【物理】2020届一轮复习人教新课标变压器课时练（解析版) 13页

‎2020届一轮复习人教新课标 变压器 课时练（解析版)‎ ‎1．如图甲所示为理想调压变压器，原线圈A、B端的输入电压如图乙所示，则当此变压器工作时，以下说法正确的是 A．若滑动触头P处于某一确定位置，当变阻器R的滑动触头下滑时，电流表示数将变小 B．若滑动触头P处于某一确定位置，当变阻器R的滑动触头上滑时，电压表示数增大 C．若滑动触头P和变阻器R的滑动触头同时上移，则电流表示数一定变大 D．若变阻器最大阻值为，且变阻器R的滑动触头置于最上端，则在滑动触头P滑动的过程中，电流表的电流变化范围为0～2.2 A ‎2．如图所示，M、N为两条交流输电线，甲、乙两图是配电室中的互感器和交流电表的两种接线示意图，以下说法正确的是 (　　)‎ A．在乙图中，线圈N4的导线一定比线圈N3的导线粗 B．甲图中的电表是交流电流表，乙图中的电表是交流电压表 C．甲图中的电表是交流电压表，乙图中的电表是交流电流表 D．甲、乙两图中的电表均为交流电流表 ‎3．下图是一个理想变压器，K为双向电键，P是滑动变阻器滑动触头，U1为加在原线圈两端电压，I1为原线圈上电流，则 A．保持U1及P的位置不变，K由a合向b时，I1将增大 B．保持P的位置及U1不变，K由a向b时，R消耗的功率减小 C．保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大 D．保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将减小 ‎4．图甲为远距离输电示意图，升压变压器原副线圈匝数比1:100，降压变压器原副线圈匝数比为100:1，远距离输电线的总电阻为100Ω，若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750kW，下列说法中正确的有 A．客户端交流电的频率为100Hz B．客户端电压为250V C．输电线中的电流为30A D．输电线路损耗功率为180kW ‎5．如图所示，左右两个电路中，当a、b两端和e、f两端分别接220V的交变电压时，测得c、d两端和g、h两端的电压均为110V。若分别在c、d两端和g、h两端加上110V交变电压，则a、b两端和e、f两端测得的电压将分别是( ) ‎ A．220V，220V B．220V，110V C．110V，110V D．220V， 0V ‎6．通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1和分别为(　　)‎ A．， B．， C．， D．， ‎ ‎7．如图所示，一理想变压器原线圈匝数为n1=1000匝，副线圈匝数为n2=200匝，将原线圈接在u=200sin100πt（V）的交流电压上，副线圈上电阻R和理想交流电压表并联接入电路，现在A、B两点间接入不同的电子元件，则下列说法正确的是 A．在A、B两点间串联一只电阻R，穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0.2Wb/s B．在A、B两点间接入理想二极管，电压表读数为40V C．在A、B两点间接入一只电容器，只提高交流电频率，电压表读数增大 D．在A、B两点间接入一只电感线圈，只提高交流电频率，电阻R消耗电功率减小 ‎8．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，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )‎ A． B． C． D．‎ ‎9．如图所示，一个小型的理想变压器为额定电压均为220V的电动机和电炉子供电。当变压器输入端接u＝550sin100πt(V)的交流电时，电动机恰好以额定功率工作，电流表A1、A2的读数是9.16A和5.16A，则下列说法正确的是 (　　)‎ A．变压器原、副线圈的匝数比是5︰2‎ B．电动机的内阻是55Ω C．电炉子中电流方向每秒改变100次 D．原线圈的输入功率约是2015.2W ‎10．如图所示，在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上。当线圈1通一交变电流时，线圈2和中间臂均分线圈1中产生的磁通量。一电压表与线圈串联形成单匝闭合线圈，绕在中间臂上，如图所示。已知线圈1、2的匝数分别为n1＝100匝，n2＝50匝。线圈1接一交变电压，在不接负载的情况下 (　　)‎ A．当线圈1输入100 V交变电压时，电压表示数为1 V B．当线圈1输入100 V交变电压时，线圈2输出的电压为25 V C．若电压表示数为2 V，线圈1输入的电压为200 V D．若电压表示数为2 V，线圈2输出的电压为100 V ‎11．如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T1 的原、副线圈匝数之比为n1∶n2 = 1∶10，在T1 的原线圈两端接入一正弦交流电，输电线的总电阻为2 r = 2 Ω，降压变压器T2 的原、副线圈匝数之比为 ，若T2 的“用电设备”两端的电压为U4 = 200 V 且“用电设备”消耗的电功率为10 kW,不考虑其它因素的影响，则 ‎ A．T1 的副线圈两端电压的最大值为2010V B．T2 的原线圈两端的电压为2000V C．输电线上损失的电功率为50 W D．