2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 交變電流 傳感器 課時(shí)作業(yè)33 變壓器 電能的輸送

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1、2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 交變電流 傳感器 課時(shí)作業(yè)33 變壓器 電能的輸送1如圖為一種變壓器的實(shí)物圖，根據(jù)其銘牌上所提供的信息，以下判斷正確的是()A這是一個(gè)升壓變壓器B原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多C當(dāng)原線圈輸入交流電壓220 V時(shí)，副線圈輸出直流電壓12 VD當(dāng)原線圈輸入交流電壓220 V、副線圈接負(fù)載時(shí)，副線圈中電流比原線圈中電流小【解析】根據(jù)銘牌上所提供的信息可知：變壓器的輸入電壓為220 V，輸出電壓為12 V，該變壓器為降壓變壓器，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤、選項(xiàng)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(xiàng)C錯(cuò)誤；由理想變壓器的輸出功率等于輸入功率

2、，且原線圈的電壓大于副線圈的電壓，故副線圈接負(fù)載時(shí)，副線圈中電流比原線圈中電流大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤【答案】B2如圖所示，半徑為L(zhǎng)1 m的金屬圓環(huán)，其半徑Oa是銅棒，兩者電阻均不計(jì)且接觸良好今讓Oa以圓心O為軸，以角速度10 rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圓環(huán)處于垂直于環(huán)面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中從圓心O引出導(dǎo)線，從圓環(huán)上接出導(dǎo)線，并接到匝數(shù)比為n1n214的理想變壓器原線圈兩端則接在副線圈兩端的理想電壓表的示數(shù)為()A40 V B20 V C.80 V D0 V【解析】由于Oa以圓心O為軸，以角速度10 rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，變壓器原線圈兩端的電壓恒定不變，因此變壓器鐵芯中磁通量

3、不變，接在副線圈兩端的理想電壓表的示數(shù)為零，選項(xiàng)D正確【答案】D3如圖，理想變壓器原線圈輸入電壓uUmsin t，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器V1和V2是理想交流電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；A1和A2是理想交流電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示下列說(shuō)法正確的是() AI1和I2表示電流的瞬時(shí)值BU1和U2表示電壓的最大值C滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中，U2不變、I1變大D滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中，U2變小、I1變小【解析】交流電表的示數(shù)表示交流電的有效值，A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中，原、副線圈的匝數(shù)n1、n2不變，U1不變，則U2不變；R連入電路的電阻變小，則流過(guò)副線圈的電流I

4、2變大，根據(jù)U1I1U2I2，可知I1變大，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤【答案】C4如圖所示，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比n1n231，在原副線圈中電路分別接有阻值相同的電阻R1，R2.交變電壓的大小為U，則下列說(shuō)法正確的是() A電阻R1，R2兩端的電壓之比為31B電阻R1，R2上消耗的電功率之比為11C電阻R1，R2兩端的電壓均為D電阻R1，R2上消耗的電功率之比為19【解析】由變壓器電壓、電流、功率的比例關(guān)系可知：通過(guò)R1、R2的電流之比I1I2n2n113，故兩電阻上電壓之比U1U2I1RI2R13；兩電阻消耗的電功率之比P1P2IRIR19.選項(xiàng)D正確【答案】D5.如圖，一理想變壓器的原線圈接在

5、電壓為220 V的正弦交流電源上，兩副線圈匝數(shù)分別為n216、n3144，通過(guò)理想二極管(具有單向?qū)щ娦?、單刀雙擲開(kāi)關(guān)與一只“36 V,18 W”的燈泡相連(燈泡電阻不變)，當(dāng)開(kāi)關(guān)接1時(shí)，燈泡正常發(fā)光，則下列說(shuō)法中正確的是() A原線圈的匝數(shù)為880B當(dāng)開(kāi)關(guān)接2時(shí)，燈泡兩端電壓的有效值為20 VC當(dāng)開(kāi)關(guān)接2時(shí)，原線圈的輸入功率約為18 WD當(dāng)開(kāi)關(guān)接2時(shí)，原線圈的輸入功率約為11 W【解析】由得n1880，選項(xiàng)A正確；當(dāng)開(kāi)關(guān)接2時(shí)，有，解得U40 V，設(shè)交流電周期為T(mén)，T，U20 V，選項(xiàng)B正確；燈泡電阻為R72 ，燈泡消耗的實(shí)際功率為P W11 W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確【答案】ABD6如圖甲所

