2017年高考物理一轮复习第十章交变电流传感器(第2课时)变压器习题

1、第2课时变压器自主梳理一、理想变压器1工作原理：互感现象.2.基本关系式.(1) 功率关系：P入= P出.(2) 电压关系：只有一个副线圈时,(3) 电流关系：只有一个副线圈时由 P入= P出及 P= UI 推出有多个副线圈时，UiIi= U2I2+ U3I3+.3.几种常用的变压器.(1)自耦变压器一一调压变压器.4.理想变压器的理解：(1)没有能量损失；(2)没有磁通量损失.、远距离输电1.输电过程(如图所示).2. 输送电流.PU-U(1)I= U；(2)I=吋.3. 输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为4.电压损失：(1) U= U- U; (2) U= IR

2、.2实双基(2)互感器电压互感器：用来把电流互感器：用来把高电压变成低电压W.大电流变成小电流W.I At/,APn；=治有多个副线圈时，沪出訂2Q= I Rt.Iin225 功率损失：(1) P= P P; (2) P= I R=6降低输电损耗的两个途径（1）减小输电线的电阻，由电阻定律R=p可知，在输电距离一定的情况下，为了减小S电阻，应采用 电阻率小的材料，也可以增加导线的横截面积（2）减小输电导线中的输电电流，由P= UI 可知，当输送功率一定 时，提高输电 电压，可以减小输电电流.易误辨析1 变压器不但可以改变交流电压，也可以改变直流电压.（X）2 理想变压器的基本关系式中，电压和电

3、流均为有效值.（V）3.高压输电的目的是增大输电的电流.（X）4.在输送电压一定时，输送的电功率越大，输送过程中损失的功率越小.（X）5变压器原线圈中的电流由副线圈中的电流决定.（V）6变压器副线圈并联更多的用电器时，原线圈的输入电流随之增大.（V）臨I蠢谢鑼达标检测（2015 广东 卷）如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P,使输出电压有效值由 220V降至 110V调节前后（）3A. 副线圈中的电流比为 1：2B. 畐U线圈输出功率比为 2：1C. 副线圈的接入匝数比为 2：1D. 原线圈输入功率比

4、为 1：2解析：通过调节触头 P,使输出电压有效值由 220V降至 110V输出电压减少为原来 的一半，根据欧姆定律 I = U/R,在电阻不变时，调节前后副线圈输出电流之比为I2 前：|2 后=U2 前：U2 后=2 ： 1,选项A错误；根据理想变压器原理Ui : U2= m ： n2,在原线圈电压和匝数不变的情况下，副线圈接入匝数也应该变为原来的一半，接入匝数比n2 前：n2 后=U2 前：U2后=2 ： 1,选项C正确；根据功率 P= UI，得到调节前后副线圈输出功率之比P2 前：P2 后=U2前I2 前：U2 后I2 后= 4 : 1,选项B错误；原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，

5、所以原线圈的输入功率之比 P1 前：P1 后=卩2 前：卩2 后=4：1,选项D错误.答案：C2. （2015 -安徽卷）图示电路中，变压器为理想变压器，a、b 接在电压有效值不变的交流电源两端，R）为定值电阻，R 为滑动变阻器现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置，观察到电流表A的示数增大了 0.2A电流表A的示数增大了 0.8 A.则下列说法正确的是（）A. 电压表V1示数增大B. 电压表V2、V3示数均增大C. 该变压器起升压作用4D. 变阻器滑片是沿 cd的方向滑动解析：电流表示数增大，说明滑动变阻器接入电路的阻值减小，故应从 c 向 d 滑动，故D正确；电压表V、V2示数不变，故

6、A、B错误；原副线圈中的电流和匝数成反比，即nd1,n1 124=n212，电流变化时，n1AI1= n2AI2,故 =人=,应是降压变压器，C错误.n2A111答案：D53.（多选）在远距离输电时，输送的电功率为P,输电电压为 U,所用导线电阻率为p,横截面积为 S,总长度为 I，输电线损失的电功率为P,用户得到的电功率为P用，则下列关系式中正确的是（),ufsA. P,=-p1B.PP2PIP=话cWsC. P用=Pp1D.(Pp I P用-P 1Js解析：输电线电阻R=pJ 输电电流 1 =故输电线上损失的电功率为P=12R= 0答案：BD4.（多选）（2016哈尔滨模拟）电流互感器和电