T1 的原线圈输入的电功率为10.1 kW ‎12．如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片。保持理想变压器的输入电压不变，闭合电建S，下列说法正确的是 ‎ ‎ A．P向下滑动时，灯L变亮 B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变 C．P向上滑动时，变压器的输入电流减小 D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大 ‎13．一正弦交变电压的电压u随时间t变化的规律如图所示。‎ ‎(1)写出该交变电压的瞬时值表达式；‎ ‎(2)求出该交变电压的有效值；‎ ‎(3)将该交变电压接在匝数比为1︰2的理想变压器原线圈上，副线圈给R＝16Ω的小灯泡供电，求灯泡消耗的功率。‎ ‎14．一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给某工厂，已知发电机的输出功率为为50 kW，输出电压为500 V，升压变压器原、副线圈匝数比为1:5，两个变压器间的输电导线的总电阻为15 Ω，降压变压器的输出电压为220 V，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成电压的损失不计，求：‎ ‎（1）升压变压器副线圈两端的电压；‎ ‎（2）输电线上损耗的电功率；‎ ‎（3）降压变压器原、副线圈的匝数比。‎ ‎（4）该厂安装的都是“220V 40W”的电灯，不考虑其他电器，则允许同时开多少盏灯？‎ 参考答案 ‎1．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 滑动触头P处于某一确定位置，则变压器的输出电压不变；当变阻器R的滑动触头下滑时，接入电路的有效电阻减小，电流表示数将变大。故AB错误；若滑动触头P和变阻器R的滑动触头同时上移，则变压器的输出电压增大，负载的电阻也增大，所以电流表示数不一定变大。故C错误；由乙图可得变压器的输入电压的最大值是220V，有效值是220V，当滑动触头P的上下移动，R上只能获得0～220V之间的任意的电压。若变阻器最大阻值为100Ω，而R上只能获得0～220V之间的任意的电压，则电流表的电流变化范围为0～2.2A．故D正确。‎ ‎2．C ‎【解析】‎ 由图可知，甲并联在电路中是电压互感器，为电压表，乙串联在电路中是电流互感器，为电流表，电路中是强电流，通过变压器变成弱电流，选项C正确，BD错误；用电流表测量，因为电流之比等于线圈匝数的倒数比，线圈n3的导线一定比线圈n4的导线粗，故A错误， 故选C.‎ 点睛：理想变压器的工作原理是原线圈输入变化的电流时，导致副线圈的磁通量发生变化，从而导致副线圈中产生感应电动势．而副线圈中的感应电流的变化，又导致在原线圈中产生感应电动势．串联在电路中的是电流互感器，并联在电路中的是电压互感器．‎ ‎3．A ‎【解析】‎ 分析：由图可知：电压表测量的是副线圈电压，电流表测量的是副线圈电流，根据输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比分析即可．‎ 解答：解：A、保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，原线圈匝数变小，副线圈电压变大，所以副线圈功率变大，而原线圈功率等于副线圈功率，所以原线圈功率变大，根据I1=得I1将增大，故A正确；‎ B、保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，原线圈匝数变小，副线圈电压变大，根据P=‎ 可知功率变大，故B错误；‎ C、保持U1不变，K合在a处，使P上滑时，R增大，而电压不变，所以副线圈电流变小，根据I1=可知I1将减小，故C错误；‎ D、保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，则副线圈电压增大，所以副线圈电流变大，根据I1=‎ 可知I1将增大，故D错误．‎ 故选A 点评：本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解，注意电压表和电流表测量的是有效值．‎ ‎4．C ‎【解析】‎ 由乙图知，周期为0.02s，所以频率f=50Hz，所以A错误；输电线上有电压的损耗，所以用户端电压小于250V，B错误；对升压变压器，由变压规律，可求U2=25000V，输电线电流，所以C正确；输电线损耗的功率：，故D错误。‎ ‎5．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 当a、b两端接220V的交变电压时，测得c、d两端的电压为110V，则原副线圈匝数比为2：1，所以当c、d两端加上110V交变电压，a、b两端电压为220V，当g、h两端加上110V交变电压时，e、f两端电压与g、h两端电压相同，也为110V，故B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎【点睛】‎ 难度较小，根据已知算出变压器两端线圈匝数比，然后再根据 算出变化后的ab端电压，因为gh端接110V电压时，ef两端电压与其相等，所以可解出 ‎6．D ‎【解析】‎ 试题分析：当副线圈与原线圈的匝数比为k时，输电电压为KU，输送功率P=KUI，所以；当副线圈与原线圈的匝数比为nk时，输电电压为nKU，输送功率P=nKUI′，所以；,故选C．