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2020高考物理一輪總復(fù)習(xí) 課時(shí)沖關(guān)四十 變壓器 電能的輸送(含解析)新人教版

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2020高考物理一輪總復(fù)習(xí) 課時(shí)沖關(guān)四十 變壓器 電能的輸送(含解析)新人教版

第2講變壓器電能的輸送 A級基礎(chǔ)練1用220 V的正弦交流電通過理想變壓器對一負(fù)載供電,變壓器輸出電壓是110 V,通過負(fù)載的電流圖象如圖所示,則( )A變壓器輸入功率約為3.9 WB輸出電壓的最大值是110 VC變壓器原、副線圈匝數(shù)比是12D負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i0.05sin A解析:A由題圖可知通過負(fù)載的電流最大值為Im0.05 A,周期T0.02 s,故電流的函數(shù)表達(dá)式iImsint0.05sin 100t(A),D錯(cuò)誤;理想變壓器匝數(shù)比等于電壓比,即 n1n2U1U221,C錯(cuò)誤;輸出電壓U2110 V,其最大值U2mU2110 V,B錯(cuò)誤;理想變壓器輸入功率等于輸出功率,即輸入功率PI2U2×110 W3.9 W,A正確2普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測量電流,通常要通過電流互感器來連接,圖中電流互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少,工作時(shí)電流為Iab,cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多,工作時(shí)電流為Icd,為了使電流表能正常工作,則()Aab接MN、cd接PQ,Iab<IcdBab接MN、cd接PQ,Iab>IcdCab接PQ、cd接MN,Iab<IcdDab接PQ、cd接MN,Iab>Icd解析:B根據(jù)理想變壓器的原理,線圈電流與匝數(shù)成反比,ab接MN,通過的電流較大,電流表接在cd兩端,通過的電流較小,B正確3(2019·江西南昌一模)如圖所示,甲圖中變壓器為理想變壓器,其原線圈接在u12sin 100t(V)的交流電源上,副線圈與阻值R12 的電阻接成閉合電路,電流表為理想電流表乙圖中阻值R232 的電阻直接接到u12sin 100t(V)的交流電源上,結(jié)果電阻R1與R2消耗的電功率相等,則( )A通過電阻R1的交變電流的頻率為0.02 HzB電阻R1消耗的電功率為9 WC電流表的示數(shù)為6 AD變壓器原、副線圈匝數(shù)比為41解析:D由u12sin 100t(V)可知:1002f,解得f50 Hz,A錯(cuò)誤;因?yàn)镽1、R2消耗的功率相等,設(shè)R1兩端的電壓為U1,解得U13 V,由理想變壓器電壓與匝數(shù)成正比得變壓器原、副線圈匝數(shù)比為41,D正確;R1上的電流I11.5 A,電阻R1消耗的電功率P4.5 W,B、C錯(cuò)誤4一自耦變壓器如圖所示,環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈,將其接在a、b間作為原線圈通過滑動觸頭取該線圈的一部分,接在c、d間作為副線圈在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí),c、d間的輸出電壓為U2,在將滑動觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中()AU2>U1,U2降低BU2>U1,U2升高CU2<U1,U2降低DU2<U1,U2升高解析:C由題圖可知,cd間的線圈為整個(gè)線圈的一部分,故其匝數(shù)比作為原線圈的整個(gè)線圈的匝數(shù)少,根據(jù)變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系可知,U2<U1,當(dāng)觸頭由M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中,cd間線圈的匝數(shù)減少,所以輸出電壓降低,選項(xiàng)C正確5如圖所示,電路中變壓器原線圈匝數(shù)n11 000匝,兩個(gè)副線圈匝數(shù)分別為n2500匝、n3200匝,分別接一個(gè)R55 的電阻,在原線圈上接入U(xiǎn)1220 V的交流電源則兩副線圈輸出電功率之比和原線圈中的電流I1分別是( )A.,I12.8 AB.,I12.8 AC.,I11.16 AD.,I11.16 A解析:C對兩個(gè)副線圈有,所以U2110 V,U344 V,又P,所以;由歐姆定律得I22 A,I30.8 A,對有兩個(gè)副線圈的變壓器有:n1I1n2I2n3I3,得I11.16 