6、示的遠(yuǎn)距離輸電示意圖中，變壓器均為理想變壓器升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1100，其輸入電壓如圖乙所示，遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為100 .降壓變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中R1為一定值電阻，R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，當(dāng)溫度升高時(shí)其阻值變小電壓表V顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫(huà)出)未出現(xiàn)火情時(shí)，升壓變壓器的輸入功率為750 kW.下列說(shuō)法正確的是()A降壓變壓器副線圈輸出的交變電流頻率為50 HzB輸電線中的電流為60 AC輸電線路損耗功率為90 kWD當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，電壓表V的示數(shù)變大【解析】由圖乙知交變電流的周期T0.02 s，所以降壓變壓器副線圈輸出的

7、交變電流頻率為f50 Hz，選項(xiàng)A正確；由圖乙知升壓變壓器輸入端電壓有效值為250 V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知，副線圈電壓為25 000 V，所以輸電線中的電流為I30 A，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；輸電線損失的電壓為UIR30100 V3 000 V，輸電線路損耗功率為PUI90 kW，選項(xiàng)C正確；當(dāng)出現(xiàn)火情時(shí)，傳感器R2阻值減小，降壓變壓器副線圈兩端電壓看作不變，副線圈中電流增大，定值電阻的分壓增大，所以電壓表V的示數(shù)變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤【答案】AC創(chuàng)新導(dǎo)向練7科技應(yīng)用變壓器原理在醫(yī)療器械中及應(yīng)用心電圖儀是將心肌收縮產(chǎn)生的脈動(dòng)轉(zhuǎn)化為電壓脈沖的儀器，其部分電路可簡(jiǎn)化為大電阻R1與交流電源串聯(lián)，該電源輸出的電壓

8、恒為U0，如圖所示心電圖儀與一個(gè)理想變壓器的初級(jí)線圈相連，一個(gè)揚(yáng)聲器(可等效為一個(gè)定值電阻R2)與該變壓器的次級(jí)線圈相連若R2從變壓器得到的功率此時(shí)最大，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A大電阻R1兩端電壓為B理想變壓器初級(jí)線圈與次級(jí)線圈的匝數(shù)比值為C交流電源的輸出功率為D通過(guò)揚(yáng)聲器的電流為【解析】設(shè)理想變壓器初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，初級(jí)線圈和次級(jí)線圈中的電流分別為I1、I2，根據(jù)理想變壓器的初級(jí)和次級(jí)線圈的電流和電壓關(guān)系可得I1n1I2n2，設(shè)R2的功率為P，聯(lián)立則有PIR2IR1I1U0，由于揚(yáng)聲器有最大功率，則I1、I2，選項(xiàng)D正確；大電阻R1兩端電壓I1R1，選項(xiàng)A正確；理想變壓

9、器的初級(jí)和次級(jí)線圈的匝數(shù)比值為，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；交流電源的輸出功率為I1U0，選項(xiàng)C正確故本題選B.【答案】B8負(fù)載電阻含熱敏(光敏)電阻元件的理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題如圖甲所示的電路中，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，電表為理想電表，Rt為熱敏電阻(阻值隨溫度的升高而減小)，理想變壓器原線圈接圖乙所示的正弦交流電則()A變壓器原線圈中交流電壓u的表達(dá)式u110sin 100t(V)BS接在a端，Rt溫度升高時(shí)，變壓器的輸入功率變小CS接在a端，Rt溫度升高時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)均變大DS由a切換到b，Rt消耗的功率變大【解析】由題圖乙可知，電壓的最大值為110 V，周期為0.02 s，所以100 rad/s

10、，A項(xiàng)正確；副線圈的輸出電壓由變壓器的變壓比和輸入電壓決定，故電壓表的示數(shù)不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；溫度升高時(shí)，Rt的阻值減小，由P可知，變壓器的輸出功率增大，故其輸入功率也隨之增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；S由a切換到b，副線圈匝數(shù)減少，故輸出電壓減小，Rt電阻不變，由P知，Rt消耗的功率減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤【答案】A9變壓器的實(shí)際應(yīng)用電子滅蟲(chóng)器的工作原理電子滅蟲(chóng)器由兩種主要部件組成：誘蟲(chóng)的黑光燈和殺蟲(chóng)的電網(wǎng)黑光燈發(fā)出的紫外線能夠引誘害蟲(chóng)飛近黑光燈，然后再利用黑光燈周?chē)慕涣鞲邏弘娋W(wǎng)將其“擊斃”如圖所示是電網(wǎng)的工作電路示意圖，理想變壓器將有效值為220 V的交變電壓變壓，輸送到電網(wǎng)，電網(wǎng)相鄰兩平行板電極間距為0.5 cm

