高2021屆高2018級高中物理大一輪復(fù)習(xí)資料三維設(shè)計課件課時跟蹤檢測(三十七)理想變壓器與遠距離輸電

第11頁共9頁課時跟蹤檢測（三十七） 理想變壓器與遠距離輸電[A級一一基礎(chǔ)小題練熟練快]1.如圖所示為一種變壓器的實物圖，根據(jù)其銘牌上所提供的信息 ，以下判斷正確的是星1.如圖所示為一種變壓器的實物圖，根據(jù)其銘牌上所提供的信息 ，以下判斷正確的是星：PKT-]H-dOW幡入野通?ireovfioHn-坤中蚪&]上'：5.UAA.這是一個升壓變壓器B.原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多C.當原線圈輸入交流電壓 220V時，副線圈輸出直流電壓 12VD.當原線圈輸入交流電壓 220V、副線圈接負載時，副線圈中電流比原線圈中電流小【試題解析】：選B根據(jù)銘牌上所提供的信息可知：變壓器的輸入電壓為 220V,輸出電壓為12V,該變壓器為降壓變壓器，故選項A錯誤，B正確；變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)故變壓器的原、副線圈上的電壓都為交流電壓，選項故變壓器的原、副線圈上的電壓都為交流電壓，選項C錯誤；由理想變壓器的輸出功率等于輸入功率，且原線圈的電壓大于副線圈的電壓 ，故副線圈接負載時，副線圈中電流比原線圈中電流大，選項D錯誤。2.（多選）如圖所示，在某一輸電線路的起始端接入兩個互感器 ，原、副線圈的匝數(shù)比分別為 100：1和1：100，圖中a、b表示電壓表或電流表，已知電壓表的示數(shù)為22V,電流表的示數(shù)為1AJ!J（ ）A.a為電流表,b為電壓表B.a為電壓表處為電流表C.線路輸送電功率是220kWD.輸電線路總電阻為22Q，測量的是車電電壓，所以【試題解析】：選BC左側(cè)的互感器原線圈并聯(lián)在輸電線路上，測量的是車電電壓，所以a為電壓表；右側(cè)的互感器原線圈串聯(lián)在輸電線路上 ，測量的是輸電電流,b為電流表，選項B

正確,A錯誤；電壓表的示數(shù)為 22V,根據(jù)變壓公式，亍=100，輸電電壓為Ui=100X22V=2U2n2200V;電流表的本數(shù)為1A,根據(jù)變流公式，丁=一=100,輸電電流Ii=100X1A=100A,線路n1輸送電功率為P=U1I1=220kW,選項C正確；根據(jù)題述條件，不能求出輸電線路總電阻，選項D錯誤。3.（多選）（2020隨州質(zhì)量檢測）如圖所示，MN和PQ為處于同一水平面內(nèi)的兩根平行的光N、Q端接理想變壓器的初級線圈RN、Q端接理想變壓器的初級線圈R、電感元件L和電容元件Co在理想變壓器的輸出端有三組次級線圈 ，分別接有電阻元件水平金屬導(dǎo)軌之間加豎直向下的勻強磁場 ，若用Ir、水平金屬導(dǎo)軌之間加豎直向下的勻強磁場 ，若用Ir、Il、Ic分別表示通過R、L和C的電流,則下列判斷中正確的是（A.在ab棒勻速運動且ab棒上的電流已達到穩(wěn)定后，Irw0、Ilw0、Ic=0B.在ab棒勻速運動且ab棒上的電流已達到穩(wěn)定后 ，Ir=0、Il=0、Ic=0C.若ab棒在某一中心位置附近做 v=vmsin3t的運動，則Irw0、Ilw。、Icw0D.若ab棒勻加速運動，則IrW0、IlW0、Ic=0【試題解析】：選BCD在ab棒勻速運動過程中，ab棒產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢，左邊原線圈中產(chǎn)生恒定的電流，形成恒定的磁場，穿過右側(cè)的三個副線圈的磁通量不變 ，則副線圈中沒有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，所以Ir=0、Il=0、Ic=0,故A錯誤,B正確；若ab棒在某一中心位置附近做簡諧運動，原線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流 ，副線圈中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生 ，故Irw0、Ilw0、IcW0,故C正確；若ab棒勻加速運動，原線圈中感應(yīng)電流均勻增大 ，穿過副線圈的磁通量均勻增大，副線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢 ，由于電容器有隔直的特性，Ic=0,而電感線圈有通直的特性，|LW0,故IRW0、ILW0、Ic=0,故D正確。