高中一轮复习物理课时检测（六十三）变压器电能的输送（重点突破课）

课时检测(六十三)变压器电能的输送(重点突破课)一、单项选择题1．如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则()A．小灯泡变亮B．小灯泡变暗C．原、副线圈两端电压的比值不变D．通过原、副线圈电流的比值不变解析：选B由于家庭电路上理想变压器为降压变压器，故n1＞n2，当原、副线圈减少相同的匝数时，其变压比eq\f(n1′,n2′)变大，根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1′,n2′)，U1一定，U2变小，故小灯泡变暗，选项A错误，B正确；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1′,n2′)知，原、副线圈两端电压的比值变大，选项C错误；根据eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2′,n1′)，可知通过原、副线圈电流的比值变小，选项D错误。2．(2018·苏锡常镇四市调研)钳形电流测量仪的结构图如图所示，其铁芯在捏紧扳手时会张开，可以在不切断被测载流导线的情况下，通过内置线圈中的电流值I和匝数n获知载流导线中的电流大小I0，则关于该钳形电流测量仪的说法正确的是()A．该测量仪可测量直流电的电流B．载流导线中电流大小I0＝eq\f(I,n)C．若钳形部分铁芯没有完全闭合，测量出的电流将大于实际电流D．若将载流导线在铁芯上多绕几匝，钳形电流测量仪的示数将变大解析：选D钳形电流测量仪实质上是一个升压变压器，只能测量交流电的电流，故A错误；根据eq\f(I0,I)＝eq\f(n,1)，得载流导线中电流大小I0＝nI，故B错误；若钳形部分铁芯没有完全闭合，载流导线中电流产生的磁场减弱，磁通量变化率减小，在内置线圈产生的感应电动势减小，感应电流减小，则测量出的电流将小于实际电流，故C错误；根据n1I1＝n2I2，知若将载流导线在铁芯上多绕几匝，即n1变大，I1、n2不变，则钳形电流测量仪的示数I2将变大，故D正确。3．(2018·黄冈检测)如图所示，n匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一只额定电压为U的灯泡，灯泡正常发光。从线框通过中性面开始计时，下列说法正确的是()A．图示位置穿过线框的磁通量变化率最大B．灯泡中的电流方向每秒改变eq\f(ω,2π)次C．线框中产生感应电动势的表达式为e＝nBSωsinωtD．变压器原、副线圈匝数之比为eq\f(nBSω,U)解析：选C题图所示位置穿过线框的磁通量最大，但是磁通量的变化率为零，选项A错误；交流电的周期为T＝eq\f(2π,ω)，一个周期内电流方向改变两次，则灯泡中的电流方向每秒改变eq\f(ω,2π)×2＝eq\f(ω,π)次，选项B错误；电动势最大值：Em＝nBSω，则线框中产生感应电动势的表达式为e＝nBSωsinωt，选项C正确；原线圈交流电的有效值为U1＝eq\f(nBSω,\r(2))，则eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(nBSω,\r(2)U)，选项D错误。4．有一种调压变压器的构造如图所示，线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，C、D之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压。图中为交流电流表，为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C、D两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是()A．当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小B．当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小C．当P不动，滑动变阻器滑片向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变小D．当P不动，滑动变阻器滑片向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变大解析：选A当R3不变，P顺时针转动时，nMN减小，由eq\f(UCD,UMN)＝eq\f(nCD,nMN)，知UMN减小，则电压表、电流表读数均变小，A项正确；同理可知B项错误；当P不动时，nMN不变，输出电压UMN不变，滑动变阻器滑片向上滑动，R3阻值变大，根据串反并同，得电压表示数变大，电流表示数变小，C错误；同理可知D项错误。5．有一理想变压器，副线圈所接电路如图所示，灯L1、L2为规格相同的两只小灯泡。