人教版高中物理練習(xí)題-變壓器、遠距離輸電(提高)

高中物理PAGE高中物理【鞏固練習(xí)】一、選擇題1、（2016全國新課標Ⅰ卷）一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別是3Ω、1Ω和4Ω，eq\o\ac(○,A)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4I。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為（）A.2 B.3 C.4 D.52、（2016海南卷）圖（a）所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為4:1，RT為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻，R1為定值電阻，電壓表和電流表均為理想交流電表。原線圈所接電壓u隨時間t按正弦規(guī)律變化，如圖（b）所示。下列說法正確的是A．變壓器輸入、輸出功率之比為4:1B．變壓器原、副線圈中的電流強度之比為1:4C．u隨t變化的規(guī)律為（國際單位制）D．若熱敏電阻RT的溫度升高，則電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變大3、如圖所示為遠距離交流輸電的簡化電路圖．發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1.在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流為I2.則()A.用戶端的電壓為B.輸電線上的電壓降為UC.理想變壓器的輸入功率為D.輸電線路上損失的電功率為I1U4、如圖，理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為4∶1．原線圈接入一電壓為u＝U0sinωt的交流電源，副線圈接一個R＝27.5Ω的負載電阻．若U0＝220V，ω＝100πHz，則下述結(jié)論正確的是（）A．副線圈中電壓表的讀數(shù)為55VB．副線圈中輸出交流電的周期為C．原線圈中電流表的讀數(shù)為0.5AD．原線圈中的輸入功率為5、生活中處處用電，而我們需要的電都是通過變壓器進行轉(zhuǎn)換的，為了測一個已知額定電壓為100V的燈泡的額定功率，如圖，理想變壓器的原、副線圈分別接有理想電流表A和燈泡L，滑動變阻器的電阻值范圍時0－100Ω不考慮溫度對燈泡電阻的影響，原、副線圈的匝數(shù)比為2:1，交流電源的電壓為U0＝440V，適當調(diào)節(jié)滑動變阻器的觸片位置，當燈泡在額定電壓下正常工作時，測得電流表A的示數(shù)為1.2A，則（）AA.燈泡的額定功率為40WAB.燈泡的額定電流為2.4AC.滑動變阻器上部分接入的電阻值為50ΩD.滑動變阻器消耗的電功率為240W6、如圖所示為一理想變壓器，K為單刀雙擲開關(guān)，P為滑動變阻器的滑動觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流強度，則（）A．保持U1及P的位置不變，K由a合到b時，I1將增大B．保持P的位置及U1不變，K由b合到a時，R消耗的功率減小C．保持U1不變，K合在a處，使P上滑，I1將增大D．保持P的位置不變，K合在a處，若U1增大，I1將增大7、在變電站里，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測電網(wǎng)上的強電流，所用的器材叫電流互感器。如下所示的四個圖中，能正確反應(yīng)其工作原理的是（）8、有U1和U2兩種電壓通過相同長度和材料的導(dǎo)線輸電，若輸送的電功率相等，在輸電導(dǎo)線上損失的電功率也相同，則在兩種情況下輸電導(dǎo)線截面積之比S1∶S2為（）

