2018版高考物理一輪復習課時跟蹤檢測(三十六)第十章交變電流傳感器第2節(jié)變壓器電能的輸

1、 課時跟蹤檢測（三十六） 變壓器 電能的輸送 對點訓練：理想變壓器 1. （2017 云南統(tǒng)測）如圖所示，將理想變壓器原線圈接入電壓隨時間變化規(guī)律為 U = 220 2sin 100n t （V）的交流電源上，在副線圈兩端并聯(lián)接入規(guī)格為“ 22 V,22 W 的燈泡 10 個，燈泡均正常發(fā)光。除燈泡外的電阻均不計，下列說法正確的是 （ ） A. 變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 10 2 : 1 B. 電流表示數(shù)為 1 A C. 電流表示數(shù)為 10 A D. 副線圈中電流的頻率為 5 Hz 解析：選 B 由原線圈電壓瞬時值表達式可知，原線圈輸入電壓有效值為 220 V ,交變 1 電流的頻率f =嚴=

2、50 Hz, D 項錯；副線圈上燈泡正常發(fā)光，說明副線圈輸出電壓有效 T 2 n m U 值為 22 V，由理想變壓器變壓規(guī)律可知， -=10, A 項錯；由燈泡電功率 P= UI可知， 門2 U2 通過每只燈泡的電流為 1 A，故副線圈輸出電流為 10 A，由理想變壓器變流規(guī)律可知, 10,所以原線圈中電流的有效值為 1 A , B 項正確，C 項錯。 A. 原線圈和副線圈的匝數(shù)比為 B. 原線圈和副線圈的匝數(shù)比為 C. 電流表O2的示數(shù)為 0.1 A D. 電流表O2 的示數(shù)為 0.4 A 解析：選 B 由電壓表OV 的示數(shù)和電流表OA1 的示數(shù)可得變壓器的輸入功率 P= UI 1,又 P

3、 = P2= |22R所以電流表OA2 的示數(shù)為12 = 220X 0.20 44 錯誤；原線圈和副線圈的匝數(shù)比 n1 12 5 二=十 1，選項 A 錯誤, B 正確。 1 U R 2 2 2. 如圖所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為 n 1,副線圈的匝數(shù)為 na，原 線圈的兩端a、b接正弦交流電源時，電壓表O V 的示數(shù)為 220 V,電流表01 的示數(shù)為 0.20 A。已知負載電阻 R= 44 Q ,則下列判斷中正確的是（ ） 3. （多選）如圖所示，理想變壓器原、畐 U 線圈匝數(shù)比為 都為 6V，內(nèi)阻均不計。下列說法正確的是 （ ）2 : 1。電池和交變電源的電動勢 3 D. S 與b接通

4、穩(wěn)定后，原、副線圈中電流的頻率之比為 2 : 1 解析：選 BC 由理想變壓器的原理可知，當 S 與a接通電流穩(wěn)定時，由于通過原線圈 與副線圈中的磁通量不發(fā)生變化， 故在副線圈中無感應電流，但在剛接通瞬間，副線圈兩端 的電壓不為零，R中有感應電流，故 A 錯誤，B 正確；當 S 與b接通穩(wěn)定后，原線圈中接有 交變電流，由變壓器的變壓比可得副線圈兩端電壓為 3V，C 正確；變壓器并不改變交變電 流的頻率，D 錯誤。 4. （多選）在如圖所示的電路中，理想變壓器原、畐U線圈的匝數(shù)比為 2 : 1，四個燈泡完全相同。其額定電壓為 U,若已知燈泡 Ls和 L4恰能正 常工作，那么（ ） A. Li和

5、L2都能正常工作 B. Li和 L2都不能正常工作 C. 交流電源電壓為 2U D. 交流電源電壓為 4U 解析：選 AD 根據(jù)燈泡 Ls和 L4恰能正常工作，變壓器原線圈輸入電壓為燈泡 Ls和 L4 額定電壓U的 2 倍，輸入電流為燈泡 Ls和 L4的額定電流。所以 Li和 L2都能正常工作，交流 電源電壓為 4U,選項 A、D 正確，B、C 錯誤。 對點訓練：理想變壓器的動態(tài)分析 5. （多選）（20i7 廣州模擬）如圖所示，R是一個光敏電阻，其阻值隨光照強度的增加 而減小。理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為 i0 ： i,電壓表和電流表均為理想交流電表，從 A. S 與a接通的瞬間， B.