4.（2018天津高考）教學(xué)用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機（內(nèi)阻可忽略）通過理想變壓器向定值電阻 R供電，電路如圖所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U,R消耗的功率為P。若發(fā)電機1線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?，則（ ） 一、,1A.R消耗的功率變?yōu)?P 1B.電壓表V的讀數(shù)變?yōu)?UC.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID.通過R的交變電流頻率不變【試題解析】：選B發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值 Em=NBSco，其中3=2兀n,理想變壓器的輸入電壓（有效值）Ui=Em,若線圈的轉(zhuǎn)速n變?yōu)樵瓉淼?,根據(jù)U1=n1,則電壓表V的讀'2 2U2n2數(shù)變?yōu)?U,通過R的電流變?yōu)樵瓉淼?,R消耗的功率變?yōu)?P,根據(jù)￥=當，電流表A的讀數(shù)變?yōu)? 2 4 12n1,, 2I,故B正確,A、C錯誤；交變電流的頻率f等于線圈的轉(zhuǎn)速n,故D錯誤。5.（多選）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比 n1：n2=10：1,原線圈輸入的交流電壓如圖乙所示，副線圈電路接有滑動變阻器 R和額定電壓為12V、工作時內(nèi)阻為2◎的電動A.副線圈兩端電壓為22/VB.電動機輸出的機械功率為 12WC.通過電動機的交流電頻率為 100HzD.若電動機突然卡住不轉(zhuǎn)，原線圈輸入功率變大【試題解析】：選ABC由乙圖可知，輸入電壓的最大值為220/2V,則有效值U1=Um=220V,U2=乎Ui=22V,故A錯誤；輸出的機械功率： P=UI2-I22R=12X1W-12X2W=n11 一，一一，10W,則B錯誤；由乙圖可知，輸入交變電壓的周期為0.02s,則頻率為f=,=50Hz,因為原副線圈交變電流頻率相等，則通過電動機的交流電頻率為50Hz,C錯誤；卡住電動機，電動機變成了純電阻，電壓不變，電流增大，輸出功率增加，則原線圈輸入功率增加，則D正確。6.（多選）（2019廣東省廣州市一模）如圖，理想變壓器上接有3個完全相同的燈泡淇中1個燈泡與原線圈串聯(lián)，另外2個燈泡并聯(lián)后接在副線圈兩端。已知交流TOC\o"1-5"\h\z電源的電壓u=18q2sin1007tt（V）,3個燈泡均正常發(fā)光，忽略導(dǎo)線電阻，則變壓器（ ）A.副線圈電壓的頻率為100HzB.原線圈兩端的電壓為 12VC.原副線圈的電流比為 2：1D.原副線圈的匝數(shù)比為 2：1【試題解析】：選BD由交流電源的電壓u=18/2sin1007tt（V）,可知100兀=2【試題解析】：選BD電流的頻率為f=50Hz,選項A錯誤；3個燈泡均正常發(fā)光，設(shè)燈泡額定電壓為U,額定電流為I,則副線圈輸出電壓為U,輸出電流為2I,由變壓器變流公式可得原副線圈的匝數(shù)比為 n1：n2=2I：I=2：1，選項D正確；原副線圈的電流比為 I：21=1：2,選項C錯誤；交流電源電壓U=18V,根據(jù)變壓器變壓公式，原線圈兩端的電壓為U1=2U,由U'=U+U1,解得U1=12V,選項B正確。.（多選）（2019內(nèi)蒙古集寧模擬）如圖甲所示為理想變壓器 淇原線圈匝數(shù)m=50匝，副線圈匝數(shù)n2=100匝，電阻Ri、R2的阻值均為100Qo副線圈兩端的電壓U隨時間t按正弦規(guī)A.電流表的示數(shù)為兀 A.原線圈中電流變化的頻率為25HzC.電阻Ri的熱功率P=200%2WD.a、b間的輸入電壓的有效值Uab=125寸2兀V【試題解析】：選CD電流表的示數(shù)是電流的有效值 ，則I2=R^=^^m=A227tA,A項1錯誤；由圖乙可知，副線圈中交流電的頻率 f=T=50Hz,變壓器不改變交流電的頻率，故原線圈中電流變化的頻率為50Hz,故B錯誤；原線圈中電流的有效值 Ii=/l2=J2兀A,原線圈一、一一 ni50-100兀 l .