当S断开时，灯L1正常发光。S闭合后，下列说法正确的是()A．灯L1、L2都能正常发光B．原线圈的输入功率减小C．原、副线圈的电流比增大D．电阻R消耗的功率增大解析：选DS断开时，L1正常发光，当S闭合后，副线圈总电阻减小、总电流增大，R两端电压变大，小灯泡两端电压减小，两灯都不能正常发光，A项错误；由P入＝P出＝eq\f(U22,R总)，且R总减小，U2不变，则P入变大，B项错误；由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可知，因线圈匝数比不变，则原、副线圈的电流比不变，C项错误；电阻R的功率P＝I2R，因I变大，R不变，则P变大，D项正确。6．如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线输送给用户(电灯等用电器)，R表示输电线的电阻，则()A．用电器增加时，变压器输出电压增大B．要提高用户的电压，滑动触头P应向上滑C．用电器增加时，输电线的热损耗减小D．用电器增加时，变压器的输入功率减小解析：选B由于变压器原、副线圈的匝数不变，而且输入电压不变，因此用电器增加不会影响输出电压，选项A错误；根据变压器的变压比可知输出电压U2＝eq\f(n2,n1)U1，当滑动触头P向上滑时，n2增大，所以输出电压增大，用户的电压增大，选项B正确；由于用电器是并联的，因此用电器增加时总电阻变小，输出电压不变，总电流增大，故输电线的热损耗增大，选项C错误；用电器增加时总电阻变小，总电流增大，输出功率增大，所以输入功率增大，选项D错误。7．如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则()A．用户端的电压为eq\f(I1U1,I2)B．输电线上的电压降为UC．理想变压器的输入功率为I12rD．输电线路上损失的电功率为I1U解析：选A因为P入＝P出，所以U1I1＝U2I2，即U2＝eq\f(U1I1,I2)，选项A正确；输电线上的电压降为U线＝U－U1，选项B错误；理想变压器的输入功率P入＝I1U1，输电线路上损失的电功率P损＝I12r，选项C、D错误。8．用一台型号为AED6500S的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示，发电机到安置区的距离是400m，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5×10－4Ω，安置区家用电器的总功率为44kW，当这些额定电压为220V的家用电器都正常工作时()型号AED6500S输出电压范围220～300V最大输出功率60kWA.输电线路中的电流为20AB．发电机的实际输出电压为300VC．在输电线路上损失的电功率为8kWD．如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300V解析：选C当这些额定电压为220V的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流为I＝eq\f(P,U)＝200A，A错误；输电线路的电阻为R＝2.5×10－4×400×2Ω＝0.2Ω，则发电机的实际输出电压为U输＝U＋IR＝260V，B错误；在输电线路上损失的电功率为P损＝I2R＝8kW，C正确；如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压的最大值是Um＝eq\r(2)U输≈368V，D错误。二、多项选择题9．交流发电机和理想变压器连接方式如图，灯泡的额定电压为U0，灯泡与定值电阻的阻值均为R。当该发电机线框以转速n匀速转动时，电压表示数为U，灯泡恰能正常发光。设电表均为理想电表，图示位置时磁场恰与线框平面垂直，则()A．变压器原、副线圈匝数比为2U0∶UB．电流表的示数为eq\f(2U02,RU)C．在图示位置时，发电机输出电压的瞬时值恰为零D．从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式为e＝Usin2nπt(V)解析：选BC因灯泡正常发光，则其两端电压为U0，又因灯泡与定值电阻的阻值相等，则定值电阻两端电压也为U0，故副线圈两端电压为2U0，因电压表测原线圈两端电压，则原线圈两端电压为U，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知，变压器原、副线圈匝数比为eq\f(n1,n2)＝eq\f(U,2U0)，A错误；由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，可知eq\f(I1,I2)＝eq\f(2U0,U)，又I2＝eq\f(U0,R)，所以电流表示数为I1＝eq\f(2U02,RU)，B正确；题图中线框正处于中性面位置，产生的电压瞬时值为零，C正确；从题图所示位置开始计时，变压器的输入电压的瞬时值表达式为e＝eq\r(2)Usin2nπt(V)，D错误。