（适用于新高考新教材）高考物理一轮总复习第12章交变电流传感器课时规范练36理想变压器电能的输送

课时规范练36理想变压器电能的输送基础对点练1.(多选)(理想变压器原副线圈关系的应用)无线充电器的工作原理如图所示,该装置可等效为一个理想变压器,送电线圈为原线圈,受电线圈为副线圈。当a、b间接上220V的正弦式交变电流后,受电线圈中产生交变电流。送电线圈的匝数为n1,受电线圈的匝数为n2,且n1∶n2=5∶1。两个线圈所接电阻的阻值均为R,当该装置给快速充电时,两端的电压为5V,充电电流为2A,则下列判断正确的是()A.流过送电线圈与受电线圈的电流之比为5∶1B.快速充电时,受电线圈c、d两端的输出电压为42.5VC.两线圈上所接电阻的阻值R=18.75ΩD.充电期间使用,易损坏电池2.(多选)(理想变压器原副线圈关系的应用)下图为日常生活中常见的点火装置原理图,先将1.5V直流电压通过转换器转换为正弦式交变电压u=6sinωt(V),然后将其加在理想变压器的原线圈n1上,当副线圈n2两端电压达到12kV以上时放电针之间空气被击穿,从而引发电火花点燃气体。下列说法正确的是()A.原线圈两端所接交流电压表的读数为4.24VB.副线圈中交流电压与原线圈中交流电压频率不相等C.要实现点火则副线圈与原线圈的匝数比至少大于2×103D.要实现点火则副线圈与原线圈的匝数比至少大于20003.(多选)(理想变压器原副线圈关系的应用)(2023山东滨州模拟)如图,理想变压器原线圈匝数为N,有两个接有电阻阻值均为R的独立副线圈甲、乙。现测得线圈甲上的电流为I1,线圈乙上的电流为I2,原线圈电压为U。则()A.甲线圈匝数为I1B.乙线圈匝数为UIC.原线圈电流为I1+I2D.原线圈电流为I14.(多选)(远距离输电、互感器)某小型发电站高压输电示意图如图所示,变压器均为理想变压器,发电机输出功率恒定为48kW。在输电线路上接入一个电流互感器,其原、副线圈的匝数比为1∶20,电流表的示数为1A,输电线的总电阻为10Ω,下列说法正确的是()A.用户端的功率为44kWB.升压变压器的输出电压U2=2400VC.降压变压器的输入电压U3=2000VD.如果用户电压为220V,则降压变压器的原、副线圈匝数比为10∶15.(理想变压器原、副线圈关系的应用)家用燃气热水器点火装置的原理可简化如图,将家用交变电流u=2202sin314t(V)接入理想变压器原线圈,原、副线圈的匝数分别为n1、n2。已知点火针与感应针之间的电压瞬时值大于2000V,就会引发火花,点燃气体。以下判断正确的是()A.原线圈中磁通量的变化率大于副线圈B.由原理简化图可知,点火针的电势始终比感应针高C.原、副线圈变压器的匝数比可以为nD.变压器的输入功率与输出功率之比P6.(多选)(理想变压器的动态分析)在匀强磁场中有一不计电阻的单匝矩形线框,绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生如图甲所示的正弦式交变电流,把该交变电流输入到图乙中理想变压器的A、B两端。图乙中的电压表和电流表均为理想交流电表,RT为热敏电阻(温度升高时电阻减小),R为定值电阻。下列说法正确的是()A.变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为e=362cos100πt(V)B.在t=0.01s时刻,线框平面处于中性面位置C.RT处温度升高后,电压表V1示数与V2示数的比值不变D.RT处温度升高后,电压表V2示数与电流表A2示数的乘积可能不变素养综合练7.图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=5∶1,电阻R=20Ω,L1、L2为规格相同的两只小灯泡,S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦式交变电源,输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示。现将S1接1、S2闭合,此时L2正常发光。下列说法正确的是()A.只断开S2后,原线圈的输入功率增大B.输入电压u的表达式u=202sin50πt(V)C.若S1换接到2,原线圈的输入功率为1.6WD.若S1换接到2,R消耗的电功率为0.8W8.(2022广东广州华南师大附中模拟)下图为某小型发电站高压输电示意图。发电站输出的电压U1不变;升压变压器输出电压为U2,降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3和U4。为了测高压电路的电压和电流,在输电线路的起始端接入电压互感器和电流互感器,若不考虑变压器和互感器自身的能量损耗,所有的电表均为理想电表,则()A.①为电流表,②为电压表B.U2>U3C.仅将滑片Q下移,则输电线损耗功率减少D.凌晨时分,用户家的灯将变得更暗9.