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(江蘇專用)2021版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課后限時集訓(xùn)33 變壓器 電能的輸送

上傳人:Sc****h 文檔編號:100250341 上傳時間:2022-06-02 格式:DOC 頁數(shù):9 大?。?.70MB
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1、 課后限時集訓(xùn)33 變壓器 電能的輸送 建議用時:45分鐘 1.(2019·黃岡中學(xué)模擬)下列關(guān)于交變電流、變壓器和遠(yuǎn)距離輸電的說法中不正確的是(  ) A.理想變壓器的輸出電壓由輸入電壓和原、副線圈匝數(shù)比決定 B.交變電流的最大值是有效值的倍 C.降低輸電損耗有兩個途徑:減小輸電線的電阻和提高輸電電壓 D.如果把升壓變壓器的原線圈串聯(lián)在電路中,副線圈的兩端接在普通的交流電流表上,可以制成電流互感器 B [理想變壓器的輸出電壓由輸入電壓和原副線圈匝數(shù)比決定,選項A正確;正弦交變電流的最大值是有效值的倍,選項B錯誤;降低輸電損耗有兩個途徑:減小輸電線的電阻和提高輸電電壓,選項

2、C正確;如果把升壓變壓器的原線圈串聯(lián)在電路中,副線圈的兩端接在普通的交流電流表上,可以制成電流互感器,選項D正確。] 2.(多選)如圖為某小型水電站的電能輸送示意圖,發(fā)電機(jī)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)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(dāng)用電器電阻R0=11 Ω時,下列說法正確的是(  ) A.通過用電器R0的電流有效值是20 A B.當(dāng)用電器R0的阻值減小時,輸電線損耗的功率也隨著減小 C.發(fā)電機(jī)中的電流變化頻

3、率為100 Hz D.升壓變壓器的輸入功率為4 650 W AD [通過用電器R0的電流有效值I== A=20 A,A正確;當(dāng)用電器R0的阻值減小時,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=52×10 W=250 W,升壓變壓器的輸入功率P=P1+ΔP=4 650 W,D正確。] 3.(2019·蘇錫常鎮(zhèn)二模)如圖所示,理想變壓器

4、原線圈接有正弦式交流電,R為滑動變阻器,C為平行板電容器,A為交流電流表。下列措施能使A示數(shù)增大的是(  ) A.僅減小交流電的頻率 B.僅將滑片P向上移動 C.僅減小C兩板間距離 D.僅增大原線圈的匝數(shù) C [減小交流電的頻率,電容器的容抗增大,通過電容器的電流減小,故A錯誤;電容器兩端的電壓是副線圈兩端的電壓,將滑片P向上移動,對電容器兩端的電壓沒有影響,故B錯誤;減小C兩板間距離,由平行板電容器的電容C=可知電容增大,電容器的容抗減小,通過電容器的電流增大,所以通過A示數(shù)增大,故C正確;由理想變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系式U2=U1可知,增大原線圈的匝數(shù)n1,副線圈的電壓U2減

5、小,通過電容器的電流減小,通過A示數(shù)減小,故D錯誤。] 4.如圖所示,一理想變壓器,左右兩邊共接有額定電壓均為U的6盞完全相同的燈泡(額定功率均為P),左端接在一電壓恒為U0的交流電源兩端。此時6盞燈剛好正常發(fā)光。下列說法中不正確的是(  ) A.該變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1∶2 B.此時交流電源輸出的功率為6P C.U0=6U D.如果燈L6突然燒斷,燈L1和L2將變暗,而其余3盞燈將變得更亮 A [由于各盞燈相同且均正常發(fā)光,所以流過每盞燈的電流均相同,原線圈中的電流I1等于燈泡的額定電流I,而副線圈中的總電流為I2=4I,故n1∶n2=I2∶I1=4∶1,A錯誤;由于理

6、想變壓器本身不消耗能量,所以交流電源輸出功率為6盞燈的總功率6P,B正確;設(shè)原、副線圈兩端的電壓分別為U1、U2,則U2=U,U0=U1+2U,而U1∶U2=n1∶n2=4∶1,代入得U0=6U,C正確;當(dāng)燈L6突然燒斷,變壓器輸出的功率將減小,所以輸入功率也將減小,由P1=U1I1得I1減小,所以燈L1和L2將變暗,同時因L1和L2分得的電壓減小,變壓器輸入端的電壓U1將增大,所以變壓器輸出的電壓也將增大,使其余3盞燈變得更亮,D正確。] 5.如圖所示,某小型水電站的發(fā)電機(jī)輸出電壓為220 V,正常情況下輸出的總功率P0=8.8×104 W,為了減少遠(yuǎn)距離輸電過程中的電能損失,往往采用高壓

