2020届一轮复习人教版---第十一章-第2讲-变压器-电能的输送---课时作业

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2020届一轮复习人教版第十一章第2讲变压器电能的输送课时作业(三十五)[基础题组]一、单项选择题1.如图所示为一种变压器的实物图,根据其铭牌上所提供的信息,以下判断正确的是()A.这是一个升压变压器B.原线圈的匝数比副线圈的匝数多C.当原线圈输入交流电压220V时,副线圈输出直流电压12VD.当原线圈输入交流电压220V、副线圈接负载时,副线圈中电流比原线圈中电流小解析:根据铭牌上所提供的信息可知,变压器的输入电压为220V,输出电压为12V,该变压器为降压变压器,故选项A错误,B正确;变压器的工作原理是电磁感应,故变压器的原、副线圈上的电压都为交流电压,选项C错误;由理想变压器的输出功率等于输入功率,且原线圈的电压大于副线圈的电压,故副线圈接负载时,副线圈中电流比原线圈中电流大,选项D错误.答案:B2.(2019·江西萍乡模拟)如图所示为汽车的点火装置,此装置的核心是一个变压器,该变压器的原线圈通过开关连接到12V的蓄电池上,副线圈连接到火花塞的两端,开关由机械控制,当开关由闭合变为断开时,副线圈中产生10000V以上的电压,火花塞中产生火花.下列说法中正确的是()A.变压器的原线圈要用粗导线绕制,而副线圈可以用细导线绕制B.若该点火装置的开关始终闭合,火花塞的两端会持续产生高压C.变压器原线圈输入的12V电压必须是交流电,否则就不能在副线圈中产生高压D.该点火装置中变压器的副线圈匝数必须小于原线圈的匝数解析:汽车的点火装置是利用变压器原理工作的,当开关始终闭合时,通过原线圈的电流恒定,原线圈中产生的磁场恒定,则在副线圈上不会产生电压,所以B错误;由题可知原线圈处接12V的直流电源,当断开开关瞬间原线圈中电流迅速变化,会产生变化的磁场,则在副线圈中可能产生高压,所以C错误;由U1U2=n1n2可知,要在副线圈中产生高压,则原线圈匝数必须小于副线圈的匝数,所以D错误.故选A.答案:A3.(2019·湖南长沙长郡中学模拟)如图所示,理想变压器原、副线圈各接一个电阻R1和R2,原线圈中接有220V交流电源,此时两只电阻上的电压都是10V,设变压器原、副线圈的匝数比为n∶1,电阻R1和R2消耗的功率之比为k∶1,则()A.n=21,k=121B.n=21,k=1576C.n=441,k=124D.n=441,k=1576解析:原线圈接220V的电压,而R1两端的电压为10V,所以理想变压器输入端的电压为U1=210V,输出端的电压为U2=10V,根据公式U1U2=n1n2可得n=21,电阻R1和R2消耗的功率之比为k∶1,即UR1I1UR2I2=k1,因为UR1UR2=1,I1I2=n2n1,故k=121,A正确.答案:A4.在如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=22∶1,原线圈接u1=2202·sin100πt(V)的交变电流,电阻R=10Ω,电流表、电压表均为理想电表,则()A.电压表的读数为102VB.电流表的读数为22AC.电阻R消耗的功率为102WD.变压器的输出功率为10W解析:输入电压的有效值为U1=Em2=220V,根据U1U2=n1n2得U2=n2n1U1=10V,故选项A错误;电流表的示数为I2=U2R=1A,故选项B错误;电阻消耗的功率为P2=U2I2=10W,故选项C错误;理想变压器的输入电功率等于副线圈回路负载消耗功率,故选项D正确.答案:D5.(2019·福建泉州质检)如图所示,利用理想变压器进行远距离输电,发电厂的输出电压恒定,输电线路的电阻不变,当用电高峰到来时()A.输电线上损耗的功率减小B.电压表V1的示数减小,电流表A1增大C.电压表V2的示数增大,电流表A2减小D.用户功率与发电厂输出功率的比值减小解析:当用电高峰到来时,用户消耗的功率变大,则电流表A2读数变大,输电线上的电流变大,输电线上损耗的功率变大,选项A错误;电流表A1增大,因为发电厂的输出电压恒定,则升压变压器的次级电压不变,即电压表V1的示数不变,选项B错误;输电线上的电压损失变大,故降压变压器的初级电压减小,次级电压也减小,即电压表V2的示数减小,选项C错误;用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例P-P损P=1-I2RU1I=1-ΔUU1,因为输电线上的电流增大,则电压损失增大,U1不变,所以用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例减小,故D正确.