【物理】2020届一轮复习人教版 　变压器　电能的输送 课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版 　变压器　电能的输送 课时作业

‎2020届一轮复习人教版 　变压器　电能的输送 课时作业 ‎ (建议用时：40分钟)‎ ‎[基础对点练]‎ 题组一：理想变压器基本规律的应用 ‎1．(多选)理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1，原线圈两端接通交流电源，则(　　)‎ A．原、副线圈中电流频率之比f1∶f2＝10∶1‎ B．原、副线圈两端电压之比为U1∶U2＝10∶1‎ C．原、副线圈内交变电流之比I1∶I2＝1∶10‎ D．变压器输入和输出功率之比P1∶P2＝10∶1‎ BC　[根据变压器的电压比＝和电流比＝可知选项B、C是正确的；对于理想变压器，不改变电流的频率，输入与输出的功率应相等，即P1＝P2，所以选项A、D是错误的。]‎ ‎2.(多选)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1。电池和交变电源的电动势都为6 V，内阻均不计。下列说法正确的是(　　)‎ A．S与a接通的瞬间，R中无感应电流 B．S与a接通稳定后，R两端的电压为0‎ C．S与b接通稳定后，R两端的电压为3 V D．S与b接通稳定后，原、副线圈中电流的频率之比为2∶1‎ BC　[由理想变压器的原理可知，当S与a接通电流稳定时，由于通过原线圈与副线圈中的磁通量不发生变化，故在副线圈中无感应电流，但在刚接通瞬间，副线圈两端的电压不为零，R中有感应电流，故A错误，B正确；当S与b接通稳定后，原线圈中接有交变电流，由变压器的变压比可得副线圈两端电压为3 V，C正确；变压器并不改变交变电流的频率，D错误。]‎ ‎3.(2019·石家庄检测)如图所示，理想变压器三个线圈的匝数比n1∶n2∶n3＝10∶5∶1，其中匝数为n1的原线圈接到220 V的交流电源上，匝数为n2和n3‎ 的两个副线圈分别与电阻R2、R3组成闭合回路。已知通过电阻R3的电流I3＝2 A，电阻R2＝110 Ω，则通过电阻R2的电流I2和通过原线圈的电流I1分别是(　　)‎ A．10 A,12 A　　 B．10 A,20 A C．1 A,0.7 A D．1 A,3 A C　[根据电压与匝数成正比可得＝＝，已知n1∶n2∶n3＝10∶5∶1，U1＝220 V，解得U2＝110 V，U3＝22 V，根据欧姆定律得I2＝＝1 A，根据变压器的输入功率和输出功率相等可得U1I1＝U2I2＋U3I3，解得I1＝0.7 A，C正确。]‎ 题组二：理想变压器的动态分析 ‎4．理想变压器原线圈接如图甲所示的正弦交变电压，变压器原线圈匝数n1＝270匝，P是副线圈上的滑动触头，当P处于如图乙所示位置时，副线圈连入电路的匝数n2＝135匝，电容器C恰好不被击穿，灯泡L恰能正常发光，R是滑动变阻器。以下判断正确的是(　　)‎ 甲　　　　　　　　　乙 A．若向下移动P，电容器的电荷量增加 B．若保持P不动，向下移动R的滑片，灯泡变暗 C．若保持R的滑片不动，向下移动P，灯泡变亮 D．电容器的击穿电压为11 V D　[原线圈输入电压的有效值U1＝＝22 V，当P位于题图乙所示位置，副线圈电压的有效值U2＝U1＝11 V，电容器C恰好不被击穿，若向下移动P，电容器C两端的电压减小，由Q＝CU可知，电容器所带的电荷量减少，A错误。若保持P不动，向下移动R的滑片，R 接入电路的电阻减小，流过灯泡的电流增大，灯泡变亮，B错误。若保持R的滑片不动，向下移动P，则副线圈的电压变小，灯泡变暗，C错误。电容器的击穿电压U′m＝U2＝11 V，D正确。]‎ ‎5.(2019·上饶检测)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈中心的抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝220sin(100πt) V，则(　　)‎ A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表V1的示数为22 V B．当t＝ s时，电压表V0的读数为110 V C．单刀双掷开关与a连接，当滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表V1的示数变小，电流表示数增大 D．