【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 ‎1．[人教版选修3－2P50第3题改编]从发电站输出的功率为220 kW，输电线的总电阻为0.05 Ω，用110 V和11 kV两种电压输电．两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为(　　)‎ A．100：1　B．1：100‎ C．1：10 D．10：1‎ 解析：由题意知输电线上的电流I＝，则输电线的总电阻造成的电压损失ΔU＝Ir＝ 故＝＝＝＝，故选A.‎ 答案：A ‎2．(多选)如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S，下列说法正确的是(　　)‎ A．P向下滑动时，灯L变亮 B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变 C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小 D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大 解析：对于理想变压器U2＝ U1，U1不变则U2不变，与调节P无关，故B正确．又UL＝U2，所以灯的亮度不变，A错．P向上滑动时RP减小，则R总减小，P出＝增大，P入＝P出＝U1I1，所以I1增大，可知C错误，D正确．‎ 答案：BD ‎3．如图所示为汽车的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连接到12 V的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的两端，开关由机械控制，当开关由闭合变为断开时，副线圈中产生10 000 V以上的电压，火花塞中产生火花．下列说法中正确的是(　　)‎ A．变压器的原线圈要用粗导线绕制，而副线圈可以用细导线绕制 B．若该点火装置的开关始终闭合，火花塞的两端会持续产生高压 C．变压器原线圈输入的12 V电压必须是交流电，否则就不能在副线圈中产生高压 D．该点火装置中变压器的副线圈匝数必须小于原线圈的匝数 解析：汽车的点火装置是利用变压器原理工作的，当开关始终闭合时，通过原线圈的电流恒定，原线圈中产生的磁场恒定，则在副线圈上不会产生电压，所以B错误；由题可知原线圈处接12 V的直流电源，当断开开关瞬间原线圈中电流迅速变化，会产生变化的磁场，则在副线圈中可能产生高压，所以C错误；由＝ 可知，要在副线圈中产生高压，则原线圈匝数必须小于副线圈的匝数，所以D错误．故选A.‎ 答案：A ‎4．如图所示，理想变压器的原线圈接入电压为7 200 V的交变电压，r为输电线的等效电阻，且r＝5 Ω，用电器RL的规格为“220 V　880 W”，已知该用电器正常工作，由此可知(　　)‎ A．原、副线圈的匝数比为30∶1‎ B．原线圈中的电流为4 A C．电器RL换成规格为“220 V　1 000 W”的用电器也可以正常工作 D．变压器的输入功率为880 W 答案：A　解析：由用电器RL正常工作，可得通过副线圈的电流I＝4 A，副线圈导线上的电压损失Ur＝4×5 V＝20 V，副线圈两端的电压U2＝220 V＋20 V＝240 V，因此原副线圈的匝数比为30∶1，故A项正确；又P1＝P2＝U2I2＝240×4 W＝960 W，故D项错误；原线圈中的电流I1≈0.13 A，B项错误；换成功率大的用电器后r分压变大，用电器电压小于220 V，故C项错误．‎ ‎5．(多选)如图所示的电路中，变压器为理想变压器，已知原、副线圈的匝数比为＝，现给原线圈两端加瞬时值表达式为u1＝311sin 100πt(V)的交变电压，负载电阻R＝440 kΩ，I1、I2分别表示原、副线圈中的电流，下列判断正确的是(　　)‎ A．副线圈两端电压的有效值为6 220 V，副线圈中电流的有效值为14.1 mA B．副线圈两端电压的有效值为4 400 V，副线圈中电流的有效值为10.0 mA C．I1I2‎ 答案：BD　解析：根据题意可知，原线圈两端交变电压的最大值为311 V，则其有效值为 V＝220 V，根据原、副线圈电压与匝数成正比，可知副线圈两端电压的有效值为4 400 V，再根据欧姆定律，可以求出副线圈中电流的有效值为 A＝10 mA，选项A错误，B正确；变压器的输入功率等于输出功率，即U1I1＝U2I2，可以判断I1>I2，选项C错误，D正确．‎ ‎6．(2018·河南中原名校联盟质检)(多选)如图所示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图．变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动，可以认为电压表V1示数不变．输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻．如果变压器上的能量损失忽略不计，当用户的用电器增加时，图中各表的示数变化的情况是(　　)‎ A．电流表A1示数变大 B．电流表A2示数变小 C．电压表V2示数变大 D．电压表V3示数变小 答案：AD　解析：由于变压器的输入功率和输出功率相等，副线圈的电阻减小了，输出功率变大了，所以原线圈的输入功率也要变大，因为输入电压不变，所以输入电流要变大，所以电流表A1的示数变大，A正确；当用电器增加时，相当于R的值减小，副线圈的总电阻减小，所以电流要变大，即电流表A2的示数变大，B错误；理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出电压不变，所以电压表V2的示数不变，C错误；由于副线圈的电流变大，电阻R0两端的电压变大，又因为电压表V2的示数不变，所以电压表V3的示数变小，D正确．‎ ‎7．(2018·河北保定调研)(多选)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1∶10，原线圈接通正弦交流电源，理想电压表V示数为22 V，理想电流表A1示数为5 A，副线圈串联了电阻可忽略的熔断器、理想电流表A2以及虚线框内的某用电器，电路处于正常工作状态，则下列说法正确的是(　　)‎ A．熔断器的熔断电流应该大于0.5 A B．原、副线圈的电流频率之比为1∶10‎ C．若虚线框内接入电容器，电容器的耐压值至少是220 V D．