7、輸電。輸送電壓為u=1 100sin 200πt (V),輸電導(dǎo)線的總電阻為r=5 Ω,現(xiàn)要使額定電壓為220 V的用電器正常工作,下列說法正確的是(  ) A.輸電線上的電流為220 A B.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比= C.用電器的額定功率P=5.6×104 W D.用電器上的交流電的頻率是50 Hz C [由交流電瞬時值表達(dá)式u=1 100sin 200πt (V),可得交流電頻率為100 Hz,電壓有效值為U2=1 100 V,輸電線上的電流I==80 A,故A錯誤;降壓變壓器的輸入電壓U3=U2-Ir=700 V,降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比==,故B錯誤;用電器的額定功

8、率P=P0-I2r=5.6×104 W,故C正確;變壓器不改變交流電的頻率,所以用電器上的交流電的頻率是100 Hz,故D錯誤。] 6.(多選)(2019·太原市三模)某50 Hz的鉗形電流表的工作原理如圖所示。當(dāng)通有交流電的導(dǎo)線從環(huán)形鐵芯的中間穿過時,與繞在鐵芯上的線圈相連的電表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。不考慮鐵芯的漏磁及各種能量損耗,已知n2=1 000 匝,當(dāng)用該表測50 Hz交流電時(  ) A.電流表G中通過的是交變電流 B.若G中通過的電流為50 mA,則導(dǎo)線中的被測電流為50 A C.若導(dǎo)線中通過的是10 A矩形脈沖交流電,G中通過的電流是10 mA D.當(dāng)用該表測量400

9、Hz的電流時,測量值比真實值偏小 AB [變壓器只改變交流電電壓,不改變交流電的頻率,電流表G中通過的仍是交變電流,A正確;根據(jù)變壓器原副線圈電流與匝數(shù)成反比:=,I1=I2=×0.05 A=50 A,B正確;若導(dǎo)線中通過的是10 A矩形脈沖交流電,當(dāng)電流方向不發(fā)生改變時,電流大小不變,副線圈中無感應(yīng)電流,C錯誤;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和變壓器互感原理,改變交流電的頻率,不影響測量值的準(zhǔn)確性,D錯誤。] 7.如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2=10∶1,a、b兩點間的電壓為u=220 sin 100πt(V),R為可變電阻,P為用鉛銻合金制成的保險絲,其電阻可忽略不計,熔斷

10、電流為2 A。為使保險絲不熔斷,可變電阻R連入電路的最小阻值應(yīng)大于(  ) A. Ω B.1.1 Ω C.11 Ω D.11 Ω B [由a、b兩點間的電壓為u=220sin 100πt(V),可知變壓器原線圈輸入電壓U1=220 V,根據(jù)變壓器變壓公式可得變壓器輸出電壓U2= U1=22 V,保險絲熔斷電流為2 A,原線圈中電流為I1=2 A時,由U1I1=U2I2可得副線圈中電流為I2=20 A,此時保險絲會熔斷。為保證保險絲不熔斷,由歐姆定律可得可變電阻R連入電路的最小阻值應(yīng)大于=1.1 Ω,選項B正確。] 8.(多選)(2019·武漢聯(lián)考)如圖甲所示,理想變壓器

11、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(  ) 甲       乙 A.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 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(shè)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

12、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。] 9.(多選)(2019·蘇錫常鎮(zhèn)一模)如圖所示,通過較長的輸電線給電動機(jī)輸電,已知輸電功率和電壓分別為P0、U0,輸電線總電阻為r,電動機(jī)正常工作。據(jù)此可求出(  ) A.輸電線上的電流 B.電動機(jī)的線圈電阻 C.電動機(jī)消耗的電功率 D.電動機(jī)對外做功的功率 AC [輸送的總功率P0=U0I0,可得求得輸送的電流I0=;電動機(jī)消耗的總功率為輸送的總功率減去輸電線路消耗的功率,即P電=P0-Ir=P0

