贏在高考2013屆高考物理一輪配套練習(xí)10.2 理想變壓器 電能的輸送 新人教版選修3-2

1、第二節(jié) 理想變壓器·電能的輸送隨堂演練鞏固1.正常工作的理想變壓器的原、副線圈中,數(shù)值上不一定相等的是( ) A.電流的頻率 B.線圈上的電壓最大值 C.電流的有效值 D.電功率 【解析】 變壓器不改變頻率、功率,可以改變電壓值、電流值. 【答案】 BC 2.在變電站里,經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測電網(wǎng)上的強電流,所用的器材叫電流互感器.如下所示的四個圖中,能正確反映其工作原理的是( ) 【解析】 電流互感器要串聯(lián)在電路中,屬于升壓變壓器. 【答案】 A 3.某發(fā)電廠通過遠距離向某學(xué)校輸電,輸送的電功率為P,當(dāng)輸電線的電阻和輸送的電功率不變時,則下列說法正確的是( ) A.輸送的電壓越高,

2、輸電線路上損失的電壓越大 B.輸電線路上損失的電壓與輸送電流成正比 C.輸電線路上損失的功率跟輸送電壓的平方成正比 D.輸電線路上損失的功率跟輸送電壓的平方成反比 【解析】 輸送的電壓越高,輸送電流越小,輸電線路上損失的電壓越小,A錯B對;輸電線路上損失的功率故C錯D對. 【答案】 BD 4.(2011廣東六校聯(lián)考,4)如圖所示,原、副線圈匝數(shù)比為21的理想變壓器正常工作時,以下說法不正確的是 ( ) A.原、副線圈磁通量之比為21 B.原、副線圈電流之比為12 C.輸入功率和輸出功率之比為11 D.原、副線圈磁通量變化率之比為11 【解析】 電流與匝數(shù)成反比,故B對;輸入功率等于輸出功率,故

3、C對;原、副線圈的磁通量及磁通量變化率相等,故A錯D對. 【答案】 A 5.(2011杭州學(xué)軍中學(xué)高二期末)如圖所示,一理想變壓器原線圈匝數(shù) 100匝,副線圈匝數(shù)匝,交流電源的電壓sin(100t)V,電阻R=44 ,電壓表、電流表均為理想電表.則下列說法不正確的是( ) A.交流電的頻率為50 Hz B.電壓表的示數(shù)為44 V C.電流表的示數(shù)為0.2 A D.電流表的示數(shù)約為1.4 A 【解析】 V V,B項對; A=1 A,D錯; A=0.2 A,C項對; Hz,A項對. 【答案】 D 6.如圖,一理想變壓器原線圈接入一交流電源,副線圈電路中、和均為固定電阻,開關(guān)S是閉合的.V 和V 為

4、理想電壓表,讀數(shù)分別為和;A 、A 和A 為理想電流表,讀數(shù)分別為、和.現(xiàn)斷開S數(shù)值不變,下列推斷中正確的是( ) A.變小、變小 B.不變、變大 C.變小、變小 D.變大、變大 【解析】 斷開S,負載減小,副線圈輸出電流減小,電流表讀數(shù)減小,電阻兩端電壓減小、并聯(lián)部分電壓增大中電流增大,電流表讀數(shù)增大.由變壓器輸入電壓決定輸出電壓可知數(shù)值不變,輸出電壓不變;由輸出功率決定輸入功率可知,斷開S,負載減小,輸出功率減小,輸入功率也減小,而數(shù)值不變,則原線圈中電流減小,即電流表讀數(shù)減小,所以選項B C正確【答案】 BC 7.( 選做題)(2011浙江理綜,16)如圖所示,在鐵芯上、下分別繞有匝數(shù)和

