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2022屆高考物理一輪復(fù)習 第十一章 交變電流 傳感器 第2講 變壓器 電能的輸送作業(yè) 新人教版

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2022屆高考物理一輪復(fù)習 第十一章 交變電流 傳感器 第2講 變壓器 電能的輸送作業(yè) 新人教版

2022屆高考物理一輪復(fù)習 第十一章 交變電流 傳感器 第2講 變壓器 電能的輸送作業(yè) 新人教版課時作業(yè)單獨成冊方便使用基礎(chǔ)題組一、單項選擇題1一電器中的變壓器可視為理想變壓器,它將220 V交變電壓改變?yōu)?10 V已知變壓器原線圈匝數(shù)為800,則副線圈匝數(shù)為()A200B400C1 600 D3 200解析:根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律得,n2n1×800400,選項B正確答案:B2(2018·河北唐山模擬)一含有理想變壓器的電路如圖所示,變壓器原副線圈匝數(shù)比n1n221,圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別是4 、2 和3 ,U為有效值恒定的正弦交流電源當開關(guān)S斷開時,理想電流表的示數(shù)為I,當S閉合時,電流表的示數(shù)為()A.I B.IC.I D2I解析:設(shè)S閉合時,電流表示數(shù)為I1,對理想變壓器有P入P出,則開關(guān)閉合時有I1UIR1(2I1)2R2,開關(guān)斷開時有IUI2R1(2I)2(R2R3),兩式聯(lián)立解得I12I,故D項正確答案:D3遠距離輸電的原理圖如圖所示,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,電壓分別為U1、U2,電流分別為I1、I2,輸電線上的電阻為R.變壓器為理想變壓器,則下列關(guān)系式中正確的是()A. BI2CI1U1IR DI1U1I2U2解析:根據(jù)變壓器電流與匝數(shù)關(guān)系知,A錯誤U2不是電阻R兩端的電壓,故I2,B錯誤IR僅是輸電線上損失的功率,而I1U1是升壓變壓器的輸入功率,二者并不相等,C錯誤根據(jù)功率關(guān)系知I1U1I2U2,D正確答案:D4.一理想降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為K,原線圈與阻值為4R0的電阻串聯(lián)后,接入有效值為25 V的正弦交流電源;副線圈電路中固定電阻的阻值為R0,當負載電阻的阻值R5R0時,理想電壓表的示數(shù)為5 V保持變壓器輸入電流不變,現(xiàn)將負載電阻的阻值增大到R11R0,此時輸入電壓有效值為U,則()AK,U49 VBK,U48 VCK4,U49 VDK4,U48 V解析:變壓器次級電流I2,此時變壓器初級電流為I1;變壓器次級電壓U2×6R06 V,初級電壓U1KU26K V.則UU1I1×4R0,即25 V6K V,解得K4.保持變壓器輸入電流不變,則次級電流也不變,將負載電阻的阻值增大到R11R0,則變壓器次級電壓為U2×(11R0R0)12 V,初級電壓U1KU248 V,故UU1I1·4R048 V×4R049 V故選項C正確,A、B、D錯誤答案:C5由閉合電路歐姆定律及串并聯(lián)關(guān)系可知,圖甲中,A、B兩點間接直流穩(wěn)壓電源,UAB100 V,R140 ,滑動變阻器總電阻R20 ,滑片處于變阻器正中位置;圖乙中,自耦變壓器輸入端a、b接交流穩(wěn)壓電源,其電壓有效值Uab100 V,滑片處于線圈正中位置,R240 .若R1和R2的發(fā)熱功率分別為P1和P2,則P1和P2的關(guān)系為()AP1P2 B.C. D.解析:由閉合電路歐姆定律及串并聯(lián)關(guān)系可知,圖甲中,R1兩端的電壓為U180 V,圖乙中,R2兩端的電壓為U2200 V,所以,選項C正確答案:C二、多項選擇題6.