‎ 考点：远距离输电 ‎【名师点睛】对于输电问题，要搞清电路中电压、功率分配关系，理想变压器原副线圈两端的电压与匝数成正比，注意理想变压器不改变功率．基础题。‎ ‎7．D ‎【解析】‎ ‎（考查变压器、电容电感对交变电路的影响）根据法拉第电磁感应定律，有，电动势的最大值为200V，穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0.2Wb/s，A错误；当A、B两点间接入理想二极管，单向导通，交流电有效值的计算不能使用计算，B错误；当接入一只电容器，只提高交流电频率，则次级在电容器两端压降减小，电压表读数变大，C正确；当接入一只电感线圈，只提高交流电频率，电感对电流阻碍作用变大，对R上的电压减小，消耗的电功率减小，D正确。‎ ‎8．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 加在原线圈上的电压，根据电压比与匝数比关系：，所以：．‎ 根据，输电线上的电流，输电线上消耗的功率．故C正确，ABD错误．故选C。‎ ‎9．CD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据变压器原理求解匝数比；欧姆定律对于电动机不适用；根据瞬时值的表达式计算交流电的频率；根据电功率的计算公式求解副线圈输出的电功率．‎ ‎【详解】‎ 根据，可知交流电压的最大值为，则原线圈的交变电压的有效值，而副线圈两端的电压为，根据电压与匝数成正比，可得：，故A错误；欧姆定律对于电动机不适用，所以无法计算电动机的内电阻，故B错误；根据，角速度为，则周期，交流电在一个周期内电流的方向改变2次，故流出变压器副线圈的电流每秒钟改变方向100次，故C正确；副线圈输出的电功率约为，故D正确。故选CD。‎ ‎【点睛】‎ 本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等．‎ ‎10．BD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据变压器的电压与匝数成正比，感应电动势与磁通量的变化率成正比分别求从不同端输入电压时另一端的电压．‎ ‎【详解】‎ 当1线圈通交变电流后，其内部磁通量的一半通过其中一个线圈，磁通量的另一半通过另一个线圈；根据，可得：，解得：‎ ‎，即电压表的示数为0.5V；同理，可得：，解得：，即线圈2输出的电压为25V，故A错误，B正确；若电压表示数为2V，即时，根据，解得：，根据，解得：，故AC错误，BD正确；故选BD。‎ ‎11．ABC ‎【解析】‎ 试题分析：由题可以知道，根据，可得到：，在根据：，则：，则：，则最大值为，故选项AB正确；输电线上损失的电功率为：，故选项C正确；根据能量守恒，则的原线圈输入的电功率为：，故选项D错误。‎ 考点：变压器 ‎【名师点睛】解决本题的关键知道：1、输送功率与输送电压、电流的关系；2、变压器原副线圈的电压比与匝数比的关系；3、升压变压器输出电压、降压变压器输入电压、电压损失的关系；4、升压变压器的输出功率、功率损失、降压变压器的输入功率关系。‎ ‎12．BD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由于理想变压器输入电压不变，则副线圈电压不变，滑片P滑动时，对灯泡电压没有影响，故灯泡亮度不变，则选项A错误；滑片P下滑，电阻变大，但副线圈电压由原线圈电压决定，则副线圈电压不变，故选项B正确；滑片P上滑，电阻减小，电流增大，则原线圈输入电流也增大，故选项C错误；此时变压器输出功率将变大，故选项D正确。‎ ‎13．(1)u＝10sin(50πt)V 　(2)7.1V　 (3)12.5W ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）根据图象可知交流电的最大值以及周期等物理量，则可求出其瞬时值的表达式，（2）根据求出有效值，（3）根据电压与匝数成正比，求出副线圈两端的电压，再根据求灯泡消耗的功率．‎ ‎【详解】‎ ‎（1）由图可知，交流电压的最大值为 由图可知交流电的周期T=0.04s，则角速度为 交变电压的瞬时值表达式 ‎（2）有效值为 ‎（3）根据电压与匝数成正比，则有：‎ 解得：‎ 则灯泡消耗的功率为 ‎【点睛】‎ 能根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量，同时正确书写交流电的表达式，并掌握变压器的基本原理和电阻功率的求解方法。‎ ‎14．（1）2500V ‎（2）6000W ‎（3）10：1‎ ‎（4）1100盏 ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 试题分析：（1）根据理想变压器的电压比与匝数比的关系有：，所以。‎ ‎（2）P2＝P1＝50 kW。输电线中电流：‎ 则ΔP＝IR线＝202×15 W＝6000W。‎ ‎（3）根据能量守恒，用户得到功率为：P4＝P1－ΔP＝44000W。‎ 所以降压变压器副线圈电流：‎ 故 ‎（4）n=‎ 考点：远距离输电 ‎【名师点睛】‎ 考查了远距离输电、理想变压器的特点，理解理想变压器功率关系是输出功率决定输入功率；原、副线圈的匝数比等于电压比，与电流成反比；降压变压器初级电压等于升压变压器次级电压与导线上上的电压损失的差值。‎