高三物理一轮 10.2变压器 电能的输送课后巩固训练（含解析）.doc

第课时变压器电能的输送 【测控导航】知识点题号1.变压器原理及应用1、2、4、6、10、122.变压器的动态变化问题5、7、8、9、113.远距离输电3、818题为单选题;911题为多选题1.(2011年新课标全国卷)如图,一理想变压器原副线圈的匝数比为12,副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220 v,额定功率为22 w;原线圈电路中接有电压表和电流表.现闭合开关,灯泡正常发光.若用u和i分别表示此时电压表和电流表的读数,则(a)a.u=110 v,i=0.2 a b.u=110 v,i=0.05 ac.u=1102 v,i=0.2 ad.u=1102 v,i=0.2 a解析:由灯泡正常发光可知,u=220 v,i=p灯u=0.1 a;u=n1n2u=110 v,i=n2n1i=0.2 a,电压表、电流表的示数均为有效值,故选项a正确.2.(2012年新课标全国卷)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分.一升压式自耦调压变压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调.已知变压器线圈总匝数为1 900匝;原线圈为1 100匝,接在有效值为220 v的交流电源上.当变压器输出电压调至最大时,负载r上的功率为2.0 kw.设此时原线圈中电流有效值为i1,负载两端电压的有效值为u2,且变压器是理想的,则u2和i1分别约为(b)a.380 v和5.3 ab.380 v和9.1 ac.240 v和5.3 ad.240 v和9.1 a解析:根据题意可知,n1=1 100匝,n2=1 900匝,由变压规律可得u2=u1n2n1=2201 9001 100v=380 v;由题意知,p2=2.0 kw,由p1=p2得,u1i1=p2,即i1=p2u1=2 000220 a9.1 a,选项b正确.3.(2013资阳模拟)一台发电机输出的电功率为50 kw,输出电压为250 v,现欲用变压器升压后向远处输电,输电线的总电阻为8 ,若不考虑输电线路的感抗和容抗对输电的影响,则(b)a.输送电压越高,输电线上损失的功率越大b.若升压变压器的变压比为14,输电线上损失的功率为20 kwc.若升压变压器的变压比为18,输电线上损失的功率为10 kwd.若不用升压变压器,输电线上损失的功率将达到320 kw解析:根据p损=p输出u22r线可知,输送功率一定时,输送电压越高,输电线上损失的功率越小,选项a错误;若升压变压器的变压比为14,输送电压升高为u2=1 000 v,输电线上损失的功率为p损=p输出u22r线=501031 00028 w=2104 w,选项b正确;若升压变压器的变压比为18,输送电压升高为u2=2 000 v,输电线上损失的功率为p损=p输出u22r线=50103200028 w=5103 w,选项c错误;若不用升压变压器,输电线上损失的功率也不可能超过输出功率,所以选项d错误.4.(2012北京市朝阳区一模)一理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2=21,原线圈两端接正弦式交变电流,其电压u随时间t变化的规律如图所示,则副线圈两端电压的有效值和频率分别为(a)a.110 v,50 hzb.110 v,0.5 hzc.220 v,50 hzd.220 v,0.5 hz解析:变压器不改变交变电流的频率,由题ut图像看出,该交变电压的周期t=210-2 s,故其频率f=1t=1210-2 hz=50 hz;由题ut图像还可看出,该交变电压的最大值um=311 v,故其有效值u=um2=3112 v220 v,代入变压器的变压比公式得副线圈两端电压的有效值u2=n2n1u1=n2n1u=12220 v=110 v.综上所述,正确选项为a.解决此类问题要注意:一要理解掌握变压器的变压原理,即只改变电压、电流,而不改变其频率;二要看清坐标轴刻度、单位.5.(2013惠州六校联考)一理想变压器的原线圈连接一只电流表,副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头q调节,如图所示.在副线圈上连接了定值电阻r0和滑动变阻器r,p为滑动变阻器的滑动触头.原线圈两端接在电压为u的交流电源上.则(b)a.保持q的位置不动,将p向上滑动时,电流表的读数变大b.保持q的位置不动,将p向上滑动时,电流表的读数变小c.保持p的位置不动,将q向上滑动时,电流表的读数不变d.保持p的位置不动,将q向上滑动时,电流表的读数变小解析:q位置不动,输出电压不变,p向上滑动,r阻值变大,输出电流变小,输入电流变小,电流表读数变小,选项a错,b对;p位置不动,r不变,q向上滑动,输出电压变大,输出电流变大,输入电流变大,电流表读数变大,选项c、d错.6.如图所示,l1和l2是输电线,甲是电压互感器,乙是电流互感器.若已知变压比为1 0001,变流比为1100,并且知道电压表示数为220 v,电流表示数为10 a,则输电线的输送功率为(c)a.2.2103 wb.2.210-2wc.2.2108 wd.2.2104 w解析:根据u1u2=n1n2,n1n2=i2i1得,u1=2.2105 v,i1=1 000 a,所以输电线的输送功率p=u1i1=2.2108 w,选项c正确.7.(2013自贡模拟)如图所示,m是一个小型理想变压器,原、副线圈匝数之比n1n2=101,接线柱a、b接一正弦交流电源,电压u=2202sin 100t(v).