2019-2020年高考物理一轮复习 第十章 课时跟踪检测（三十五）变压器 电能的输送.DOC

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2019-2020年高考物理一轮复习 第十章 课时跟踪检测（三十五）变压器 电能的输送 对点训练：理想变压器 1．(多选)在如图1所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，四个灯泡完全相同。其额定电压为U，若已知灯泡L3和L4恰能正常工作，那么(　　) 图1 A．L1和L2都能正常工作 B．L1和L2都不能正常工作 C．交流电源电压为2U D．交流电源电压为4U 图2 2.(xx孝感联考)如图2所示，理想变压器的原副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u＝20sin 100πt V，氖泡在两端电压达到100 V时开始发光，下列说法中正确的有(　　) A．开关接通后，氖泡的发光频率为50 Hz B．开关接通后，电压表的示数为100 V C．开关断开后，电压表的示数变大 D．开关断开后，变压器的输出功率不变 图3 3．(多选)(xx河南十所名校高三联考)如图3所示，一只理想变压器原线圈与频率为50 Hz的正弦交变电源相连，两个阻值均为20 Ω的电阻串联后接在副线圈的两端。图中的电流表、电压表均为理想交流电表，原、副线圈分别为200匝和100匝，电压表的示数为5 V。则(　　) A．电流表的读数为0.5 A B．流过电阻的交变电流的频率为100 Hz C．交变电源的输出电压的最大值为20 V D．交变电源的输出功率为2.5 W 对点训练：理想变压器的动态分析 4．(多选)(xx焦作联考)如图4所示，理想变压器原线圈的匝数n1＝1 100匝，副线圈的匝数n2＝110匝，R0、R1、R2均为定值电阻，且R0＝R1＝R2，电流表、电压表均为理想电表。原线圈接u＝220 sin(314t) V的交流电源。起初开关S处于断开状态。下列说法中正确的是(　　) 图4 A．电压表示数为22 V B．当开关S闭合后，电压表示数变小 C．当开关S闭合后，电流表示数变大 D．当开关S闭合后，变压器的输出功率增大 5．(多选)一理想自耦变压器的原线圈接有正弦交变电压，如图5甲所示，副线圈接有可调电阻R，触头P与线圈始终接触良好，下列判断正确的是(　　) 图5 A．交变电源的电压u随时间t变化的规律是u＝U0cos 100πt V B．若仅将触头P向A端滑动，则电阻R消耗的电功率增大 C．若仅使电阻R增大，则原线圈的输入电功率增大 D．若使电阻R增大的同时，将触头P向B端滑动，则通过A处的电流一定增大 图6 6.(多选)(xx杭州模拟)如图6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220 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的示数增大，电流表示数变小 D．当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表V1和电流表的示数均变小 对点训练：远距离输电 图7 7．如图7所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出的电功率为50 kW，用电阻为3 Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)。对整个送电过程，下列说法正确的是(　　) A．输电线上的损失功率为300 W B．升压变压器的匝数比为1∶100 C．输电线上的电流为100 A D．降压变压器的输入电压为4 700 V 图8 8．(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图8所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。已知输电线的总电阻为R，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，降压变压器副线圈两端交变电压u＝220 sin(100πt) V，降压变压器的副线圈与阻值R0＝11 Ω的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是(　　) A．通过R0电流的有效值是20 A B．降压变压器T2原、副线圈的电压比为4∶1 C．升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压 D．升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率 9．(xx四川高考)如图9所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则(　　) 图9 A．用户用电器上交流电的频率是100 Hz B．