高三物理一轮复习课时规范练理想变压器电能的输送含解析

课时规范练36 理想变压器 电能的输送

课时规范练第70页 基础巩固组

1.(理想变压器原、副线圈关系的应用)(多选)(2017·广东湛江四校联考)理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,副线圈所接电路如图乙所示,P为滑动变阻器的滑片。则( )

A.副线圈输出电压的频率为50 Hz B.副线圈输出电压的有效值为31 V

C.P向右移动时,原、副线圈的电流之比减小 D.P向右移动时,变压器的输出功率增加 答案AD 解析由题图甲可知,交变电流的周期为0.02 s,所以交变电流的频率为50 Hz,所以A正确;根据电压与匝数成正比可知,原线圈的电压的最大值为220

V,所以副线圈的电压的最大值为

22 V,所以电压的有效值为 V=22 V,所以B错误;原、副线圈的电流与匝数成反比,

线圈的匝数不变,所以电流比也不变,C错误;P向右移动时,滑动变阻器的电阻减小,副线圈的电压不变,所以电路消耗的功率将变大,变压器的输出功率增加,所以D正确。 2.(多选)(理想变压器原、副线圈关系的应用)(2017·安徽模拟)如图所示,理想变压器原、副线圈上接有四个完全相同的灯泡,若四个灯泡恰好都能正常发光,则下列说法正确的是( )

A.U1∶U2=3∶4 B.U1∶U2=4∶3

C.若将L1短路,则副线圈的三个灯泡仍能正常发光

D.若将L2短路,则副线圈的两个灯泡两端的电压变为额定电压的倍

答案BD 解析设灯泡的额定电压为U,额定电流为I,则副线圈电压为3U,电流为I,原线圈的灯泡正常发光,电流也为I,所以原、副线圈的匝数比为1∶1,原线圈两端电压为3U,所以U1∶U2=4∶3,选项A错误,选项B正确;若将L1短路,则原线圈的电压增大,则副线圈两端电压也增大,三个灯泡不能正常发光,选项C错误;若将L2短路,设副线圈的电流为I',原线圈的电流也为I',因此

2I'R+I'R=U1=4U,则I'R=U,即副线圈的每个灯泡两端的电压变为额定电压的,选项D正确。

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3.(多选)(理想变压器的动态分析)(2017·河南中原名校联盟质检)下图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压,负载变化时输入电压不会有大的波动,可以认为电压表V1示数不变。输出电压通过输电线输送给用户,两条输电线的总电阻用R0表示,变阻器R表示用户用电器的总电阻。如果变压器上的能量损失忽略不计,当用户的用电器增加时,图中各表示数的变化情况是( )

A.电流表A1示数变大 B.电流表A2示数变小 C.电压表V2示数变大 D.电压表V3示数变小 答案AD 解析由于变压器的输入功率和输出功率相等,副线圈的电阻减小了,输出功率变大了,所以原线圈的输入功率也要变大,因为输入电压不变,所以输入电流要变大,所以电流表A1的示数变大,A正确;当用电器增加时,相当于R的值减小,副线圈的总电阻减小,所以电流要变大,即电流表A2的示数变大,B错误;理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的,由于输入电压和匝数比不变,所以副线圈的输出电压不变,所以电压表V2的示数不变,C错误;由于副线圈的电流变大,电阻R0两端的电压变大,又因为电压表V2的示数不变,所以电压表V3的示数变小,D正确。

4.(多选)(理想变压器、交变电流的四值)(2017·河北保定调研)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为1∶10,原线圈接通正弦交流电源,理想电压表V示数为22 V,理想电流表A1示数为5 A,副线圈串联了电阻可忽略的熔断器、理想电流表A2以及虚线框内的某用电器,电路处于正常工作状态,则下列说法正确的是( )

A.熔断器的熔断电流应该大于0.5 A B.原、副线圈的电流频率之比为1∶10

C.若虚线框内接入电容器,电容器的耐压值至少是220 V

D.若虚线框内接入电动机且正常工作,可知电动机内阻为440 Ω,电流表A2示数为0.5 A 答案AC 解析根据,可知副线圈中电流为0.5 A,则选项A正确;原、副线圈的电流频率相等,选项