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(电阻随温度升高而减小),r1为一定值电阻.下列说法正确的是(d)a.当r2所在处出现火情时,电阻r1的功率变小b.当r2所在处出现火情时,电压表v2的示数变大c.当r2所在处出现火情时,电流表a的示数变小d.电压表v1示数为22 v解析:根据题意,输入电压的有效值u1=220 v,再根据变压比公式可知,副线圈的输出电压为u2=22 v,因为输入电压决定输出电压,所以当r2所在处出现火情时,副线圈电压不变,仍是22 v,即电压表v1示数仍是22 v,选项d正确;当r2所在处出现火情时,r2随温度升高而减小,副线圈电路的总电阻减小,输出电流i2增大,电阻r1的功率p=i22r1变大,r2两端的电压u=u2-i2r1变小,即电压表v2的示数变小,输入电流i1=n2n1i2=0.1i2变大,所以电流表a的示数变大,选项a、b、c错误.8.在如图所示的远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变.随着发电厂输出功率的增大,下列说法中正确的是(c)a.升压变压器的输出电压增大b.降压变压器的输出电压增大c.输电线上损耗的功率增大d.输电线上损耗的功率占总功率的比例减小解析:设升压变压器原、副线圈的匝数比为n1、降压变压器的匝数比为n2、发电厂输出电压为u1,输出功率为p1,则升压变压器的输出电压为u1n1,输电线中的电流为p1n1u1,输电线上损耗的功率为p12rn12u12,降压变压器输出电压为u1n1-p1n1ru1n2,输电线上损耗的功率占总功率的比例为p1rn12u12,可见,当输出功率p1增大时,选项c正确,选项a、b、d错误.9.(2013德州高三期末)如图(甲)所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为559,副线圈接有一定值电阻r和热敏电阻rt(电阻随温度升高而减小),原线圈所接电源电压按图(乙)所示规律变化,则下列说法正确的是(ad)a.原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=2202sin100tvb.电压表示数为362vc.热敏电阻rt周围环境温度升高,电流表的示数减小d.热敏电阻rt周围环境温度升高,变压器的输入功率增大解析:由图(乙)知原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=2202sin100tv,故选项a对;由于u1=220 v及电压比公式u1u2=n1n2,解得u2=36 v,故选项b错误;热敏电阻rt周围环境温度升高,其阻值减小,变压器的输出电流增大,从而导致变压器的输入电流增大,电流表示数增大,变压器的输入功率增大,故选项c错误,d正确.10.(2012年山东卷)图(甲)是某燃气炉点火装置的原理图.转换器将直流电压转换为图(乙)所示的正弦交变电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,v为交流电压表.当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 v时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体.以下判断正确的是(bc)a.电压表的示数等于5 vb.电压表的示数等于52 vc.实现点火的条件是n2n11 000d.实现点火的条件是n2n11 000,选项c正确,选项d错误.11.(2013达州模拟)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为101,b是原线圈的中心接头,电压表v和电流表a均为理想电表,除滑动变阻器电阻r以外其余电阻均不计,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为u1=2202sin 100t(v).下列说法中正确的是(ac)a.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为22 vb.t=1600 s时,点c、d间的电压瞬时值为110 vc.当单刀双掷开关由a扳向b时,电压表和电流表的示数均变大d.单刀双掷开关与a连接,滑动变阻器触头p向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均变小解析:输入电压的有效值u1=220 v,当单刀双掷开关与a连接时,输出电压u2=n2n1u1=110220 v=22 v,电压表的示数为22 v,选项a正确;将t=1600 s代入u1=2202sin 100t(v)可得,此时点c、d间的电压瞬时值为1102 v,选项b错误;当单刀双掷开关由a扳向b时,原线圈的匝数减半,副线圈的输出电压和电流加倍,电压表和电流表的示数均变大,选项c正确;单刀双掷开关与a连接,滑动变阻器触头p向上移动的过程中,输出电压不变,副线圈电路的总电阻增大,输出电流变小,所以电压表的示数不变,电流表的示数变小,选项d错误.12.如图所示,理想变压器有两个副线圈,原线圈1接220 v交流电源,副线圈2的匝数为30匝,两端接有“12 v12 w”的灯泡l,副线圈3的输出电压为110 v,两端接有电阻r.若l正常发光,且通过r的电流为0.4 a,求: (1)副线圈3的匝数n3;(2)原线圈1的匝数n1和通过它的电流i1.解析:(1)对两个副线圈使用电压关系:u2u3=n2n3得n3=u3u2n2=1101230匝=275匝.(