6、S 與a接通穩(wěn)定后, C. S 與b接通穩(wěn)定后, R中無感應電流 R兩端的電壓為 0 R兩端的電壓為 3 V 2 4 某時刻開始在原線圈兩端加上交變電壓，其瞬時值表達式為Ui = 220 2sin 100 n t (V)，則 A. B. C. 在天逐漸變黑的過程中，電流表O 在天逐漸變黑的過程中，電流表O Ai的示數(shù)變大 電壓表的示數(shù)為 A 2的示數(shù)變小 5 D.在天逐漸變黑的過程中，理想變壓器的輸入功率變小 解析： 選 BD 原線圈中的輸入電壓為 220 V,由原、副線圈的匝數(shù)比可得，副線圈中電 壓表的示數(shù)為 22 V ;在天逐漸變黑的過程中，光敏電阻的阻值變大，由于電壓不變，所以 電流表O

7、 A2的示數(shù)變小，則原線圈中電流表O Ai的示數(shù)變小，輸入功率也變小。綜上分析 可知，選項 B、D 正確。 6. （20i7 南昌模擬）某供電系統(tǒng)是由交流發(fā)電機輸出電壓和副線圈匝數(shù)可調(diào)的變壓器 組成，如圖所示。圖中 R）表示輸電線的電阻。則（ ） 用戶 減小 在不改變觸頭位置時， Vi讀數(shù)減小導致 V2讀數(shù)減小，負載電阻不變，導致 U ni A 錯誤；電壓關系為 U = n，減小U同時增大n2可以使得U2不變，12不變, U2 n2 又不改變觸頭位置則 U 不變，此時增加負載（即減小負載電阻），12增大, U ni 從而Ii增大，C 錯誤；根據(jù) 江=在U不變時，上移觸頭，Ua 增大，此時增加負

8、載，|2增 U2 n2 大，從而I i增大，D 錯誤。 7. （20i5 廣東高考）如圖為氣流加熱裝置的示意圖， 使用電阻絲加熱導 氣管，視變壓器為理想變壓器。 原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持 匝數(shù)不變，調(diào)節(jié)觸頭 P,使輸出電壓有效值由 220 V 降至 ii0 V。調(diào)節(jié)前后 （ ） A. 當電壓表 Vi示數(shù)減小，而用電器負載不變時, 不改變觸頭位置, 電流表 Ai示數(shù)增大 B. 當電壓表 Vi示數(shù)減小，而用電器負載不變時, 適當上移觸頭 P,可使電流表A示數(shù) 不變 C. 當電壓表 Vi示數(shù)不變，而用電器負載增加時, 不改變觸頭位置, 電流表 Ai示數(shù)不變 D. 當電壓表 Vi示數(shù)不變

9、，而用電器負載增加時, 適當上移觸頭 P,電流表 Ai示數(shù)一定 解析：選 B 12減小，Ii減小, B 正確；U不變, 發(fā)電機 2 6 A. 副線圈中的電流比為 i : 2 B. 畐U線圈輸出功率比為 2 : i C. 副線圈的接入匝數(shù)比為 2 : i D. 原線圈輸入功率比為 i : 2 解析：選 C 根據(jù)歐姆定律 I = U，U 由 220 V 降至 ii0 V，副線圈上的電流變?yōu)樵瓉淼?2,即調(diào)節(jié)前后，畐U線圈上電流之比為 2 : i，選項 A 錯誤；根據(jù)P= UI知，U、I均變?yōu)樵瓉? 1 1 的 2 時，副線圈上輸出的功率變?yōu)樵瓉淼?4，即調(diào)節(jié)前后副線圈的輸出功率之比為 4 ： 1,

10、選 項 B 錯誤；根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)的關系 U.=也，當 U 由 220 V 降至 110 V 時，n2變?yōu)?LE n2 1 原來的 2,即調(diào)節(jié)前后副線圈接入的匝數(shù)比為 2 : 1，選項 C 正確；根據(jù)理想變壓器 P入= P出, 所以原線圈輸入功率等于副線圈的輸出功率，即調(diào)節(jié)前后原線圈輸入功率之比為 項D 錯誤。 8. （多選）（2017 杭州模擬）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù) 比為 10 : 1, b是原線圈中心的抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，從 某時刻開始在原線圈 c、d兩端加上交變電壓，其瞬時值表達式為 U1 = 220 2sin 100 n t V，貝U （ ） A.

