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課時作業(yè)(五十二)　變壓器　電能的輸送 [基礎(chǔ)訓(xùn)練] 1．(2018安徽安慶二測)如圖所示，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b.當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時，兩燈泡均能正常發(fā)光，下列說法正確的是(　　) A．原、副線圈匝數(shù)之比為9∶1 B．原、副線圈匝數(shù)之比為1∶9 C．此時a和b的電功率之比為9∶1 D．此時a和b的電功率之比為1∶10 答案：A　解析：燈泡正常發(fā)光，則其電壓均為額定電壓U0，說明原線圈輸入電壓為9U0，輸出電壓為U0，原、副線圈匝數(shù)之比為9∶1，故A正確，B錯誤；根據(jù)公式＝，可得＝，由于小燈泡兩端的電壓相等，所以根據(jù)公式P＝UI可得兩者的電功率之比為1∶9，故C、D錯誤． 2．(2018河南三門峽月考)如圖所示，變壓器輸入有效值恒定的電壓，副線圈匝數(shù)可調(diào)，輸出電壓通過輸電線送給用戶(電燈等用電器)，R表示輸電線的電阻，則(　　) A．用電器增加時，變壓器輸出電壓增大 B．要提高用戶的電壓，滑片P應(yīng)向上滑 C．用電器增加時，輸電線的熱損耗減少 D．用電器增加時，變壓器的輸入功率減小 答案：B　解析：由于變壓器原、副線圈的匝數(shù)不變，而且輸入電壓不變，因此增加負(fù)載不會影響輸出電壓，故A錯誤；根據(jù)變壓器原理可知輸出電壓U2＝U1，當(dāng)滑片P向上滑時，n2增大，所以輸出電壓增大，故B正確；由于用電器是并聯(lián)的，因此用電器增加時總電阻變小，輸出電壓不變，總電流增大，故輸電線上熱損耗增大，故C錯誤；用電器增加時總電阻變小，總電流增大，輸出功率增大，所以輸入功率增大，故D錯誤． 3．(2018河北定州中學(xué)周練)甲、乙兩個完全相同的理想變壓器接在電壓恒定的交流電路中，如圖所示．已知兩變壓器負(fù)載電阻的阻值之比為R甲∶R乙＝2∶1，設(shè)甲變壓器原線圈兩端的電壓為U甲，副線圈上通過的電流為I′甲；乙變壓器原線圈兩端電壓為U乙，副線圈上通過的電流為I′乙，則下列說法正確的是(　　) A．U甲＝U乙，I′甲＝I′乙 B．U甲＝2U乙，I′甲＝2I′乙 C．U甲＝U乙，2I′甲＝I′乙 D．U甲＝2U乙，I′甲＝I′乙 答案：D　解析：理想變壓器接在電壓恒定的交流電路中，兩個變壓器原線圈中的電流是相同的，甲、乙兩個變壓器完全相同，則I原n1＝I′甲n2，I原n1＝I′乙n2，因此I′甲＝I′乙，選項(xiàng)B、C錯誤；負(fù)載電阻的阻值之比為R甲∶R乙＝2∶1，所以兩個變壓器的副線圈電壓之比為2∶1，根據(jù)原、副線圈電壓比等于匝數(shù)之比，＝，＝，因此＝，故A錯誤，D正確． 4．如圖所示，理想變壓器的原線圈接入電壓為7 200 V的交變電壓，r為輸電線的等效電阻，且r＝5 Ω，用電器RL的規(guī)格為“220 V　880 W”，已知該用電器正常工作，由此可知(　　) A．原、副線圈的匝數(shù)比為30∶1 B．原線圈中的電流為4 A C．電器RL換成規(guī)格為“220 V　1 000 W”的用電器也可以正常工作 D．變壓器的輸入功率為880 W 答案：A　解析：由用電器RL正常工作，可得通過副線圈的電流I＝4 A，副線圈導(dǎo)線上的電壓損失Ur＝45 V＝20 V，副線圈兩端的電壓U2＝220 V＋20 V＝240 V，因此原副線圈的匝數(shù)比為30∶1，故A項(xiàng)正確；又P1＝P2＝U2I2＝2404 W＝960 W，故D項(xiàng)錯誤；原線圈中的電流I1≈0.13 A，B項(xiàng)錯誤；換成功率大的用電器后r分壓變大，用電器電壓小于220 V，故C項(xiàng)錯誤． 5．(多選)如圖所示的電路中，變壓器為理想變壓器，已知原、副線圈的匝數(shù)比為＝，現(xiàn)給原線圈兩端加瞬時值表達(dá)式為u1＝311sin 100πt(V)的交變電壓，負(fù)載電阻R＝440 kΩ，I1、I2分別表示原、副線圈中的電流，下列判斷正確的是(　　) A．副線圈兩端電壓的有效值為6 220 V，副線圈中電流的有效值為14.1 mA B．副線圈兩端電壓的有效值為4 400 V，副線圈中電流的有效值為10.0 mA C．I1I2 答案：BD　解析：根據(jù)題意可知，原線圈兩端交變電壓的最大值為311 V，則其有效值為 V＝220 V，根據(jù)原、副線圈電壓與匝數(shù)成正比，可知副線圈兩端電壓的有效值為4 400 V，再根據(jù)歐姆定律，可以求出副線圈中電流的有效值為 A＝10 mA，選項(xiàng)A錯誤，B正確；變壓器的輸入功率等于輸出功率，即U1I1＝U2I2，可以判斷I1>I2，選項(xiàng)C錯誤，D正確． 