高考人教版物理一轮复习专题训练第47讲：变压器电能输送.docx

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1、 一轮复习专题训练第47讲：变压器 电能输送类型一、理想变压器的基本原理和基本量的关系1如图，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 A C120 V，0.05 A D240 V，0.05 A2如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为：u220sin100t(V)的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“22 V22 W”的灯泡10个，灯泡均正常发光除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是( )A变压

2、器原、副线圈匝数比为101 B电流表示数为1 AC电流表示数为10 A D副线圈中电流的频率为5 Hz3(多选)如图所示，匀强磁场的磁感应强度为T，矩形线圈面积为0.08 m2，匝数为10，电阻不计，通过电刷与理想变压器原线圈相连当线圈绕垂直磁场的轴OO以50 rad/s的角速度转动，副线圈两端交流电压表的示数为16 V，则()A在图示位置时矩形线圈产生的电动势为0 VB矩形线圈产生的交流电周期为0.02 sC矩形线圈产生的电动势有效值为80 VD变压器原、副线圈匝数之比为514将如图甲所示的不完整正弦交流电接在图乙理想变压器的a、b端理想变压器的原、副线圈匝数之比为51，所接电表均为理想表，

3、副线圈回路中两个电阻阻值均为R11 ，开关处于断开状态下列说法正确的是()A电流表的示数为0.4 A B电压表的示数为22 VCa、b端的输入功率为88 W D闭合开关K后，电压表示数将变为11 V5(多选)如图所示，理想变压器输入端接在电动势随时间变化、内阻为r的交流电源上，输出端接理想电流表及阻值为R的负载，变压器原、副线圈匝数的比值为 如果要求负载上消耗的电功率最大，则下列说法正确的是( )A交流电源的效率为50% B电流表的读数为C负载上消耗的热功率为 D该交流电源电动势的瞬时值表达式为eEmsin100t V6如图所示，理想变压器有两个副线圈，L1、L2是两盏规格为“8 V，10 W

4、”的灯泡，L3、L4是两盏规格为“6 V，12 W”的灯泡，当变压器的输入电压为U1220 V时，四盏灯泡恰好都能正常发光，如果原线圈的匝数n11100匝，求：(1)副线圈的匝数n2、n3?(2)电流表的读数？类型二、理想变压器的动态分析7如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为n1n251，电阻R20 ，L1、L2为规格相同的两只灯泡，S1为单刀双掷开关，原线圈接正弦交变电源，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输入电压的表达式u20sin 50t V B只断开S2后，L1、L2均正常发光C只断开S2后，原线圈的输入功

5、率增大 D若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W8(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2101，b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻R10 从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是( ) A当S与a连接后，理想电流表的示数为2.2 AB当S与a连接后，t0.01 s时理想电流表示数为零C当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的4倍D当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频率变为25 Hz9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，

6、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，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变小D当P不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变大10(多选)一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中理想变压器原、副线圈匝数之比为21，电阻R1和R2的阻值分别为3 和1 ，电流表、电压表都是理想交流电表，a、b输入端输入的电流如图乙所示，下

7、列说法正确的是()A电流表的示数为 A B电压表的示数为 VC00.04 s内，电阻R1产生的焦耳热为0.24 J D0.03 s时，通过电阻R1的电流为 A11(多选)如图甲所示，理想变压器的原、副线圈共接有四个规格完全相同的小灯泡，在原线圈所在电路的A、B端输入的交流电的电压如图乙所示，四个灯泡均正常发光下列说法正确的()A原、副线圈的匝数比41B灯泡的额定电压为55 VC原线圈两端的电压为220 VD若副线圈再并联一规格相同的灯泡，灯泡L1有可能被烧坏12(多选)如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为定值电阻，开关S是闭合的V1和V2为理想电压表，

8、读数分别为U1和U2；A1、A2和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是( )AU2变小、I3变小 BU2不变、I3变大CI1变小、I2变小 DI2变大、I3变大13如图所示，一小型电风扇通过理想变压器接到一交流电源上，电风扇的线圈电阻为r，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1，交流电源的电压瞬时值uUmsin t.开关S闭合后，电风扇正常运转且消耗的电功率为P，则()A电风扇线圈中交流电的频率为 B电风扇两端的电压的有效值为C通过电风扇的电流的有效值为 D电风扇的输出功率为P类型三、远距离输电14如图所示为远距离输电示意图，升压变压器和降压变压器

