《2020年物理高考大一輪復(fù)習(xí) 第11章 交變電流 傳感器 第32講 變壓器的原理 電能的輸送練習(xí)（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020年物理高考大一輪復(fù)習(xí) 第11章 交變電流 傳感器 第32講 變壓器的原理 電能的輸送練習(xí)（含解析）（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第32講 變壓器的原理 電能的輸送 [解密考綱]理解變壓器的原理，掌握理想變壓器原、副線圈的功率關(guān)系、電壓關(guān)系以及電流關(guān)系，并會進行相關(guān)計算；能利用功率、電壓、電流關(guān)系對變壓器進行動態(tài)分析；會計算遠距離輸電問題中線路損失的功率和電壓． 1．(2019·廈門高三一模)(多選)如圖所示，電路中變壓器為理想變壓器，其原線圈接在u＝20sin 50πt(V)的交流電源上，副線圈與阻值為R1＝2 Ω的電阻接成閉合電路，電流表為理想電流表．另有一阻值R2＝32 Ω的電阻與變壓器原線圈并聯(lián)，電阻R1與R2消耗的電功率恰好相等．則(　　) A．電阻R1消耗的電功率為12.5 W B．通過電阻R1

2、的交變電流的周期為0.02 s C．電流表的示數(shù)為10 A D．變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4∶1 AD　解析 輸入電壓u＝20sin 50πt(V)，可知R2兩端電壓的有效值為20 V，消耗的功率為P2＝＝12.5 W，電阻R1與R2消耗的電功率恰好相等也是12.5 W，選項A正確；根據(jù)50 π＝可求通過R1交流電的周期為0.04 s，選項B錯誤；P1＝I2R1＝12.5 W，代入可求電流表示數(shù)為2.5 A，選項C錯誤；R1的電壓為U1＝IR1＝5 V，變壓器原、副線圈匝數(shù)比等于電壓之比為20∶5＝4∶1，選項D正確． 2．(2019·北京豐臺區(qū)高三期末)如圖所示，理想變壓器的原線圈接在

3、u＝220sin πt(V)的交流電源上，副線圈接在負載電阻R＝5.5 Ω上，原副線圈匝數(shù)之比為20∶1，交流電流表、電壓表均為理想電表，下列說法正確的是(　　) A．交流電壓表的讀數(shù)為15.6 V B．交流電流表的讀數(shù)為0.1 A C．副線圈輸出交流電的周期為50 s D．原線圈的輸入功率為22 W B　解析 由題意知，原線圈電壓有效值為220 V，原、副線圈匝數(shù)之比為20∶1，由＝，得U2＝U1＝220× V＝11 V，電壓表的讀數(shù)為有效值，即U2＝11 V，選項A錯誤；副線圈的電流為I2＝＝ A＝2 A，由＝，得I1＝I2＝×2 A＝0.1 A，選項B正確；由u＝220s

4、inπt(V)，可知ω＝π，由ω＝，解得 T＝＝2 s，理想變壓器不改變周期，選項C錯誤；原線圈中的輸入功率為P入＝U1I1＝220×0.1 W＝22 W，選項D錯誤． 3．(2019·凌源模擬)(多選)如圖甲所示，理想變壓器的原線圈接如圖乙所示的交變電流．理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為20∶3，定值電阻的阻值為11 Ω，滑動變阻器的總阻值為22 Ω.下列說法正確的是(　　) A．副線圈輸出電壓的頻率為50 Hz B．滑動變阻器的滑片P向右滑動時，電阻R兩端的電壓不變 C．滑動變阻器的滑片P滑到最右端時，通過電阻R的電流為8.45 A D．滑動變阻器的滑片P滑到最左端時，理想變壓

5、器的輸入功率為132 W AD　解析 由交變電流的圖象可知，加在原線圈中電流的周期T＝0.02 s，頻率f＝50 Hz，由于變壓器不能改變電源的頻率，副線圈輸出電壓的頻率為50 Hz，選項A正確；滑動變阻器的滑片P向右移動時，電路總電阻變小，電流變大，由U＝IR可知，電阻R兩端的電壓變大，選項B錯誤；原線圈電壓的有效值U1＝＝440 V，根據(jù)U1∶U2＝n1∶n2可得副線圈的電壓U2＝66 V，滑動變阻器的滑片P滑到最右端時，通過電阻R的電流為I2＝＝6 A，選項C錯誤；滑動變阻器的滑片P滑到最左端時，理想變壓器的輸入功率為P2＝＝132 W，選項D正確． 4．(2019·河南豫北名校聯(lián)盟

