专题练习31变压器电能的输送

1专题练习(三十一)变压器电能的输送1.(2012·四川高考)如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈a和b，则()A．线圈a输入正弦交变电流，线圈b可输出恒定电流B．线圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量一定为零C．线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响D．线圈a的磁场变化时，线圈b中一定有电场2．(2013·包头模拟)电阻为R的负载接到20V直流电压上消耗的电功率是P；用一个变压器，原线圈接最大值为200V的正弦交流电压，副线圈接电阻R，要使R上消耗的电功率为P/2，则变压器原、副线圈的匝数比为()A．20∶1B．102∶1C．10∶1D．1∶10解析：原线圈输入电压U2＝1002V．根据题意，P＝202/R，P/2＝U2R，解得U2＝102V，由变压器变压公式，变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝U1∶U2＝10∶1，选项C正确．答案：C3．(2012·新课标全国高考)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为()A．380V和5.3AB．380V和9.1AC．240V和5.3AD．240V和9.1A解析：理想变压器功率P1＝P2＝U1I1＝2kW，U1＝220V，可得I1＝P2U1≈9.1A；由U1U2＝2n1n2可得U2＝n1n1U1＝380V．所以答案为B.答案：B4．一个理想变压器的线圈绕向如图甲所示，原线圈输入电流的i­t图象如图乙所示，第1s内电流方向在图甲中已标出，则()A．灯炮中的电流变化周期为2sB．输入电流的有效值小于22AC．前2s内灯泡中电流方向从b到aD．前2s内铁芯中磁通量的变化率恒定解析：灯炮中的电流变化周期为4s，输入电流的有效值小于22A，选项A错误，B正确；由楞次定律可判断出，前2s内灯泡中电流方向从a到b，前2s内铁芯中磁通量的变化率恒定，选项C错误，D正确．答案：BD5．(2011·福建高考)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u的表达式u＝202sin(50πt)VB．只断开S2后，L1、L2均正常发光C．只断开S2后，原线圈的输入功率增大D．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W解析：由图象知T＝0.02s，ω＝2πT＝100πrad/s，u＝202sin(100πt)V，A项错误；由于副线圈两端电压不变，故只断开S2，两灯串联，电压为额定值一半，不能正常发光，B项错误；只断开S2，副线圈电路电阻变为原来2倍，由P＝U2R知副线圈消耗功率减小，则原3线圈输入功率也减小，C项错误；输入电压额定值U1＝20V，由U1U2＝n1n2及PR＝U22R得PR＝0.8W，D项正确．答案：D6．(2013·淄博一模)如图所示，一只理想变压器原线圈与频率为50Hz的正弦交流电源相连，两个阻值均为20Ω的电阻串联后接在副线圈的两端．图中的电流表，电压表均为理想交流电表，原副线圈分别为200匝和100匝，电压表的示数为5V．则()A．电流表的读数为0.5AB．流过电阻的交流电的频率为100HzC．交流电源的输出电压的最大值为202VD．交流电源的输出功率为2.5W7．(2011·浙江高考)如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1＝800和n2＝200的两个线圈，上线圈两端与u＝51sin(314t)V的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是()A．2.0VB．9.0VC．12.7VD．144.0V解析：原线圈两端电压的有效值为U1＝512V，由公式U1U2＝n1n2可得，U2＝n2n1U1＝5142V≈9V．因公式U1U2＝n1n2的适用条件是穿过原、副线圈的磁通量相等，即理想变压器，但题中变压器的铁芯不闭合，穿过副线圈的磁通量要远小于原线圈的磁通量，所以电压表的示数应比上面的计算值小很多．故选项A正确．答案：A48．(2012·山东高考)图甲是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.○V为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是()A．电压表的示数等于5VB．电压表的示数等于52VC．实现点火的条件是n2n11000D．实现点火的条件是n2n110009．(2013·武汉模拟)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是50∶1，P是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R＝10Ω，其余电阻不计．从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的正弦交变电压．则下列说法正确的是()A．单刀双掷开关与a连接，电压表的示数为4.4VB．单刀双掷开关与a连接，当t＝0.01s时，电流表示数为零C．单刀双掷开关由a拨向b，原线圈的输入功率变大5D．单刀双掷开关由a拨向b，副线圈输出电压的频率变为25Hz10.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，AB间接交流电压U，输出端接通了两个相同的灯泡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()A．P不动，将Q向右移动，变压器的输入功率变大B．P不动，将Q向左移动，两灯均变暗C．Q不动，将P沿逆时针方向移动，变压器的输入功率变大D．P、Q都不动，断开开关S，L1将变暗解析：P不动，将Q向右移动，变压器输出电流减小，输出功率减小，变压器的输入功率变小，选项A错误；P不动，将Q向左移动，变压器输出电流增大，两灯均变亮，选项B错误；Q不动，将P沿逆时针方向移动，变压器的副线圈匝数增多，输出电压增大，输出功率增大，输入功率变大，选项C正确；P、Q都不动，断开开关S，L1将变亮，选项D错误．答案：C11．如图所示降压变压器的原线圈匝数与副线圈的匝数之比是3∶1，原线圈的输入电压为660V，副线圈的电阻为0.2Ω，这台变压器供给100盏“220V，60W”的电灯用电，求：(1)空载时副线圈的路端电压和输出功率；(2)接通时副线圈的路端电压；(3)每盏灯的实际功率．解析：(1)将变压器视为理想变压器，设空载时副线圈的路端电压为U2，由n2n1＝U2U1，得到U2＝n2n1U1＝220V因为空载，副线圈的负载电阻R2→∞，副线圈中的电流为零，即I2＝0，所以P＝I2U2＝0.6(2)接通电路后，100盏灯并联的总电阻为R外＝R100＝U2额/P额100＝8.07Ω副线圈中的电流I2′＝U2R外＋R线＝26.6A副线圈的路端电压U2′＝I2R外＝214.66V.(3)每盏灯的实际功率为P1＝I2′100U2′＝57.1W.答案：(1)220V0(2)214.66V(3)57.1W12．某学校有一台应急备用发电机，内阻为r＝1Ω，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R＝4Ω，全校22个教室，每个教室用“220V，40W”的灯泡6盏，要求所有灯都正常发光，求：(1)发电机的输出功率；(2)发电机的电动势；(3)输电线上损耗的电功率．