11、 當單刀雙擲開關與 a連接時，電壓表 V1的示數(shù)為 22 V 1 B. 當t = s 時，電壓表 V）的讀數(shù)為 220 V 600 C. 單刀雙擲開關與 a連接，當滑動變阻器滑片 P向上移動的過程中，電壓表 V1的示數(shù) 增大，電流表示數(shù)變小 D. 當單刀雙擲開關由 a扳向b時，電壓表 V1和電流表的示數(shù)均變小 解析：選 BC 當單刀雙擲開關與 a連接時，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為 10： 1, 1 副線圈輸出電壓為 L2 = 22 V,但電壓表 V1示數(shù)小于U2,故 A 錯誤；當t = s 時，電壓表 600 乂的讀數(shù)為有效值 220 V，故 B 正確；單刀雙擲開關與 a連接，在滑動變阻器

12、觸頭 P向上移 動的過程中，滑動變阻器的電阻變大，電路的總電阻變大，由于副線圈輸出電壓 L2是由變 壓器決定的，所以電流表示數(shù)變小，電壓表 M 示數(shù)變大，故 C 正確；當單刀雙擲開關由 a 扳向b時，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比變?yōu)?5 : 1，畐U線圈輸出電壓 L2變大，電流表和 電壓表 V1的示數(shù)均變大，故 D 錯誤。 對點訓練：遠距離輸電 9. （2017 山西質(zhì)量監(jiān)測）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機通過升壓 變壓器T1和降壓變壓器 TE向R0= 11 Q的純電阻用電器供電。已知輸電線的總電阻 R= 10 Q , TE的原、畐U線圈匝數(shù)比為 4 ： 1，用電器兩端的電壓為

13、u= 220 2sin 100 n t （V），將T1、TE 均視為理想變壓器。下列說法正確的是 （ ） 4 : 1,選 2 8 A. 降壓變壓器的輸入功率為 4 400 W B. 升壓變壓器中電流的頻率為 100 Hz9 C. 輸電線消耗的功率為 500 W D. 當用電器的電阻減小時，輸電線消耗的功率減小 解析：選 A 由題可知，用電器兩端電壓有效值為 220 V,交流電頻率f =耳=100上 Hz 2 n 2 n =50 Hz，由電功率公式可知，降壓變壓器輸出功率 P= U = 4 400 W。理想變壓器輸入功率 與輸出功率相等，故 A 項正確；理想變壓器不改變交變電流的頻率， B 項錯

14、；由變壓規(guī)律專= 匕，可知降壓變壓器輸入電壓為 880 V，由電功率定義式 P= UI可知，降壓變壓器輸入電流 n2 為1 = 5 A，由焦耳定律可知，輸電線電阻消耗的功率 P= I 2R= 250 W, C 項錯；當用電器的 電阻減小時，輸出功率增大，故降壓器輸入功率增大，從而輸入電流增大，再由 P= I2R可 知，輸電線R消耗的功率增大，D 項錯。 10. （2014 四川高考）如圖所示，甲是遠距離輸電線路的示意圖， 乙是發(fā)電機輸出電壓 隨時間變化的圖像，貝 U （ ） A. 用戶用電器上交流電的頻率是 100 Hz B. 發(fā)電機輸出交流電的電壓有效值是 500 V C. 輸電線的電流只由

15、降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定 D. 當用戶用電器的總電阻增大時，輸電線上損失的功率減小 1 解析：選 D 由u-t圖像可知，交流電的周期 T= 0.02 s,故頻率f = T= 50 Hz,選項 A um 廠 錯誤；交流電的最大值 Um= 500 V，故有效值 U=j = 250 寸 2 V,選項 B 錯誤；輸電線上的 電流由降壓變壓器副線圈上的電阻和降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定， 選項 C 錯誤；當用 I n 戶用電器的總電阻增大時，畐u線圈上的電流減小，根據(jù) 訊原線圈（輸電線）上的電流減 小，根據(jù)P= II2R,得輸電線損失的功率減小，選項 D 正確。 對點訓練：三種特殊的變壓器 11