答案:D二、多项选择题6.(2019·黑龙江牡丹江一中检测)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比是10∶1,原线圈输入交变电压u=1002·sin50πt(V),在副线圈中串接有理想电流表和定值电阻R,电容器并联在电阻R两端,电阻阻值R=10Ω.关于电路分析,下列说法中正确的是()A.电流表示数是1AB.电流表示数是2AC.电阻R消耗的电功率为10WD.电容器的耐压值至少是102V解析:由题意知原线圈输入电压有效值为100V,所以副线圈电压为10V,由于电容器通交流,所以电流表示数大于1A,不一定是2A,故A、B错误;电阻R消耗的电功率为P=U2R=10210W=10W,故C正确;副线圈电压最大值为102V,电容器的耐压值至少是102V,所以D正确.答案:CD7.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、副线圈匝数比为9∶1B.原、副线圈匝数比为1∶9C.此时a和b的电功率之比为9∶1D.此时a和b的电功率之比为1∶9解析:设灯泡的额定电压为U0,两灯均能正常发光,所以原线圈输入端电压为U1=9U0,副线圈两端电压为U2=U0,故U1U2=91,根据U1U2=n1n2得n1n2=91,选项A正确,B错误;根据公式I1I2=n2n1可得,I1I2=19,由于小灯泡两端的电压相等,所以根据公式P=UI可得,灯泡a和b的电功率之比为1∶9,选项C错误,D正确.答案:AD8.图乙中,理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=5∶1.原线圈接入如图甲所示的正弦交流电.电路中电表均为理想电表,定值电阻R1=R2=4Ω,D为理想二极管(该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大),则()A.电阻R2两端的电压频率为50HzB.电流表的示数为5AC.原线圈的输入功率为150WD.将R1摘掉,电压表的示数不变解析:由题图甲可知,交流电的周期为0.02s,故频率为50Hz,而变压器及二极管均不会改变交流电的频率,故电阻R2两端的电压频率为50Hz,故A正确;经变压器后,输出电压为100V5=20V,因二极管的单向导电性,只有一半时间内有电压加在R2两端,则由有效值的定义可得U=102V,则电流表的示数为2.52A,故B错误;原线圈输入功率等于副线圈输出的功率,输出功率P=2024W+(2.52)2×4W=150W,故C正确;因输出电压由输入电压决定,故将R1摘掉,电压表的示数不变,故D正确.答案:ACD[能力题组]一、选择题9.(2019·四川南充高级中学高三模拟)如图所示,10匝矩形线圈,在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO′以角速度100rad/s匀速转动,线框电阻不计,面积为0.5m2,线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连,副线圈接有两只灯泡L1和L2.已知变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,开关断开时L1正常发光,且电流表示数为0.01A,则()A.若从图示位置开始计时,线框中感应电动势的瞬时值为200sin100tVB.若开关S闭合,电流表示数将增大C.若开关S闭合,灯泡L1将更亮D.灯泡L1的额定功率为2W解析:变压器的输入电压的最大值为Um=NBSω=10×0.4×0.5×100V=200V,从垂直中性面位置开始计时,故线框中感应电动势的瞬时值为u=Umcosωt=200·cos100tV,故A错误;若开关S闭合,输出电压不变,输出端电阻减小,故输出电流增加,故输入电流也增加,电流表示数将增大,故B正确;若开关S闭合,输出电压不变,故灯泡L1亮度不变,故C错误;变压器输入电压的有效值为U1=Um2=2002V=1002V,开关断开时L1正常发光,且电流表示数为0.01A,灯泡L1的额定功率等于此时变压器的输入功率,为P=U1I1=1002×0.01W=2W,故D错误.