发电机输出交流电的电压有效值是500 V C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定 D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小 对点训练：三种特殊的变压器 图10 10.(xx开封模拟)如图10所示，理想变压器有两个副线圈，匝数分别为n1和n2，所接负载4R1＝R2，当只闭合S1时，电流表示数为1 A，当S1和S2都闭合时，电流表示数为2 A，则n1∶n2为(　　) A．1∶1　　　　　　　 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4 图11 11.如图11所示，自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源，其电压有效值U1＝100 V，R0＝40 Ω，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值U2为________V，通过电阻R0的电流有效值为________A。 12．电压互感器使用时应将其原线圈________联接入被测电路；而电流互感器则应________联接入被测电路。 考点综合训练 13．(多选)(xx青岛模拟)如图12甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为11∶1，R＝1 Ω，原线圈允许通过电流的最大值为1 A，副线圈ab两端电压随时间变化图像如图乙所示。则下列说法正确的是(　　) 图12 A．原线圈输入电压的有效值为242 V B．原线圈两端交变电压的频率为550 Hz C．副线圈中电流的最大值为11 A D．为保证电路安全工作，滑动变阻器R′的阻值不得小于1 Ω 14．(多选)(xx济宁市高三联考)一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1，原线圈接入电压220 V的正弦交流电，各元件正常工作，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图13所示。电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是 (　　) 图13 A．原、副线圈中的电流之比为5∶1 B．电压表的读数约为31.11 V C．若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω，则1分钟内产生的热量为2.9103 J D．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均减小 15．(多选) 图14 (xx临川二中高三月考)如图14所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比是10∶1，原线圈输入交变电压u＝100sin 50πt V，O是副线圈中心抽出的线头，R1＝5 Ω，R2＝15 Ω，则(　　) A．开关S断开时，电流表的示数为0.05 A B．开关S闭合时，电流表的示数为0.05 A C．开关S闭合时，两电阻总的电功率为 W D．开关S断开时，两电阻总的电功率为 W  答 案 1．选AD　根据灯泡L3和L4恰能正常工作，变压器原线圈输入电压为灯泡L3和L4额定电压U的2倍，输入电流为灯泡L3和L4的额定电流。所以L1和L2都能正常工作，交流电源电压为4U，选项A、D正确，B、C错误。 2．选B　由u＝20sin 100πt V可知，交流电压频率为50 Hz，在一个周期内，交变电流两次超过100 V电压，所以氖泡的发光频率为100 Hz，选项A错误；变压器输入电压有效值为U1＝20 V，输出电压有效值U2＝U1＝520 V＝100 V，开关接通与断开后，电压表的示数均为100 V，选项B正确，C错误；开关断开后，氖泡不发光，消耗电能变小，变压器的输出功率变小，选项D错误。 3．选CD　根据欧姆定律可得副线圈中的电流I2＝＝0.25 A，根据理想变压器原、副线圈中的电流比＝，可解得I1＝0.125 A，A错误；理想变压器原、副线圈中的交变电流的频率相同，都为50 Hz，B错误；副线圈输出电压的有效值是10 V，根据正弦交变电流的最大值和有效值的关系可得其最大值应为U2m＝10 V，原、副线圈电压比为＝，可得交变电源输出电压的最大值为U1m＝20 V，C正确；对于理想变压器，交变电源的输出功率等于变压器副线圈消耗的功率，P＝2 W＝2.5 W，故D正确。 4．选BCD　变压器输入电压220 V，由变压器变压公式，副线圈输出电压为22 V，根据串联分压原理，电压表示数为11 V，选项A错误；当开关S闭合后，输出功率增大，电压表示数变小，原线圈输入功率增大，电流表示数变大，选项B、C、D正确。 5．