高三物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 交變電流 傳感器 第2節(jié) 變壓器 電能的輸送課時(shí)跟蹤檢測(cè)試題

變壓器電能的輸送對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：理想變壓器1．(多選)如圖1所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1。電池和交變電源的電動(dòng)勢(shì)都為6V，內(nèi)阻均不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是()圖1A．S與a接通的瞬間，R中無(wú)感應(yīng)電流B．S與a接通穩(wěn)定后，R兩端的電壓為0C．S與b接通穩(wěn)定后，R兩端的電壓為3VD．S與b接通穩(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(dāng)S與a接通電流穩(wěn)定時(shí)，由于通過(guò)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(wú)感應(yīng)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(yīng)電流，故A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)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(cuò)誤。2．(多選)在如圖2所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1，四個(gè)燈泡完全相同。其額定電壓為U，若已知燈泡L3和L4恰能正常工作，那么()圖2A．L1和L2都能正常工作B．L1和L2都不能正常工作C．交流電源電壓為2UD．交流電源電壓為4U解析：選AD根據(jù)燈泡L3和L4恰能正常工作，變壓器原線圈輸入電壓為燈泡L3和L4額定電壓U的2倍，輸入電流為燈泡L3和L4的額定電流。所以L1和L2都能正常工作，交流電源電壓為4U，選項(xiàng)A、D正確，B、C錯(cuò)誤。3.(多選)(2015·海南高考)如圖3，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4∶1，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負(fù)載電阻的阻值R＝11R0，○V是理想電壓表?，F(xiàn)將負(fù)載電阻的阻值減小為R＝5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時(shí)電壓表的讀數(shù)為5.0V，則()圖3A．此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為34VB．此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為24VC．原線圈兩端原來(lái)的電壓有效值約為68VD．原線圈兩端原來(lái)的電壓有效值約為48V解析：選AD當(dāng)負(fù)載電阻的阻值減小為R＝5R0時(shí)，根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律，R兩端電壓為R0兩端電壓的5倍，因?yàn)殡妷罕頊y(cè)量R兩端的電壓，所以UR0＝eq\f(1,5)×5V＝1V，故副線圈兩端電壓為U2＝6V，根據(jù)公式eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得此時(shí)原線圈兩端電壓的有效值為U1＝24V，所以此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為24eq\r(2)V≈34V，A正確，B錯(cuò)誤；因?yàn)樽兓^(guò)程中變壓器的輸入電流不變，所以對(duì)于副線圈中變化前后電流也不變，則變化后電壓U2＝IR0＋5IR0＝6IR0，變化前，U2′＝IR0＋11IR0＝12IR0，所以U2′＝2U2＝12V，根據(jù)公式eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得原線圈兩端原來(lái)的電壓有效值約為48V，D正確，C錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析4．(多選)(2016·焦作聯(lián)考)如圖4所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)n1＝1100匝，副線圈的匝數(shù)n2＝110匝，R0、R1、R2均為定值電阻，且R0＝R1＝R2，電流表、電壓表均為理想電表。原線圈接u＝220eq\r(2)sin(314t)V的交流電源。起初開關(guān)S處于斷開狀態(tài)。下列說(shuō)法中正確的是()圖4A．電壓表示數(shù)為22VB．當(dāng)開關(guān)S閉合后，電壓表示數(shù)變小C．當(dāng)開關(guān)S閉合后，電流表示數(shù)變大D．當(dāng)開關(guān)S閉合后，變壓器的輸出功率增大解析：選BCD變壓器輸入電壓220V，由變壓器變壓公式，副線圈輸出電壓為22V，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，電壓表示數(shù)為11V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)開關(guān)S閉合后，輸出功率增大，電壓表示數(shù)變小，原線圈輸入功率增大，電流表示數(shù)變大，選項(xiàng)B、C、D正確。5.(2015·廣東高考)圖5為氣流加熱裝置的示意圖，使用電阻絲加熱導(dǎo)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220V降至110V。調(diào)節(jié)前后()圖5A．副線圈中的電流比為1∶2B．副線圈輸出功率比為2∶1C．副線圈的接入匝數(shù)比為2∶1D．