6、高三聯(lián)考)某年暑期用電高峰，某供電公司反竊電稽查人員將鉗形電流表卡在電表的火線上，對竊電的可疑客戶進行排查，鉗形電流表是一種測量電流的儀表，其結(jié)構(gòu)和外形如圖所示，其工作部分主要由一只電磁式電流表和電流互感器組成．互感器由被測導(dǎo)線、鐵芯和二次繞組構(gòu)成，被測導(dǎo)線視為一匝線圈．圖中各序號對應(yīng)的部分分別為：1－電流表，2－電流互感器，3－鐵芯，4－手柄，5－二次繞組，6－被測導(dǎo)線，7－量程開關(guān)．所測電流為正弦式交流電，則(　　) A．若二次繞組的匝數(shù)為n，電流表示數(shù)為10 A，則被測電流最大值為10n A B．若二次繞組的匝數(shù)為n，所測導(dǎo)線中的電流的頻率為f，則二次繞組中的電流頻率為nf C

7、．若鉗形電流表的鐵芯中磁感線如圖中虛線所示，則所測導(dǎo)線中的電流正在增大 D．若鉗形電流表的鐵芯中磁感線如圖中虛線所示，則感應(yīng)電流從電流表左端流入電流表 A　解析 若二次繞組匝數(shù)為n，電流表示數(shù)為10 A，則由變壓器變壓比 ＝得，I1＝10n A，故最大值為10n A，故選項A正確；電流互感器不改變電流的頻率，故選項B錯誤；圖中被測導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向里，根據(jù)安培定則可知，不管導(dǎo)線中電流是增大還是減小，鐵芯中的磁感線都會如圖中虛線所示，故選項C錯誤；當(dāng)如圖所示的磁感線穿過二次繞組時，只有當(dāng)磁通量減小時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流才從電流表左端流入電流表，故選項D錯誤． 5．(2019·山西六校聯(lián)考

8、)如圖甲所示，一阻值為R的電阻接在電動勢為E、內(nèi)阻為r的直流電源兩端，電源的效率為94.1%；如圖乙所示，當(dāng)該阻值為R的電阻通過理想變壓器接在電壓有效值為E、內(nèi)阻為r的交流電源上時，變壓器原線圈兩端的電壓為，則該變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為(　　) A．4∶1 B．1∶4 C．16∶1 D．1∶16 B　解析 根據(jù)阻值為R的電阻接在電動勢為E、內(nèi)阻為r的直流電源兩端，電源的效率為94.1%，可得＝0.941，解得＝，根據(jù)＝，又因為U1＝I1r，U2＝I2R，即＝＝，整理得2＝，＝，選項B正確． 6．(2019·廣州高三一模)如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1，

9、原線圈一側(cè)接一輸出電壓恒為U1的正弦交流電源，電阻R1、R2、R3、R4的阻值相等．下列說法正確的是(　　) A．S斷開時，圖中電壓U1∶U2＝2∶1 B．S斷開時，R1消耗的電功率等于R2的2倍 C．S閉合后，R1、R3、R4消耗的電功率相同 D．S閉合后，R1兩端電壓比S閉合前的更小 C　解析 S斷開時，設(shè)原線圈的電流為I1，根據(jù)變壓器知識可知I2＝2I1，而U1＝I1R＋2U2，U2＝I2·2R，可得I1＝， ＝＝，選項A錯誤．由P＝I2R可知＝＝，選項B錯誤．S閉合后，U1＝I′1R＋2U′2，U′2＝I′2·，聯(lián)立可知I′1＝>I1，選項D錯誤．因I′2＝2I′1，而并

10、聯(lián)電路分流可知IR3＝IR4＝＝I′1，可得R1、R3、R4三個電阻流過的電流相同，可知三電阻的功率相同，選項C正確． 7．(2019·蘇北四市高三調(diào)研)(多選)如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，原線圈接交流電u＝20sin 100πt(V)，保險絲的電阻為1 Ω，熔斷電流為2 A，電表均為理想電表．下列說法正確的有　　　　(　　) A．電壓表V的示數(shù)為14.1 V B．電流表A1、A2的示數(shù)之比為2∶1 C．為了安全，滑動變阻器接入電路的最小阻值為4 Ω D．將滑動變阻器滑片向上移動，電流表A1的示數(shù)減小 CD　解析 原線圈電壓有效值為U1＝＝20 V，根據(jù)變壓