5、的兩個線圈,上線圈兩端u=51sin314t V的交流電源相連,將下線圈兩端接交流電壓表,則交流電壓表的讀數(shù)可能是( ) A.2.0 VB.9.0 V C.12.7 VD.144.0 V 【解析】 原線圈電壓為 V,如原線圈的磁通量等于通過副線圈的磁通量,則 V,而事實上副線圈的磁通量小于原線圈的磁通量 V,選項A正確. 【答案】 A 課后作業(yè)夯基(時間:45分鐘 必做題滿分:100分 選做題:10分) 一不定項選擇題 (本題共8小題,每小題8分,共64分.選對但不全的得5分)1.一理想變壓器,原、副線圈的匝數(shù)保持不變,在原線圈上所加交變電壓的有效值也保持不變.則這個變壓器在工作時 ( ) A

6、.副線圈兩端的電壓(有效值)一定保持不變 B.原線圈中的電流(有效值)一定保持不變 C.變壓器的輸入功率一定保持不變 D.變壓器的輸出功率一定保持不變 【解析】 副線圈兩端的電壓由原線圈電壓及匝數(shù)比決定,A對;原線圈中的電流由副線圈電流決定,副線圈電流可以變,B錯;變壓器的輸入功率由輸出功率決定,可以變,C D錯【答案】 A 2.(2011全國理綜,17)如圖,一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為12;副線圈電路中接有燈泡,燈泡的額定電壓為220 V,額定功率為22 W;原線圈電路中接有電壓表和電流表.現(xiàn)閉合開關(guān),燈泡正常發(fā)光.若用U和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數(shù),則( ) A.U=110 V

7、,I=0.2 A B.U=110 V,I=0.05 A C. V,I=0.2 A D. V,I=0. A 【解析】 主要考查理想變壓器原副線圈電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系. V,根據(jù)得110 V.P/.1 A,根據(jù)得.2 A.所以答案是選項A. 【答案】 A 3.一輸入電壓為220 V,輸出電壓為36 V的變壓器副線圈燒壞.為獲知此變壓器原副線圈匝數(shù),某同學(xué)拆下燒壞的副線圈,用絕緣導(dǎo)線在鐵芯上繞了5匝線圈,如圖所示,然后將原線圈接到220 V交流電源上,測得新繞線圈的端電壓為1 V,按理想變壓器分析,該變壓器燒壞前的原、副線圈匝數(shù)分別為( ) A.1 100,360B.1 100,180 C.2 2

8、00,180D.2 200,360 【解析】 設(shè)新繞匝數(shù)用表示,其電壓用表示. 根據(jù)有 100; 又有 100=180. 【答案】 B 4.如圖,一理想變壓器,其原、副線圈的匝數(shù)均可調(diào)節(jié),原線圈兩端電壓為一最大值不變的正弦交流電,為了使變壓器輸入功率減小,可使( ) A.其他條件不變,原線圈的匝數(shù)增加 B.其他條件不變,副線圈的匝數(shù)減小 C.其他條件不變,負載電阻R的阻值增大 D.其他條件不變,負載電阻R的阻值減小 【解析】 據(jù)此分析A B C正確【答案】 ABC 5.(2012南京高三學(xué)情調(diào)研,6)如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101,電壓表和電流表均為理想交流電表,從某時刻開始在

9、原線圈兩端加上交變電壓,其瞬時值表達式為sin(100t) V,則( ) A.電壓表的示數(shù)為 V B.在滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中,電流表A的示數(shù)變小 C.在滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中,電流表A的示數(shù)變大 D.在滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中,理想變壓器的輸入功率變小 【解析】 電壓表的示數(shù)為有效值,應(yīng)為22 V;在滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中,由于電壓不變,變阻器接入電路中的電阻變大,所以電流表的示數(shù)變小,電流表的示數(shù)也變小,輸入功率變小,選B 【答案】 BD 6.一臺發(fā)電機最大輸出功率為4 000 kW,電壓為4 000 V,經(jīng)變壓器升壓后向遠方輸電.輸電線路總電阻R=1

