【物理】2019届二轮复习变压器远距离输电课时作业（全国通用） 9页

‎2019届二轮复习 变压器远距离输电 课时作业（全国通用）‎ ‎[双基过关练]‎ ‎1．[人教版选修3－2P50第3题改编]从发电站输出的功率为220 kW，输电线的总电阻为0.05 Ω，用110 V和11 kV两种电压输电．两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为(　　)‎ A．100：1　B．1：100‎ C．1：10 D．10：1‎ 解析：由题意知输电线上的电流I＝，则输电线的总电阻造成的电压损失ΔU＝Ir＝ 故＝＝＝＝，故选A.‎ 答案：A ‎2．(多选)如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S，下列说法正确的是(　　)‎ A．P向下滑动时，灯L变亮 B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变 C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小 D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大 解析：对于理想变压器U2＝U1，U1不变则U2不变，与调节P无关，故B正确．又UL＝U2，所以灯的亮度不变，A错．P向上滑动时RP减小，则R总减小，P出＝增大，P入＝P出＝U1I1，所以I1增大，可知C错误，D正确．‎ 答案：BD ‎3．如图所示为汽车的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连接到12 V的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的两端，开关由机械控制，当开关由闭合变为断开时，副线圈中产生10 000 V以上的电压，火花塞中产生火花．下列说法中正确的是(　　)‎ A．变压器的原线圈要用粗导线绕制，而副线圈可以用细导线绕制 B．若该点火装置的开关始终闭合，火花塞的两端会持续产生高压 C．变压器原线圈输入的12 V电压必须是交流电，否则就不能在副线圈中产生高压 D．该点火装置中变压器的副线圈匝数必须小于原线圈的匝数 解析：汽车的点火装置是利用变压器原理工作的，当开关始终闭合时，通过原线圈的电流恒定，原线圈中产生的磁场恒定，则在副线圈上不会产生电压，所以B错误；由题可知原线圈处接12 V的直流电源，当断开开关瞬间原线圈中电流迅速变化，会产生变化的磁场，则在副线圈中可能产生高压，所以C错误；由＝可知，要在副线圈中产生高压，则原线圈匝数必须小于副线圈的匝数，所以D错误．故选A.‎ 答案：A ‎4．如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2和R3均为定值电阻，V1和V2为理想电压表，A1和A2为理想电流表．开关S闭合时，V1和V2读数分别为U1和U2；A1和A2的读数分别为I1和I2.若交流电源电压不变，现断开S，下列推断中正确的是(　　)‎ A．U2可能变小、I2一定变小 B．U2一定不变、I2一定变小 C．I1一定变小、I2可能变大 D．I1可能变大、I2可能变大 解析：交流电源电压不变，U1数值不变，根据变压器变压公式可知，副线圈电压只与原线圈电压和变压器原、副线圈匝数比有关．现断开S，U2不变，副线圈所接电路的等效电阻增大，电流表A2的读数I2变小，选项A错误，B正确；变压器输出功率减小，导致变压器输入功率变小，I1变小，选项C、D错误．‎ 答案：B ‎5.‎ 某单位一小型交流发电机由匝数为50，面积为S＝‎0.5 m2‎的矩形闭合导线框组成，线框可绕垂直于匀强磁场的轴OO′以角速度ω＝200 rad/s匀速转动，磁场的磁感应强度大小为B＝ T，线框电阻不计．发电机正常工作时，从线框经过中性面开始计时，产生的交流电经一理想变压器给一个小灯泡供电，如图所示，发电机没有画出．小灯泡上标有“220 V　60 W”字样，且灯泡正常发光，图中电压表为理想交流电表，则下列说法不正确的是(　　)‎ A．变压器输入电压的瞬时值为u＝500sin200t (V)‎ B．电压表的示数为500 V C．变压器原、副线圈匝数比为2511‎ D．线框在中性面位置时穿过线框的磁通量为零 解析：发电机输出电压最大值Um＝nBSω＝500 V，变压器输入电压的瞬时值为u＝500sin200t (V)，A正确；变压器输入电压的有效值为U1＝500 V，输出电压的有效值为U2＝220 V，根据变压比公式有＝＝，B、C正确；线框在中性面位置时穿过线框的磁通量最大，磁通量的变化率为零，D错误．