10．(2018·宜兴检测)如图所示，图(a)是远距离输电线路的示意图，变压器均为理想变压器；图(b)是用户内部电路图，由1000个完全相同的电阻并联；图(c)是某个电阻的电流随时间变化的图象。已知升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶100，降压变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，远距离输电线的总电阻为r＝20Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，不考虑降压变压器与用户间导线的电阻。则()A．发电机的输出功率是4×106WB．升压变压器的输入电压是400VC．降压变压器的输入电压是40000VD．用户电路中每个电阻的阻值是3800Ω解析：选ABD由题图(c)可知，用户电路中通过每个电阻的电流有效值I＝1A，降压变压器的输出电流I4＝nI＝1000A，升压变压器的输出电流I2、输电线上的电流I线、降压变压器的输入电流I3相等，输电线上的电流I线＝I2＝I3＝eq\f(n4,n3)I4＝100A，输电线上损失的电功率ΔP＝I线2r＝2×105W，发电机的输出功率也就是输电功率P1＝eq\f(ΔP,η)＝4×106W，A正确；升压变压器的输入电流I1＝eq\f(n2,n1)I2＝10000A，升压变压器的输入电压U1＝eq\f(P1,I1)＝400V，B正确；升压变压器的输出电压U2＝eq\f(n2,n1)U1＝40000V，降压变压器的输入电压U3＝U2－I线r＝38000V，C错误；降压变压器的输出电压U4＝eq\f(n4,n3)U3＝3800V，每个电阻的阻值是R＝eq\f(U4,I)＝3800Ω，D正确。11．(2018·如皋高三调研)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，、R和L分别是电压表、定值电阻和电感线圈，D1、D2均为灯泡。已知原线圈两端电压u按图乙所示正弦规律变化，下列说法正确的是()A．电压表示数为62.2VB．电压u的表达式u＝311sin100πtVC．仅增大电压u的频率，电压表示数增大D．仅增大电压u的频率，D1亮度不变，D2变暗解析：选BD根据题图乙可知，原线圈电压的最大值为311V，则有效值U1＝eq\f(311,\r(2))V≈220V，根据理想变压器电压与匝数成正比得eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(5,1)，解得U2＝44V，所以电压表示数为44V，故A项错误；原线圈电压的最大值为311V，ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，则电压u的表达式u＝311sin100πtV，故B项正确；原线圈电压不变，原、副线圈匝数不变，仅增大电压u的频率，电压表示数不变，则D1亮度不变，电感线圈通低频阻高频，则阻碍作用变大，所以D2变暗，故C项错误，D项正确。12．(2018·苏州高三一模)如图所示为一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1∶n2＝10∶1，接线柱a、b与正弦交流电源相连，电压u＝311sin100πtV。变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中R1为定值电阻，R2为热敏电阻(电阻随温度升高而减小)，图中电表均为理想电表。当R2所在处出现火情时，下列说法中正确的是()A．电压表V1的示数等于22VB．电压表V2的示数变大C．电流表A的示数变大D．定值电阻R1的功率变大解析：选ACD原线圈两端电压有效值为220V，由理想变压器电压与匝数成正比可得，副线圈两端电压为22V，V1的示数等于22V，A项正确；R2所在处出现火情时，R2阻值变小，副线圈中电流变大，R1两端电压变大，R1消耗功率变大，R2两端电压变小，V2的示数变小，B项错误，D项正确；副线圈中电流变大，原线圈中电流也变大，A的示数变大，C项正确。13．如图所示，图甲是一理想变压器，原、副线圈的匝数比为100∶1，现向原线圈输入图乙所示的正弦交变电压，图中Rt为热敏电阻(阻值随温度升高而变小)，R1为可变电阻，电压表和电流表均为理想电表，下列说法中正确的是()A．在t＝0.005s时，电压表的示数约为50.9VB．变压器原、副线圈中的电流之比为100∶1C．Rt温度降低时，适当增大R1可保持Rt两端的电压不变D．Rt温度升高时，电压表的示数不变，电流表的示数变大解析：选CD由题图甲可知电压表显示的是变压器原线圈两端电压的有效值，由题图乙可知其示数为36V，A错误；变压器原、副线圈中的电流之比为eq\f(I1,I