10、 .到目的地經(jīng)變壓器降壓,負載為多個正常發(fā)光的燈泡(220 V 60 W).若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機輸出功率的10%,變壓器和的耗損可忽略,發(fā)電機處于滿負荷工作狀態(tài),則( ) A.變壓器原、副線圈電流分別為 A和20 A B.變壓器原、副線圈電壓分別為1. V和220 V C.變壓器和的變壓比分別為150和401 D.有盞燈泡(220 V 60 W)正常發(fā)光 【解析】 輸電線路上消耗的功率為P=400 kW=可知輸電線上電流為 A,根據(jù)原線圈可知 A,A對的變壓比為50;根據(jù)可知 V,輸電線上電壓20 000 V,則副線圈輸入電壓為. V,又燈泡正常發(fā)光、副線圈電壓為220 V,B對的

11、變壓比為220,C錯;根據(jù)解得n=6D對. 【答案】 ABD 7.(2011江蘇蘇北四市調(diào)研,7)如圖所示,50匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強度大小 T的水平勻強磁場中,線框面積S=0.5 m線框電阻不計.線框繞垂直于磁場的軸OO以角速度 rad/s勻速轉(zhuǎn)動,并與理想變壓器原線圈相連,副線圈接入一只”220 V,60 W”燈泡,且燈泡正常發(fā)光,熔斷器允許通過的最大電流為10 A,下列說法正確的是( ) A.圖示位置穿過線框的磁通量為零 B.線框中產(chǎn)生交變電壓的有效值為 V C.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為2511 D.允許變壓器輸出的最大功率為5 000 W 【解析】 圖示位置穿過線框的磁

12、通量最大,A項錯; V,有效值是500 V,B項錯;C項對; W=5 000 W,D項對. 【答案】 CD 8.(2011福建理綜,15)圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比1,電阻R=20 ,、為規(guī)格相同的兩只小燈泡,S為單刀雙擲開關(guān).原線圈接正弦交變電源,輸入電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示.現(xiàn)將S接1、S閉合,此時L正常發(fā)光.下列說法正確的是( ) A.輸入電壓u的表達式sin50(V) B.只斷開后、均正常發(fā)光 C.只斷開S后,原線圈的輸入功率增大 D.若S換接到2后,R消耗的電功率為0.8 W 【解析】 T=0.02 s,輸入電壓u=sin100t(V),A項錯;只斷開S時,兩燈各

13、自電壓小于之前L正常發(fā)光電壓,故不能正常發(fā)光,B項錯;只斷開S時,副線圈負載電阻變大,輸出功率變小,故原線圈輸入功率也變小,C項錯;副線圈電壓 V,S接到2時,R消耗功率W=0.8 W,D項對. 【答案】 D 二 論述·計算題 (本題共2小題,共36分)9.(16分)有一發(fā)電廠的輸出的交流電壓為2. V,輸送功率為2. W,現(xiàn)在用戶處安裝一降壓變壓器,用戶的電壓為220 V,發(fā)電廠到變壓器間的輸電導(dǎo)線總電阻為22 ,求: (1)輸電導(dǎo)線上損失的電功率; (2)變壓器原副線圈匝數(shù)之比. 【解析】 (1)應(yīng)先求出輸送電流,由 A=100A (4分) 則損失功率為 W=2. W (4分)

14、(2)變壓器原線圈電壓為. V V=1. V (4分) 所以原副線圈匝數(shù)比.220=901. (4分) 【答案】 (1)2. W (2)901 10.(20分)(2011江蘇卷,13)如圖(1)為一理想變壓器,ab為原線圈,ce為副線圈,d為副線圈引出的一個接頭.原線圈輸入正弦式交變電壓的ut圖象如圖(2)所示.若只在ce間接一只 的電阻,或只在de間接一只 的電阻,兩種情況下電阻消耗的功率均為80 W. (1)請寫出原線圈輸入電壓瞬時值的表達式; (2)求只在ce間接400 的電阻時,原線圈中的電流; (3)求ce和de間線圈的匝數(shù)比. 【解析】 (1)由圖知rad/s, (3分) 電壓瞬時值sin200t(V). (3分) (2)電壓有效值 V (1分) 理想變壓器 (2分) 原線圈中電流 (2分) 解得.28 A(或 A) (1分) (3)設(shè)ab間匝數(shù)為 (2分) 同理 (2分) 由題意知 (2分) 解得 (1分) 代入數(shù)值解得. (