‎ 答案：D ‎6．(多选)如图所示为远距离输电线路的示意图，升压变压器原线圈电压U1不变，则下列叙述正确的是(　　)‎ A．输电线上的电流与用户消耗的功率无关 B．升压变压器副线圈电压U2与输电线上电流大小无关 C．当用户用电器数量增多时，输电线上发热量增大 D．当用户用电器数量减少时，降压变压器副线圈电压U4减小 解析：输电线上的电流与用户消耗的功率有关，用户消耗的功率增大，输电线上的电流增大，选项A错误；根据＝可得，升压变压器副线圈电压U2‎ 与输电线上电流大小无关，选项B正确；当用户用电器数量增多时，功率增大，输电线上电流增大，输电线发热量增大，选项C正确；当用户用电器数量减少时，输电线上电流变小，输电线上的电压降变小，降压变压器原、副线圈电压U3、U4都增大，选项D错误．‎ 答案：BC ‎7．[2019·广东惠州模拟]在家庭电路中，为了安全，一般在电能表后面的电路中安装一个漏电保护器，如图所示．当漏电保护器的e、f两端没有电压时，脱扣开关S能始终保持接通；当e、f两端一旦有电压时，脱扣开关会立即自动断开，以起到保护作用．关于这个电路的工作原理，下列说法中正确的是(　　)‎ A．当站在绝缘物上的人双手分别接触b和d线时，脱扣开关会自动断开 B．当用户家的电流超过一定值时，脱扣开关会自动断开 C．当火线和零线之间电压太高时，脱扣开关会自动断开 D．当站在地面上的人触及b线时，脱扣开关会自动断开 解析：火线中的电流与零线中的电流相等时，则说明没有漏电，e、f间无感应电动势，脱扣开关不会断开，当两电流突然不相等时，e、f间产生感应电动势，该开关就会断开．当站在绝缘物上的人双手分别接触b和d线时，人相当于一个用电器，火线与零线的电流同时增大，脱扣开关不会自动断开，选项A错误；当电路中的电流超过一定值时或者电压太高时，只要火线与零线中的电流相等，脱扣开关就不会自动断开，选项B、C错误；当站在地面上的人触及b线时，有一部分的电流会通过人体流入大地，火线和零线中的电流不相等，发生漏电现象，则脱扣开关会自动断开，选项D正确．‎ 答案：D ‎8.‎ ‎[2019·山西太原模拟](多选)某50‎ ‎ Hz的钳形电流表的工作原理如图所示．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流表指针会发生偏转．不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，已知n2＝1 000匝，当用该表测50 Hz的交流电时，下列说法正确的是(　　)‎ A．电流表G中通过的是交流电 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的矩形脉冲交流电，G中通过的电流是10 mA D．若用该表测量400 Hz的电流时，测量值比真实值偏小 解析：图中导线与线圈构成变压器，变压器只改变交流电的电压，不改变交流电的频率，电流表G中通过的仍是交流电，A正确；根据＝，I1＝I2＝×‎0.05 A＝‎50 A，B正确；若导线中通过的是‎10 A的矩形脉冲交流电，当电流方向不发生改变的阶段，电流大小不变，副线圈中无感应电流，则G中通过的电流小于10 mA，C错误；根据有效值的计算和变压器原理，改变交流电的频率，不影响测量值的准确性，D错误．‎ 答案：AB ‎9．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：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－IR＝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．‎ 答案：B ‎10．如图所示，某小型水电站的发电机输出电压为220 V，正常情况下输出的总功率P0＝8.8×104‎ ‎ W，为了减少远距离输电过程中的电能损失，往往采用高压输电．输送电压为u＝1 100sin200πt V，输电导线的总电阻为r＝5 Ω，现要使额定电压为220 V的用电器正常工作，下列说法正确的是(　　)‎ A．输电线上的电流为‎220 A B．降压变压器原、副线圈匝数比＝ C．用电器的额定功率P＝5.6×104 W D．用电器上的交流电的频率是50 Hz 解析：由交流电瞬时值表达式u＝1 100sin200πt V，可得交流电频率为100 Hz，电压有效值为U2＝1 100 V，输电线上的电流I＝＝‎80 A，故A错误；降压变压器的输入电压U3＝U2－Ir＝700 V，降压变压器原、副线圈匝数比＝＝，故B错误；用电器的额定功率P＝P0－I2r＝5.6×104 W，故C正确；变压器不改变交流电的频率，所以用电器上的交流电的频率是100 Hz，故D错误．