9、均为理想变压器，R为输电线的等效电阻保持交流发电机输出电压不变，若电压表示数变小，下列判断正确的是()A电流表示数变小 B降压变压器原副线圈两端的电压之比变小C升压变压器输出电压变小 D输电线损失的功率变大15如图所示，某发电机输出功率是100 kW，输出电压是250 V，从发电机到用户间的输电线总电阻为8 ，要使输电线上的功率损失为5%，而用户得到的电压正好为220 V，则升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比分别是() A16119011 B11611190C11619011 D1611119016如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则( )A用户用电

10、器上交流电的频率是100 HzB发电机输出交流电的电压有效值是500 VC输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小17采用220 kV高压向远方的城市输电当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为()A55 kV B110 kV C440 kV D880 kV18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 B输电线上的电压降为UC理想变压

11、器的输入功率为Ir D输电线路上损失的电功率为I1U19(多选)在远距离送电时，输送的电功率为P，输送电压为U，所用导线的电阻率为，横截面积为S，总长度为L，输电线损失的电功率为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P20发电机输出电压为1.0103 V的交变电流，现在通过一个变压比为14的变压器升压，再通过总电阻为1.0 的输电线路向某地输电，在输送的电功率为800 kW的情况下(设变压器为理想变压器)求：(1)升压变压器的副线圈两端电压为多大？(2)输电线上通过的电流为多大？(3)输电线上造成的电压损失为多少？(4)输电线上损失的电功率占输电

12、总功率的百分比为多少？21某水电站发电机的输出功率为100 kW，发电机的电压为250 V通过升压变压器升高电压向远处输电，输电线总电阻为8 ，在用户端用降压变压器把电压降为220 V要求在输电线上损失的功率控制为5 kW(即用户得到的功率为95 kW)请你设计两个变压器的匝数比为此，请你计算(1)降压变压器输出的电流是多少？输电线上通过的电流是多少？(2)输电线上损失的电压是多少？升压变压器输出的电压是多少？(3)两个变压器上的匝数比各应等于多少？22某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9 kW，输出电压为500 V，输电线的总电阻为10 ，允许线路损耗的功率为输出功

13、率的4%求：(1)村民和村办小企业需要220 V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)(2)若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？类型四、几种特殊的变压器模型23如图所示是一台理想自耦变压器，在a、b之间接电压不变的正弦交流电，A为理想交流电流表变压器调压端的滑动头P原来处于线圈中点，电阻箱的电阻为R.若将滑动头P向上移到最高处，并调节电阻箱的阻值为R，使电流表的读数变为原来的两倍，则R等于()A B C D4R24在绕制变压器时，某人将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上当通以交变电流时，每个线圈产生的磁

14、通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂已知线圈1、2的匝数之比n1n221在不接负载的情况下( )A当线圈1输入电压为220 V时，线圈2输出电压为110 VB当线圈1输入电压为220 V时，线圈2输出电压为55 VC当线圈2输入电压为110 V时，线圈1输出电压为220 VD当线圈2输入电压为110 V时，线圈1输出电压为440 V25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，IabIc

15、dCab接PQ、cd接MN，IabIcd26一理想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，副线圈两端连有一电阻R在a、b间输入电压为U1的交变电压时，c、d间的电压为U2，在将滑动触头从图中M点逆时针旋转到N点的过程中()AU2有可能大于U1 BU1、U2均增大CU1不变、U2增大 Da、b间输入功率不变27(多选)如图甲所示，一理想自耦变压器的原线圈接有交变电压，交变电压随时间变化的图象如图乙所示，副线圈接有可调电阻R，触头P与线圈始终接触良好，下列判断正确的是( )A交变电压u随时间t变化的规律是uU0

16、cos100tB若仅将触头P向A端滑动，则电阻R消耗的电功率增大C若仅使电阻R增大，则原线圈的输入功率增大D若使电阻R增大的同时，将触头P向B端滑动，则通过A处的电流一定增大28如图所示为一理想变压器，原线圈的输入电压U13300 V，副线圈的输出电压U2220 V，绕过铁芯的导线所接的电压表的示数U02 V，则(1)原、副线圈的匝数各是多少？(2)当S断开时，A2的示数I25 A，那么A1的示数是多少？(3)当S闭合时，A2的示数将如何变化？A1的示数将如何变化？类型五、变压器综合应用29一含有理想变压器的电路如图所示，变压器原、副线圈匝数比n1n231，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别是

17、4 、 和 ，U为有效值恒定的正弦交流电压源当开关S断开时，理想电流表的示数为I当S闭合时，且电源电压增加到2U，则电流表的示数为()A6I B8I C10I D12I30(多选)如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光下列说法正确的是()A原、副线圈匝数之比为91 B原、副线圈匝数之比为19C此时a和b的电功率之比为91 D此时a和b的电功率之比为1931如图所示，一理想变压器，左、右两边共接有额定电压均为U的6盏完全相同的灯泡(额定功率为P)，左端接在一电压恒为U0的交流电源两端此时6盏灯刚好正常发光下列说法错误