答案:B10.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,b是原线圈的中心接头,电压表V和电流表A均为理想电表,除滑动变阻器电阻R、定值电阻R0以外的其余电阻不计,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为u1=2202sin100πtV.下列说法中正确的是()A.t=1600s时刻,c、d两点间的电压瞬时值为110VB.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为222VC.单刀双掷开关与a连接,在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均变小D.当单刀双掷开关由a扳向b时,电压表和电流表的示数均变大解析:由c、d两点间的电压瞬时值表达式u1=2202sin100πtV可知,当t=1600s时,u1=2202sinπ6V=1102V,选项A错误.由U1U2=n1n2得U2=U1n2n1=220×110V=22V,故电压表示数小于22V,选项B错误.单刀双掷开关与a连接,滑片P向上移动时,电流表示数变小,电压表示数变大,选项C错误.当单刀双掷开关由a扳向b时,原、副线圈匝数比由10∶1变成5∶1,且原线圈两端电压不变,可知输出电压增大,两电表示数均变大,选项D正确.答案:D11.如图甲、乙所示,两种情况下灯泡L2、L3的功率均为P,且L1、L2、L3为相同的灯泡,匝数比n1∶n2=3∶1,则图甲中L1的功率和图乙中L1的功率分别为()A.P、PB.9P、4P9C.4P9、9PD.4P9、P解析:由题意可知,n2=n3,两种情况下变压器输出功率均为2P,设灯泡L2、L3的电压为U,电流为I,电阻为R,两种情况下变压器输入电压为3U,变压器输入电流为23I;题图甲中L1的功率为P1=3U2R=9P;题图乙中L1的功率为P2=(23I)2R=4P9,选项B正确.答案:B12.(多选)如图甲为远距离输电示意图,变压器均为理想变压器.升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100,其输入电压如图乙所示,远距离输电线的总电阻为100Ω.降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R1为一定值电阻,R2为用半导体热敏材料制成的传感器,当温度升高时其阻值变小.电压表显示加在报警器上的电压(报警器未画出).未出现火警时,升压变压器的输入功率为750kW.下列说法中正确的有()A.降压变压器副线圈输出的交流电频率为50HzB.远距离输电线路损耗功率为180kWC.当传感器R2所在处出现火警时,电压表的示数变大D.当传感器R2所在处出现火警时,输电线上的电流变大解析:由题图乙知交流电的周期0.02s,所以频率为50Hz,A正确;由题图乙知升压变压器输入端电压有效值为250V,根据电压与匝数成正比知,升压变压器副线圈电压为25000V,所以输电线中的电流为I=PU=30A,输电线损失的电压为ΔU=IR=30×100V=3000V,远距离输电线路损耗功率为ΔP=ΔUI=90kW,B错误;当传感器R2所在处出现火警时其阻值减小,相当于副线圈中用电器增加,副线圈中电流增大,输电线上电流增大,输电线上损失电压增大,副线圈两端电压减小,定值电阻的分压增大,所以电压表的示数变小,C错误,D正确.答案:AD13.(多选)(2019·湖北恩施一中模拟)如图所示,矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路.线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动,磁场只分布在bc边的左侧,磁感应强度大小为B,线圈面积为S,转动角速度为ω,匝数为N,线圈电阻不计.下列说法正确的是()A.将原线圈抽头P向上滑动时,灯泡变暗B.电容器的电容C变大时,灯泡变暗C.图示位置时,矩形线圈中瞬时感应电动势最大D.若线圈abcd转动的角速度变为2ω,则变压器原线圈电压的有效值为NBSω解析:在题图中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