‎ 答案：C ‎[技能提升练]‎ ‎11．[2019·领航高考冲刺卷](多选)如图所示，理想变压器原、副线圈上接有四个完全相同的灯泡，若四个灯泡恰好都能正常发光，则下列说法正确的是(　　)‎ A．U1：U2＝3：4‎ B．U1：U2＝4：3‎ C．若将L1短路，则副线圈的三个灯泡仍然正常发光 D．若将L2短路，则副线圈的两个灯泡两端的电压变为额定电压的倍 解析：设灯泡的额定电压为U，额定电流为I，则副线圈电压为3U，电流为I，原线圈的灯泡正常发光，电流也为I ‎，所以原、副线圈的匝数比为1：1，原线圈两端电压为3U，所以U1：U2＝4：3，选项A错误、B正确；若将L1短路，则原线圈的电压增大，则副线圈两端电压也增大，三个灯泡不能正常发光，选项C错误；若将L2短路，设副线圈的电流为I′，原线圈的电流也为I′，因此2I′R＋I′R＝U1＝4U，则I′R＝U，即副线圈的每个灯泡两端的电压变为额定电压的，选项D正确．‎ 答案：BD ‎12．如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2＝2：1，电压表和电流表均为理想电表，二极管为理想二极管，灯泡电阻R＝55 Ω，原线圈两端加如图乙所示的电压，下列说法正确的是(　　)‎ A．电流表的读数为 A B．电压表的读数为110 V C．灯泡L的功率为440 W D．副线圈两端电压为110 V 解析：根据图乙可得原线圈两端电压的有效值为U1＝220 V，根据公式＝可得副线圈两端电压的有效值为110 V，D错误；因为二极管为理想二极管，所以二极管正向导通时的电流为I2＝ A＝‎2 A，设电流表的示数为I，则有I2RT＝IR·，得I＝ A，A正确；电压表的示数为U＝IR＝55 V，B错误；灯泡L的功率为P＝I2R＝110 W，C错误．‎ 答案：A ‎13．某理想自耦变压器接入电路中的示意图如图甲所示，图乙是其输入电压u的变化规律．已知滑动触头在图示位置时原、副线圈的匝数比为n1：n2＝10：1，电阻R＝22 Ω.下列说法正确的是(　　)‎ A．通过R的交流电的频率为100 Hz B．电流表A2的示数为 A C．此时变压器的输入功率为22 W D．将P沿逆时针方向移动一些，电流表A1的示数变小 解析：由图乙可知，该交流电的周期为T＝0.02 s，其频率为f＝＝ Hz＝50 Hz，故A项错误；由题图得知输入电压的最大值为Um＝220 V，所以有效值为U＝220 V，则副线圈两端的电压为U′＝U×＝220 V×＝22 V，所以通过电阻的电流(即为电流表A2的示数)为I＝＝＝‎1 A，故B项错误；变压器的输出功率为P′＝U′I＝22 V×‎1 A＝22 W，理想变压器的输入功率等于输出功率，所以有P＝P′＝22 W，故C项正确；将P沿逆时针方向移动一些，变压器的副线圈匝数变大，输出电压变大，输出功率变大，所以输入功率也变大，故电流表A1的示数将变大，故D项错误．‎ 答案：C ‎14．[2019·重庆七校模拟]如图所示，有一矩形线框的面积为S，匝数为N，内阻不计，绕OO′轴在一磁感应强度大小为B、方向水平的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时，矩形线框通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R，电表均为理想电表，下列判断正确的是(　　)‎ A．矩形线框产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωsinωt B．线框在图示位置时产生的感应电动势最大，通过的磁通量也最大 C．当P位置不动、R减小时，电压表的示数增大 D．当P位置向上移动、R不变时，电流表的示数增大 解析：因为线框在图示位置时产生的感应电动势最大，所以从该位置开始计时，矩形线框产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωcosωt，选项A错误；线框在图示位置时产生的感应电动势最大，通过的磁通量为零，选项B错误；因电压表的示数为电动势的有效值，与P的位置、R的阻值大小无关，故电动势不变，电压表的示数不变，选项C错误；根据理想变压器变压规律＝，可知副线圈的输出电压U2＝U1，当P位置向上移动、R不变时，因n1减小，U2会增大，输出电流和输出功率均增大，由理想变压器的输入功率等于输出功率可知，输入功率增大，输入电流增大，电流表的示数增大，选项D正确．‎ 答案：D