A．B．C．D．9、如圖所示，理想變壓器輸入電壓U1一定，兩個副線圈的匝數(shù)分別為n2和n3，當把同一個電阻先后接在a、b間和c、d間時，通過電阻的電流和電阻兩端的電壓分別為I2、U2和I3、U3，變壓器輸入的電流分別為I1，，則（）A.B.C.D.10、如圖所示，接于理想變壓器的四個燈泡規(guī)格相同，且全部正常發(fā)光，則這三個線圈的匝數(shù)比應(yīng)為（）A．1∶2∶3；B．2∶3∶1C．3∶2∶1；D．2∶1∶311、如圖所示，理想變壓器原線圈匝數(shù)為n1，兩個副線圈匝數(shù)分別為n2和n3，且n1:n2:n3=4:2:1，輸入電壓U1=16V，R1=R2=10Ω，則輸入的電流I1大小是（）A、0.4AB、0.1AC、0.5AD、以上答案都不對12、如圖所示，變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比一定，原線圈的電壓為U1時，副線圈的輸出電壓為U2，L1、L2、L3為三只完全相同的電燈，開始時，電鍵K開啟，然后當電鍵K閉合時（）A.電壓U1不變，U2變大B.電燈L1變亮，L2變暗C.電燈L1變暗，L2變亮D.原線圈中的電流變大13、如圖所示，兩個相同的理想變壓器原線圈串聯(lián)后接在交流電源上，在兩個副線圈中分別接上電阻R1和R2，通過兩電阻的電流分別為I1和I2，兩電阻上消耗的功率分別為P1和P2，則（）A．I1：I2=1﹕1B．I1：I2=R1﹕R2C．P1：P2=1﹕1D．P1：P2=R1﹕R214、一臺理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是5︰l，原線圈接入電壓為220V的正弦交流電，一只理想二極管和一個滑動變阻器R串聯(lián)接在副線圈上，如圖所示．電壓表和電流表均為理想交流電表，則下列說法正確的是（）A．原副線圈電流之比為1：5B．電壓表的讀數(shù)為44VC．若滑動變阻器接入電路的阻值為20Ω，則1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為2904JD．若將滑動變阻器滑片向上滑動，兩電表讀數(shù)均減小15、一理想變壓器的初級線圈為匝，次級線圈匝，匝，一個電阻為48.4Ω的小燈泡接在次級線圈與上，如圖所示。當初級線圈與的交流電源連接后，變壓器的輸入功率是（）A.10WB.20WC.250WD.500W16、如圖所示為某變壓器對稱鐵芯的示意圖。已知此時原線圈ab兩端輸入交流電壓（V），原線圈匝數(shù)匝，副線圈匝數(shù)匝。則副線圈cd端輸出的電壓的有效值為（）A.15VB.30VC.60VD.120V二、填空題1、如圖所示是一種調(diào)壓變壓器的原理圖，線圈AB繞在一個圓形的鐵芯上，AB間加上正弦交流電壓U，移動滑動觸頭P的位置，就可以調(diào)節(jié)輸出電壓，在輸出端連接了滑動變阻器R和理想交流電表，變阻器的滑動觸頭為Q，則（1）保持P的位置不動，將Q向下移動時，電流表讀數(shù)_____、R消耗的功率_____；（2）保持Q的位置不動，將P沿逆時針方向移動時，電流表讀數(shù)______、R消耗的功率_____。（填變大、變小、不變）2、L1、L2、L3是三只完全相同的燈泡，按圖方式接在理想變壓器上，已知n1:n2:n3=3:1:1，當a、b接入電源時，L2和L3的實際功率均為P，則電源實際消耗的總功率為。3、如圖所示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為，原線圈回路中的電阻A與原線圈回路中的負載電阻B的阻值相等。a、b端加一定交變電壓后，兩電阻的電功率之比___________，兩電阻兩端電壓之比__________。