【物理】2020届一轮复习人教版变压器　远距离输电作业

【物理】2020届一轮复习人教版变压器　远距离输电作业

变压器　远距离输电 基础巩固练 ‎1．(多选)如图1所示，原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器正常工作时(　　)‎ 图1‎ A．原、副线圈磁通量之比为2∶1‎ B．原、副线圈电流之比为1∶2‎ C．输入功率和输出功率之比为1∶1‎ D．原、副线圈磁通量变化率之比为1∶1‎ 答案　BCD ‎2．图2为远距离输电的电路原理图，下列判断正确的是(　　)‎ 图2‎ A．U1＞U2 B．U2＝U3‎ C．I4＜I2 D．I1＞I2‎ 答案　D ‎3．(2018·天津理综，4)教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图3所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的，则(　　)‎ A．R消耗的功率变为P B．电压表V的读数变为U C．电流表A的读数变为2I D．通过R的交变电流频率不变 解析　交流发电机产生的感应电动势最大值Em＝NBSω，且有ω＝2πn，所以当发电机线圈转速减半后，感应电动势最大值减半，有效值减半，又理想变压器原、副线圈电压有效值之比等于原、副线圈匝数比，故电压表示数减为原来的一半，B项正确；由电功率P＝可知，变压器输出功率即R消耗的功率变为原来的，A项错误；由P＝UI可知，原线圈中电流减为原来的一半，C项错误；交流电的频率与发电机线圈转动角速度成正比，故D项错误。‎ 答案　B ‎4．(多选)如图4所示是通过变压器给用户供电的示意图，变压器的输入电压是电网电压，基本稳定，输出电压通过输电线输送给用户。输电线的电阻用R0表示，用变阻器的电阻R表示用户用电器的总电阻，当变阻器的滑动触头P向上移动时，以下说法正确的是(　　)‎ 图4‎ A．相当于增加用电器的个数 B．V1的示数随V2示数的增大而增大 C．A1的示数随A2示数的减小而减小 D．变压器的输入功率减小 解析　当变阻器的滑动触头P向上移动时，用电器的总电阻增大，相当于并联的用电器数目减少，故选项A错误，D正确；同时变压器的输入功率减小，由于电网电压u不变，所以两个电压表的示数不变，故选项B错误；由于变压器的输出功率决定输入功率，所以A1的示数随A2示数的减小而减小，故选项C正确。‎ 答案　CD ‎5．(2019·山西省高三质量检测)如图5，理想变压器的原、副线圈电路中接有四只规格相同的灯泡，原线圈电路接在电压恒为U0的交变电源上。当S断开时，L1、L2、L3三只灯泡均正常发光。若闭合S，已知灯泡都不会损坏，且灯丝电阻不随温度变化，则(　　)‎ 图5‎ A．灯泡L1变亮 B．灯泡L2变亮 C．灯泡L3亮度不变 D．灯泡L4正常发光 解析　当S断开时，设原线圈电流为I1，电压为U1，副线圈电流为I2，电压为U2，灯泡电阻为R ‎，由变压器规律得＝，＝，则U1＝U2＝·I2R并＝I1R并。因原线圈有灯泡，故U0＝I1R＋U1＝I1R＋I1·R并；闭合S时R并减小，故I1增大，则灯泡L1变亮；变压器的输入电压减小，而匝数比不变，则变压器的输出电压减小，则灯泡L2和L3变暗，L4不能正常发光。故选项A正确，B、C、D 错误。‎ 答案　A ‎6．如图6为远距离输电示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，R为输电线的等效电阻。保持交流发电机输出电压不变，若电压表示数变小，下列判断正确的是(　　)‎ 图6‎ A．电流表示数变小 B．降压变压器原、副线圈两端的电压之比变小 C．升压变压器输出电压变小 D．输电线损失的功率变大 解析　降压变压器原、副线圈的电压比等于降压变压器原、副线圈匝数比，保持不变，选项B错误；电压表的示数减小，则降压变压器原线圈的电压U3减小，由于发电机的输出电压不变，则升压变压器副线圈的输出电压U2不变，由U2＝U3＋IR可知，电流表的示数变大，选项A、C错误；由于电流表的示数变大，则由PR＝I2R可知，输电线上损失的功率变大，选项D正确。