【骄子之路】2016届高考物理一轮复习 10.2变压器、电能的输送课时强化作业.doc

课时强化作业四十一变压器、电能的输送一、选择题1.如右图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为201，两个标有“12 V，6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是()A120 V,0.10 A B240 V,0.025 AC120 V,0.05 A D240 V,0.05 A解析：根据变压规律：可得U1240 V由功率相等可得I10.05 A，D正确答案：D2.(2013年广东卷)如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1n221，和均为理想电表，灯泡电阻RL6 ，AB端电压U112sin100t(V)下列说法正确的是()A电流频率为100 Hz B.的读数为24 VC.的读数为0.5 A D变压器输入功率为6 W解析：由输入电压的瞬时表达式可知1002f，因此交流电的频率为50 Hz，选项A错误；由变压公式可知得U26 V，故电压表的示数为6 V，选项B错误；电流表的示数I2 A1 A，选项C错误；变压器的输入功率PU1I1U2I26 W，选项D正确答案：D3.如图所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器若已知变压比为1 0001，变流比为1001，并且知道电压表示数为220 V，电流表示数为10 A，则输电线的输送功率为()A2.2×103 W B2.2×102 WC2.2×108 W D2.2×104 W解析：根据，得，U12.2×105 V，I11 000 A，所以输电线的输送功率PU1I12.2×108 W，C正确答案：C4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，横截面积为S，总长度为L，输电线损耗的电功率为P，用户得到的电功率为P用，则P、P用的关系式正确的是()AP BPCP用P DP用P解析：PI2R(式中I、U分别为输电电流和输电线损失的电压)，而I，R，所以P，从而P用PPPP.所以选项B、D正确答案：BD5(2013年天津卷)普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则()Aab接MN、cd接PQ，IabIcdBab接MN、cd接PQ，IabIcdCab接PQ、cd接MN，IabIcdDab接PQ、cd接MN，IabIcd解析：用电流互感器测量高压输电线上的电流，电流互感器其本质是升压变压器，原线圈串入输电线上，由副线圈读出所测输电线的电流，所以应将a、b接在M、N两端，c、d接P、Q两端，且满足IabIcd，故选项B正确答案：B6(2014年全国卷)如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则()AUabUcdn1n2B增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大D将二极管短路，电流表的读数加倍解析：设副线圈两端电压为U2，则有，由二极管具有单向导电性，所以Ucd并不等于U2，故选项A错误；增大负载电阻R的阻值，变压器输出功率减小，则输入功率减小，原线圈中电流减小，故选项B正确；c、d间的电压与负载电阻的阻值无关，故选项C错误；将二极管短路，c、d两端电压为U2，未短路时UcdU2，根据P可知当将二极管短路后电阻R消耗功率为原来的2倍，所以输入功率也增大到原来的2倍，选项D正确答案：BD7(2014年福建卷)下图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1n4<n2n3，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻RL>2R，忽略灯丝电阻随温度的变化当A、B端接入低压交流电源时()AA1、A2两表的示数相同BL1、L2两灯泡的亮度相同CR1消耗的功率大于R3消耗的功率DR2两端的电压小于R4两端的电压解析：远距离输电过程中，应用高压输电能够减小输电线上的功率损失，R1上消耗的功率小于R3上消耗的功率，选项C错误；由于两个不同输电回路，输电线电阻相同，由于高压输电减小输电线损失，所以A1的示数小于A2的示数，选项A错误；由欧姆定律可知R2两端电压小于R4两端电压，选项D正确；由于输电线上损失电压不同，故两灯两端电压不同，灯泡亮度不同，选项C错误答案：D8如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S闭合时()A交流电压表V2和V3的示数一定都变小B交流电压表V3的示数变小C交流电流表A1、A2和A3的示数一定变大D只有A1的示数变大解析：在理想变压器中，因为U不变，故V2示数不变；闭合S时，负载电阻变小，副线圈中电流I2增大，A2示数增大，由P入P出，即I1U1I2U2可知A1示数增大，因为ab和cd导线的电阻不可忽略，V3改测R2两端电压，故V3示数变