11、，空氣在常溫下被擊穿的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度為6 220 V/cm.為防止兩極間空氣擊穿而造成短路，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)應(yīng)滿足一定條件，則下列說(shuō)法正確的是() A變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比：10B變壓器的副、原線圈的匝數(shù)比：10C此變壓器為降壓變壓器D此變壓器為升壓變壓器【解析】電網(wǎng)相鄰兩電極間的最高電壓為：U2Ed6 2200.5 V3 110 V理想變壓器輸入電壓的最大值為：U1220 V311 V，故應(yīng)滿足的條件是：，此變壓器為升壓器，選項(xiàng)B、D正確【答案】BD10綜合應(yīng)用考查交變電路中含電容器的問(wèn)題如圖所示，矩形線圈abcd與理想變壓器原線圈組成閉合電路線圈在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的

12、bc邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)只分布在bc邊的左側(cè)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線圈面積為S，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為，匝數(shù)為N，線圈電阻不計(jì)下列說(shuō)法正確的是()A將原線圈抽頭P向上滑動(dòng)時(shí)，燈泡變暗B電容器的電容C變大時(shí)，燈泡變暗C圖示位置時(shí)，矩形線圈中瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D若線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)?，則變壓器原線圈電壓的有效值為NBS【解析】矩形線圈abcd中產(chǎn)生交變電流，將原線圈抽頭P向上滑動(dòng)時(shí)，原線圈匝數(shù)變大，根據(jù)變壓比公式，輸出電壓減小，故燈泡變暗，A正確；電容器電容變大時(shí)，容抗減小電流變大，燈泡變亮，B錯(cuò)誤；圖示位置時(shí)，線圈中的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，C錯(cuò)誤；若線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度加倍 ，則變壓器原線圈電壓有效值也加倍

13、，EmNBS22T，得ENBS，故D正確【答案】AD綜合提升練11如圖所示的理想變壓器原線圈接到220 V的交流電源上，副線圈有兩個(gè)，副線圈的匝數(shù)n230匝，與一個(gè)標(biāo)有“12 V,12 W”的燈泡L組成閉合電路，且燈L正常發(fā)光，副線圈的輸出電壓U3110 V，與電阻R組成閉合回路，通過(guò)電阻R的電流強(qiáng)度為0.4 A，則副線圈的匝數(shù)n3是多少？原線圈中的電流強(qiáng)度I1是多大？【解析】由于n2的匝數(shù)是30匝，電壓為12 V，n3的電壓是110 V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可得，所以匝數(shù)n3n2275匝；根據(jù)變壓器的輸入的功率和輸出的功率相等可得，U1I1P2P3，即220I1121000.4，所以I10.

14、26 A.【答案】2750.26121897年，舉世聞名的“尼亞加拉”水電站在美麗的尼亞加拉瀑布(如右圖)建成，現(xiàn)已使用100多年當(dāng)時(shí)世界各地都在使用著費(fèi)用高昂的直流電(因?yàn)槭褂弥绷麟姇r(shí)必須每隔一公里建設(shè)一套發(fā)電機(jī)組)而尼亞加拉水電站采用了特斯拉發(fā)明的交流電供、輸電技術(shù)，用高壓電實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離供電若其中某一發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)為：發(fā)電機(jī)最大輸出功率為P100 kW，輸出電壓為U1250 V，用戶需要的電壓為U2220 V，輸電線電阻為R10 ，若輸電線中因生熱而損失的功率為輸送功率的4%.(1)畫(huà)出此輸電線路的示意圖；(2)求在輸電線路中設(shè)置的升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比；(3)求降壓變壓器的最大輸出電流I2.(保留整數(shù))【解析】(1)電路示意圖如圖所示(2)輸電過(guò)程中損失的功率：P損P通過(guò)R的電流：I2 發(fā)電機(jī)的輸出電流：I1升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比： .(3)用戶得到的最大功率：P用P(1)，降壓變壓器的輸出最大電流I2 A436 A.【答案】(1)見(jiàn)解析(2)120(3)436 A