‎ 答案　D ‎7．2017年8月，广东省受台风“天鸽”影响，造成大面积停电。某通讯公司准备的应急供电系统如图7所示，图中T1、T2分别为理想的升压变压器和降压变压器，R表示输电线电阻，I表示电流，U表示线圈两端电压，n表示线圈的匝数，下列说法正确的是(　　)‎ 图7‎ A．如果发电机的输出功率为P，则P＝U1I1＝U2I2＝U4I4‎ B．若n1∶n2＝n4∶n3，则有U1＝U4‎ C．用户消耗的功率越大，输电线上消耗的功率越小 D．如果发电机的输出功率为P，则输电线上消耗的功率为R 解析　如果发电机的输出功率为P，因理想变压器没有能量损失，故有P＝U1I1＝U2I2‎ ‎，但输电线上消耗功率，故P＞U4I4，A错误；因为输电线上有电压损失，所以U1≠U4，B错误；用户消耗的功率越大，三个回路中的电流越大，输电线上消耗的功率也越大，C错误；如果发电机的输出功率为P，则输电线中的电流为，输电线上消耗的功率为R，D正确。‎ 答案　D ‎8．(多选)如图8所示，为了减少输电线路中的电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经过变电所将高压变为低压。某变电所将电压u0＝11 000sin 100πt(V)的交流电降为220 V供居民小区用电，则该变电所变压器(　　)‎ 图8)‎ A．原、副线圈匝数比为50∶1‎ B．原线圈中电流的频率是50 Hz C．原线圈的导线比副线圈的要粗 D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和 解析　根据电压u0＝11 000sin 100πt(V)可知降压变压器原线圈的电压为11 000 V，则＝＝＝，选项A正确；交流电的频率f＝＝ Hz＝50 Hz，经过变压器后，交流电的频率不变，选项B正确；降压变压器中副线圈中的电流大于原线圈中的电流，则副线圈导线应比原线圈导线粗，选项C错误；副线圈中的电流等于居民小区各用电器电流的总和，而原、副线圈中的电流不相等，所以输入原线圈的电流不等于居民小区各用电器电流的总和，选项D错误。‎ 答案　AB ‎9．(2018·广东深圳二模)如图9为理想变压器，其中r为定值电阻，R为滑动变阻器，P为滑动变阻器的触头，u为正弦交流电源，电源输出电压的有效值恒定，则(　　)‎ 图9‎ A．P向右移动时，原、副线圈的电流之比可能变大 B．P向右移动时，变压器的输出功率变大 C．若原、副线圈增加相同的匝数，其他条件不变，则变压器输出电压不变 D．若原、副线圈增加相同的匝数，其他条件不变，r消耗的功率可能不变 解析　由＝可知原、副线圈的电流之比与匝数比有关，与电阻R无关，故A错误；P向右移动时，电阻增大，由功率P＝可知变压器的输出功率变小，故B错误；若原、副线圈增加相同的匝数，将可能发生变化，其他条件不变，则变压器输出电压也可能变化，故 C错误；若原、副线圈增加相同的匝数，可能不变，其他条件不变，通过r的电流可能不变，则r消耗的功率也不变，所以D正确。‎ 答案　D 综合提能练 ‎10.一台柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图10所示。发电机到安置区的距离是400 m，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5×10－4 Ω，安置区家用电器的总功率为44 kW，当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作时(　　)‎ 图10‎ 型号 AED6500S 输出电压范围 ‎220～300 V 最大输出功率 ‎60 kW A.输电线路中的电流为20 A B．发电机的实际输出电压为300 V C．在输电线路上损失的电功率为8 kW D．如果该柴油发电机发出的是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300 V 解析　当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流为I＝＝200 A，选项A错误；导线电阻为R＝2.5×10－4×400×2 Ω＝0.2 Ω，则发电机的实际输出电压为U输＝U＋IR＝260 V，选项B错误；在输电线路上损失的电功率为P损＝I2R＝8 kW，选项C正确；如果该柴油发电机发出的是正弦式交变电流，则其输出电压的最大值是Um＝U输＝368 V，选项D错误。