如圖,將額定電壓為60 V的用電器,通過一理想變壓器接在正弦交流電源上閉合開關(guān)S后,用電器正常工作,交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220 V和2.2 A以下判斷正確的是()A變壓器輸入功率為484 WB通過原線圈的電流的有效值為0.6 AC通過副線圈的電流的最大值為2.2 AD變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2113解析:理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,所以有P1U1I1U2I260×2.2 W132 W,選項A錯誤;原線圈電流I10.6 A,選項B正確;副線圈電流最大值I2maxI22.2 A,選項C錯誤;原、副線圈匝數(shù)比,選項D正確答案:BD7(2018·湖北宜昌調(diào)研)如圖為遠距離輸電示意圖,升壓變壓器T1和降壓變壓器T2均為理想變壓器,n1n21m,n3n4n1(m、n都大于1)輸電線的總電阻為2r,升壓變壓器T1原線圈的電壓的有效值為U,T1的原線圈輸入的電功率為P.下列說法正確的是()A降壓變壓器T2副線圈的電壓為B輸電線上的電流為C用電設(shè)備的數(shù)目增多,降壓變壓器T2原線圈的電壓變小D用電設(shè)備的數(shù)目減少,輸電線上的電流減小解析:輸電線上有電阻,所以降壓變壓器T2副線圈的電壓小于,選項A錯誤;升壓變壓器T2副線圈的電壓為mU,所以輸電線上的電流為I,選項B正確;用電設(shè)備的數(shù)目增多,輸電線上的電壓降變大,降壓變壓器T2原線圈的電壓變小,選項C正確;用電設(shè)備的數(shù)目減少,輸電的功率變小,輸電線上的電流減小,選項D正確答案:BCD8(2018·河南新鄉(xiāng)、許昌、平頂山三市調(diào)研)圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1n251,電阻R20 ,L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡,阻值均為10 ,S1為單刀雙擲開關(guān)原線圈接正弦式交流電源,輸入電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示現(xiàn)將S1接1、S2閉合,此時L2正常發(fā)光下列說法正確的是()A輸入電壓u的表達式為u20 sin 50t VB只斷開S2后,L1、L2均正常發(fā)光C只斷開S2后,原線圈的輸入功率為0.8 WD若S1換接到2后,R消耗的電功率為0.8 W解析:由圖乙可知T0.02 s,角速度100 rad/s,輸入電壓u的表達式u20sin 100t V,A錯誤;只斷開S2,副線圈兩端的總電壓不變,L1、L2的電壓均小于其額定電壓,不會正常發(fā)光,B錯誤;由可知,副線圈兩端的電壓為4 V,只斷開S2后,變壓器的輸出功率P出0.8 W,則原線圈的輸入功率為0.8 W,C正確;若S1換接到2后,R消耗的電功率為P0.8 W,D正確答案:CD能力題組一、選擇題9(2018·河南六市聯(lián)擬)如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為51,原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電,副線圈與二極管(正向電阻為零,相當于導(dǎo)線;反向電阻為無窮大,相當于斷路)、定值電阻R0、熱敏電阻Rt(阻值隨溫度的升高而減小)及報警器P(電流增加到一定值時報警器P將發(fā)出警報聲)組成閉合電路,電壓表、電流表均為理想電表則以下判斷正確的是()A變壓器線圈輸出交流電的頻率為25 HzB電壓表的示數(shù)為22 VCRt處溫度減小到一定值時,報警器P將會發(fā)出警報聲D報警器報警時,變壓器的輸入功率比報警前小解析:由圖乙可知f50 Hz,而理想變壓器不改變交流電的頻率,A項錯誤由圖乙可知原線圈輸入電壓的有效值U1220 V,則副線圈兩端電壓有效值U2U144 V,設(shè)電壓表示數(shù)為U,由于二極管作用,副線圈回路在一個周期內(nèi)只有半個周期的時間有電流,則由有效值定義有··T,解得U22 