7、压互感器如图所示.其中ni、n2、n3、A. A 为电流互感器，且nin2, a 是电压表C. B 为电流互感器，且n3n4, b 是电压表解析：由题图可知 A 为电流互感器，B 为电压互感器，因此 a 是电流表，b 是电压表.在U 氐A 中，有 11ni= I2n2，要把大电流变为小电流，有 n2 ni;在 B 中，有.=，要把高电压变成UA n4低电压，则有 n3n4；综上所述可知，选项A D正确.答案：AD2IpIpS=ufs，用户得到的电功率为P用=P- P=P1-PjS，故选项BD正确.n4分别为四组线圈的匝数,6一、单项选择题1. （2015 江苏物理卷）一电器中的变压器 可视为理

8、想变压器，它将220V交变电流改为 110V,已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为（）A200B. 400C. 1 600D. 3 200解析：根据变压器的变压规律二可求副线圈匝数为 400,所以选项B正确.答案：B2. （2016 九江模拟）如图所示，半径为 L = 1m的金属圆环，其半径 Oa 是铜棒，两者 电阻均不计且接触良好.今让 Oa 以圆心 O 为轴，以角速度3=10rad/s匀速转动，圆环处 于垂直于环面、磁感应强度为B= 2T的匀强磁场中.从圆心 O 引出导线，从圆环上接出导线，并接到匝数比为 n1: n2= 1：4的理想变压器原线圈两端.则接在副线圈两端的理想电压表的

9、示数为（）解析：由于 Oa 以圆心 O 为轴，以角速度3= 10rad/s匀速转动，产生恒定的感应电动 势，变压器铁芯中磁通量不变，接在副线圈两端的理想电压表的示数为0，选项D正确.答案：DA. 40VC. 80VB.D.20V073.远距离输电线路的示意图如图所示.若发电机的输电电压不变，则下列叙述中正确8发【11机 升压变压器降压变压器 用户A.升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B.输电线中的电流只由升压变压器原、畐 U 线圈的匝数比决定C.当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大D.升压变压器的输电电压等于降压变压器的输入电压解析：变压器中电流、功率由副线圈

10、决定，故A、B错误；当用户用电器的总电阻减小时，导致电流增大，输电线上损失的功率增大，故C正确；由于输电线上有电压损失，故D错误.答案：D4. （2016 南阳模拟）在变电所里，经常要用交流电表去检测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器，下列的四个图中，能正确反映其工作原理的是（）的是（地线火线地线火线LpxtrI_B9解析：电流互感器是用来把大电流变成小电流的变压器,vm-1-Jb亠亠 e原线圈串联在被测电路的火线10上，副线圈接入交流电流表，故A正确.答案：A5.(2015 咸阳模拟)如图所示，一理想变压器原线圈输入正弦式交流电，交流电的频率为 50Hz,电压表示数为 11 000V灯泡

11、Li与L2的电阻相等，原线圈与副线圈的匝数比为 ni: n2= 50 ： 1,电压表和电流表均为理想电表，贝U()A.原线圈输入的交流电的表达式为u= 11 000sin50nt(V)B.开关K未闭合时，灯泡L1的两端的电压为 220V1C.开关K闭合后电流表的示数为通过灯泡L中电流的-D.开关K闭合后原线圈输入功率增大为原来的.2倍解析：原线圈的电压最大值U.= 11 000 2V,角速度3=2nf = 100nrad/s，所以原线圈输入的交流电的表达式为u= 11 000 2sin100nt(V)，故A错误；开关K未闭合时，Un150灯泡L1的两端的电压即为副线圈电压，贝U=，则开关K未闭

12、合时，灯泡L1的两端的U2n21电压 U = 220V,故B正确；开关K闭合后，L1与L2并联，且电阻相等，所以电流表的示数 与通过灯泡L1中电流相等，故C错误；开关K闭合后，副线圈功率增大为原来的2 倍，则原线圈输入功率增大为原来的2 倍，故D错误.答案：B6 . (2016 -潍坊模拟)如图甲所示为一自耦变压器，变压器的原线圈 AB 端输入电压如图11乙所示，畐U线圈电路中定值电阻R)= 11Q,电容器 C 的击穿电压为 22V,移动滑片 P 使电容器刚好不会被击穿，所有电表均为理想电表，下列说法正确的是()12A. 电压表的示数为 220VB.原、副线圈的匝数比为10：1C.电流表的示数