A,C正確6如圖所示的變壓器,接如圖甲所示的交流電時(shí),燈泡正常發(fā)光,電容器能正常工作,現(xiàn)將電源換成如圖乙所示的交流電,則( )A由于乙交變電流的周期短,因此燈泡比第一次亮B由于乙的頻率比甲的大,因此電容器有可能被擊穿C無論接甲電源,還是接乙電源,若滑動觸頭P向上移動,燈泡都變暗D若將原線圈n1的匝數(shù)增加,燈泡消耗的功率將變大解析:C燈泡的亮度與周期無關(guān),取決于有效值,故A錯(cuò)誤;電容器的擊穿電壓取決于電壓的最大值,與頻率無關(guān),故B錯(cuò)誤;無論接哪個(gè)電源,輸入電壓相同,滑片向上移動時(shí),接入電阻增大,則燈泡均變暗,故C正確;若將副線圈n1的匝數(shù)增加,則輸出電壓將減小,故燈泡消耗的功率將變小,故D錯(cuò)誤7(2019·湖北武漢部分重點(diǎn)高中聯(lián)考)(多選)如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為31,L1、L2、L3為三只規(guī)格均為“9 V6 W”的相同燈泡,各電表均為理想交流電表,輸入端接入如圖乙所示的交變電壓,則以下說法中正確的是( )A電流表的示數(shù)為2 AB電壓表的示數(shù)為27 VC副線圈兩端接入耐壓值為8 V的電容器能正常工作D變壓器副線圈中交變電流的頻率為50 Hz解析:AD由輸入端交變電壓ut圖象知,輸入電壓的有效值為 V27 V,由原、副線圈匝數(shù)之比為31,可得原、副線圈的電壓之比為31,電流之比為13,設(shè)燈泡兩端電壓為U,所以U9 V,副線圈兩端電壓的有效值為9 V,三只燈泡均能正常發(fā)光,電流表的讀數(shù)I3× A2 A,A正確;電壓表的示數(shù)為有效值27 V,B錯(cuò)誤;副線圈兩端電壓的最大值為9 V,C錯(cuò)誤;變壓器副線圈兩端交變電流的頻率為50 Hz,D正確B級能力練8(2018·天津卷)教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流利用該發(fā)電機(jī)(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(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?,則()AR消耗的功率變?yōu)镻B電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閁C電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID通過R的交變電流頻率不變解析:B根據(jù)2n可知轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?,則角速度變?yōu)樵瓉淼?,根?jù)EmnBS可知電動機(jī)產(chǎn)生的最大電動勢為原來的,根據(jù)U可知發(fā)電機(jī)的輸出電壓有效值變?yōu)樵瓉淼?,即原線圈的輸出電壓變?yōu)樵瓉淼模鶕?jù)可知副線圈的輸入電壓變?yōu)樵瓉淼?,即電壓表示?shù)變?yōu)樵瓉淼?,根?jù)P可知R消耗的電功率變?yōu)镻,A錯(cuò)誤,B正確;副線圈中的電流為I2,即變?yōu)樵瓉淼?,根?jù)可知原線圈中的電流也變?yōu)樵瓉淼?,C錯(cuò)誤;轉(zhuǎn)速減小為原來的,則頻率變?yōu)樵瓉淼模珼錯(cuò)誤9(多選)如圖為遠(yuǎn)距離輸送交流電的系統(tǒng)示意圖,變壓器均為理想變壓器隨著用戶負(fù)載增多,發(fā)電機(jī)F達(dá)到額定功率時(shí),降壓變壓器輸出功率仍然不足,用戶的用電器不能正常工作那么,在發(fā)電機(jī)以額定功率工作的情況下,為了適當(dāng)提高用戶的用電功率,可采取的措施是()A適當(dāng)減小輸電線的電阻rB適當(dāng)提高C適當(dāng)提高的同時(shí),降低D適當(dāng)降低的同時(shí),提高解析:AC當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出功率一定時(shí),為使用戶得到更大的功率,需減小輸電線上的功率損失,根據(jù)PI2r,可以減小輸電線的電阻r,A對;也可以通過提高輸電電壓,減小輸送電流,即提高,這樣使線圈n3兩端電壓變大,為使用戶的用電器正常工作需要適當(dāng)降低 ,C對10如圖是原、副線圈都有中心抽頭(匝數(shù)一半處)的理想變壓器,原線圈通過單刀雙擲開關(guān)S1與電流表連接,副線圈通過另一單刀雙擲開關(guān)S2與定值電阻R0相連接,通過S1、S2可以改變原、副線圈的匝數(shù)現(xiàn)在原線圈加一電壓有效值為U的正弦交流電,當(dāng)S1接a,S2接c時(shí),電流表的示數(shù)為I,下列說法正確的是( )A當(dāng)S1接a,S2接d時(shí),電流為2IB當(dāng)S1接a,S2接d時(shí),電流為C當(dāng)S1接b,S2接c時(shí),電流為4ID當(dāng)S1接b,S2接d時(shí),電流為解析:C設(shè)S1、S2分別接a、c時(shí),原、副線圈匝數(shù)比為n1n2,則輸出電壓U2U,功率PUI;在S1、S2分別接a、d時(shí),輸出電壓U2,功率PUI,聯(lián)立得II,A、B項(xiàng)均錯(cuò),同理可知,C項(xiàng)對,D項(xiàng)錯(cuò)誤11(多選)如圖所示的電路中,P為滑動變阻器的滑片,保持理想變壓器的輸入電壓U1不變,閉合開關(guān)S,下列說法正確的是( )AP向下滑動時(shí),