三、計算題1、一臺理想變壓器原線圈匝數(shù)匝，兩個副線圈的匝數(shù)分別是匝，匝。若通過兩個副線圈中的電流強度分別是，，求原線圈中的電流強度（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。2、如圖所示，通過降壓變壓器將220V交流電降為36V供兩燈使用，降為24V供儀器中的加熱電爐使用．如果變壓器為理想變壓器．求：（1）若n3＝96匝，n2的匝數(shù)；（2）先合上K1、K3，再合上K2時，各電表讀數(shù)的變化；（3）若斷開K3時A1讀數(shù)減少220mA，此時加熱電爐的功率；（4）當K1、K2、K3全部斷開時，A2、V的讀數(shù)。3、某小型發(fā)電站的發(fā)電機輸出交流電壓為500V，輸出電功率為50kW，如果用電阻為3Ω的輸電線向遠處用戶送電，這時用戶獲得的電壓和電功率是多少？假如要求輸電線上損失電功率不超過輸出電功率的0．6％，則發(fā)電站要安裝一個升壓變壓器，到達用戶后再用降壓變壓器降為220V供用戶使用，若變壓器為理想變壓器，則降壓變壓器原線圈和副線圈的匝數(shù)比是多少？【答案與解析】一、選擇題1、【答案】B【解析】解法一：當S斷開時，電路如下圖所示由閉合電路歐姆定律，原線圈兩端電壓U1=U－IR1得U1=U－3I ①根據(jù)變壓器原副邊電壓關(guān)系： ②副線圈中的電流： ③聯(lián)立①②③得： ④當S閉合時，電路如下圖所示由閉合電路歐姆定律，原線圈兩端電壓U1＇=U－4I·R1得U1＇=U－12I⑤根據(jù)變壓器原副邊電壓關(guān)系： ⑥副線圈中的電流得： ⑦聯(lián)立⑤⑥⑦得 ⑧聯(lián)立④⑧解得故選B。 解法二：設(shè)開關(guān)S斷開前后，變壓器的等效電阻為R和R＇，由于變壓器輸入功率與輸出功率相同，S閉合前：，得 ①S閉合后：，得 ②根據(jù)閉合電路歐姆定律：閉合前： ③閉合后： ④根據(jù)以上各式得：解得，n=3.故選B。2、【答案】BD【解析】由題意，變壓器是理想變壓器，故變壓器輸入、輸出功率之比為1:1，A錯誤；變壓器原、副線圈中的電流之比與匝數(shù)成反比，即，B正確；由圖（b）可知交流電壓最大值，周期，可由周期求出角速度的值為，則可得交流電壓的表達式，C錯誤；處溫度升高時，阻值減小，電流表的示數(shù)變大，電壓表示數(shù)不變，D正確。故選BD。3、【答案】A【解析】理想變壓器輸入端與輸出端功率相等，U1I1＝U2I2，用戶端的電壓，選項A正確；輸電線上的電壓降ΔU＝U－U1＝I1r，選項B錯誤；理想變壓器輸電線上損失的功率為，選項C、D錯誤．【考點】本題考查電能的輸送、理想變壓器等知識．4、【答案】AC【解析】原線圈電壓有效值U1=220V，由電壓比等于匝數(shù)比可得副線圈電壓U2=55V，A對；電阻R上的電流為2A，由原副線圈電流比等于匝數(shù)的反比，可得電流表示數(shù)為0.5A，C對；輸入功率為P=220×0.5W=110W，D錯；周期，B錯。故選AC。5、【答案】AC【解析】依題意，副線圈電流為2.4A，電壓為220V，由于滑動變阻器上部分的并聯(lián)電路電壓為100V，則下部分電阻電壓為120V，由串聯(lián)知識，上、下部分功率分配比為100:120＝5:6，故下部分電阻上電功率，1.2×440＝528W，則288W，下部分電阻，上部分電路消耗功率，滑動變阻器上部分電阻為50Ω，電壓為100V，電流為2A，則燈泡的電流為0.4A，功率為40W。綜上AC正確。6、【答案】ABD【解析】K由a合到b時，n1減小，由，可知，U2增大，，P2隨之增大，而P1=P2，P1=I1U1，從而I1增大，A正確；K由b合到a時，與上述情況相反，P2將減小，B正確；P上滑時，R增大，減小，又P1＝P2，P1=I1U1，從而I1減小，C錯誤；U1增大，由=，可知U2增大，隨之增大，由可知I1也增大，D正確，故正確的是ABD。