13、-r。故A、C正確;由題目中的條件不能求出電動機(jī)的線圈電阻,那么電動機(jī)的線圈電阻消耗的熱功率也無法求出,進(jìn)而電動機(jī)對外做功的功率也無法求出。故B、D錯誤。] 10.如圖所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶4,a、b兩端接到交流電源上,R1、R2為阻值相同的定值電阻,下列說法正確的是(  ) A.副線圈兩端電壓是電源電壓的 B.流過R1的電流是流過R2電流的4倍 C.R1上的電功率是R2上電功率的 D.R1上的電功率是R2上電功率的16倍 C [原線圈兩端電壓等于電源電壓,根據(jù)電壓之比等于匝數(shù)之比可得==4∶1,A錯誤;流過R1的電流I1=,流過R2的電流I2===4I1,

14、B錯誤;根據(jù)電功率P=I2R可得R1上的電功率是R2上電功率的,C正確,D錯誤。] 11.(多選)(2019·太原模擬)如圖所示,理想變壓器的原線圈接u=U0·cos 100πt的交變電流,副線圈接有可調(diào)電阻R,觸頭P與線圈始終接觸良好,下列判斷正確的是(  ) A.交變電流的頻率為50 Hz B.若僅將觸頭P向A端滑動,則電阻R消耗的電功率增大 C.若僅使電阻R增大,則原線圈的輸入電功率增大 D.若使電阻R增大的同時,將觸頭P向B端滑動,則通過原線圈的電流一定減小 ABD [根據(jù)ω=2πf可得ω=2πf=100π rad/s,解得f=50 Hz,A正確;若僅將觸頭P向A端滑動

15、,則副線圈匝數(shù)增大,根據(jù)=可得副線圈輸入電壓增大,即R兩端的電壓增大,根據(jù)P=可得電阻R消耗的電功率增大,B正確;若僅使電阻R增大,R兩端電壓不變,根據(jù)P=可得電阻R消耗的功率減小,即副線圈消耗的功率減小,所以原線圈輸入功率減小,C錯誤;若使電阻R增大的同時,將觸頭P向B端滑動,根據(jù)=可得副線圈兩端的電壓減小,根據(jù)I=可得通過R的電流減小,即副線圈中的電流減小,根據(jù)公式=,原線圈中的電流一定減小,D正確。] 12.(2019·鹽城四模)如圖所示的鉗形電流表,按下手柄時,它的鐵芯可以分開,把被測的載流導(dǎo)體放入后,松開手柄,鐵芯閉合。導(dǎo)線中的交流電在鐵芯中產(chǎn)生交變磁場,電流表與套在鐵芯上的線圈相

16、連,可以間接得知導(dǎo)線中的電流。被測導(dǎo)線、鐵芯、線圈構(gòu)成一個電流互感器。下列對鉗形電流表的說法正確的是(  ) A.其工作原理與降壓變壓器一樣 B.需要斷開電路將此鉗式電流表串接在電路中 C.如果鉗口沒有閉合緊密,則電流的測量值會偏小 D.如果通電導(dǎo)線在鉗形口多繞幾圈,則讀數(shù)會偏小 C [鉗形電流測量儀實質(zhì)上是“降流”,則原理是與升壓變壓器一樣,故A錯誤。此儀器不需要斷開電路,只需將此鉗式電流表的鉗口扣在導(dǎo)線上即可,選項B錯誤;若鉗形部分鐵芯沒有完全閉合,載流導(dǎo)線中電流產(chǎn)生的磁場減弱,磁通量變化率減小,在內(nèi)置線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢減小,感應(yīng)電流減小,則測量出的電流將小于實際電流,故C

17、正確。根據(jù)n1I1=n2I2,知若將載流導(dǎo)線在鐵芯上多繞幾匝,即n1變大,I1、n2不變,則鉗形電流測量儀的示數(shù)I2 將變大,即讀數(shù)會偏大,故D錯誤。] 13.如圖所示,一個匝數(shù)為N=100匝的線圈以固定轉(zhuǎn)速50 r/s在勻強(qiáng)磁場中旋轉(zhuǎn),其產(chǎn)生的交流電通過一匝數(shù)比為n1∶n2=10∶1的理想變壓器給阻值R=20 Ω的電阻供電。已知電壓表的示數(shù)為20 V,從圖示位置開始計時,下列說法正確的是(  ) A.t=0時刻流過線圈的電流最大 B.原線圈中電流的有效值為10 A C.穿過線圈平面的最大磁通量為 Wb D.理想變壓器的輸入功率為10 W C [題圖所示時刻為中性面位置,感應(yīng)電