16、. （多選）（2017 廣東適應性考試）如圖甲所示為一理想自耦變壓器， A B端輸入電 甲 2 10 壓如圖乙所示，A、V1和A、V2分別是接入原線圈和副線圈中的理想交流電流表和電壓表， 其示數(shù)分別用丨1、U、丨2、U表示，R為定值電阻，現(xiàn)將滑片 P從圖示位置逆時針勻速轉動， 在P轉動過程中，電流表和電壓表示數(shù)均未超過其量程， 下列選項中能正確反映|1、|2、U、11 U2變化規(guī)律的是（ ） 解析：選 AC 將滑片P從圖示位置逆時針勻速轉動的過程中，原線圈輸入電壓不變， 電壓表 Vi示數(shù)U不變，副線圈匝數(shù)均勻增大，根據(jù)變壓比公式，副線圈輸出電壓 U2均勻增 大，電壓表 V2示數(shù)U2均勻增大，選

17、項 A、C 正確。電流表測量的是電流有效值，將滑片 P從 圖示位置逆時針勻速轉動的過程中，副線圈輸出電壓 U2均勻增大，電阻 R中電流均勻增大, 電流表 A2示數(shù)I2均勻增大，選項 D 錯誤。根據(jù)輸出功率等于輸入功率，可知輸入電流增大， 電流表 Ai示數(shù)11增大，或者根據(jù)電流表 Ai示數(shù)I i為電流有效值，不可能呈正弦變化，選項 B 錯誤。 12. （2017 開封模擬）如圖所示，理想變壓器有兩個副線圈，匝數(shù)分 別為ni和住，所接負載 4R= F2，當只閉合 S 時，電流表示數(shù)為 1 A，當 S 和 S 都閉合時，電流表示數(shù)為 2 A，貝U ni : n2為（ ） B. i : 2 C. i

18、: 3 D . i : 4 2 2 I = i A、I = 2 A 可得 U2 = 4U , 即卩 U : U2 = i : 2，所以 ni : n2 =i : 2，選項 B 對。 考點綜合訓練 i3.（多選）（20i7 青島模擬）如圖所示，一理想變壓器原、 副線圈匝數(shù)之比為 5: i，原線圈與一電阻箱 F0串聯(lián)后，接入一正 弦交流電源；畐 U 線圈電路中定值電阻的阻值為 R,最初副線圈電路中電阻箱的阻值為 7R, 電路中所連接的電流表是理想電流表。 現(xiàn)保持變壓器輸入電流不變， 將副線圈電路中的電阻 箱的阻值減小為 5R,此時電流表讀數(shù)為 5.0 A，則（ )A.此時流過原線圈的電流最大值約為

19、 i.7 A A. i : i 解析：選 B 變壓器原副線圈的磁通量變化率相同, 所以U： U ： U= n ： ni : n2,根據(jù)能 量守恒，輸出功率等于輸入功率，所以只閉合 Si時UI = Ur，當 Si和 S2都閉合時，UI U2 4U2+ U22 4R ，代入數(shù)據(jù) 屮 乙 A BCD 2 12 B.此時流過原線圈的電流最大值約為 i.2 A C.原先電流表的示數(shù)為 0.75 A D.原先電流表的示數(shù)為 5.25 A 解析：選 AD 保持變壓器輸入電流不變， 將副線圈電路中電阻箱的阻值減小為 R2= 5R, U 此時電流表讀數(shù)為 5.0 A,副線圈輸出電壓有效值為 U2= 5.0 AX R，則F2中電流為R= 1.0 A, 則副線圈輸出電流 12 = 5.0 A + 1.0 A = 6.0 11 U2 n2 1 、 A。由變壓比和變流比公式可得， 廠=江=-=7,解得此時流過原線圈的電流有效值 11 12 Ui ni 5 1 =5I 2= 1.