V,B項正確由題給條件可知,Rt處溫度升高到一定值時,報警器會發(fā)出警報聲,C項錯誤因報警器報警時回路中電流比報警前大,則報警時副線圈回路的總功率比報警前大,而輸入功率與輸出功率相等,D項錯誤答案:B10有一種調(diào)壓變壓器的構(gòu)造如圖所示線圈AB繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上,C、D之間加上輸入電壓,轉(zhuǎn)動滑動觸頭P就可以調(diào)節(jié)輸出電壓圖中A為交流電流表,V為交流電壓表,R1、R2為定值電阻,R3為滑動變阻器,C、D兩端接正弦交流電源,變壓器可視為理想變壓器,則下列說法正確的是()A當R3不變,滑動觸頭P順時針轉(zhuǎn)動時,電流表讀數(shù)變小,電壓表讀數(shù)變小B當R3不變,滑動觸頭P逆時針轉(zhuǎn)動時,電流表讀數(shù)變小,電壓表讀數(shù)變小C當P不動,滑動變阻器滑動觸頭向上滑動時,電流表讀數(shù)變小,電壓表讀數(shù)變小D當P不動,滑動變阻器滑動觸頭向下滑動時,電流表讀數(shù)變大,電壓表讀數(shù)變大解析:當R3不變,P順時針轉(zhuǎn)動時,nMN減小,由,知UMN減小,則電壓表、電流表讀數(shù)均減小,A項正確,同理知B項錯誤;當P不動時,匝數(shù)nMN不變,輸出電壓UMN不變,滑片向上滑動,根據(jù)串反并同,得電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小,C項錯誤,同理知D項也錯誤答案:A11(多選)如圖所示,發(fā)電機中線圈的匝數(shù)為N,線圈的面積為S,線圈做勻速圓周運動的角速度為,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B.電流表和電壓表為理想電表,定值電阻的阻值為R.當P在圖示位置時,變壓器的匝數(shù)比n1n212.一開始線圈與磁場垂直,下列判斷正確的是()A電壓表的讀數(shù)為2NBSB電流表的讀數(shù)為C線圈由圖示位置旋轉(zhuǎn)四分之一周,通過電流表的電荷量為DP向上移動時,電壓表的示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大解析:感應(yīng)電動勢的最大值為EmNBS,有效值U1,由可得,電壓表讀數(shù)U2NBS,選項A錯誤;副線圈電流I2,通過電流表的交變電流為,選項B正確;線圈由圖示位置旋轉(zhuǎn)四分之一圓周,通過電流表的電荷量為Q,選項C正確;P向上移動時,副線圈匝數(shù)變少,電壓表的示數(shù)變小,電流表示數(shù)也變小,選項D錯誤答案:BC二、非選擇題12圖甲為一理想變壓器,ab為原線圈,ce為副線圈,d為副線圈引出的一個接頭,原線圈輸入正弦式交變電壓的uabt圖像如圖乙所示若只在ce間接一只Rce400 的電阻,或只在de間接一只Rde225 的電阻,兩種情況下電阻消耗的功率均為80 W.(1)請寫出原線圈輸入電壓瞬時值uab的表達式;(2)求只在ce間接400 電阻時,原線圈中的電流I1;(3)求ce和de間線圈的匝數(shù)比.解析:(1)由題圖乙知200 rad/s,電壓瞬時值uab400sin 200t V.(2)電壓有效值U1200 V,理想變壓器P1P280 W,原線圈中的電流I1,解得I10.28 A(或 A)(3)設(shè)ab間匝數(shù)為n1,則,同理.由題意知,解得,代入數(shù)據(jù)得.答案:(1)uab400sin 200t V(2)0.28 A或 A(3)13某村在距村莊較遠的地方修建了一座小型水電站,發(fā)電機輸出功率為9 kW,輸出電壓為500 V,輸電線的總電阻為10 ,允許線路損耗的功率為輸出功率的4%.求:(1)村民和村辦小企業(yè)需要220 V電壓時,所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各為多少?(不計變壓器的損耗)(2)若不用變壓器而由發(fā)電機直接輸送,村民和村辦小企業(yè)得到的電壓和功率是多少?解析:(1)輸電電路圖如圖所示,由P4%P輸出和PIR得I26 A則U送1 500 V升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比輸電線上電壓損失UI2R60 V故降壓變壓器輸入電壓U1U送U1 440 V故降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比(2)若不用變壓器,則輸電電流I18 AUU0IR320 V,PP輸出I2R5 760 W答案:(1)137211(2)320 V5 760 W

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