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1、第2講　變壓器　電能的輸送 [A級－基礎練] 1．用220 V的正弦交流電通過理想變壓器對一負載供電，變壓器輸出電壓是110 V，通過負載的電流圖象如圖所示，則(　　 ) A．變壓器輸入功率約為3.9 W B．輸出電壓的最大值是110 V C．變壓器原、副線圈匝數(shù)比是1∶2 D．負載電流的函數(shù)表達式i＝0.05sin A 解析：A　[由題圖可知通過負載的電流最大值為Im＝0.05 A，周期T＝0.02 s，故電流的函數(shù)表達式i＝Imsint＝0.05sin 100πt(A)，D錯誤；理想變壓器匝數(shù)比等于電壓比，即 n1∶n2＝U1∶U2＝2∶1，C錯誤；輸出電壓U2＝110

2、 V，其最大值U2m＝U2＝110 V，B錯誤；理想變壓器輸入功率等于輸出功率，即輸入功率P＝I2U2＝×110 W≈3.9 W，A正確．] 2．普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測量電流，通常要通過電流互感器來連接，圖中電流互感器ab一側線圈的匝數(shù)較少，工作時電流為Iab，cd一側線圈的匝數(shù)較多，工作時電流為Icd，為了使電流表能正常工作，則(　　) A．a(chǎn)b接MN、cd接PQ，IabIcd C．a(chǎn)b接PQ、cd接MN，IabIcd 解析：B　[根據(jù)理想變壓器的原理，線圈電流與

3、匝數(shù)成反比，ab接MN，通過的電流較大，電流表接在cd兩端，通過的電流較小，B正確．] 3．(2019·江西南昌一模)如圖所示，甲圖中變壓器為理想變壓器，其原線圈接在u＝12sin 100πt(V)的交流電源上，副線圈與阻值R1＝2 Ω的電阻接成閉合電路，電流表為理想電流表．乙圖中阻值R2＝32 Ω的電阻直接接到u＝12sin 100πt(V)的交流電源上，結果電阻R1與R2消耗的電功率相等，則(　　 ) A．通過電阻R1的交變電流的頻率為0.02 Hz B．電阻R1消耗的電功率為9 W C．電流表的示數(shù)為6 A D．變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4∶1 解析：D　[由u＝12sin

4、 100πt(V)可知：ω＝100π＝2πf，解得f＝50 Hz，A錯誤；因為R1、R2消耗的功率相等，設R1兩端的電壓為U1，＝，解得U1＝3 V，由理想變壓器電壓與匝數(shù)成正比得變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4∶1，D正確；R1上的電流I1＝＝1.5 A，電阻R1消耗的電功率P＝＝4.5 W，B、C錯誤．] 4．一自耦變壓器如圖所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈，將其接在a、b間作為原線圈．通過滑動觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈．在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時，c、d間的輸出電壓為U2，在將滑動觸頭從M點順時針轉到N點的過程中(　　) A．U2>U1，U2降低 B．U2>

5、U1，U2升高 C．U2

6、＝2.8 A C.＝，I1＝1.16 A D.＝，I1＝1.16 A 解析：C　[對兩個副線圈有＝，＝，所以U2＝110 V，U3＝44 V，又P＝，所以＝＝；由歐姆定律得I2＝＝2 A，I3＝＝0.8 A，對有兩個副線圈的變壓器有：n1I1＝n2I2＋n3I3，得I1＝1.16 A，C正確．] 6．如圖所示的變壓器，接如圖甲所示的交流電時，燈泡正常發(fā)光，電容器能正常工作，現(xiàn)將電源換成如圖乙所示的交流電，則(　　 ) A．由于乙交變電流的周期短，因此燈泡比第一次亮 B．由于乙的頻率比甲的大，因此電容器有可能被擊穿 C．無論接甲電源，還是接乙電源，若滑動觸頭P向上移動，燈泡都變

7、暗 D．若將原線圈n1的匝數(shù)增加，燈泡消耗的功率將變大 解析：C　[燈泡的亮度與周期無關，取決于有效值，故A錯誤；電容器的擊穿電壓取決于電壓的最大值，與頻率無關，故B錯誤；無論接哪個電源，輸入電壓相同，滑片向上移動時，接入電阻增大，則燈泡均變暗，故C正確；若將副線圈n1的匝數(shù)增加，則輸出電壓將減小，故燈泡消耗的功率將變小，故D錯誤．] 7．(2019·湖北武漢部分重點高中聯(lián)考)(多選)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，L1、L2、L3為三只規(guī)格均為“9 V　6 W”的相同燈泡，各電表均為理想交流電表，輸入端接入如圖乙所示的交變電壓，則以下說法中正確的是(　　 ) A