(2022重庆模拟)如图所示,理想变压器副线圈中心抽头O与a、b间匝数都是120,接在O、b间的标有6V、0.1A的灯泡L正常发光,接在a、b间的交流散热风扇正常工作。已知变压器原线圈接220V交变电流,风扇的内阻为0.8Ω,交流电流表A(不考虑内阻)的示数为0.6A,导线电阻不计。以下判断正确的是()A.风扇的额定电压是6VB.风扇输出的机械功率是3.6WC.变压器的输入功率是6.6WD.变压器原线圈的匝数是220010.如图所示,一个理想变压器原线圈的匝数为50,副线圈的匝数为100,原线圈两端接在光滑的水平平行导轨上,导轨间距为0.4m。导轨上有一长度略大于导轨间距且垂直于导轨的导体棒,导轨与导体棒的电阻忽略不计,副线圈回路中电阻R1=5Ω,R2=15Ω,图中交流电压表为理想电压表。导轨所在空间有垂直于导轨平面向下、磁感应强度大小为1T的匀强磁场。导体棒在水平外力的作用下运动,其速度随时间变化的关系式为v=5sin10πt(m/s),则下列说法正确的是()A.R1的功率为0.2WB.电压表的示数为52VC.水平外力为恒力D.变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为0.04Wb/s答案：课时规范练36理想变压器电能的输送1.BCD解析:流过送电线圈与受电线圈的电流之比I1I2=n2n1=15,A错误;已知两端电压U手=5V,充电电流I手=2A,Uab=220V,又Iab=15I手=0.4A,UabIabR=5Ucd,UcdI手R=U2.AD解析:最大值为有效值的2倍,所以电压的有效值为U=62V=32V=4.24V,即电压表示数为4.24V,故A正确;变压器不能改变频率,故副线圈中交流电压与原线圈中交流电压频率相等,故B错误;当变压器副线圈电压的瞬时值大于12000V时,就会在放电针间引发电火花进而点燃气体,转换器所输出的正弦式交变电压最大值为6V,根据电压与匝数成正比,所以实现点火的条件是n23.AD解析:由UN=U1n1=U2n2可得,甲、乙两线圈的匝数分别为n1=I1RUN,n2=I4.ABD解析:设电流表的读数为IA,互感器的原、副线圈的匝数比为n∶n'=IA∶I2=1∶20,解得I2=20A,线路上损失的电压ΔU=I2r=20×10V=200V,线路上功率的损耗ΔP=ΔUI2=200×20W=4000W=4kW,用户端的功率为P用=P出ΔP=48kW4kW=44kW,故A正确;升压变压器的输出电压U2=P出I2=48×10320V=2400V,故B正确;降压变压器的输入电压U5.C解析:理想变压器的原线圈的磁通量的变化率与副线圈中磁通量变化率相同,故A错误;根据交变电流的特点可知,在前半个周期内,若点火针的电势比感应针高,则在后半个周期内点火针的电势比感应针低,故B错误;根据原、副线圈的电压与匝数成正比可知n1n2=U1U2<220220006.BD解析:根据题图甲可知Em=362V,T=0.02s,则ω=2πT=100πrad/s,变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为e=362sin100πt(V),A错误;在t=0.01s时刻,e=0,磁通量最大,此时矩形线框平面与磁场方向垂直,处于中性面位置,B正确;RT处温度升高时,电阻减小,副线圈电压不变,电流变大,则电压表V2示数减小,V1示数不变,则电压表V1示数与V2示数的比值变大,C错误;副线圈电压不变,将电阻R看成等效电源的内阻,若RT阻值原来大于R,则温度升高时,RT阻值减小,则RT电阻的功率先增加后减小,即电压表V2示数与电流表A2示数的乘积先增大后减小,故RT处温度升高后,电压表V2示数与电流表A7.D解析:只断开S2后,负载电阻变为原来的2倍,副线圈电压不变,则副线圈的功率变小,即原线圈的输入功率变小,A错误;由题图乙知周期T=0.02s,ω=2π0.02rad/s=100πrad/s,所以输入电压u的表达式应为u=202sin100πt(V),B错误;若S1换接到2,由U1U2=n1n2=51,U1=20228.B解析:由图可知①接在火线和零线之间,为电压表,②接在同一条线上,测得的是电流,为电流表,故A错误;由于输电线上损失电压,所以U2>U3,故B正确;仅将滑片Q下移,则输电电压U2增大,R不变,所以输电电流I2增大,而输电线损耗功率为ΔP=I229.C解析:根据题意灯泡正常发光,说明O、b间电压为6V,O为中点,因此a、b间电压为12V,由于风扇正常工作,所以其额定电压是12V,故A错误;流过风扇的电流I=0.6A0.1A=0.5A,风扇的输入功率P0=IU=0.5×12W=6W,热功率P热=I2R=0.25×0.8W=0.2W,风扇输出的机械功率P=P0P热=5.8W,故B错误;根据能量守恒可知,变压器的输入功率为P总=P0+PL=6W+0.6W=6.6W,故C正确;根据变压器原、副线圈的电压与线圈