18、的是()A该变压器的原副线圈匝数比为12B此时交流电源输出的功率为6PCU06UD如果灯L6突然烧断，灯L1和L2将变暗，而其余3盏灯将变得更亮32一理想降压变压器原、副线圈匝数比为k，原线圈与阻值为4R0的电阻串联后，接入有效值为25 V的正弦式交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，当负载电阻的阻值R5R0时，理想电压表的示数为5 V保持变压器输入电流不变，现将负载电阻的阻值增大到R11R0，此时输入电压有效值为U，则( )Ak，U49 V Bk，U48 V Ck4，U49 V Dk4，U48 V33如图所示，接于理想变压器中的四个规格相同的灯泡都正常发光，那么，理想变压器的匝数比n1

19、n2n3为()A111 B321 C621 D22134如图所示，理想变压器三个线圈的匝数比n1n2n31051，其中匝数为n1的原线圈接到220 V的交流电源上，匝数为n2和n3的两个副线圈分别与电阻R2、R3组成闭合回路已知通过电阻R3的电流I32 A，电阻R2 110 ，则通过电阻R2的电流I2和通过原线圈的电流I1分别是()A10 A12 A B10 A20 A C1 A0.7 A D1 A3 A35如图所示，原、副线圈匝数比为101的理想变压器，原线圈输入电压为u40sin 100t V的正弦式交流电，负载电路中理想二极管和R1并联，已知R1R22 ，则理想交流电压表V的示数为()A

20、 V B4 V C2 V D4 V36(多选)如图所示，理想变压器的原线圈与二极管一起接在u220sin 100t V的交流电源上副线圈接有R55 的电阻，原、副线匝数比为21.假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，电流表为理想电表则()A交流电源的频率为100 Hz B副线圈的输出功率为110 WC变压器的输出功率等于输入功率 D电流表的读数为1 A37在图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为21a、b两端电压与时间的关系如图乙所示，二极管可视为理想二极管，电表均为理想电表，电阻R10 ，则下列说法正确的是( )A 电压表示数为4.5 V B电压表示数为0C电流表示数为0.9

21、 A D电路消耗功率为16.2 W38(多选)图甲为某恒温装置的电路原理图，理想变压器原、副线圈匝数比为51，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，D为理想二极管，R1为电阻恒定的电热丝，AB间电压变化情况如图乙所示下列说法中正确的是( )AAB间电压的有效值为44 V B原线圈两端电压的有效值为220 VCR处温度升高时，R1消耗电功率减小 D理想变压器原、副线圈中的电流之比为1539(多选)如图所示，理想变压器副线圈接有滑动变阻器、理想电流表和额定电压为10 V、内阻为1 的电动机原线圈接入电压瞬时值表达式为u110sin 100t V的交流电，当滑动变阻器接入电路

22、的电阻为22.5 时，电流表示数为2 A，电动机正常工作，则下列说法正确的是()A原、副线圈匝数比为21B电动机消耗的功率为10 WC电动机的输出功率为16 WD突然卡住电动机，电动机内阻消耗的功率为100 W40如图所示，a、b两端接在正弦交流电源上，原副线圈回路中A、B电阻的阻值相同，原、副线圈匝数比为n1n2，下列说法正确的是()AA、B电阻的电流之比为n1n2 BA、B电阻的电压之比为n1n2CA、B电阻的功率之比为nn D原线圈与副线圈的电压之比为1141如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为51，副线圈接有电动机M，电动机线圈电阻为4 .原线圈接交变电源u220sin 100t

23、V，电动机正常工作，电流表的示数为0.2 A，电表对电路的影响忽略不计则()A此交流电的频率为100 HzB电压表的示数为44 VC正常工作时电动机的输出功率为40 WD若电动机由于卡住了而不转动，则电流表的示数为11 A42如图所示，理想变压器的副线圈接有一规格为“44 V44 W”的灯泡和线圈电阻r1 的电动机，原线圈接u220sin100t V的正弦式交变电流后灯泡和电动机都正常工作，且原线圈中理想交流电流表的示数为1 A，则下列说法正确的是( )A理想变压器原、副线圈匝数之比为41B电动机的输出功率为176 WC电动机的热功率为6 WD若电动机被卡住，灯泡仍正常工作，则电流表的示数变为9 A