一 c c兩漏電壓Ui=n^U2=i00><mV=25yf2TtV,電阻Ri的熱功率P=Ii2Ri=200兀2W,a、b間的輸入電壓的有效值Uab=|iRi+Ui=i25鏡兀V,故C、D正確。8.（2020四川廣元市質(zhì)檢）我國“西電東送”采用特高壓遠距離輸電。 在西部發(fā)電廠附近升壓變壓器將電壓升高，通過輸電線輸送到東部某地，再用降壓變壓器降壓到穩(wěn)定的工作電壓，為負載提供電壓。變壓器均為理想變壓器 ，發(fā)電機輸出電壓及輸電線的電阻均不變。則（ ）A.增加負載，輸電線上損失的功率增大.增加負載，升壓變壓器的原線圈中電流減小C.升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓D.升壓變壓器的輸出電壓小于降壓變壓器的輸入電壓【試題解析】：選A由于負載增加，降壓變壓器輸出的功率增加，負載線路電流變大，故高壓輸電線上的電流變大，P損=I2R,損失功率變大，因為輸電線中電流變大，根據(jù)變壓器原理可知，升壓變壓器原線圈中電流變大 ，A正確，B錯誤；因為輸電線存在電阻 ，有電壓損失，所以升壓變壓器輸出電壓大于降壓變壓器輸入電壓 ，C、D錯誤。.（多選）（20i9浙江麗水市質(zhì)檢）如圖甲所示，在變壓器輸入端加上如圖乙所示的交變電壓ui=Umsinat,在副線圈的輸出端串接上一只理想整流二極管 D和滑動變阻器R狽U（ ）中 乙A.當滑片P上移時，原線圈中的電流Ii變大B.當滑片P上移時，原線圈的輸入功率變小C.當拿掉二極管后，副線圈中的交流電周期與原來相同2D.保持滑片P不動,R上電流有效值是無二極管時的 匯【試題解析】：選BCD由于原線圈兩端電壓不變，副線圈兩端電壓不變，當滑片P上移

時,滑動變阻器接入電路中的電阻變大 ，所以副線圈中的電流變小 ，則原線圈中的電流變小，故A錯誤；由于原線圈中的電流變小 ，電壓不變，所以功率變小，故B正確；有二極管存在時，副線圈中交變電流一個周期內(nèi)只有半個周期有電流，但周期不變，拿掉二極管后，副線圈中交變線圈中交變電流一個周期內(nèi)只有半個周期有電流，但周期不變，拿掉二極管后，副線圈中交變Ui2電流的周期不變，故C正確；設(shè)副線圈兩端電壓為U0,有二極管時，根據(jù)電流的熱效應(yīng)得：-R-（U0）2T… Uo一一. . U一,1 T=RX2,斛信Ui=12，無—■極官時，R兩師i的電壓為：U2=Uo,根據(jù)I=R可信：保持四片P不動,R上電流有效值是無二極管時的當敝D正確。[B級一一增分題目練通抓牢]10.一含有理想變壓器的電路如圖所示 ，圖中電阻Ri、R2和R3的阻值分別為3Q1◎和4◎,?為理想交流電流表,U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定。當開關(guān)S斷開時，電流表的示數(shù)為I;當S閉合時，電流表的示數(shù)為41。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 （ ）A.2 B.3C.4 D.5【試題解析】：選B設(shè)原、副線圈白^匝數(shù)比為k,根據(jù)變壓器匝數(shù)比與電流成反比的關(guān)系，則原線圈電流為I時,副線圈電流為kl;原線圈電流為4I時,副線圈電流為4kIo根據(jù)變壓器的輸入功率等于輸出功率得UI—I2Ri=（kI）2（R2+R3）4UI—（4I）2Ri=（4kI）2R2聯(lián)立兩式代入數(shù)據(jù)解得 k=3選項B正確。11.（2019河南省中原名校模擬）如圖所示，一理想變壓器，左右兩邊共接有額定電壓均為U的6盞完全相同的燈泡（額定功率均為P）,左端接在一電壓恒為Uo的交流電源兩端。此時6盞燈剛好正常發(fā)光。下列說法中不正確的是（）A.該變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為B.此時交流電源輸出的功率為 6PC.Uo=6UD.