8、．電流表的示數(shù)為2 A B．電壓表的示數(shù)為27 V C．副線圈兩端接入耐壓值為8 V的電容器能正常工作 D．變壓器副線圈中交變電流的頻率為50 Hz 解析：AD　[由輸入端交變電壓u－t圖象知，輸入電壓的有效值為 V＝27 V，由原、副線圈匝數(shù)之比為3∶1，可得原、副線圈的電壓之比為3∶1，電流之比為1∶3，設燈泡兩端電壓為U，所以U＝9 V，副線圈兩端電壓的有效值為9 V，三只燈泡均能正常發(fā)光，電流表的讀數(shù)I＝3× A＝2 A，A正確；電壓表的示數(shù)為有效值27 V，B錯誤；副線圈兩端電壓的最大值為9 V，C錯誤；變壓器副線圈兩端交變電流的頻率為50 Hz，D正確．] [B級－能力練

9、] 8．(2018·天津卷)教學用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流．利用該發(fā)電機(內(nèi)阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻R供電，電路如圖所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P.若發(fā)電機線圈的轉速變?yōu)樵瓉淼?，則(　　) A．R消耗的功率變?yōu)镻 B．電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閁 C．電流表A的讀數(shù)變?yōu)?I D．通過R的交變電流頻率不變 解析：B　[根據(jù)ω＝2πn可知轉速變?yōu)樵瓉淼?，則角速度變?yōu)樵瓉淼模鶕?jù)Em＝nBSω可知電動機產(chǎn)生的最大電動勢為原來的，根據(jù)U＝可知發(fā)電機的輸出電壓有效值變?yōu)樵瓉淼模丛€圈的輸出電壓變?yōu)樵瓉淼?，根?jù)＝可知副線圈的輸入電壓變?yōu)?/p>

10、原來的，即電壓表示數(shù)變?yōu)樵瓉淼?，根?jù)P＝可知R消耗的電功率變?yōu)镻，A錯誤，B正確；副線圈中的電流為I2＝，即變?yōu)樵瓉淼?，根?jù)＝可知原線圈中的電流也變?yōu)樵瓉淼?，C錯誤；轉速減小為原來的，則頻率變?yōu)樵瓉淼?，D錯誤．] 9．(多選)如圖為遠距離輸送交流電的系統(tǒng)示意圖，變壓器均為理想變壓器．隨著用戶負載增多，發(fā)電機F達到額定功率時，降壓變壓器輸出功率仍然不足，用戶的用電器不能正常工作．那么，在發(fā)電機以額定功率工作的情況下，為了適當提高用戶的用電功率，可采取的措施是(　　) A．適當減小輸電線的電阻r B．適當提高 C．適當提高的同時，降低 D．適當降低的同時，提高 解析：AC　[當發(fā)電

11、機輸出功率一定時，為使用戶得到更大的功率，需減小輸電線上的功率損失，根據(jù)ΔP＝I2r，可以減小輸電線的電阻r，A對；也可以通過提高輸電電壓，減小輸送電流，即提高，這樣使線圈n3兩端電壓變大，為使用戶的用電器正常工作需要適當降低 ，C對．] 10．如圖是原、副線圈都有中心抽頭(匝數(shù)一半處)的理想變壓器，原線圈通過單刀雙擲開關S1與電流表連接，副線圈通過另一單刀雙擲開關S2與定值電阻R0相連接，通過S1、S2可以改變原、副線圈的匝數(shù)．現(xiàn)在原線圈加一電壓有效值為U的正弦交流電，當S1接a，S2接c時，電流表的示數(shù)為I，下列說法正確的是(　　 ) A．當S1接a，S2接d時，電流為2I B．

12、當S1接a，S2接d時，電流為 C．當S1接b，S2接c時，電流為4I D．當S1接b，S2接d時，電流為 解析：C　[設S1、S2分別接a、c時，原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2，則輸出電壓U2＝U，功率P＝UI＝；在S1、S2分別接a、d時，輸出電壓U2′＝，功率P′＝UI′＝，聯(lián)立得I′＝I，A、B項均錯，同理可知，C項對，D項錯誤．] 11．(多選)如圖所示的電路中，P為滑動變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓U1不變，閉合開關S，下列說法正確的是(　　 ) A．P向下滑動時，燈L變亮 B．P向下滑動時，變壓器的輸出電壓不變 C．P向上滑動時，變壓器的輸入電流變小 D