11、器原理可得U2＝U1＝×20 V＝10 V，故電壓表V的示數(shù)為10 V，選項A錯誤；根據(jù)變壓器原理可知，電流強度與匝數(shù)成反比，故電流表A1、A2的示數(shù)之比為1∶2，選項B錯誤；保險絲的電阻為1 Ω，熔斷電流為2 A，為了安全，滑動變阻器接入電路的最小阻值為Rmin＝－r保＝ Ω－1 Ω＝4 Ω，選項C正確；將滑動變阻器滑片向上移動，滑動變阻器接入電路的總電阻增大，副線圈電流減小，則原線圈的電流也減小，所以電流表A1的示數(shù)減小，選項D正確． 8．(2019·洛陽高三二模)(多選)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝4∶1，原線圈接如圖乙所示的正弦交流電，副線圈與理想電壓表、理想

12、電流表、熱敏電阻RT(阻值隨溫度的升高而減小)及報警器P(有內(nèi)阻)組成閉合電路，回路中電流增加到一定值時報警器P將發(fā)出警報聲，則下列判斷正確的是(　　) A．電壓表示數(shù)為9 V B．RT處溫度升高到一定值時，報警器P將會發(fā)出警報聲 C．RT處溫度升高時，變壓器的輸入功率變大 D．變壓器副線圈中交流電壓的瞬時表達式u＝9sin(100πt) V BC　解析 原線圈接如圖乙所示的正弦交流電，由圖知原線圈的最大電壓Um＝36 V，周期0.02 s，由＝，得副線圈的最大電壓為Um2＝Um1＝×36＝9 V，而交流電不會改變周期，故角速度ω＝＝100πrad/s，則變壓器副線圈中交流電壓的

13、瞬時值表達式為u＝9sin(100πt)V，則副線圈的電壓有效值為U2＝＝＝9 V，根據(jù)串聯(lián)電路的特點可知，電壓表的示數(shù)小于9 V，故選項A、D錯誤；RT處溫度升高時副線圈中電流增大，升高到一定值時，報警器P將會發(fā)出警報聲，故選項B正確；RT處溫度升高時副線圈中電流增大，而副線圈的電壓不變，變壓器的輸出功率變大，理想變壓器的輸入、輸出功率之比為1∶1，變壓器的輸入功率變大，故選項C正確． 9．(2019·南昌高三一模)(多選)如圖所示，電源電壓保持不變，若將滑動變阻器的滑動觸頭向左滑動，關(guān)于兩電表示數(shù)的變化，下列判斷正確的是(　　) A．電流表的示數(shù)變大 B．電流表的示數(shù)變小 C．

14、電壓表的示數(shù)變大 D．電壓表的示數(shù)變小 AC　解析 若將滑動變阻器觸頭向左滑動，滑動變阻器接入電路的電阻減小，則滑動變阻器分得的電壓減小，原線圈兩端電壓增大，而匝數(shù)比不變，所以副線圈兩端電壓增大，電壓表示數(shù)增大；負載兩端電壓增大，則副線圈電流增大；根據(jù)匝數(shù)比不變，則原線圈的電流增大，電流表示數(shù)增大，故選項A、C正確，B、D錯誤． 10．(2019·成都七中高三診斷)(多選)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(yīng)強度大小為B，線圈面積為S，轉(zhuǎn)動角速度為ω，匝數(shù)為N，線圈電阻不計．下列說法正

15、確的是(　　) A．將原線圈滑片P向下滑動時，燈泡變亮 B．線圈abcd轉(zhuǎn)動過程中，線圈最大磁通量為NBS C．圖示位置時，矩形線圈中磁通量的變化率最大 D．若線圈abcd轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)?ω，則變壓器原線圈電壓的有效值為NBSω AD　解析 矩形線圈abcd中產(chǎn)生交變電流，將原線圈滑片P向下滑動時，原線圈匝數(shù)變小，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知，輸出電壓增大，燈泡會變亮，故選項A正確；線圈abcd轉(zhuǎn)動過程中，線圈最大磁通量為BS，故選項B錯誤；圖示位置時，是中性面位置，矩形線圈磁通量最大，線圈中磁通量的變化率最小，故選項C錯誤；若線圈轉(zhuǎn)動角速度變?yōu)?ω，根據(jù)電動勢最大值公式Em＝2NB