原線圈輸入功率比為1∶2解析：選C根據(jù)歐姆定律I＝eq\f(U,R)，U2由220V降至110V，副線圈上的電流變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，即調(diào)節(jié)前后，副線圈上電流之比為2∶1，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)P＝UI知，U、I均變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)時(shí)，副線圈上輸出的功率變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,4)，即調(diào)節(jié)前后副線圈的輸出功率之比為4∶1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，當(dāng)U2由220V降至110V時(shí)，n2變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，即調(diào)節(jié)前后副線圈接入的匝數(shù)比為2∶1，選項(xiàng)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4∶1，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.如圖6所示，理想變壓器的原線圈接高電壓，降壓后通過(guò)一段電阻不可忽略的線路接用電器，其中燈L1、燈L2的規(guī)格完全相同，R為一滑動(dòng)變阻器?，F(xiàn)將R的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)，則交流電壓表V、交流電流表A的示數(shù)變化及燈L1、燈L2的明暗變化情況為()圖6A．V增大，A增大，燈L1、燈L2都變亮B．V增大，A減小，燈L1變亮，燈L2變暗C．V減小，A減小，燈L1變暗，燈L2變亮D．V不變，A減小，燈L1不變，燈L2變暗解析：選B將電阻不可忽略的線路等效為電阻R3(如圖所示)，其他字母所表示的物理意義如圖中所示，因U4＝eq\f(n2,n1)U0，則U4不變；P向下滑動(dòng)，R增大，總電阻R總增大，總電流I3減小，U3減小，因U1＝U4－U3，則U1增大，電壓表V示數(shù)增大；因I1＝eq\f(U1,R1)，I1增大，燈L1變亮；又由I2＝I3－I1知，I2減小，燈L2變暗；又因U0I0＝U4I3，則I0減??；所以，本題正確答案為B。7.(多選)(2016·杭州模擬)如圖7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(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1＝220eq\r(2)sin100πtV，則()圖7A．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表V1的示數(shù)為22VB．當(dāng)t＝eq\f(1,600)s時(shí)，電壓表V0的讀數(shù)為220VC．單刀雙擲開關(guān)與a連接，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過(guò)程中，電壓表V1的示數(shù)增大，電流表示數(shù)變小D．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，電壓表V1和電流表的示數(shù)均變小解析：選BC當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，副線圈輸出電壓為U2＝22V，但電壓表V1示數(shù)小于U2，故A錯(cuò)誤；當(dāng)t＝eq\f(1,600)s時(shí)，電壓表V0的讀數(shù)為有效值220V，故B正確；單刀雙擲開關(guān)與a連接，在滑動(dòng)變阻器觸頭P向上移動(dòng)的過(guò)程中，滑動(dòng)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U2是由變壓器決定的，所以電流表示數(shù)變小，電壓表V1示數(shù)變大，故C正確；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比變?yōu)?∶1，副線圈輸出電壓U2變大，電流表和電壓表V1的示數(shù)均變大，故D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：遠(yuǎn)距離輸電8．(多選)在如圖8所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說(shuō)法中正確的有()圖8A．升壓變壓器的輸出電壓增大B．降壓變壓器的輸出電壓增大C．輸電線上損耗的功率增大D．輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大解析：選CD發(fā)電廠的輸出電壓不變，升壓變壓器的輸入電壓不變，升壓變壓器的輸出電壓不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，輸電線中電流增大，輸電線上損失的電壓(ΔU＝IR)增大，降壓變壓器的輸入電壓減小，降壓變壓器的輸出電壓減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，輸電線中電流增大，輸電線上損耗的功率(ΔP＝I2R)增大，選項(xiàng)C正確；輸電線上損耗的功率ΔP＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P輸,U輸)))2R，輸電線上損耗的功率占總功率的比例eq\f(ΔP,P輸)＝eq\f(R,U輸2)P輸，選項(xiàng)D正確。9．如圖9所示，某小型發(fā)電站發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓為500V，輸出的電功率為50kW，用電阻為3Ω的輸電線向遠(yuǎn)處送電，要求輸電線上損失功率為輸電功率的0.6%，則發(fā)電站要安裝一升壓變壓器，到達(dá)用戶再用降壓變壓器變?yōu)?20V供用戶使用(兩個(gè)變壓器均為理想變壓器)。對(duì)整個(gè)送電過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是()圖9A．