（適用于新高考新教材）高考物理一輪總復(fù)習(xí)第12章交變電流傳感器課時(shí)規(guī)范練36理想變壓器電能的輸送

課時(shí)規(guī)范練36理想變壓器電能的輸送基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練1.(多選)(理想變壓器原副線圈關(guān)系的應(yīng)用)無線充電器的工作原理如圖所示,該裝置可等效為一個(gè)理想變壓器,送電線圈為原線圈,受電線圈為副線圈。當(dāng)a、b間接上220V的正弦式交變電流后,受電線圈中產(chǎn)生交變電流。送電線圈的匝數(shù)為n1,受電線圈的匝數(shù)為n2,且n1∶n2=5∶1。兩個(gè)線圈所接電阻的阻值均為R,當(dāng)該裝置給快速充電時(shí),兩端的電壓為5V,充電電流為2A,則下列判斷正確的是()A.流過送電線圈與受電線圈的電流之比為5∶1B.快速充電時(shí),受電線圈c、d兩端的輸出電壓為42.5VC.兩線圈上所接電阻的阻值R=18.75ΩD.充電期間使用,易損壞電池2.(多選)(理想變壓器原副線圈關(guān)系的應(yīng)用)下圖為日常生活中常見的點(diǎn)火裝置原理圖,先將1.5V直流電壓通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為正弦式交變電壓u=6sinωt(V),然后將其加在理想變壓器的原線圈n1上,當(dāng)副線圈n2兩端電壓達(dá)到12kV以上時(shí)放電針之間空氣被擊穿,從而引發(fā)電火花點(diǎn)燃?xì)怏w。下列說法正確的是()A.原線圈兩端所接交流電壓表的讀數(shù)為4.24VB.副線圈中交流電壓與原線圈中交流電壓頻率不相等C.要實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火則副線圈與原線圈的匝數(shù)比至少大于2×103D.要實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火則副線圈與原線圈的匝數(shù)比至少大于20003.(多選)(理想變壓器原副線圈關(guān)系的應(yīng)用)(2023山東濱州模擬)如圖,理想變壓器原線圈匝數(shù)為N,有兩個(gè)接有電阻阻值均為R的獨(dú)立副線圈甲、乙。現(xiàn)測得線圈甲上的電流為I1,線圈乙上的電流為I2,原線圈電壓為U。則()A.甲線圈匝數(shù)為I1B.乙線圈匝數(shù)為UIC.原線圈電流為I1+I2D.原線圈電流為I14.(多選)(遠(yuǎn)距離輸電、互感器)某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖如圖所示,變壓器均為理想變壓器,發(fā)電機(jī)輸出功率恒定為48kW。在輸電線路上接入一個(gè)電流互感器,其原、副線圈的匝數(shù)比為1∶20,電流表的示數(shù)為1A,輸電線的總電阻為10Ω,下列說法正確的是()A.用戶端的功率為44kWB.升壓變壓器的輸出電壓U2=2400VC.降壓變壓器的輸入電壓U3=2000VD.如果用戶電壓為220V,則降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為10∶15.(理想變壓器原、副線圈關(guān)系的應(yīng)用)家用燃?xì)鉄崴鼽c(diǎn)火裝置的原理可簡化如圖,將家用交變電流u=2202sin314t(V)接入理想變壓器原線圈,原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2。已知點(diǎn)火針與感應(yīng)針之間的電壓瞬時(shí)值大于2000V,就會(huì)引發(fā)火花,點(diǎn)燃?xì)怏w。以下判斷正確的是()A.原線圈中磁通量的變化率大于副線圈B.由原理簡化圖可知,點(diǎn)火針的電勢始終比感應(yīng)針高C.原、副線圈變壓器的匝數(shù)比可以為nD.變壓器的輸入功率與輸出功率之比P6.(多選)(理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析)在勻強(qiáng)磁場中有一不計(jì)電阻的單匝矩形線框,繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生如圖甲所示的正弦式交變電流,把該交變電流輸入到圖乙中理想變壓器的A、B兩端。