【物理】2019届一轮复习人教版变压器电能的输送学案

【物理】2019届一轮复习人教版变压器电能的输送学案

‎46 变压器电能的输送 ‎1．有一理想变压器，副线圈所接电路如图所示，灯L1、L2为规格相同的两只小灯泡。当S断开时，灯L1正常发光。S闭合后，下列说法正确的是(　　)‎ A．电阻R消耗的电功率增大 B．灯L1、L2都能正常发光 C．原线圈的输入功率减小 D．原、副线圈的电流比减小 答案　A 解析　当S闭合后，由变压器电压与匝数比关系＝，可知副线圈电压U2不变，而电路的电阻减小，所以副线圈的电流增大，由P＝I2R知R消耗的功率增大，故A正确；当S闭合后，电路的电阻减小，副线圈的电流增大，所以电阻R的电压增大，而副线圈电压U2不变，所以灯泡两端的电压减小，灯L1、L2都不能正常发光，故B错误；由于副线圈中负载电阻减小，消耗的功率为P＝，故消耗的功率增大，又因为输入功率等于输出功率，故原线圈的输入功率增大，C错误；由电流与匝数关系＝，知变压器原、副线圈的匝数不变，故原、副线圈中电流之比不变，故D错误。‎ ‎2．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，A、V均为理想电表，R为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，L1和L2是两个完全相同的灯泡。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是(　　)‎ A．电压u的频率为100 Hz B．电压表V的示数为22 V C．当光强增大时，变压器的输入功率变大 D．当L1的灯丝烧断后，V示数变小 答案　C 解析　电压的频率f＝＝50 Hz，A错误；原线圈电压有效值U1＝220 V，由＝＝得U2＝22 V，电压表测量L2电压，所以电压表的示数小于22 V，B错误；当光强变大时，R的阻值减小，总电阻减小，电流变大，总功率变大，则变压器输入功率变大，C正确；当L1灯烧丝断后，因副线圈电压不变，则L2上的电压不变，则V的示数不变，D错误。‎ ‎3．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，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＝220sin100πt(V)，则(　　)‎ A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 V B．当t＝ s时，c、d间的电压瞬时值为110 V C．单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小 D．当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小 答案　A 解析　当单刀双掷开关与a连接时，原、副线圈的匝数比为10∶‎ ‎1，原线圈两端的电压有效值U1＝ V＝220 V，根据＝，代入数据得U2＝22 V，故电压表的示数为22 V，A正确；当t＝ s时，c，d间电压的瞬时值为 u＝220sin100π× V＝110 V，故B错误；当单刀双掷开关与a连接，滑动变阻器触头P向上移动的过程中，滑动变阻器电阻的阻值变大，电压不变，电流表示数减小，故C错误；当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈匝数减小，根据＝，所以U2变大，电压表和电流表的读数均变大，故D错误。‎ ‎4．(2017·河北定州周练)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A1增大 C．电压表V2的示数增大，电流表A2减小 D．用户功率与发电厂输出功率的比值减小 答案　D 解析　当用电高峰到来时，用户消耗的功率变大，则电流表A2读数变大，输电线上的电流变大，输电线上损耗的功率、电压都变大，A错误；电流表A1增大，因为发电厂的输出电压恒定，则升压变压器的输出电压也不变，即电压表V1的示数不变，B错误；输电线上的电压损失变大，故降压变压器的初级电压减小，由理想变压器的电压与匝数成正比得次级电压也减小，即电压表V2的示数减小，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ΔU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。‎ ‎5．(2017·浙江嘉兴期末)(多选)某兴趣小组利用如图所示装置给小灯泡供电。矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀速转动，并通过变压器给小灯泡供电。下列说法正确的是(　　)‎ A．图示位置穿过线框的磁通量为零 B．图示位置线框产生的感应电动势为零 C．使用变压器的目的是为了提高输出功率 D．若灯泡偏暗，可通过减少原线圈匝数来提高灯泡亮度 答案　BD 解析　图示位置穿过线圈的磁通量最大，线圈平面与中性面重合，感应电动势为零，A错误，B正确；变压器只能改变电压，不能提高输出功率，C错误；根据＝，当U1不变时，可以减少原线圈的匝数n1可以增加副线圈的电压U2，使偏暗的灯泡变亮，D正确。‎ ‎6．(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，R1＝20 Ω，R2＝30 Ω，C为电容器，已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则(　　)‎ A．交流电的频率为0.02 Hz B．原线圈输入电压的最大值为200 V C．电阻R1的电功率为10 W D．通过R2的电流始终为零 答案　BC 解析　根据变压器原理可知原、副线圈中电流的周期、频率相同，由题图乙可知周期为T＝0.02 s、频率为f＝＝50 Hz，A错误；由图乙可知通过R1的电流最大值为Im＝‎1 A，根据欧姆定律可知其最大电压为Um＝20‎ ‎ V，再根据原、副线圈的电压之比等于匝数之比，可知原线圈输入电压的最大值为200 V，B正确；R1的电功率P＝IR1＝2×20 W＝10 W，C正确；电容C能通交流电，有电流通过R2，D错误。‎ ‎7．(2017·山西太原模拟)(多选)如图为远距离输电示意图，其中T1、T2为理想变压器，r是输电线电阻，灯L1、L2相同且阻值不变。现保持变压器T1的输入电压不变，滑片P位置不变，当开关S断开时，灯L1正常发光，则(　　)‎ A．仅闭合S，灯L1会变亮 B．仅闭合S，r消耗的功率会变大 C．仅将滑片P下移，r消耗的功率会变小 D．仅将滑片P上移，电流表示数会变小 答案　BD 解析　闭合S，负载电阻减小，变压器T2副线圈电流增大，根据变流规律知，T2原线圈电流增大，即输电线上电流增大，导线上损耗的电压U＝Ir增大，损耗的功率P＝I2r增大，T2的输入电压U3＝U2－Ir减小，所以U4减小，即灯泡L1两端电压减小，变暗，故A错误、B正确；仅将滑片P下移，变压器T1副线圈匝数增加(n2增加)，根据＝可知U2变大，所以变压器T2的输入电压U3增大，U4增大，再根据I4＝得负载电流增大，整个电路电流增大，r消耗的功率会变大，故C错误；仅将滑片P上移，同理可得输电线电流减小，电流表示数会变小，故D正确。‎ ‎8．(2018·福建厦门月考)(多选)如图为学校配电房向各个教室的供电示意图，T为理想变压器，V1、A1为监控室供电端的电压表和电流表，V2、A2为监控校内变压器输出端的电压表和电流表，R1、R2为教室的负载电阻，V3、A3为教室内的监控电压表和电流表，配电房和教室间有相当长的一段距离，则当开关S闭合时，以下说法错误的是(　　)‎ A．电流表A1、A2和A3的示数都变大 B．只有电流表A1的示数变大 C．电压表V3的示数变小 D．电压表V2和V3的示数都变小 答案　ABD 解析　当开关闭合后，副线圈的总电阻变小，由于升压变压器的输入电压不变，则输出电压不变，即V2的示数不变，可知输电线中的电流增大，即A2的示数增大，则输电线上损失的电压增大，可知用户端得到的电压减小，即V3的示数减小，所以通过R1的电流减小，即A3的示数减小，副线圈中电流决定原线圈中的电流，根据＝知，原线圈中的电流I1增大，所以A1的示数增大，故C正确，A、B、D错误。‎ ‎9．(2016·江苏高考)‎ 如图所示，一自耦变压器环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈。在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中(　　)‎ A．U2>U1，U2降低 B．U2>U1，U‎2升高 C．U2

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