16、Sω，變壓器原線圈電壓的最大值為2NBSω，根據(jù)電流的熱效應(yīng)·＝·T，解得U有＝NBSω，故選項D正確． 11．(2019·邢臺期末)如圖所示，理想變壓器原線圈接有交流電源，當(dāng)副線圈上的滑片P處于圖示位置時，燈泡能發(fā)光，若將滑片P上移(電壓表和電流表均為理想電表)，則(　　) A．電容器的容抗增大 B．電流表的示數(shù)減小 C．變壓器的輸入功率減小 D．燈泡L變亮 D　解析 變壓器不改變電流的頻率，所以頻率不變，電容器的容抗不變，選項A錯誤；滑片P向上移，副線圈的匝數(shù)增加，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，知副線圈兩端的電壓變大，電壓表的示數(shù)變大，電流表的示數(shù)變大，選項B錯誤；根據(jù)P＝IU可知

17、，變壓器的輸出功率變大，則輸入功率變大，選項C錯誤；因電容器的容抗不變，而燈泡和電容器兩端電壓之和變大，則燈泡的電流變大，燈泡變亮，選項D正確． 12．(2019·湖南、江西十四校高三聯(lián)考)(多選)如圖所示，R1、R2、R3為完全相同的標(biāo)準(zhǔn)電阻，甲、乙兩種情況下電阻R2、R3的功率均為P，且匝數(shù)之比n1∶n2均為3∶1，則(　　) A．圖甲中R1的功率為9P B．圖乙中R1的功率為 C．圖乙中R1的功率為9P D．圖甲中R1的功率為 AB　解析 對于圖甲，設(shè)R2兩端電壓為U，根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比，得線圈n1兩端的電壓為3U，可得R1兩端的電壓是R2兩端電壓的3倍，根

18、據(jù)P＝，則R1的功率為R2的功率的9倍，選項A正確，D錯誤；對于圖乙，R2、R3是完全相同的電阻，功率均為P，可得副線圈電壓均為U，根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比，可得原線圈兩端電壓為3U，再根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，設(shè)副線圈電流為I，可得3UI1＝2P＝2UI，解得I1＝I，根據(jù)P＝I2R，故R1的功率P1＝I2R＝，選項B正確，C錯誤． 13．(2019·林州一中期末)如圖所示，理想變壓器副線圈接有兩個相同的燈泡L1和L2，R為光敏電阻，受光照時其阻值減?。_始時開關(guān)S斷開，要減小變壓器的輸入功率，可采用的方法是(　　) A．只增加原線圈的匝數(shù) B．只增加副線圈的匝

19、數(shù) C．閉合開關(guān)S D．用手電筒照射電阻R A　解析 輸入功率由輸出功率決定，副線圈上的功率P2＝，只增加原線圈匝數(shù)，U2減小，P2減小，P1減小，故選項A正確；只增加副線圈的匝數(shù)，U2增加，P2增大，P1增大，故選項B錯誤；閉合S，副線圈上的總電阻變小，P2增大，P1增大，故選項C錯誤；用手電筒照射R，光敏電阻阻值減小，副線圈上的總電阻R變小，P2增大，P1增大，故選項D錯誤． 14．(2019·翼城中學(xué)期末)如圖所示是遠距離輸電的示意圖，變壓器均為理想變壓器，發(fā)電機的輸出電壓恒定，輸電線上損耗的功率為PR，變壓器原、副線圈的電壓以及電流用圖中的量表示．則當(dāng)用戶用電處于高峰期時，下列

20、說法正確的是　(　　) A．U2變大 B．PR增大 C．U4變大 D. I1變小 B　解析 因為輸入電壓不變，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)不變，所以U2不變，故選項A錯誤；當(dāng)用電器增多時，功率增大，降壓變壓器的輸出電流增大，輸電線上的電流增大，可知輸電線上的功率損失增大，故選項B正確；當(dāng)用電器增多時，功率增大，降壓變壓器的輸出電流增大，則輸電線上的電流增大，可知輸電線上的電壓損失增大，發(fā)電機的輸出電壓U1不變，則U2不變，可知降壓變壓器的輸入電壓U3減小，所以用戶得到的電壓U4減小，故選項C錯誤；當(dāng)用電器增多時，功率增大，降壓變壓器的輸出電流增大，則輸電線上的電流增大，根據(jù)n1I1＝n2I2，可知I1變大，故選項D錯誤． 8