当单刀双掷开关由a扳向b时，变压器输入功率增大 D　[原线圈两端的电压U1＝ V＝220 V，当单刀双掷开关与a连接时，U2＝U1＝22 V，电压表V1的示数等于变阻器两端的电压，所以电压表V1的示数小于22 V，A错误。电压表的示数为有效值，所以电压表V0的读数为220 V，B错误。滑动变阻器滑片P向上移动，接入电路的电阻增大，R副总增大，I2减小，即电流表示数减小，定值电阻R0两端电压减小，而U2不变，所以电压表V1的示数增大，C错误。当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈匝数减少，由＝知U2增大，I2增大，电流表读数增大，电压表V1的示数增大，副线圈电路中消耗的功率增大，故变压器输入功率增大，D正确。]‎ 题组三：远距离输电问题 ‎6．(2019·定州模拟)如图，利用理想变压器进行远距离输电，发电厂的输出电压恒定，输电线路的电阻不变，当用电高峰到来时(　　)‎ A．输电线上损耗的功率减小 B．电压表V1的示数减小，电流表的示数A1增大 C．电压表V2的示数增大，电流表的示数A2减小 D．用户功率与发电厂输出功率的比值减小 D　[当用电高峰到来时，用户消耗的功率变大，则电流表A2示数变大，输电线上的电流变大，输电线上损耗的功率变大，选项A错误；因为发电厂的输出电压恒定，则升压变压器的次级线圈电压不变，即电压表V1的示数不变，选项B错误；电流表A1的示数增大，输电线上的电压损失变大，故降压变压器的初级线圈电压减小，降压变压器次级线圈电压也减小，即电压表V2的示数减小，选项C错误；用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例＝1－＝1－，因为输电线上的电流增大，则电压损失增大，U1不变，所以用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例减小，故D正确。]‎ ‎7．(2019·龙岩模拟)如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2，T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。下列说法正确的是(　　)‎ A．当用户的用电器增多时，U2减小，U4变大 B．当用户的用电器增多时，P1变大，P3减小 C．输电线上损失的功率ΔP＝ D．要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应增大降压变压器的匝数比 D　[当用户的用电器增多时，用户消耗的功率变大，P4变大，P3变大，用户电流变大，输电线上电流变大，电压损失U损变大，＝，U2不变，＝，U4‎ 变小；而ΔP＝，故A、B、C错误。要减小线路的损耗，应增大升压器的匝数比，输电电压变大，在输送功率一定的条件下，输电线电流减小，T2输入电压变大，要用户得到额定电压，同时应增大降压变压器的匝数比，D正确。]‎ ‎[考点综合练]‎ ‎8．(多选)(2019·南京模拟)如图所示为远距离输电示意图。发电机输出功率P恒定。用户消耗的功率为P用户，升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2，输电线总电阻为r。下列说法正确的是(　　)‎ A．升压变压器原、副线圈匝数比＝ B．将P下移，用户获得的电压将升高 C．输电线上的功率关系为P＝P用户＋ D．若U2提高为原来的10倍，输电线上损失的功率为原来的 AD　[变压器的原、副线圈两端电压与匝数成正比，即＝，A正确。若P下移，降压变压器的原线圈匝数增大，U4＝U3，用户获得的电压降低，B错误。输电线上的功率关系为P＝P用户＋，C错误。若U2提高为原来的10倍，输送线路上的电流变为原来的，故输电线上损失的功率为原来的，D正确。]‎ ‎9.(2019·沈阳检测)一台交流发电机的输出电压表达式为u＝1 000sin(100πt) V，通过匝数之比为4∶1的理想降压变压器给若干盏“220 V　60 W”的灯泡供电，如图所示，输电线总电阻r＝10 Ω，其他电阻不计，为了保证灯泡正常发光，接入电路的灯泡数量为(　　)‎ A．44　　　B．176　　　C．195　　　D．783‎ B　[每盏灯泡的电流I＝＝ A，设有n盏灯能够正常工作，则原线圈的电流I1＝nI＝n，原线圈两端电压U1＝4UL＝880 V，所以电阻r消耗的电压Ur＝U－U1＝120 V，根据欧姆定律可得Ur＝nr，联立解得n＝176，B正确。]‎ ‎10．