6．(2018河南中原名校聯(lián)盟質(zhì)檢)(多選)如圖所示是街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖．變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，負(fù)載變化時輸入電壓不會有大的波動，可以認(rèn)為電壓表V1示數(shù)不變．輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，兩條輸電線的總電阻用R0表示，變阻器R表示用戶用電器的總電阻．如果變壓器上的能量損失忽略不計(jì)，當(dāng)用戶的用電器增加時，圖中各表的示數(shù)變化的情況是(　　) A．電流表A1示數(shù)變大 B．電流表A2示數(shù)變小 C．電壓表V2示數(shù)變大 D．電壓表V3示數(shù)變小 答案：AD　解析：由于變壓器的輸入功率和輸出功率相等，副線圈的電阻減小了，輸出功率變大了，所以原線圈的輸入功率也要變大，因?yàn)檩斎腚妷翰蛔?，所以輸入電流要變大，所以電流表A1的示數(shù)變大，A正確；當(dāng)用電器增加時，相當(dāng)于R的值減小，副線圈的總電阻減小，所以電流要變大，即電流表A2的示數(shù)變大，B錯誤；理想變壓器的輸出電壓是由輸入電壓和匝數(shù)比決定的，由于輸入電壓和匝數(shù)比不變，所以副線圈的輸出電壓不變，所以電壓表V2的示數(shù)不變，C錯誤；由于副線圈的電流變大，電阻R0兩端的電壓變大，又因?yàn)殡妷罕鞻2的示數(shù)不變，所以電壓表V3的示數(shù)變小，D正確． 7．(2018河北保定調(diào)研)(多選)如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶10，原線圈接通正弦交流電源，理想電壓表V示數(shù)為22 V，理想電流表A1示數(shù)為5 A，副線圈串聯(lián)了電阻可忽略的熔斷器、理想電流表A2以及虛線框內(nèi)的某用電器，電路處于正常工作狀態(tài)，則下列說法正確的是(　　) A．熔斷器的熔斷電流應(yīng)該大于0.5 A B．原、副線圈的電流頻率之比為1∶10 C．若虛線框內(nèi)接入電容器，電容器的耐壓值至少是220 V D．若虛線框內(nèi)接入電動機(jī)且正常工作，可知電動機(jī)內(nèi)阻為440 Ω，電流表A2示數(shù)為0.5 A 答案：AC　解析：根據(jù)＝，可知副線圈中電流為0.5 A，則選項(xiàng)A正確；原、副線圈的電流頻率相等，選項(xiàng)B錯誤；根據(jù)＝，可知副線圈兩端電壓為220 V，最大值為220 V，選項(xiàng)C正確；電動機(jī)為非純電阻電器，若電動機(jī)內(nèi)阻為440 Ω，則副線圈電流小于0.5 A，選項(xiàng)D錯誤． [能力提升] 8．(多選)一臺理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1，原線圈接入電壓為220 V的正弦交流電，一只理想二極管和一個滑動變阻器R串聯(lián)接在副線圈上，如圖所示．電壓表和電流表均為理想交流電表，則下列說法正確的是(　　) A．電壓表的示數(shù)為55 V B．原線圈中的輸入功率等于副線圈中的輸出功率 C．若將滑動變阻器的滑片向下滑動，則電流表的示數(shù)變小 D．若滑動變阻器接入電路的阻值為30 Ω，則1 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為6 050 J 答案：BC　解析：原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，故副線圈兩端的電壓U2＝55 V，由P入＝P出，即U1I1＝U2I2，B項(xiàng)正確；由有效值的定義知電壓表的示數(shù)小于55 V，A項(xiàng)錯誤；將滑動變阻器的滑片向下滑動，接入電路中的阻值變大，但對原、副線圈兩端的電壓無影響，即電壓表的示數(shù)不變，副線圈中的電流變小，則電流表的示數(shù)變小，C項(xiàng)正確；由功率計(jì)算可知產(chǎn)生的熱量為3 025 J，D項(xiàng)錯誤． 9．(2018江西三校高三聯(lián)考)如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，b是原線圈中心的抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，除R以外其余電阻不計(jì)．從某時刻開始在原線圈兩端加上交變電壓，其瞬時值表達(dá)式為u1＝220sin 100πt(V)．下列說法中正確的(　　) A．