‎ 答案　C ‎11．(多选)(2018·河南濮阳二模)在如图11所示的变压器电路中，两定值电阻的阻值R1＝R2＝R，变压器为理想变压器，电表为理想电表，在a、b两端输入正弦交流电压u＝Usin ωt。原、副线圈的匝数比为1∶2，则(　　)‎ 图11‎ A．电流表的示数为 B．电压表的示数为U C．电路消耗的总功率为 D．电阻R1、R2消耗的功率之比为2∶1‎ 解析　设电流表电流为I2，由＝＝，解得I1＝2I2，原线圈两端的电压为U1，则＝＝，故U2＝2U1，又U2＝I2R，U1＝U－I1R，联立解得I2＝，U1＝U，故A正确，B错误；电路消耗的总功率为P＝IR＋IR＝，故C正确；电阻R1、R2消耗的功率之比为IR∶IR＝4∶1，故D错误。‎ 答案　AC ‎12．如图12甲所示为一自耦变压器，变压器的原线圈AB端输入电压如图乙所示，副线圈电路中定值电阻R0＝11 Ω，电容器C的击穿电压为22 V，移动滑片P使电容器刚好不会被击穿，所有电表均为理想电表，下列说法正确的是(　　)‎ 图12‎ A．电压表的示数为220 V B．原、副线圈的匝数比为10∶1‎ C．电流表的示数等于通过电阻R0的电流 D．原线圈AB端输入电压的变化规律为u＝311sin(πt) V 解析　 由题图乙知输入电压的有效值即电压表的示数，为220 V，A正确；电容器的耐压值为交流电压的最大值，则有效值为 V＝11 V，所以原、副线圈的匝数比为10∶1，B错误；电容器通交流电，所以电流表的示数大于通过电阻R0的电流，C错误；由题图乙知交流电的周期为0.02 s，所以角速度为100π rad/s，原线圈AB端输入电压的变化规律为u＝311sin(100πt) V，D错误。‎ 答案　A ‎13．(多选)如图13甲所示的电路中，理想变压器的原、副线圈匝数比为10∶1，在原线圈输入端a、b接入如图乙所示的不完整正弦交流电。电路中电阻R1＝5 Ω，R2＝6 Ω，R3为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表，开始时开关S断开。下列说法正确的是(　　)‎ 图13‎ A．电压表的示数为15.56 V B．电流表的示数为1.41 A C．闭合开关S后，电压表示数变大 D．闭合开关S后，电流表示数变大 解析　根据交变电流有效值含义可知题图乙所示交变电压的有效值满足·＝·T，得U＝＝110 V，由理想变压器变压规律可知，电压表示数为11 V，A项正确；由欧姆定律可知，副线圈电流为I＝＝ A，由变流规律可知，原线圈电流为 A，B项错误；闭合开关，副线圈电路的总电阻减小，输出电压不变，输出功率增大，故理想变压器的输入功率增大，所以电流表示数增大，C项错误，D项正确。‎ 答案　AD ‎14．如图14所示为一理想变压器，其中a、b、c为三个额定电压相同的灯泡，输入电压u＝Umsin(100πt) V。当输入电压为灯泡额定电压的8倍时，三个灯泡刚好都正常发光。下列说法正确的是(　　)‎ 图14‎ A．三个灯泡的额定电压为 B．变压器原、副线圈匝数比为9∶2‎ C．此时灯泡a和b消耗的电功率之比为2∶7‎ D．流过灯泡c的电流，每0.02 s方向改变一次 解析　设灯泡额定电压为U，变压器原、副线圈匝数比为k，由三个灯泡都正常发光即每个灯泡两端的电压均为U，可知变压器输出电压为2U，根据变压器的变压规律，原线圈输入电压为2kU，对原线圈电路，由串联电路规律，＝U＋2kU，＝8U，解得U＝，k＝，选项A、B错误；此时灯泡a和b中电流之比为2∶7，根据P＝UI，可知灯泡a和b消耗的电功率之比为2∶7，选项C正确；由输入电压u＝Umsin(100πt) V可知，交变电流周期为0.02 s，频率为50 Hz，根据变压器不改变交变电流的周期和频率可知，流过灯泡c的电流周期为0.02 s，每0.01 s方向改变一次，选项D错误。‎ 答案　C