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1、2011金版新学案高三物理一轮复习 第二课时 变压器电能的输送练习1一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R.设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2.当R增大时()AI1减小，P1增大BI1减小，P1减小CI2增大，P2减小 DI2增大，P2增大【解析】考查理想变压器及其相关知识当副线圈接的可调电阻R增大时，变压器输出功率P2减小，导致变压器输入功率P1减小，原线圈中电流I1减小，所以正确选项是B.【答案】B2如右图所示是一台家用台灯亮度调节原理图，自耦变压器接入正弦交流电压，电流表、电压表分别为理想交流电流表和理想交流电
2、压表若将调压端的滑动触头P向上移动，则()A电压表V的示数变大B变压器的输出功率变大C电流表A的示数变小D电流表A的示数变大【解析】当滑动触头P向上移动时，自耦变压器“副线圈”匝数增大，由可知“副线圈”两端电压增大，台灯的功率变大，A、B正确；由于理想变压器输入功率与输出功率相等，且输入电压不变，故电流表示数变大，C错误、D正确【答案】ABD3为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压某变电所电压u011 000sin 100t V的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电所变压器()A原、副线圈匝数比为501B副线圈中电流的频率
3、是50 HzC原线圈的导线比副线圈的要粗D输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和【解析】u011 000sin 100t V中的11 000指的是电压的最大值，有效值为11 000 V，则原、副线圈之间的匝数之比等于两线圈的电压之比，即501，A正确；由100可得频率为50 Hz，变压器不改变电流的频率，因此，副线圈的频率也是50 Hz，B正确；电流与匝数成反比，即原线圈的电流比副线圈电流要小，因此，副线圈的导线要比原线圈粗，C错误；居民小区各个用电器都是并联的，它们的电流总和等于副线圈中的电流，D错误【答案】AB4如下图所示，一理想变压器原线圈匝数n11 100匝，副线圈匝数n222
4、0匝，交流电源的电压u220sin 100t V，电阻R44 ，电压表、电流表为理想电表，则下列说法错误的是()A交流电的频率为50 HzB电流表的示数为0.2 AC电流表的示数为 AD电压表的示数为44 V【解析】由交流电源的电压瞬时值表达式可知，100，所以频率f50 Hz，A项说法正确；理想变压器的电压比等于线圈匝数比，即，其中原线圈电压的有效值U1220 V，U2U144 V，故D项说法正确；I21 A，故C项说法错误；由电流比与线圈匝数成反比，即，所以I1I20.2 A，故B项说法正确综上所述，说法错误的是C项【答案】C5正弦交流电经过匝数比为的变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流
5、表A按如图甲所示方式连接，R10 .图乙是R两端电压U随时间变化的图象Um10 V，则下列说法中正确的是()A通过R的电流iR随时间t变化的规律是iRcos 100t(A)B电流表A的读数为0.1 AC电流表A的读数为 AD电压表的读数为Um10 V【解析】由图象知T2102 s，f50 Hz，2f100 rad/s，故iRcos 100t(A)，A正确再根据知，I1有效值为0.1 A，B正确，C错误电压表读数应为副线圈电压有效值，U10 V，故D错误【答案】AB6为了测一个已知额定电压为100 V的灯泡的额定功率，设计了如图所示的电路，理想变压器的原、副线圈分别接有理想电流表A和灯泡L，滑动
6、变阻器的阻值范围是0100 ，不考虑温度对灯泡电阻的影响，原、副线圈的匝数比为21，交流电源的电压为U0440 V，适当调节滑动变阻器的滑片位置，当灯泡在额定电压下正常工作时，电流表A的示数为1.2 A，则()A灯泡的额定功率为40 WB灯泡的额定电流为2.4 AC滑动变阻器并联部分的阻值为50 D滑动变阻器消耗的电功率为240 W【解析】根据题意，副线圈上的电流为2.4 A，电压为220 V，由于滑动变阻器上部分的并联电路电压为100 V，则下部分电阻电压为120 V，由串联知识，可知滑动变阻器上部分与小灯泡并联后与滑动变阻器下部分功率分配比为10012056，故下部分电阻上的电功率P下P总
7、，P总1.2440 W528 W，则P下288 W，下部分电阻R下288/2.42 50 ，则滑动变阻器上部分(并联部分)的电阻为50 ，上部分电路消耗功率PP总P下240 W，故容易计算出通过灯泡的电流为0.4 A，灯泡的功率为40 W，故A、C正确【答案】AC7如右图所示，两条平行金属导轨竖直放置，其间有与导轨平面垂直的匀强磁场，金属棒ab沿导轨下滑，下滑过程中与导轨接触良好金属棒、导轨、电流表A1和理想变压器原线圈构成闭合回路金属棒ab在沿导轨下滑的过程中，电流表A1一直有示数，而电流表A2在某时刻之后示数变成了零，以下说法正确的是()A电流表A2示数等于零之前，金属棒必是变速运动B电流