B错误;根据,可知副线圈两端电压为220 V,最大值为220 V,选项C正确;电动机为

非纯电阻电器,若电动机内阻为440 Ω,则副线圈电流小于0.5 A,选项D错误。

5.(理想变压器的动态分析及交变电流的四值问题)(2017·江西三校高三上学期第一次联考)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,b是原线圈中心的抽头,电压表和电流表均为理想电表,除R以外其余电阻不计。从某时刻开始在原线圈两端加上交流电压,其瞬时值表达式为u1=220

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sin 100πt(V)。下列说法正确的是( )

A.t= s时,电压表的示数为220 V

B.t= s时,a、c两点间电压瞬时值为110 V

C.滑动变阻器滑片向上移,电压表的示数不变,电流表的示数减小 D.单刀双掷开关由a扳向b,电压表的示数不变,电流表的示数减小 答案C 解析原线圈两端电压有效值为220 V,由理想变压器原、副线圈电压之比等于匝数之比可得,

副线圈两端电压有效值为22 V,电压表测量的是有效值,故A错误;t= s时,a、c两点间电

压瞬时值为110 V,故B错误;滑动变阻器滑片向上移,接入电阻变大,副线圈两端电压由匝数比和输入电压决定,电压表的示数不变,电流表示数减小,C正确;单刀双掷开关由a扳向b,匝数比变小,匝数与电压成正比,所以电压表和电流表的示数均变大,故D错误。 6.(理想变压器、交变电流的四值问题和电路功率计算)(2017·山东淄博一模)如图所示,一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=5∶1,其原线圈接一交流电源,电压u=220sin 100πt(V),副线圈接一电动机,电阻为11 Ω。若电流表A2示数为1 A,电表对电路的影响忽略不计,则( )

A.交变电流的频率为100 Hz B.电动机输出功率为33 W C.电流表A1示数为5 A

D.变压器原线圈的输入功率为33 W 答案B 解析由ω=100π=2πf,解得f=50 Hz,A错误;由解得副线圈两端的电压U2=44 V,电动机

的输出功率P出=U2I2-R=33 W,B正确;由,解得I1=0.2 A,C错误;变压器原线圈的输入

功率P=U1I1=220×0.2 W=44 W,D错误。 7.

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(理想变压器原、副线圈关系的应用)如图所示,接在理想变压器回路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∶n2∶n3为( ) A.1∶1∶1 B.3∶2∶1 C.6∶2∶1 D.2∶2∶1 答案B 解析灯泡正常发光,可得UA=UB=UC=UD,所以U2=2U3,由理想变压器的电压关系得

,可得n2=2n3。灯泡都正常发光,则功率相等,即PA=PB=PC=PD。

由P=I2R得IA=IB=IC=ID,即I1=I2=I3

由理想变压器的功率关系得U1I1=U2I2+U3I3,即n1I1=n2I2+n3I3,可得n1=n2+n3=2n3+n3=3n3。所以n1∶n2∶n3=3∶2∶1。 8.(多选)(理想变压器原、副线圈关系的应用)(2017·山西晋城期末)图甲所示的变压器原、副线圈匝数比为3∶1,图乙是该变压器cd输入端交流电压u的图象,L1、L2、L3、L4为四只规格均为“9 V 6 W”的相同灯泡,各电表均为理想交流电表,以下说法不正确的是( )

甲

乙

A.ab输入端电压的瞬时值表达式为Uab=27sin 100πt(V) B.电流表的示数为2 A,且四只灯泡均能正常发光 C.流过灯L2的电流每秒方向改变50次 D.ab输入端输入功率Pab=18 W 答案ACD 解析变压器副线圈两端的电压U2=9 V,副线圈中的三只灯泡均正常发光,副线圈中的电流

I2=3×=2 A,原线圈中的电流为I1,电压的瞬时值表达式Uab=36

,解得I1= A,灯L4正常发光,电压为9 V,ab输入端

sin 100πt(V),A错误,B正确;交变电流的频率为50 Hz,所以流

过每只灯泡的电流每秒方向改变100次,C错误;ab输入端输入功率P=UabI1=36× W=24

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