燈L變亮BP向下滑動時(shí),變壓器的輸出電壓不變CP向上滑動時(shí),變壓器的輸入電流變小DP向上滑動時(shí),變壓器的輸出功率變大解析:BDP向上或向下滑動時(shí),由變壓器的電壓特點(diǎn)可知,U2不變,燈L的亮度也不變,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;P向上滑動時(shí),滑動變阻器的阻值減小,副線圈電路總電阻減小,由P可知,變壓器的輸出功率P2變大,又理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,則輸入功率P1也變大,由P1U1I1及U1不變可知,變壓器的輸入電流變大,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確12(2019·湖南師大附中等四校聯(lián)考)如圖所示是發(fā)電廠通過升壓變壓器進(jìn)行高壓輸電,接近用戶端時(shí)再通過降壓變壓器降壓給用戶供電的示意圖;圖中變壓器均可視為理想變壓器,圖中電表均為理想交流電表;設(shè)發(fā)電廠輸出的電壓一定,兩條輸電線總電阻用R0表示,變阻器R相當(dāng)于用戶用電器的總電阻當(dāng)用電器增加時(shí),相當(dāng)于R變小,則當(dāng)用電進(jìn)入高峰時(shí) ()A電壓表V1、V2的讀數(shù)均不變,電流表A2的讀數(shù)增大,電流表A1的讀數(shù)減小B電壓表V3、V4的讀數(shù)均減小,電流表A2的讀數(shù)增大,電流表A3的讀數(shù)減小C電壓表V2、V3的讀數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值不變D線路損耗功率不變解析:C根據(jù)題意可知,電壓表V1、V2的示數(shù)不變,當(dāng)用電進(jìn)入高峰時(shí),電阻R減小,電流表A3的讀數(shù)增大,電流表A2、A1的讀數(shù)都增大,R0兩端電壓增大,電壓表V3讀數(shù)減小,電壓表V4的讀數(shù)也減小,A、B均錯(cuò)誤;電壓表V2、V3的讀數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值是R0的阻值,不變,C正確;線路損耗功率PIR0增大,D錯(cuò)誤13(2019·山東濰坊期末)如圖所示,邊長為L、匝數(shù)為N、電阻不計(jì)的正方形線圈abcd,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞轉(zhuǎn)軸OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動,軸OO垂直于磁感線,制成一臺交流發(fā)電機(jī),它與理想變壓器的原線圈連接,變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為12.二極管的正向電阻為零,反向電阻無窮大,從正方形線圈處于圖示位置開始計(jì)時(shí),下列判斷正確的是()A交流發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為eNBL2sin tB變壓器的輸入功率與輸出功率之比為21C電壓表V示數(shù)為NBL2D若將滑動變阻器的滑片向下滑動,電流表和電壓表示數(shù)均減小解析:C從圖示位置開始計(jì)時(shí),eEmcos tNBL2cos t,A錯(cuò)誤;變壓器的輸入功率等于輸出功率,B錯(cuò)誤;副線圈兩端電壓的最大值為2NBL2,電壓表的示數(shù)是R兩端電壓的有效值,設(shè)為U,··T,解得UNBL2,C正確;若將滑動變阻器的滑片向下移動,電壓表的示數(shù)不變,電流表的示數(shù)減小,D錯(cuò)誤14(2019·山東德州期末)(多選)如圖為某小型水電站的電能輸送示意圖,發(fā)電機(jī)通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電已知輸電線的總電阻R10 ,降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為41,副線圈與用電器R0組成閉合電路若T1、T2均為理想變壓器,T2的副線圈兩端電壓u220sin 100t V,當(dāng)用電器電阻R011 時(shí)()A通過用電器R0的電流有效值是20 AB當(dāng)用電器的電阻R0減小時(shí),輸電線損耗的功率也隨著減小C發(fā)電機(jī)中的電流變化頻率為100 HzD升壓變壓器的輸入功率為4 650 W解析:AD通過用電器R0的電流有效值I A20 A,A正確;當(dāng)用電器的電阻R0減小時(shí),由于電壓不變,電流增大,輸電線上的電流也增大,輸電線上損失的功率增大,B錯(cuò)誤;變壓器不改變交流電的頻率,f50 Hz,C錯(cuò)誤;降壓變壓器的輸出功率為P1UI220×20 W4 400 W,由理想變壓器原、副線圈電流與匝數(shù)成反比,得輸電線上的電流為I5 A,輸電線上損失的功率PI2R25×10 W250 W,升壓變壓器的輸入功率PP1P4 650 W,D正確9

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