8、表A2示数等于零之后，金属棒必是变速运动C电流表A2示数等于零之前，金属棒必是匀速运动D电流表A2示数等于零之后，金属棒必是匀速运动【解析】金属棒在重力作用下，开始向下做加速运动，速度不断增加，金属棒切割磁感线产生的感应电流逐渐增大，原线圈上产生的磁场不断增强，穿过副线圈的磁通量不断增大，在副线圈上发生电磁感应现象，电流表A2上有电流当金属棒上电流增加到一定程度，金属棒受到的安培力等于重力时，金属棒开始做匀速下落，原线圈的电流不再发生变化，原线圈上产生的磁场磁感应强度不变，穿过副线圈的磁通量不发生变化，副线圈上不发生电磁感应现象，电流表A2示数等于零综上所述，选项A、D正确【答案】AD8如右图
9、所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u311sin314t(V)的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电阻随着温度的升高而减小，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3为一定值电阻当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的是()AA1的示数不变，A2的示数增大BA1的示数增大，A2的示数增大CV1的示数增大，V2的示数增大DV1的示数不变，V2的示数减小【解析】本题考查变压器的性质和动态电路由于理想变压器的输入电压U1不变，V1读数不变；匝数比一定时，输出电压
10、U2不变当有火警时，热敏电阻R2变小，输出电路的总电阻变小，U2一定时，总电流I变大，R3上的电压U3IR3变大，V2的读数变小，R1两端电压变小，A2电流变小由理想电路的电流关系，I变大，通过原线圈的总电流变大，A1读数变大，只有D正确【答案】D9一个理想变压器的工作示意图如下图所示 ，变压器的初级线圈匝数为n1，与干路高电压U1相连，工作时流过线圈的电流为I1，初级与干路相连的导线的电阻不能忽略变压器的次级线圈匝数为n2，输出电压为U2，工作时流过线圈的电流为I2，设连接在次级线圈上的用电器均为相同的电灯，导线的电阻可以忽略在变压器次级线圈有负载的情况下，下列判断哪个正确()A无论次级接入
11、的电灯的数量多少，总有U1U2n1n2B无论次级接入的电灯的数量多少，总有I1I2n2n1C无论次级接入的电灯的数量多少，总有U1I1U2I2D以上判断都不正确【解析】变压器的变压比中的U1是变压器原线圈两端的电压，由于初级线圈的干路电阻较大，线路上的压降也较大，线路损耗功率也较大，因此A、C选项不成立【答案】B102008年春节前后，我国南方部分省市的供电系统由于气候原因遭到严重破坏为此，某小区启动了临时供电系统，它由备用发电机和副线圈匝数可调的变压器组成，如下图所示，发电机的电动势e480sin(100t)V(不考虑其内阻)，图中R表示输电线的电阻滑动触头P置于a处时，用户的用电器恰好正常
12、工作，在下列情况下，要保证用电器仍能正常工作，则()A若A2示数为2 A，R10 ，则原副线圈的匝数比n1n221B若A2示数为2 A，R10 ，则原副线圈的匝数比n1n221C当发电机输出的电压发生波动使V1示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头P向下滑动D如果V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向上滑【解析】若A2的示数为2 A，R10 ，用户电压220 V，电压表V2示数U2220 VI2R240 V，电压表V1示数(有效值)U1480 V，原副线圈的匝数比n1n2U1U221，故选项A对、B错；由n1n2U1U2，若U1变小，则n2应变大，故选项C错；当用电器增
13、加时，副线圈中的电流增加，输电线电阻R上的电压增大，副线圈两端的电压应增大，故滑动触头P应向上滑，故选项D对【答案】AD11如下图所示，理想变压器原线圈中输入电压U13 300 V，副线圈两端电压U2220 V，输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表 的示数U2 V求(1)原线圈n1等于多少匝？(2)当开关S断开时，电流表 的示数I25 A则电流表 的示数I1为多少？(3)当开关S闭合时，电流表 的示数I1等于多少？【解析】(1)由电压与变压器匝数的关系可得：U1/n1U2/n2U，则n11 650匝(2)当开关S断开时，有：U1I1U2I2，I1U2I2/U1 A
14、.(3)当开关S断开时，有：RLU2/I244 .当开关S闭合时，设副线圈总电阻为R，有RRL/222 ，副线圈中的总电流为I2，则I2U2/R10 A由U1I2U2I1可知，I1U2I2/U1 A.【答案】(1)1 650匝(2) A(3) A12人们利用发电机把天然存在的各种形式的能量(水流能、煤等燃料的化学能)转化为电能，为了合理地利用这些能源，发电站要修建在靠近这些资源的地方，但用电的地方却分布很广，因此，需要把电能输送到远方若某电站的输送电压为U6 000 V，输送功率P500 kW，这时安装在输电线路的起点和终点的电度表一昼夜里读数相差4 800 kWh(即4 800度电)，试求：(1)输电效率和输电线的电阻；(2)若要使输电损失的功率降到原输送功率的2%，电站应使用多高的电压向外输电？(结果保留二位有效数字)【解析】(1)输电效率100%60%由WI2Rt及PUI得：R28.8 .(2)若使输电损失的功率降到原输送功率的2%，则P损P2%10 kW，又P损IR，U1，联立解得输送电压为U12.7104 V.【答案】(1)60%28.8 (2)2.7104 V