小R1两端电压减小，故流过R1处的电流I3变小，A3示数变小，故B正确答案：B9(2013年江苏卷)如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光要使灯泡变亮，可以采取的方法有()A向下滑动PB增大交流电源的电压C增大交流电源的频率D减小电容器C的电容解析：P向下滑动时，副线圈接入电路的匝数减小，则副线圈两端电压减小，灯泡变暗，选项A错误；增大电源电压，则副线圈输出电压增大，灯泡变亮，选项B正确；增大交流电源的频率，则电容器的容抗减小，电路中电流增大，灯泡变亮，选项C正确；减小电容器电容，电容器在交流电路中的容抗增大，电流减小，灯泡变暗，选项D错误答案：BC10如图是一种理想自耦变压器示意图，线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P是可移动的滑动触头输入端AB接交流电压U，输出端CD连接了两个相同的灯泡L1和L2，Q为滑动变阻器的滑动触头当开关S闭合，P处于如图所示的位置时，两灯均能发光下列说法正确的是()AP不动，将Q向右移动，变压器的输入功率变小BP不动，将Q向右移动，两灯均变暗CQ不动，将P沿逆时针方向移动，变压器的输入功率变小DP、Q都不动，断开开关S，L1将变亮解析：由题意可知原线圈为CP，副线圈为CD，故此自耦变压器为升压变压器，当P不动将Q向右移动时，R接入电路的电阻减小，副线圈输出电流增大，变压器输出功率增大，则变压器输入功率增大，两灯泡均变亮，选项A、B错误；当Q不动，将P逆时针方向移动，使原线圈的匝数减少，则副线圈输出电压增大，输出功率增大，则输入功率增大，选项C错误；P、Q都不动，将开关断开，副线圈输出功率减小，副线圈中电流减小，滑动变阻器两端电压减小，而副线圈输出电压不变，则灯泡L1两端电压增大，L1变亮，选项D正确答案：D二、非选择题11图(a)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(b)所示若只在ce间接一只Rce400 的电阻，或只在de间接一只Rde225 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(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400 电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比.解析：(1)由原线圈中交变电流的U ­t图象可知200 rad/s，电压瞬时值Uab400sin200t(V)(2)电压有效值U1200(V)，理想变压器P1P2，原线圈中的电流I10.28 A.(3)设ab间匝数为n1，根据变压器规律有，由题意有：，联立可得：.答案：(1)Uab400sin200t(V)(2)0.28 A(3)12某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电当发电厂输出的功率为P0时，额定电压为U的用电设备消耗的功率为P1.若发电厂用一台升压变压器T1先把电压升高，仍通过原来的输电线供电，到达用电设备所在地，再通过一台降压变压器T2把电压降到用电设备的额定电压，供用电设备使用，如图所示这样改动后，当发电厂输出的功率仍为P0，用电设备可获得的功率增加至P2，试求所用升压变压器T1的原线圈与副线圈的匝数比以及降压变压器T2的原线圈与副线圈的匝数比各为多少？(变压器T1、T2可视为理想变压器)解析：当发电厂未经变压器直接给用户供电时，输电线中的电流为I，设输电线的总电阻为R，则有P1I1U.输电线损失功率PIRP0P1解得RU2，I1若经过升压变压器T1和降压变压器T2后，设输电线中的电流I1，用户得到的功率P2UI2，此时输电线损失功率PP0P2I12R.I2，I1 ，降压变压器T2的原线圈匝数n1与副线圈匝数n2之比 ，升压变压器原线圈匝数N1与副线圈匝数N2之比 .答案： 13如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数n1n231，原线圈电路中接有一量程为3 A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表和可变电阻R以及若干“6 V、6 W”的相同灯泡输入端交变电压u的图象如图乙所示(1)求图甲中电压表的读数；(2)要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数；(3)为满足第(2)问中要求，求可变电阻R应调到的电阻值解析：(1)根据图象可得原线圈电压的最大值U1m27 V，其有效值为U127 V.根据n1n2U1U2，代入数据后可得U29 V，即为电压表的读数(2)设原线圈中通过的电流为I1，副线圈中通过的电流为I2，为使副线圈接入的灯泡最多，则I1取允许通过的最大电流的有效值为3 A，根据U1I1U2I2，代入数据后可得I29 A.正常发光时每个灯泡中电流为I灯1 A，所以允许接入的灯泡个数为n9盏(3)电阻R两端电压为URU2U灯3 V，电阻阻值为R .答案：(1)9 V(2)9盏(3) 7