(多选)(2019·遵义模拟)图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55 Ω，、为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，下列表述正确的是(　　)‎ 甲　　　　　　　　乙　‎ A．电流表的示数为2 A B．原、副线圈匝数比为1∶2‎ C．电压表的示数为电压的有效值 D．原线圈中交变电压的频率为100 Hz AC　[由题图乙可知，交流电的周期T＝0.02 s，频率f＝＝50 Hz，故D错误；输入电压的最大值U1m＝220 V，有效值U1＝＝220 V，电压表测副线圈电压有效值，U2＝110 V，电流表示数I2＝＝2 A，故A正确；原、副线圈匝数比＝＝，故B错误；交流电流表、交流电压表测交流电的有效值，故C正确。]‎ ‎11.(多选)(2019·佛山模拟)理想变压器原线圈a匝数n1＝200匝，副线圈b匝数n2＝100匝，线圈a接在u＝44sin 314t V的交流电源上，“12 V　6 W”的灯泡恰好正常发光，电阻R2＝16 Ω，电压表V为理想电表。下列推断正确的是(　　)‎ A．交变电流的频率为100 Hz B．穿过铁芯的磁通量的最大变化率为 Wb/s C．电压表V的示数为22 V D．R1消耗的功率是1 W BD　[由u＝44sin 314t V知2πf＝314，得f＝50 Hz，A错；在副线圈中，小灯泡正常发光，知副线圈中的电流为0.5 A，进而可求出R2两端的电压为8 V，故副线圈两端的电压为20 V，电压表的示数为20 V，C错；副线圈两端电压的最大值为20 V；由法拉第电磁感应定律知：n2＝20 V，可得：＝ Wb/s，B对；由＝和＝，可知原线圈两端的电压为40 V，电流为0.25 A，故加在R1两端的电压为44 V－40 V＝4 V，故R1消耗的功率为1 W，D对。]‎ ‎12．(2019·成都模拟)如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1，副线圈电路接有滑动变阻器R和额定电压为12 V、电阻为2 Ω的电动机M。原线圈输入的交流电压如图乙所示。闭合开关S，电动机正常工作，电流表示数为1 A。下列判断正确的是(　　)‎ 甲　　　　　　　　　乙　　‎ A．副线圈两端的电压有效值为22 V B．滑动变阻器R的接入电阻为10 Ω C．电动机输出的机械功率为12 W D．若电动机突然卡住，原线圈输入功率将变小 B　[根据题图乙可知U1＝220 V，根据理想变压器变压公式可得副线圈两端的电压有效值为U2＝U1＝×220 V＝22 V，选项A错误；根据题述电动机正常工作，电流表示数为1 A，则滑动变阻器两端电压UR＝22 V－12 V＝10‎ ‎ V，根据欧姆定律可知滑动变阻器R的接入电阻为R＝10 Ω，选项B正确；电动机输入的电功率P＝12×1 W＝12 W，电动机的热功率P热＝12×2 W＝2 W，由P＝P热＋P出，可得电动机输出的机械功率为P出＝10 W，选项C错误；若电动机突然卡住，就相当于一个2 Ω的纯电阻，副线圈电流I＝＝ A＝1.83 A，则副线圈的电流增大，副线圈的电功率增大，根据变压器输出功率决定输入功率可知，原线圈输入功率将变大，选项D错误。]‎ ‎13．(2019·龙岩模拟)利用太阳能电池这个能量转换器件将太阳能转变为电能的系统又称光伏发电系统。有一台内阻为1 Ω的太阳能发电机，供给一个学校照明用电。如图所示，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器匝数比为4∶1，输电线的总电阻R＝4 Ω，全校共22个班，每班有“220 V　40 W”灯6盏，若全部电灯正常发光，求：‎ ‎(1)发电机输出功率；‎ ‎(2)输电线路的效率；‎ ‎(3)发电机电动势的有效值。‎ 解析：(1)降压变压器输出电压为220 V，则有 ＝＝ 解得U3＝880 V 电灯正常发光时的电流I＝＝ A 降压变压器负载中的总电流I4＝22×6×I＝24 A 降压变压器输入端电流I3＝I4＝6 A 导线上损失的电压U损＝I3R＝24 V 升压变压器输出电压U2＝U3＋U损＝904 V 则发电机输出功率P＝U2I3＝5 424 W。‎ ‎(2)用户获得的实际功率P用＝22×6×P额＝5 280 W 则输电效率η＝×100%＝97.3%。‎ ‎(3)由＝可得U1＝U2＝226 V 其输入电流I1＝I3＝24 A 则有E＝U1＋I1r＝250 V。‎ 答案：(1)5 424 W　(2)97.3%　(3)250 V