1、 2013 年物理高考一轮复习课时作业 42 变压器 电能的输送 第 - 1 - 页 共 3 页物理一轮复习课时作业 42 变压器 电能的输送1.一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压,其最大值保持不变,副线圈接有可调电阻 R.设原线圈的电流为 I1,输入功率为 P1,副线圈的电流为 I2,输出功率为 P2.当 R 增大时( B )A.I1减小,P 1增大 B.I2减小,P 2减小 C.I2增大 ,P2减小 D.I1增大,P 2增大解析:理想变压器(副线圈上电压不变)当负载电阻 R 增大时电流 I2减小,由 P2=U2I2可知,功率 P2也减小,所以 B 正确.2.一理想变压器原副线圈匝数比
2、n1：n 2=11：5.原线圈与正弦交变电源连接,输入电压 u 如图所示.副线圈仅接入一个 10 的电阻.则( D )A.流过电阻的电流是 20 A B.与电阻并联的电压表的示数是 100 V C.经过 1 分钟电阻发出的热量是 6103 JD.变压器的输入功率是 1103 W解析:由图象可知 U1=220 V,则 U2= U1= 220V=100 Vn5流过电阻电流 I= =10 A,A 错;电压表示数应为 100V,B 错;1 分钟放出热量 Q=I2Rt=1021060 J=6104 J,C2R错;P 出 =U2I=10010 W=1103 W,所以 P 入 =P 出 =1103 W,D
3、正确.3.为探究理想变压器原副线圈电压 电流的关系,将原线圈接到电压有效值不变 的正弦交流电源上,副线圈连接相同的灯泡 L1、L 2,电路中分别接了理想交流电压表 V1、V 2和理想交流电流表 A1、A 2,导线电阻不计,如图所示.当开关 S 闭合后( AD ) A.A1示数变大,A 1与 A2示数的比值不变B.A1示数变大,A 1与 A2示数的比值变大C.V2示数变小,V 1与 V2示数的比值变大 D.V2示数不变,V 1与 V2示数的比值不变解析:本题考查变压器的工作原理及应用.由 可知,由于 V1 不 变,所以副线圈的12Un输出电压 U2 不变,且 V1 与 V2 示数的比值不变,故当
4、开关 S 闭合后,电阻 R 减小,由 I2= 可知,电流表 A2 的示数变大,由U可知,电流表 A1 的示数也变大,但 A1 与 A2 示数的比值不 变, 始终等于 故 AD 正确. 12In 1.n4.如图,理想变压器原副线圈匝数之比为 4：1,原线圈接入一电压为 U=U0sint 的交流电源,副线圈接一个 R=27.5 的负载电阻.若 U0=220 V,=100rad/s,则下述结论正 确的是( AC )A.副线圈中电压表的读数为 55 VB.副线圈中输出交流电的周期为 s10C.原线圈中电流表的读数为 0.5 AD.原线圈中的输入功率为 110 W2解析:因为 U0=220 V,则电压有
5、效值 U=220 V,由 得 U2 =55 V,A 正确.因为12n04V=100rad/s,则 s=0.02 s,则 B 错误.负载 R 中 电流 I2= =2 A,由 得 I1=0.5 A,21T 57.12In所以 C 正确.功率 P=U1I1=220 V0.5 A=110 W,所以 D 错误.5.如图所示电路中的变压器为理想变压器,S 为单刀双掷开关,P 是滑动变阻器 R 的滑动触头,U 1为加在原线圈两端的交变电压,I 1I2分别为原线圈和副线圈中的电流.下列说法正确的是( BC )A.保持 P 的位置及 U1不变, S 由 b 切换到 a,则 R 上消耗的功率减小B.保持 P 的位
