2019屆高考物理一輪復習 第十章 交變電流 傳感器 課時作業(yè)33 變壓器 電能的輸送.doc

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課時作業(yè)（三十三）變壓器 電能的輸送基礎小題練1如圖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()A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220 V時，副線圈輸出直流電壓12 VD當原線圈輸入交流電壓220 V、副線圈接負載時，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A錯誤、選項B正確；變壓器的工作原理是電磁感應，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【答案】B2如圖所示，半徑為L1 m的金屬圓環(huán)，其半徑Oa是銅棒，兩者電阻均不計且接觸良好今讓Oa以圓心O為軸，以角速度10 rad/s勻速轉(zhuǎn)動，圓環(huán)處于垂直于環(huán)面，磁感應強度為B2 T的勻強磁場中從圓心O引出導線，從圓環(huán)上接出導線，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，產(chǎn)生恒定的感應電動勢，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不變，接在副線圈兩端的理想電壓表的示數(shù)為零，選項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表示下列說法正確的是() AI1和I2表示電流的瞬時值BU1和U2表示電壓的最大值C滑片P向下滑動過程中，U2不變、I1變大D滑片P向下滑動過程中，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兩項錯誤；滑片P向下滑動過程中，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，則流過副線圈的電流I2變大，根據(jù)U1I1U2I2，可知I1變大，C項正確，D項錯誤【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、功率的比例關系可知：通過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D正確【答案】D5.如圖，一理想變壓器的原線圈接在電壓為220 V的正弦交流電源上，兩副線圈匝數(shù)分別為n216、n3144，通過理想二極管(具有單向?qū)щ娦?、單刀雙擲開關與一只“36 V,18 W”的燈泡相連(燈泡電阻不變)，當開關接1時，燈泡正常發(fā)光，則下列說法中正確的是() A原線圈的匝數(shù)為880B當開關接2時，燈泡兩端電壓的有效值為20 VC當開關接2時，原線圈的輸入功率約為18 WD當開關接2時，原線圈的輸入功率約為11 W【解析】由得n1880，選項A正確；當開關接2時，有，解得U40 V，設交流電周期為T，T，U20 V，選項B正確；燈泡電阻為R72 ，燈泡消耗的實際功率為P W11 W，選項C錯誤，D正確【答案】ABD6如圖甲所示的遠距離輸電示意圖中，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)部分為一火警報警系統(tǒng)原理圖，其中R1為一定值電阻，R2為用半導體熱敏材料制成的傳感器，當溫度升高時其阻值變小電壓表V顯示加在報警器上的電壓(報警器未畫出)未出現(xiàn)火情時，升壓變壓器的輸入功率為750 kW.下列說法正確的是()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當傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，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交變電流頻率為f50 Hz，選項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B錯誤；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C正確；當出現(xiàn)火情時，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D錯誤【答案】AC創(chuàng)新導向練7科技應用變壓器原理在醫(yī)療器械中及應用心電圖儀是將心肌收縮產(chǎn)生的脈動轉(zhuǎn)化為電壓脈沖的儀器，其部分電路可簡化為大電阻R1與交流電源串聯(lián)，該電源輸出的電壓恒為U0，如圖所示心電圖儀與一個理想變壓器的初級線圈相連，一個揚聲器(可等效為一個定值電阻R2)與該變壓器的次級線圈相連若R2從變壓器得到的功率此時最大，下列說法錯誤的是()A大電阻R1兩端電壓為B理想變壓器初級線圈與次級線圈的匝數(shù)比值為C交流電源的輸出功率為D通過揚聲器的電流為【解析】設理想變壓器初級線圈和次級線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，初級線圈和次級線圈中的電流分別為I1、I2，根據(jù)理想變壓器的初級和次級線圈的電流和電壓關系可得I1n1I2n2，設R2的功率為P，聯(lián)立則有PIR2IR1I1U0，由于揚聲器有最大功率，則I1、I2，選項D正確；大電阻R1兩端電壓I1R1，選項A正確；理想變壓器的初級和次級線圈的匝數(shù)比值為，選項B錯誤；交流電源的輸出功率為I1U0，選項C正確故本題選B.【答案】B8負載電阻含熱敏(光敏)電阻元件的理想變壓器的動態(tài)分析問題如圖甲所示的電路中，S為單刀雙擲開關，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的表達式u110sin 100t(V)BS接在a端，Rt溫度升高時，變壓器的輸入功率變小CS接在a端，Rt溫度升高時，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，A項正確；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項錯誤；溫度升高時，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項錯誤；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項錯誤【答案】A9變壓器的實際應用電子滅蟲器的工作原理電子滅蟲器由兩種主要部件組成：誘蟲的黑光燈和殺蟲的電網(wǎng)黑光燈發(fā)出的紫外線能夠引誘害蟲飛近黑光燈，然后再利用黑光燈周圍的交流高壓電網(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，空氣在常溫下被擊穿的臨界電場強度為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)應滿足一定條件，則下列說法正確的是() 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，故應滿足的條件是：，此變壓器為升壓器，選項B、D正確【答案】BD10綜合應用考查交變電路中含電容器的問題如圖所示，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磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉(zhuǎn)動，磁場只分布在bc邊的左側(cè)，磁感應強度大小為B，線圈面積為S，轉(zhuǎn)動角速度為，匝數(shù)為N，線圈電阻不計下列說法正確的是()A將原線圈抽頭P向上滑動時，燈泡變暗B電容器的電容C變大時，燈泡變暗C圖示位置時，矩形線圈中瞬時感應電動勢最大D若線圈abcd轉(zhuǎn)動的角速度變?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向上滑動時，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，容抗減小電流變大，燈泡變亮，B錯誤；圖示位置時，線圈中的瞬時感應電動勢為零，C錯誤；若線圈轉(zhuǎn)動角速度加倍 ，則變壓器原線圈電壓有效值也加倍，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，副線圈的匝數(shù)n230匝，與一個標有“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，通過電阻R的電流強度為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I10.26 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多年當時世界各地都在使用著費用高昂的直流電(因為使用直流電時必須每隔一公里建設一套發(fā)電機組)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，用高壓電實現(xiàn)了遠距離供電若其中某一發(fā)電機組設計為：發(fā)電機最大輸出功率為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)畫出此輸電線路的示意圖；(2)求在輸電線路中設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)輸電過程中損失的功率：P損P通過R的電流：I2 發(fā)電機的輸出電流：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)見解析(2)120(3)436 A