18、動勢為零,流過線圈的電流為零,故A錯誤;副線圈電流I2==1 A,根據(jù)=,可以得到原線圈電流I1=0.1 A,故B錯誤;變壓器的匝數(shù)比為n1∶n2=10∶1,故輸入電壓為200 V,最大值為200 V,由角速度ω=2πn=100π rad/s,根據(jù)公式Em=NBSω=NΦω,得穿過線圈平面的最大磁通量為Φ== Wb,故C正確;電阻R消耗的電功率為P==20 W,則理想變壓器的輸入功率為20 W,故D錯誤。] 14.(2019·南京三模)如圖所示,理想變壓器原線圈匝數(shù)可調(diào),調(diào)節(jié)觸頭為S,副線圈電路中r為光敏電阻,光敏電阻的阻值隨光照的增強(qiáng)而減小,滑動變阻器R與燈泡L并聯(lián)在電路中,關(guān)于電路變化問

19、題,下列說法正確的是(  ) A.保持S位置和光照強(qiáng)度不變,將P向上滑,燈泡L變亮 B.保持S位置和光照強(qiáng)度不變,將P向下滑,電流表示數(shù)變小 C.保持P位置和光照強(qiáng)度不變,將S向下滑,光敏電阻的功率變小 D.保持P位置和S位置不變,使光線變暗,原線圈的輸入功率變大 A [S的位置和光照強(qiáng)度不變時,變壓器原、副線圈的匝數(shù)比以及光敏電阻的阻值不變,根據(jù)理想變壓器原、副線圈的端電壓之比等于匝數(shù)之比,可知副線圈的輸出電壓不變,將P向上滑,滑動變阻器的阻值變大,通過光敏電阻r的電流減小,加在r兩端的電壓減小,又由于r和L兩端電壓之和等于副線圈的端電壓且保持不變,所以L兩端電壓變大,L變亮,

20、A正確;結(jié)合A的分析,當(dāng)將P向下滑,滑動變阻器的阻值變小,通過光敏電阻r的電流增大,加在r兩端的電壓增大,又由于r和L兩端電壓之和等于副線圈的端電壓且保持不變,所以L兩端電壓變小,通過L的電流減小,同時R和L的電流之和等于r的電流,所以R的電流增大,電流表示數(shù)增大,B錯誤;P位置和光照強(qiáng)度不變時,r和R的電阻不變,將S向下滑的時候,原線圈的匝數(shù)減小,結(jié)合理想變壓器原、副線圈的端電壓之比等于匝數(shù)之比,可知副線圈的輸出電壓增大,通過r的電流增大,光敏電阻的功率變大,C錯誤;S位置不變時,線圈匝數(shù)不變,結(jié)合理想變壓器原、副線圈的端電壓之比等于匝數(shù)之比,可知副線圈的輸出電壓不變,光線變暗時,r的阻值變

21、大,又P的位置不變,所以副線圈的功率減小,又理想變壓器的原、副線圈功率相等,所以原線圈的功率減小,D錯誤。] 15.(多選)(2019·江蘇海安高級中學(xué)高三期末)某同學(xué)設(shè)計的家庭電路保護(hù)裝置如圖所示,鐵芯左側(cè)線圈L1由火線和零線并行繞成。當(dāng)右側(cè)線圈L2中產(chǎn)生電流時,電流經(jīng)放大器放大后,使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)K,從而切斷家庭電路,僅考慮L1在鐵芯中產(chǎn)生的磁場,下列說法正確的有(  ) A.家庭電路正常工作時,L1中的磁通量為零 B.家庭電路發(fā)生斷路時,L2中將產(chǎn)生電流 C.家庭電路發(fā)生短路時,開關(guān)K將被電磁鐵吸起 D.地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時,開關(guān)K將被電磁鐵吸起 AD [由于火線和零線并行繞制,所以在家庭電路正常工作時,火線和零線的電流大小相等,方向相反,因此L1中合磁通量為零,A正確;家庭電路發(fā)生斷路時,火線和零線中的電流同時變化,同時消失,穿過線圈L2中的磁通量不變,B錯誤;家庭電路發(fā)生短路時,火線和零線的電流同時增大,合磁通量仍然為零,因此開關(guān)K不會被電磁鐵吸起,故C錯誤;當(dāng)?shù)孛嫔系娜私佑|火線發(fā)生觸電時,火線的電流突然變大,即L1中的磁通量發(fā)生變化,導(dǎo)致L2中的磁通量變化,L2中產(chǎn)生感應(yīng)電流,電磁鐵將開關(guān)K吸起,故D正確。] 9

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