灯泡正常发光，则副线圈两端的电压有效值为U2＝6 V，通过灯泡的电流为I2＝ A＝1 A，电流表的示数为I1＝I2＝0.5 A；原线圈两端电压的有效值为U1＝U2＝12 V；矩形线圈产生电动势的有效值为12 V，最大值为Em＝BSω＝12 V，得ω＝60π rad/s，矩形线圈产生的电动势随时间的变化规律为e＝12sin60πt V；矩形线圈的转速增大，产生的感应电动势增大，滑片P适当上移可以保持副线圈两端电压不变，小灯泡仍能正常发光．‎