选AB　从题图甲可看出，交流电的周期T＝210－2s，最大值为U0，所以交变电源的电压 u随时间t变化的规律是u＝U0cost V＝U0cos 100πt V，选项A正确；因原、副线圈两端电压与其匝数成正比，当仅将触头P向A端滑动时，副线圈两端的电压增大，即电阻R两端的电压增大，则电阻R消耗的电功率增大，选项B正确；若仅使电阻R增大，则副线圈两端的电压不变，电阻R消耗的电功率P＝减小，原线圈的输入电功率也减小，选项C错误；将触头P向B端滑动，副线圈两端的电压减小，同时电阻R增大，通过R的电流I2＝减小，根据变压器的特点，通过A处的电流也一定减小，选项D错误。 6．选BC　当单刀双掷开关与a连接时，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，副线圈输出电压为U2＝22 V，但电压表V1示数小于U2，故A错误；当t＝ s时，电压表V0的读数为有效值220 V，故B正确；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，滑动变阻器的电阻变大，电路的总电阻变大，由于副线圈输出电压U2是由变压器决定的，所以电流表示数变小，电压表V1示数变大，故C正确；当单刀双掷开关由a扳向b时，理想变压器原、副线圈的匝数比变为5∶1，副线圈输出电压U2变大，电流表和电压表V1的示数均变大，故D错误。 7．选A　输电线上的损失功率为0.6%50 kW＝300 W，选项A正确。由I2R＝300 W可得输电线上电流I＝10 A，升压变压器副线圈电压为5 000 V，升压变压器的匝数比为1∶10，选项B、C错误。输电线损失电压为IR＝30 V，降压变压器的输入电压为4 970 V，选项D错误。 8．选ABD　由题知降压变压器副线圈两端交变电压的有效值为220 V，则通过R0的电流为20 A，A正确；由＝得降压变压器T2原、副线圈的电压比为4∶1，B正确；在输电过程中，输电线上有电阻，升压变压器T1的输出电压不能完全加在降压变压器T2的两端，输电线上有功率损失，C错误、D正确。 9．选D　根据交流电的变化规律、变压器的工作原理和远距离输电知识解题。 由ut图像可知，交流电的周期T＝0.02 s，故频率f＝＝50 Hz，选项A错误；交流电的最大值Um＝500 V，故有效值U＝＝250 V，选项B错误；输电线上的电流由降压变压器副线圈上的电阻和降压变压器原副线圈的匝数比决定，选项C错误；当用户用电器的总电阻增大时，副线圈上的电流减小，根据＝，原线圈(输电线)上的电流减小，根据P＝IR，得输电线损失的功率减小，选项D正确。 10．选B　变压器原副线圈的磁通量变化率相同，所以U∶U1∶U2＝n∶n1∶n2，根据能量守恒，输出功率等于输入功率，所以有当只闭合S1时UI＝，当S1和S2都闭合时，UI′＝＋＝，代入数据I＝1 A、I′＝2 A可得U＝4U，即U1∶U2＝1∶2，所以n1∶n2＝1∶2，选项B对。 11．解析：当滑动片位于线圈中点位置时，由变压器电压关系有∶＝，所以U2＝＝200 V，通过R0的电流为I＝＝ A＝5 A。 答案：200　5 12．并　　串 13．选AC　由题知变压器副线圈两端电压有效值为22 V，由原副线圈两端电压关系＝可得，原线圈输入电压的有效值为242 V，故A项正确；由于原副线圈两端交流电的频率相同，故原线圈两端交变电压的频率为50 Hz，B项错；原线圈允许通过电流的最大值为1 A，根据原副线圈电流关系＝可得副线圈中电流的最大值为11 A，C项正确；根据部分电路的欧姆定律可得，副线圈中滑动变阻器最小阻值为R′＝－R＝Ω－1 Ω＝(2－1)Ω，故D项错。 14．BC　原、副线圈中的电流与匝数成反比，所以电流之比为1∶5，选项A错误；原线圈接入电压为220 V的正弦交流电，原、副线圈的电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压为44 V，由于副线圈接着二极管，它具有单向导电性，而电表示数均是交流电的有效值，根据有效值的定义有＝T，从而求得电压表两端电压有效值为U＝22 V≈31.11 V，选项B正确；若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω，则1 min内产生的热量为Q＝t＝2.9103 J，C正确；滑片向上滑动，滑动变阻器接入的阻值变小，其两端的电压不变，所以通过滑动变阻器的电流变大，即电压表示数不变，电流表示数变大，D错误。 15．选AC　由电压公式知输入电压的有效值为U0＝100 V，S断开时，根据电压与匝数成正比知输出电压为10 V，S断开时，由欧姆定律知，副线圈中的电流为 A＝0.5 A，根据电流与匝数成反比得，原线圈中电流为0.05 A，故A正确；开关S断开时，两电阻总的电功率为UI＝100.5＝5 W，故D错误；S闭合时，相当于有两个副线圈，电压仍然与匝数成正比，但电流与匝数不再成反比，因O是副线圈中心抽出的线头，两电阻两端电压均为5 V，两副线圈中电流分别为I1＝ A＝1 A和I2＝ A＝ A，所以由IU0＝I1U1＋I2U2得，原线圈中电流为I＝ A＝ A，故B错误；S闭合时，两电阻总的电功率为P总＝I1U1＋I2U2＝ W，故C正确。