7、【答案】A【解析】電流互感器要把大電流變?yōu)樾‰娏?，因此原線圈的匝數(shù)少，副線圈的匝數(shù)多。監(jiān)測每相的電流必須將原線圈串聯(lián)在火線中。選A。8、【答案】C【解析】由，，損失的電功率也相同得到由電阻定律，，代入上式解得，故C對。9、【答案】ABCD【解析】由，得，A對；由，得，B對；由，得，C對；又兩式相加有，D對，故選ABCD。10、【答案】C【解析】由于所有燈泡規(guī)格相同，且都正常發(fā)光，由，得，式中，U為燈泡的額定電壓，設(shè)I為燈炮的額定電流，由理想變壓器的功率關(guān)系，所以U1=3U，則===，由此得n1∶n2∶n3=3∶2∶1，故選C。11、【答案】C【解析】由，得，，，再由解得，C對，故選C。12、【答案】BD【解析】K閉合時，原線圈的電壓不變，匝數(shù)比不變，U1不變，U2不變。當電鍵K閉合時電路的總電阻變小，電流變大，燈L1變亮，燈L2兩端電壓減小，變暗；副線圈電流變大則原線圈電流也變大，故正確選項是BD。13、【答案】AD【解析】這實際是兩個變壓器原線圈串聯(lián)在一起的情況，所以，而，，所以。故應(yīng)選AD。14、【答案】AC【解析】題中副線圈串聯(lián)了二極管，通過電阻R的電流和電阻R兩端的電壓均由全波變?yōu)榘氩ǎ孰妷罕淼淖x數(shù)不再是44V，根據(jù)非正弦交流電有效值的求法，可知是V，B錯；在同樣時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量將是無二極管時的一半，C正確。由于二極管的存在，副線圈的電壓與負載電壓并不等同，副線圈的功率只能用副線圈的電壓（仍為44V）計算，根據(jù)理想變壓器原副線圈功率相等可得：，，，A對；若將滑動變阻器滑片向上滑動，接入電路的電阻變小，電壓表讀數(shù)變大，D錯，故正確選項是AC.15、【答案】A【解析】此題產(chǎn)生錯解的主要原因是對副線圈連接后的感應(yīng)電動勢的計算方法不明。由于兩組次級線圈的組合連接使得小燈泡回路中兩線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向相反，所以小燈泡的工作電壓有效值由，與上式聯(lián)立求解則因為理想變壓器輸入功率等于輸出功率，故答案應(yīng)選A。16、【答案】B【解析】此題發(fā)生錯解的主要原因是沒有弄清楚穿過原副線圈的磁通量不同。因為磁感線為閉合曲線，根據(jù)鐵芯磁通路的對稱性可知，任何時刻原線圈中磁通量的變化率都是副線圈中的2倍。所以有：，則，所以應(yīng)選B。二、填空題1、【答案】（1）變小、變??；（2）變大、變大?！窘馕觥浚?）P不動，將Q向下移動時，接入電路的電阻變大，P不動，輸出電壓不變，電流變小，電流表讀數(shù)變小，R消耗的功率變??；（2）Q的位置不動，電阻不變，將P沿逆時針方向移動時，副線圈匝數(shù)變多，輸出電壓變大，電流變大，R消耗的功率變大。2、【答案】【解析】因L1、L2、L3完全相同，由已知L2和L3的實際功率為P，已知n2＝n3又，故U1＝3U2又，故那么電源實際消耗的總功率為.3、【答案】1:16；1:4【解析】此題很容易將變壓器電阻A消耗的功率當成原線圈的輸入功率，并將a、b兩端電壓當成變壓器原線圈的電壓U1。從而得到錯誤答案為1：1，4：1。實際上電阻A消耗的功率并非變壓器原線圈的輸入功率，這是因為電阻A串聯(lián)在原線圈中，根據(jù)理想變壓器的變流公式。設(shè)A、B的電阻均為R，再根據(jù)電功率公式可知；電阻A兩端的電壓也并非原線圈的輸入電壓，電阻A、B兩端電壓也并非原線圈的輸入電壓，電阻A、B兩端電壓之