2014届高三物理一轮 10.2变压器 电能的输送课后巩固训练（含解析）

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.