圖乙中的電壓表和電流表均為理想交流電表,RT為熱敏電阻(溫度升高時(shí)電阻減小),R為定值電阻。下列說法正確的是()A.變壓器原線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=362cos100πt(V)B.在t=0.01s時(shí)刻,線框平面處于中性面位置C.RT處溫度升高后,電壓表V1示數(shù)與V2示數(shù)的比值不變D.RT處溫度升高后,電壓表V2示數(shù)與電流表A2示數(shù)的乘積可能不變素養(yǎng)綜合練7.圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2=5∶1,電阻R=20Ω,L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡,S1為單刀雙擲開關(guān)。原線圈接正弦式交變電源,輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示?，F(xiàn)將S1接1、S2閉合,此時(shí)L2正常發(fā)光。下列說法正確的是()A.只斷開S2后,原線圈的輸入功率增大B.輸入電壓u的表達(dá)式u=202sin50πt(V)C.若S1換接到2,原線圈的輸入功率為1.6WD.若S1換接到2,R消耗的電功率為0.8W8.(2022廣東廣州華南師大附中模擬)下圖為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖。發(fā)電站輸出的電壓U1不變;升壓變壓器輸出電壓為U2,降壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U3和U4。為了測高壓電路的電壓和電流,在輸電線路的起始端接入電壓互感器和電流互感器,若不考慮變壓器和互感器自身的能量損耗,所有的電表均為理想電表,則()A.①為電流表,②為電壓表B.U2>U3C.僅將滑片Q下移,則輸電線損耗功率減少D.凌晨時(shí)分,用戶家的燈將變得更暗9.(2022重慶模擬)如圖所示,理想變壓器副線圈中心抽頭O與a、b間匝數(shù)都是120,接在O、b間的標(biāo)有6V、0.1A的燈泡L正常發(fā)光,接在a、b間的交流散熱風(fēng)扇正常工作。已知變壓器原線圈接220V交變電流,風(fēng)扇的內(nèi)阻為0.8Ω,交流電流表A(不考慮內(nèi)阻)的示數(shù)為0.6A,導(dǎo)線電阻不計(jì)。以下判斷正確的是()A.風(fēng)扇的額定電壓是6VB.風(fēng)扇輸出的機(jī)械功率是3.6WC.變壓器的輸入功率是6.6WD.變壓器原線圈的匝數(shù)是220010.如圖所示,一個(gè)理想變壓器原線圈的匝數(shù)為50,副線圈的匝數(shù)為100,原線圈兩端接在光滑的水平平行導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌間距為0.4m。導(dǎo)軌上有一長度略大于導(dǎo)軌間距且垂直于導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻忽略不計(jì),副線圈回路中電阻R1=5Ω,R2=15Ω,圖中交流電壓表為理想電壓表。導(dǎo)軌所在空間有垂直于導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1T的勻強(qiáng)磁場。導(dǎo)體棒在水平外力的作用下運(yùn)動(dòng),其速度隨時(shí)間變化的關(guān)系式為v=5sin10πt(m/s),則下列說法正確的是()A.R1的功率為0.2WB.電壓表的示數(shù)為52VC.水平外力為恒力D.