若虚线框内接入电动机且正常工作，可知电动机内阻为440 Ω，电流表A2示数为0.5 A 答案：AC　解析：根据＝，可知副线圈中电流为0.5 A，则选项A正确；原、副线圈的电流频率相等，选项B错误；根据＝，可知副线圈两端电压为220 V，最大值为220 V，选项C正确；电动机为非纯电阻电器，若电动机内阻为440 Ω，则副线圈电流小于0.5 A，选项D错误．‎ ‎ [能力提升]‎ ‎8．(多选)一台理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1，原线圈接入电压为220 V的正弦交流电，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(　　)‎ A．电压表的示数为55 V B．原线圈中的输入功率等于副线圈中的输出功率 C．若将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电流表的示数变小 D．若滑动变阻器接入电路的阻值为30 Ω，则1 min内产生的热量为6 050 J 答案：BC　解析：原、副线圈的电压与匝数成正比，故副线圈两端的电压U2＝55 V，由P入＝P出，即U1I1＝U2I2，B项正确；由有效值的定义知电压表的示数小于55 V，A项错误；将滑动变阻器的滑片向下滑动，接入电路中的阻值变大，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的示数不变，副线圈中的电流变小，则电流表的示数变小，C项正确；由功率计算可知产生的热量为3 025 J，D项错误．‎ ‎9．(2018·江西三校高三联考)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，除R以外其余电阻不计．从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝220sin 100πt(V)．下列说法中正确的(　　)‎ A．t＝ s时，电压表的示数为220 V B．t＝ s时，a、c两点间电压瞬时值为110 V C．滑动变阻器滑片向上移，电压表的示数不变，电流表的示数减小 D．单刀双掷开关由a扳向b，电压表的示数不变，电流表的示数减小 答案：C　解析：原线圈两端电压有效值为220 V，由理想变压器原、副线圈电压之比等于匝数之比可得，副线圈两端电压有效值为 22 V，电压表测量的是有效值，故A错误；t＝ s时，a、c两点间电压瞬时值为110 V，故B错误；滑动变阻器滑片向上移，接入电阻变大，副线圈两端电压由匝数比和输入电压决定，电压表的示数不变，电流表示数减小，C正确；单刀双掷开关由a扳向b，匝数比变小，匝数与电压成正比，所以电压表和电流表的示数均变大，故D错误．‎ ‎10．(2018·河南洛阳一模)(多选)如图所示，理想变压器输入端接在电动势随时间变化、内阻为r的交流电源上，输出端接理想电流表及阻值为R的负载，变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2.则下列说法正确的是(　　)‎ 甲 ‎　　‎ 乙 A．交流电源的最大效率为50%‎ B．该交流电源电动势的瞬时值表达式为e＝Emsin 100πt(V)‎ C．电流表的读数为 D．若R阻值增大，则变压器副线圈两端电压变大 答案：CD　解析：根据题述不能得出交流电源的最大效率，选项A错误；该交流电源的周期为0.04 s，该交流电源电动势的瞬时值表达式为e＝Emsin 50πt(V)，选项B错误；设变压器输入端等效电阻为R1，则原线圈中电流为I1＝，输入电压为U1＝I1R1＝，副线圈输出电压为U2＝I2R，输出功率为P2＝IR，根据变压器功率关系可得·＝IR，根据变压公式，U1∶U2＝n1∶n2，联立解得R1＝R，I2＝，选项C正确；若R阻值增大，副线圈输出电流减小，输出功率减小，导致原线圈输入电流减小，电源路端电压增大，原线圈输入电压增大，变压器副线圈两端电压增大，选项D正确．‎ ‎11．(2018·河北张家口模拟)(多选)如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝ T的水平匀强磁场中，线框面积 S＝0.5 m2，线框电阻不计，线框平面与磁感线垂直，以此时刻为计时起点，线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝200 rad/s 匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V　60 W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法正确的是(　　)‎ A．图示位置穿过线框的磁通量变化率不为零 B．线框中交变电压的表达式为e＝500sin 200t(V)‎ C．变压器原、副线圈匝数之比为50∶11‎ D．允许变压器输出的最大功率为5 000 W 答案：BD　解析：题图示位置穿过线框的磁通量最大，磁通量的变化率为零，A错误；产生的交流电的最大值Em＝NBSω＝500 V，从图示位置计时，电动势的瞬时值表达式e＝500sin 200t(V)，B正确；变压器原、副线圈的匝 数比＝＝，C错误；变压器允许输出的最大功率P＝U1I1max＝500×10 W＝5 000 W，D正确．‎ ‎12．图甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的uabt图象如图乙所示．若只在ce间接一只Rce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只Rde＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.‎ 甲 ‎　　‎ 乙 ‎(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；‎ ‎(2)求只在ce间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I1；‎ ‎(3)求ce和de间线圈的匝数比.‎ 答案：(1)uab＝400sin 200πt V　(2)0.28 A　(3) 解析：(1)由题图乙知ω＝200π rad/s，‎ 电压瞬时值uab＝400sin 200πt V.‎ ‎(2)电压有效值U1＝200 V，‎ 理想变压器P1＝P2＝80 W，‎ 原线圈中的电流I1＝，‎ 解得I1≈0.28 A.‎ ‎(3)设ab间匝数为n1，则＝，‎ 同理＝.‎ 由题意知＝，解得＝，‎ 代入数据得＝.‎