如果燈L6突然燒斷，燈Li和L2將變暗，而其余3盞燈將變得更亮【試題解析】：選A由于各盞燈相同且均正常發(fā)光，所以流過每盞燈的電流均相同，原線圈中的電流Ii等于燈泡的額定電流 I,而副線圈中的總電流為 12=41，故ni：n2=l2：Ii=4：1,A錯誤；由于理想變壓器本身不消耗能量，所以交流電源輸出功率為6盞燈的總^功率6P,B正確；設(shè)原、副線圈兩端的電壓分別為Ui、U2,則U2=U,Uo=Ui+2U,而Ui:U2=ni:n2=4:1,代入得Uo=6U,C正確；當燈L6突然燒斷，變壓器輸出的功率將減小，所以輸入功率也將減小，由Pi=UiIi得Ii減小,所以燈Li和L2將變暗，同時因Li和L2分得的電壓減小，變壓器輸入端的電壓Ui將增大，所以變壓器輸出的電壓也將增大 ，使其余3盞燈變彳#更亮，D正確。i2.（20i9江蘇天一中學(xué)調(diào)研）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比 ni：n2=3：i,Li、L2為兩相同燈泡，R、L、D和C分別為定值電阻、理想線圈、理想二極管和電容器其中C=i0 當原線圈兩端接如圖乙所示的正弦交流電壓時 ，下列說法中正確的是（ ）串 乙A.燈泡Li一定比L2暗B.電容器C所帶電荷量的最大值為 6V2Xi03CC.電容器C充電周期為2Xio2sD.副線圈兩端的電壓有效值為 12亞V【試題解析】：選C原線圈有正弦交流電，則副線圈中也有正弦式交流電。由于Li與電阻相串聯(lián)，而L2與電感器相串聯(lián)，燈泡Li與L2的亮度，取決于電感和電阻的阻礙作用 ，本題未給條件無法判斷，故A錯誤；電容器與二極管串聯(lián)，含有電容的支路經(jīng)i.0Xi0-2s充電后，再經(jīng)過i.0Xi0-2s再次充電，則周期為2.0Xi0-2s,故C正確；由題意可知，原線圈的電壓的最大值為36/V,由于原、副線圈的匝數(shù)比 ni:n2=3：i所以副線圈的電壓最大值為 i2/2V,則有效值為i2V,故D錯誤；二極管具有單向?qū)щ娦?，電容器兩端電壓的最大值為 i2也V,所以電容器帶電量的最大值為 Q=CU=i0xio6xi2V2C=i.2^/2Xio4C,故b錯誤。.某同學(xué)自制變壓器，原線圈為ni匝,在做副線圈時，將導(dǎo)線ab對折后并在一起，在鐵芯上繞n2圈,從導(dǎo)線對折處引出一個接頭 c,連成如圖所示電路。S為單刀雙擲開關(guān)，線圈電阻不計，原線圈接Ui=Umsincot的交流電源。下列說法正確的是 （ ）A.S接b時,電壓表示數(shù)為淄n2UmniB.S接cB.S接c時,電壓表示數(shù)為2n2UmniC.S接c時，滑動觸頭P向下移動，變壓器輸入功率變大D.S接c時，滑動觸頭P向上移動，變壓器輸入電流變大【試題解析】：選DS接b時,變化的磁場在兩條副線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小相等方向相反，a、b電勢相等，a、b間無電壓，電壓表示數(shù)為零，故A錯誤；由表達式知輸入電壓有Um n2 2n2Um效值為U=U2,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知電壓表的讀數(shù)為 U2=/U=Y2n1，故B錯誤；S接c時，滑動觸頭P向下移動，電阻增大，電壓不變，變壓器輸入功率等于輸出功率變小 ，故C錯誤；S接c時，滑動觸頭P向上移動，電阻減小，電壓不變，副線圈電流增大，變壓器輸入電流變大,D正確。.（多選）（2020天津紅橋區(qū)模擬）高壓輸電可大幅度節(jié)能，至2017年11月，我國已建成投運8項1000kV特高壓交流工程和11項于00kV特高壓直流工程。 中國全面掌握了特高壓核心技術(shù)，成為世界首個也是唯一成功掌握并實際應(yīng)用特高壓技術(shù)的國家。某小型水電站的電能輸送示意圖如圖甲所示 ，發(fā)電機輸出的電壓恒定，通過升壓變壓器「和降壓變壓器T2向用戶供電，已知輸電線的總電阻為 R,降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為 4：1，它的副線圈兩端的交變電壓如圖乙所示，若將變壓器視為理想變壓器，則下列說法中正確的是（ ）甲 6甲 6A.降壓變壓器T2原線圈的輸入電壓為880V降壓變壓器T2的輸入功率與輸出功率之比為 4：1C.當用戶端用電量增大時，輸電線上損耗的功率減小D.當用戶端用電量增大時，發(fā)電廠輸出的功率也增大【試題解析】：選AD由圖像得到，降壓變壓器副線圈兩端交變電壓 U=220<2sin100疝V,有效彳1為220V,降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比