變壓器鐵芯中磁通量變化率的最大值為0.04Wb/s答案：課時(shí)規(guī)范練36理想變壓器電能的輸送1.BCD解析:流過送電線圈與受電線圈的電流之比I1I2=n2n1=15,A錯(cuò)誤;已知兩端電壓U手=5V,充電電流I手=2A,Uab=220V,又Iab=15I手=0.4A,UabIabR=5Ucd,UcdI手R=U2.AD解析:最大值為有效值的2倍,所以電壓的有效值為U=62V=32V=4.24V,即電壓表示數(shù)為4.24V,故A正確;變壓器不能改變頻率,故副線圈中交流電壓與原線圈中交流電壓頻率相等,故B錯(cuò)誤;當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于12000V時(shí),就會(huì)在放電針間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w,轉(zhuǎn)換器所輸出的正弦式交變電壓最大值為6V,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比,所以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是n23.AD解析:由UN=U1n1=U2n2可得,甲、乙兩線圈的匝數(shù)分別為n1=I1RUN,n2=I4.ABD解析:設(shè)電流表的讀數(shù)為IA,互感器的原、副線圈的匝數(shù)比為n∶n'=IA∶I2=1∶20,解得I2=20A,線路上損失的電壓ΔU=I2r=20×10V=200V,線路上功率的損耗ΔP=ΔUI2=200×20W=4000W=4kW,用戶端的功率為P用=P出ΔP=48kW4kW=44kW,故A正確;升壓變壓器的輸出電壓U2=P出I2=48×10320V=2400V,故B正確;降壓變壓器的輸入電壓U5.C解析:理想變壓器的原線圈的磁通量的變化率與副線圈中磁通量變化率相同,故A錯(cuò)誤;根據(jù)交變電流的特點(diǎn)可知,在前半個(gè)周期內(nèi),若點(diǎn)火針的電勢比感應(yīng)針高,則在后半個(gè)周期內(nèi)點(diǎn)火針的電勢比感應(yīng)針低,故B錯(cuò)誤;根據(jù)原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比可知n1n2=U1U2<220220006.BD解析:根據(jù)題圖甲可知Em=362V,T=0.02s,則ω=2πT=100πrad/s,變壓器原線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=362sin100πt(V),A錯(cuò)誤;在t=0.01s時(shí)刻,e=0,磁通量最大,此時(shí)矩形線框平面與磁場方向垂直,處于中性面位置,B正確;RT處溫度升高時(shí),電阻減小,副線圈電壓不變,電流變大,則電壓表V2示數(shù)減小,V1示數(shù)不變,則電壓表V1示數(shù)與V2示數(shù)的比值變大,C錯(cuò)誤;副線圈電壓不變,將電阻R看成等效電源的內(nèi)阻,若RT阻值原來大于R,則溫度升高時(shí),RT阻值減小,則RT電阻的功率先增加后減小,即電壓表V2示數(shù)與電流表A2示數(shù)的乘積先增大后減小,故RT處溫度升高后,電壓表V2示數(shù)與電流表A7.D解析:只斷開S2后,負(fù)載電阻變?yōu)樵瓉淼?倍,副線圈電壓不變,則副線圈的功率變小,即原線圈的輸入功率變小,A錯(cuò)誤;由題圖乙知周期T=0.02s,ω=2π0.02rad/s=100πrad/s,所以輸入電壓u的表達(dá)式應(yīng)為u=202sin100πt(V),B錯(cuò)誤;若S1換接到2,由U1U2=n1n2=51,U1=20228.B解析:由圖可知①接在火線和零線之間,為電壓表,②接在同一條線上,測得的是電流,為電流表,故A錯(cuò)誤;由于輸電線上損失電壓,所以U2>U3,故B正確;僅將滑片Q下移,則輸電電壓U2增大,R不變,所以輸電電流I2增大,而輸電線損耗功率為ΔP=I229.C解析:根據(jù)題意燈泡正常發(fā)光,說明O、b間電壓為6V,O為中點(diǎn),因此a、b間電壓為12V,由于風(fēng)扇正常工作,所以其額定電壓是12V,故A錯(cuò)誤;流過風(fēng)扇的電流I=0.6A0.1A=0.5A,風(fēng)扇的輸入功率P0=IU=0.5×12W=6W,熱功率P熱=I2R=0.25×0.8W=0.2W,風(fēng)扇輸出的機(jī)械功率P=P0P熱=5.8W,故B錯(cuò)誤;根據(jù)能量守恒可知,變壓器的輸入功率為P總=P0+PL=6W+0.6W=6.6W,故C正確;根據(jù)變壓器原、副線圈的電壓與線圈