輸電線上的損失功率為300WB．升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶100C．輸電線上的電流為100AD．降壓變壓器的輸入電壓為4700V解析：選A輸電線上的損失功率為0.6%×50kW＝300W，選項(xiàng)A正確。由I2R＝300W可得輸電線上電流I＝10A，升壓變壓器副線圈電壓為5000V，升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶10，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤。輸電線損失電壓為IR＝30V，降壓變壓器的輸入電壓為4970V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10．(2014·四川高考)如圖10所示，甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的圖像，則()圖10A．用戶用電器上交流電的頻率是100HzB．發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值是500VC．輸電線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定D．當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí)，輸電線上損失的功率減小解析：選D由u-t圖像可知，交流電的周期T＝0.02s，故頻率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；交流電的最大值Um＝500V，故有效值U＝eq\f(Um,\r(2))＝250eq\r(2)V，選項(xiàng)B錯(cuò)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(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí)，副線圈上的電流減小，根據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，原線圈(輸電線)上的電流減小，根據(jù)P＝I12R，得輸電線損失的功率減小，選項(xiàng)D正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：三種特殊的變壓器11.(2015·開封模擬)如圖11所示，理想變壓器有兩個(gè)副線圈，匝數(shù)分別為n1和n2，所接負(fù)載4R1＝R2，當(dāng)只閉合S1時(shí)，電流表示數(shù)為1A，當(dāng)S1和S2都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為2A，則n1∶n2為()圖11A．1∶1 B．1∶2C．1∶3 D．1∶4解析：選B變壓器原副線圈的磁通量變化率相同，所以U∶U1∶U2＝n∶n1∶n2，根據(jù)能量守恒，輸出功率等于輸入功率，所以有當(dāng)只閉合S1時(shí)UI＝eq\f(U12,R1)，當(dāng)S1和S2都閉合時(shí)，UI′＝eq\f(U12,R1)＋eq\f(U22,R2)＝eq\f(4U12＋U22,4R1)，代入數(shù)據(jù)I＝1A、I′＝2A可得U22＝4U12，即U1∶U2＝1∶2，所以n1∶n2＝1∶2，選項(xiàng)B對(duì)。12．如圖12所示，L1和L2是輸電線，甲是電壓互感器，乙是電流互感器。若已知變壓比為1000∶1，變流比為100∶1，并且知道電壓表示數(shù)為220V，電流表示數(shù)為10A，則輸電線的輸送功率為()圖12A．2.2×103WB．2.2×10－2WC．2.2×108W D．2.2×104W解析：選C根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)得，U1＝2.2×105V，I1＝1000A，所以輸電線的輸送功率P＝U1I1＝2.2×108W，故選C?？键c(diǎn)綜合訓(xùn)練13.(多選)如圖13所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1∶5，原線圈兩端的交變電壓為u＝20eq\r(2)sin100πt(V)，氖泡在兩端電壓達(dá)到100V時(shí)開始發(fā)光，下列說(shuō)法正確的是()圖13A．開關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為50HzB．開關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為100VC．開關(guān)斷開后，電壓表的示數(shù)不變D．開關(guān)斷開后，變壓器的輸出功率不變解析：選BC由原線圈兩端的交變電壓為u＝20eq\r(2)sin100πt(V)可知交變電流的頻率為50Hz，變壓器不改變交變電流的頻率，變壓器的輸出電壓為u2＝100eq\r(2)sin100πt(V)，一個(gè)周期內(nèi)有兩個(gè)時(shí)間段輸出電壓超過(guò)氖泡的發(fā)光電壓，所以一個(gè)周期氖泡發(fā)光兩次，開關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為100Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由變壓器的變壓公式可知，開關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為100V；開關(guān)斷開后，電壓表的示數(shù)不變，變壓器的輸出功率減小，選項(xiàng)B、C正確，D錯(cuò)誤。14．(多選)(2016·青島模擬)如圖14甲所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為11∶1，R＝1Ω，原線圈允許通過(guò)電流的最大值為1A，副線圈ab兩端電壓隨時(shí)間變化圖像如圖乙所示。則下列說(shuō)法正確的是()圖14A．原線圈輸入電壓的有效值為242VB．原線圈兩端交變電壓的頻率為550HzC．副線圈中電流的最大值為11AD．為保證電路安全工作，滑動(dòng)變阻器R′的阻值不得小于1Ω解析：選AC由題知變