物理大一轮复习课时规范训练第章第节变压器远距离输电

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精课时规范训练[基础巩固题组]1．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ω＝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示数为()A．40V B．20VC．80V D．0解析：选D。由于Oa以圆心O为轴，以角速度ω＝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．2．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D.断开S时,L1正常发光，当闭合S后，总电阻减小，回路中总电流增大,R两端电压变大，灯泡两端电压减小，两灯不能正常发光,A项错误．由P入＝P出＝eq\f(U\o\al(2,2),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．3．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。变压器接在家庭电路上，可知U1＝220V，因是降压变压器，则n1＞n2，当减少相同匝数时有eq\f（n1－Δn,n2－Δn）＞eq\f(n1，n2).对理想变压器有eq\f(U1，U2）＝eq\f（n1，n2)，eq\f（U1,U2′）＝eq\f(n1－Δn,n2－Δn)，所以U2′减小,小灯泡变暗，A错误，B正确．对于理想变压器,电压之比为匝数之比,所以原、副线圈两端电压之比变大，C错误．理想变压器原、副线圈电流之比与匝数之比成反比，所以原、副线圈电流的比值变小，D错误．4．一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈．在a、b间输入电压为U1的交变电流时,c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中(）A．U2＞U1,U2降低 B．U2＞U1,U2升C．U2＜U1，U2降低 D．U2＜U1,U2升解析：选C.由图可知，cd间的线圈为整个线圈的一部分，故其匝数比作为原线圈的整个线圈的匝数少，根据变压器的电压与匝数的关系可知，U2＜U1，当触头由M点顺时针旋转到N点的过程中，cd间的线圈的匝数减少，所以输出电压降低，选项C正确．5．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，因此增加负载不会影响输出电压，选项A错误；根据变压器原理可知输出电压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．6．如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表．下列说法正确的是()A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变大D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大解析：选B。由题知，U1不变，eq\f(n1，n2)不变,故U2不变．当P向上滑动时,R滑变大，R总变大，R两端电压即电压表示数变大,UR1减小，IR1减小，则PR1减小,A错误，B正确．因为IR1减小,eq\f(n1，n2)不变．由I1＝eq\f(n2，n1）IR1知I1减小,C错误．若闭合开关S，则总电阻减小，由IR1＝eq\f(U2,R总)知IR1增大，UR1增大,UR2减小，电流表A2的示数减小，D错误．7．图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2,在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsinωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率为(）A。eq\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)））eq\f（U\o\al(2，m），4r） B。eq\b\lc\(\rc\）(\a\vs4\al\co1（\f(n2，n1))）eq\f（U\o\al（2,m），4r)C．4eq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1(\f（n1,n2））)2eq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1（\f（P，Um）））2r D．4eq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1(\f(n2,n1）））2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f（P，Um)）)2r解析：选C.升压变压器T的原线圈两端电压的有效值为U1＝eq\f（Um,\r(2））；由变压关系可得eq\f(U1，U2）＝eq\f（n1，n2)，则U2＝eq\f(n2Um,\r(2）n1）；因为输送电功率为P，输电线中的电流为I2＝eq\f(P,U2）＝eq\f(\r(2)n1P,n2Um)，则输电线上损失的电功率为ΔP＝Ieq\o\al（2,2）(2r）＝eq\f（4n\o\al(2，1)P2r,n\o\al(2,2)U\o\al（2,m）），故选项C正确．8．一台该型号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；导线电阻为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．[综合应用题组］9．(多选）交流发电机和理想变压器如图连接,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圈平面垂直，则（)A．变压器原副线圈匝数比为2U0∶UB．电流表的示数为eq\f(2U\o\al（2，0)，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解析：选BC。因灯泡正常发光，则其两端电压为额定电压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,则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)，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（2U\o\al(2,0），RU），B正确；图中线框正处于中性面位置，产生的电压瞬时值为零,所以C正确；从图示位置开始计时，变压器的输入电压的瞬时值表达式为e＝eq\r（2）Usin2nπt,所以D错误．10．（多选)某小型水电站的电能输送示意图如图所示．发电机的输出电压为220V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4，变压器均为理想变压器．要使额定电压为220V的用电器正常工作，则(）A。eq\f(n2,n1)＞eq\f（n3，n4）B.eq\f(n2,n1）＜eq\f(n3，n4)C．要减小线路的损耗,应增大升压变压器的匝数比eq\f（n1，n2），同时减小降压变压器的匝数比eq\f（n3,n4)D．要减小线路的损耗,应减小升压变压器的匝数比eq\f(n1，n2),同时增大降压变压器的匝数比eq\f（n3,n4)解析：选AD。根据变压器工作原理可知eq\f（n1,n2）＝eq\f(220V，U2），eq\f(n3,n4）＝eq\f(U3，220V)，由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，即U2〉U3，所以eq\f(n2,n1)〉eq\f(n3，n4），A正确，B错误;要减小线路的损耗，应减小升压变压器的匝数比eq\f(n1,n2)，使输电线上电流减小，由于用户获得的电压不变，所以应同时增大降压变压器的匝数比eq\f（n3,n4）,D正确．11．(多选)如图所示，甲图是一理想变压器，原、副线圈的匝数比为100∶1。若向原线圈输入图乙所示的正弦交变电流，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，再由图乙可知其示数为36V，则A错．变压器原、副线圈中的电流之比为eq\f（I1,I2)＝eq\f（n2，n1)＝eq\f（1,100)，则B错．因副线圈两端电压U2不变，且URt＋UR1＝U2，eq\f(URt,UR1）＝eq\f(Rt，R1)，则当R1温度降低时，其阻值增大，为了使URt不变，应增大R1，则C正确．Rt温度升高时，其阻值下降，电压表示数不变，电流表示数变大,则D正确．12．(多选）如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1,原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈接有“220V440W”的热水器、“220V220W"的抽油烟机．如果副线圈电压按图乙所示规律变化,则下列说法正确的是（)A．副线圈两端电压的瞬时值为u＝220eq\r(2）sin100πt（V）B．交流电压表的示数为1100eq\r(2）VC．1min内变压器输出的电能为3。96×104JD．热水器的发热功率是抽油烟机发热功率的2倍解析：选AC。由图乙可知，交变电流的峰值是220eq\r（2）V，ω＝100πrad/s，则副线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝220eq\r（2)sin100πt(V)，故A正确;电压与匝数成正比，有U1＝eq\f(n1,n2)U2＝1100V，则电压表示数为1100V,故B错误;输入功率等于输出功率，1min内变压器输出的电能为W＝Pt＝（220W＋440W)×60s＝3.96×104J,故C正确；热水器的发热功率为440W，而抽油烟机的发热功率小于220W,故D错误．13．图甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头,原线圈输入正弦式交变电压的u－t图象如图乙所示．若只在ce间接一只Rce＝400Ω的电阻，或只在de间接一只Rde＝225Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为P＝80W.（1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；(2)求只在ce间接400Ω电阻时，原线圈中的电流I1；（3）求ce和de间线圈的匝数比eq\f（nce,nde)。解析:（1)由题图乙知周期T＝0。01s，uab最大值为Um＝400V,所以角速度ω＝eq\f（2π，T)＝200πrad/s电压瞬时值uab＝400sin200πt（V）(2）电压有效值U1＝eq\f(Um,\r（2)）＝200eq\r(2)V理想变压器输入功率P1＝P原线圈中的电流I1＝eq\f(P1,U1）解得I1＝eq\f（\r（2）,