t＝ s時，電壓表的示數(shù)為220 V B．t＝ s時，a、c兩點(diǎn)間電壓瞬時值為110 V C．滑動變阻器滑片向上移，電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)減小 D．單刀雙擲開關(guān)由a扳向b，電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)減小 答案：C　解析：原線圈兩端電壓有效值為220 V，由理想變壓器原、副線圈電壓之比等于匝數(shù)之比可得，副線圈兩端電壓有效值為 22 V，電壓表測量的是有效值，故A錯誤；t＝ s時，a、c兩點(diǎn)間電壓瞬時值為110 V，故B錯誤；滑動變阻器滑片向上移，接入電阻變大，副線圈兩端電壓由匝數(shù)比和輸入電壓決定，電壓表的示數(shù)不變，電流表示數(shù)減小，C正確；單刀雙擲開關(guān)由a扳向b，匝數(shù)比變小，匝數(shù)與電壓成正比，所以電壓表和電流表的示數(shù)均變大，故D錯誤． 10．(2018河南洛陽一模)(多選)如圖所示，理想變壓器輸入端接在電動勢隨時間變化、內(nèi)阻為r的交流電源上，輸出端接理想電流表及阻值為R的負(fù)載，變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2.則下列說法正確的是(　　) 甲 　　 乙 A．交流電源的最大效率為50% B．該交流電源電動勢的瞬時值表達(dá)式為e＝Emsin 100πt(V) C．電流表的讀數(shù)為 D．若R阻值增大，則變壓器副線圈兩端電壓變大 答案：CD　解析：根據(jù)題述不能得出交流電源的最大效率，選項(xiàng)A錯誤；該交流電源的周期為0.04 s，該交流電源電動勢的瞬時值表達(dá)式為e＝Emsin 50πt(V)，選項(xiàng)B錯誤；設(shè)變壓器輸入端等效電阻為R1，則原線圈中電流為I1＝，輸入電壓為U1＝I1R1＝，副線圈輸出電壓為U2＝I2R，輸出功率為P2＝IR，根據(jù)變壓器功率關(guān)系可得＝IR，根據(jù)變壓公式，U1∶U2＝n1∶n2，聯(lián)立解得R1＝R，I2＝，選項(xiàng)C正確；若R阻值增大，副線圈輸出電流減小，輸出功率減小，導(dǎo)致原線圈輸入電流減小，電源路端電壓增大，原線圈輸入電壓增大，變壓器副線圈兩端電壓增大，選項(xiàng)D正確． 11．(2018河北張家口模擬)(多選)如圖所示，50匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝ T的水平勻強(qiáng)磁場中，線框面積S＝0.5 m2，線框電阻不計(jì)，線框平面與磁感線垂直，以此時刻為計(jì)時起點(diǎn)，線框繞垂直于磁場的軸OO′以角速度ω＝200 rad/s 勻速轉(zhuǎn)動，并與理想變壓器原線圈相連，副線圈接入一只“220 V　60 W”燈泡，且燈泡正常發(fā)光，熔斷器允許通過的最大電流為10 A，下列說法正確的是(　　) A．圖示位置穿過線框的磁通量變化率不為零 B．線框中交變電壓的表達(dá)式為e＝500sin 200t(V) C．變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為50∶11 D．允許變壓器輸出的最大功率為5 000 W 答案：BD　解析：題圖示位置穿過線框的磁通量最大，磁通量的變化率為零，A錯誤；產(chǎn)生的交流電的最大值Em＝NBSω＝500 V，從圖示位置計(jì)時，電動勢的瞬時值表達(dá)式e＝500sin 200t(V)，B正確；變壓器原、副線圈的匝 數(shù)比＝＝，C錯誤；變壓器允許輸出的最大功率P＝U1I1max＝50010 W＝5 000 W，D正確． 12．圖甲為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的uabt圖象如圖乙所示．若只在ce間接一只Rce＝400 Ω的電阻，或只在de間接一只Rde＝225 Ω的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為80 W. 甲 　　 乙 (1)請寫出原線圈輸入電壓瞬時值uab的表達(dá)式； (2)求只在ce間接400 Ω電阻時，原線圈中的電流I1； (3)求ce和de間線圈的匝數(shù)比. 答案：(1)uab＝400sin 200πt V　(2)0.28 A　(3) 解析：(1)由題圖乙知ω＝200π rad/s， 電壓瞬時值uab＝400sin 200πt V. (2)電壓有效值U1＝200 V， 理想變壓器P1＝P2＝80 W， 原線圈中的電流I1＝， 解得I1≈0.28 A. (3)設(shè)ab間匝數(shù)為n1，則＝， 同理＝. 由題意知＝，解得＝， 代入數(shù)據(jù)得＝.