13、等于通过电阻Ro的电流D.原线圈 AB 端输入电压的变化规律为u = 311sinn t(V)错误；电容器通交流电，所以电流表的示数大于通过电阻R)的电流，选项C错误；由题图乙知交流电的周期为 0.02s,所以角速度为 100nrad/s，原线圈 AB 端输入电压的变化规律为 u= 311sin100nt (V)，选项D错误.答案：A、多项选择题图图乙解析：由题图乙知电压的有效值即电压表的示数为220V,选项A正确；电容器的耐压值为交流最大值，有效值为222V=11 2 V所以原、副线圈的匝数比为10 2 : 1,选项B137. (2014 山东卷)如图所示，将额定电压为 弦交变电源上.闭合开

14、关S后，用电器正常工作， 的示数分别为 220V和 2.2 A.以下判断正确的是60V的用电器，通过一理想变压器接在正 交流电压表和交流电流表(均为理想电表)( )14A. 变压器输入功率为 484WB.通过原线圈的电流的有效值为0.6AC.通过副线圈的电流的最大值为2.2AD.变压器原、副线圈匝数比ni: n= 11：3Ui nini解析：变压器的输入功率Pi=P2=I2U2=22 x60W=132W 选项 A 错误；由 U2= n2得 n2=U2=26oV=13，选项D正确；由 I2=；得Ii=ni12=iix2.2A0.6A选项B正确；根答案：BD& （20i6日照模拟）如图所示

15、是通过变压器降压给用户供电的示意图.输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动.两条输电线总电阻用R）表示.当负载增加时，则（）A.电压表V匕的读数几乎不变B.电流表A的读数增大，电流表A的读数减小C.电压表VJ的读数增大，电流表A的读数增大D.电压表V VJ的读数之差与电流表A的读数的比值不变Im据1=2 得通过副线圈的电流的最大值I2m= 212= 5 2A,选项C错误.15解析：由变压器的变压规律知电压表Vi、V2的读数几乎不变，A对；负载增加时，副线圈所连接的总电阻减小，电流表A 的读数增大，F0 两端电压增大，由变压器 的电流变化规律知电流表A的读数也增大，B错；电压

16、表VJ的读数减小，C错；电压表 爲、W的读数之差 与电流表A的读数的比值为R）不变，D对.答案：AD169. （2016 -徐州质检）如图所示，理想变压器原线圈匝数m= 1 210,副线圈匝数 n2= 121 ,的读数应为（）正确.三、非选择题R= 6Q的指示灯连接变压器变压器输出端并联24 只彩色小灯泡， 每只灯泡都 0.25W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计求:（1）降压变压器原、副线圈匝数比;（2）发电机的输出功率.变压器输入功率等于Uli1= U2I2= 6W变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得原线圈电压 u = 311sin100nt （V），负载电阻R= 44Q，不计电表对电路的影

17、响，各电表A.OA 读数为C.OA读数为解析:22 V;由0.05A0.5A各表的读数均为有效值,B.D.12=学知， OAOV读数为 311VOV2读数为 31.1VV的读数 U= 220V;,n2 ”由 U = U 知,02AI1=补知，OA的读数为0.05OV2的读数为A选项A、C答案:AC10.（2016 开封模拟）如图所示，交流发电机电动势的有效值E= 20V,内阻不计，它通过一个是“ 6V解析：（1）彩色小灯泡额定电流 I = P241A,副线圈总电流 I2= 241 = 1 AR指20.171代入 E 值解得 Ii=3A(l1= 3A应舍去，根据题意是降压变压器，应3n1123n2= I1= 1发电机的输出功率P= I1E= 6.67W答案：(1)3：1(2)6.67W11. (2015 -青岛模拟)1897 年，举世闻名的“尼亚加拉”水电站建成，现已使用100多年当时世 界各地都在使用着费用高昂的直流电而尼亚加拉水电站采用了特斯拉发明的交流电供、输电技术， 用高压电实现了远距离供电若其中某一发电机组设计为：发电机最大输出功率为 P= 100kW输出电压为 U = 250V用户需要的电压为 /= 220V输电线 电阻为 R= 10Q,若输电线中因生热而损失的功率为输送功率的4 %.(1)画出此输电线路的示意图；求在输电线路中设置的升压变压器的原