13、．P向上滑動時，變壓器的輸出功率變大 解析：BD　[P向上或向下滑動時，由變壓器的電壓特點＝可知，U2不變，燈L的亮度也不變，A項錯誤，B項正確；P向上滑動時，滑動變阻器的阻值減小，副線圈電路總電阻減小，由P＝可知，變壓器的輸出功率P2變大，又理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，則輸入功率P1也變大，由P1＝U1I1及U1不變可知，變壓器的輸入電流變大，C項錯誤，D項正確．] 12．(2019·湖南師大附中等四校聯(lián)考)如圖所示是發(fā)電廠通過升壓變壓器進行高壓輸電，接近用戶端時再通過降壓變壓器降壓給用戶供電的示意圖；圖中變壓器均可視為理想變壓器，圖中電表均為理想交流電表；設發(fā)電廠輸出的電壓一定，

14、兩條輸電線總電阻用R0表示，變阻器R相當于用戶用電器的總電阻．當用電器增加時，相當于R變小，則當用電進入高峰時 (　　) A．電壓表V1、V2的讀數(shù)均不變，電流表A2的讀數(shù)增大，電流表A1的讀數(shù)減小 B．電壓表V3、V4的讀數(shù)均減小，電流表A2的讀數(shù)增大，電流表A3的讀數(shù)減小 C．電壓表V2、V3的讀數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值不變 D．線路損耗功率不變 解析：C　[根據(jù)題意可知，電壓表V1、V2的示數(shù)不變，當用電進入高峰時，電阻R減小，電流表A3的讀數(shù)增大，電流表A2、A1的讀數(shù)都增大，R0兩端電壓增大，電壓表V3讀數(shù)減小，電壓表V4的讀數(shù)也減小，A、B均錯誤；電壓表V

15、2、V3的讀數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值是R0的阻值，不變，C正確；線路損耗功率ΔP＝IR0增大，D錯誤．] 13．(2019·山東濰坊期末)如圖所示，邊長為L、匝數(shù)為N、電阻不計的正方形線圈abcd，在磁感應強度為B的勻強磁場中繞轉軸OO′以角速度ω勻速轉動，軸OO′垂直于磁感線，制成一臺交流發(fā)電機，它與理想變壓器的原線圈連接，變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶2.二極管的正向電阻為零，反向電阻無窮大，從正方形線圈處于圖示位置開始計時，下列判斷正確的是(　　) A．交流發(fā)電機的感應電動勢的瞬時值表達式為e＝NBωL2sin ωt B．變壓器的輸入功率與輸出功率之比為2∶1 C．電

16、壓表V示數(shù)為NBωL2 D．若將滑動變阻器的滑片向下滑動，電流表和電壓表示數(shù)均減小 解析：C　[從圖示位置開始計時，e＝Emcos ωt＝NBL2ωcos ωt，A錯誤；變壓器的輸入功率等于輸出功率，B錯誤；副線圈兩端電壓的最大值為2NBL2ω，電壓表的示數(shù)是R兩端電壓的有效值，設為U，·＝·T，解得U＝NBL2ω，C正確；若將滑動變阻器的滑片向下移動，電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)減小，D錯誤．] 14．(2019·山東德州期末)(多選)如圖為某小型水電站的電能輸送示意圖，發(fā)電機通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電．已知輸電線的總電阻R＝10 Ω，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)

17、之比為4∶1，副線圈與用電器R0組成閉合電路．若T1、T2均為理想變壓器，T2的副線圈兩端電壓u＝220sin 100πt V，當用電器電阻R0＝11 Ω時(　　) A．通過用電器R0的電流有效值是20 A B．當用電器的電阻R0減小時，輸電線損耗的功率也隨著減小 C．發(fā)電機中的電流變化頻率為100 Hz D．升壓變壓器的輸入功率為4 650 W 解析：AD　[通過用電器R0的電流有效值I＝＝ A＝20 A，A正確；當用電器的電阻R0減小時，由于電壓不變，電流增大，輸電線上的電流也增大，輸電線上損失的功率增大，B錯誤；變壓器不改變交流電的頻率，f＝50 Hz，C錯誤；降壓變壓器的輸出功率為P1＝UI＝220×20 W＝4 400 W，由理想變壓器原、副線圈電流與匝數(shù)成反比，得輸電線上的電流為I′＝5 A，輸電線上損失的功率ΔP＝I′2R＝25×10 W＝250 W，升壓變壓器的輸入功率P＝P1＋ΔP＝4 650 W，D正確．] 9