6、置及 U1不变,S 由 a 切换到 b,则 I2减小C.保持 P 的位置及 U1不变,S 由 b 切换到 a,则 I1增大D.保持 U1不变,S 接在 b 端,将 P 向上滑 动,则 I1减小解析:S 由 b 切换到 a 时,副线 圈匝数增多,则输出电压 U2 增大,R 上消耗的功率增大,由变压器功率关系可知,其输入功率也增大,故输入电流 I1 增大,所以 A 错 C 对;S 由 a 切换到 b 时,副线圈匝数减少,则输出 电压 U2 减小,I 2 减小,B 对;P 向上滑动时,R 减小,I2 增大, 由电流与匝数的关系可知 ,I1 增大,D 错.2013 年物理高考一轮复习课时作业 42 变
7、压器 电能的输送 第 - 2 - 页 共 3 页6.如图所示,P 为一理想自耦变压 器的滑片,Q 为滑动变阻器的滑动触头.在输入交变电压一定的条件下,下列说法正确的是(BC )A.Q 不动,P 向下移动,电流表示数减小,电压表示数增大B.Q 不动,P 向上移动,电流表示数减小,电压表示数减小C.P 不动,Q 向上移动,电流表示数增大,电压表示数不变D.P 不动,Q 向下移动,电流表示数增大,电压表示数不变解析:图为升压自耦变压 器,当 Q 不变 P 下移时,n 1 减小 U2, 读数增大,副线圈电流 I2= ,原线圈电流 I1,读数增大,故 A 错当 Q 不变 P 上移时 n1U2UR读数减小
8、,I 2I1B 正确.当 P 不动时 n1 不变,由 知 U2 不变, 读数不变,Q 上移 RI2I1 读数增大,12C 对 D 错.7.某水电站,用总电阻为 2.5 的输电线输电给 500 km 外的用户,其输出电功率是 3106 kW,现用500 kV 电压输电,则下列说法正确的是( B )A.输电线上输送的电流大小为 2.0105 A B.输电线上由电阻造成的损失电压为 15 kV C.若改用 5 kV 电压输电,则输电线上损失的功率为 9108 kWD.输电线上损失的功率为 P= ,U 为输电电压,r 为输电线的电阻2Ur解析:考查远距离输电原理及 输电线路的电压损耗和功率损耗.由 P
9、 输 =U 输 I 输 ,可见用 500 kV 电压输电时,输电电流为 I= A=6103 A,A 错误;输电线上的电压损耗 U 损 =I 输 R 线 =60002.5 V=15 kV,B 正9510P输输确;输电线上的功率损耗应该 使用 P 损 = R 线 =U 损 I 输 来 计算,若用 来计算,U 为电压损耗才可以,D2I输 2r错误; 若改用 5 kV 电压输电,则输电线上损失的功率为 91011 kW,C 错误.8.如图是霓虹灯的供电电路,电路中的变压器可视为理想变压器.已知变压器原线圈与副线圈匝数比,加在原线圈的电压为 u1=311sin100t(V),霓虹灯正常工作的电阻 R=4
10、40 k,I 1I2表示原副线120n圈中的电流,下列判断正确的是(BD )A.副线圈两端电压 6220 V,副线圈中的电流 14.1 mAB.副线圈两端电压 4400 V,副线圈中的电流 10.0 mAC.I1I2解析:由 u1=311sin100t(V)知 U1= V=220 V32由 得 U2=4400 V I2= =0.01 A 故 A 错误,B 正确.2nR由 ,则 I1I2 故 C 错误,D 正确.10I9.如图所示,变压器的原线圈及两个副线圈的匝数比为 n1：n 2：n 3=4：2：1,所连接的三个灯消耗的电功率相同,则流过每个灯的电流之比I1：I 2：I 3=_,每个灯的电阻之
11、比为 R1：R 2：R 3=_.解析:理解变压器每个线圈的 电压之比等于它们的匝数比,则 U1：U2：U3=4：2：1,理想变压器的输入功率等于输出功率,则有 I1U1=I2U2+I3U3.又 I2U2=I3U3,则 I2= I3- I3I1U1=2I2U2,则 I2= I2=I2= I3 故 I1：I2：I3=1：2：21三个灯泡消耗的功率相等,有 I2_1R1=I2_2R2=I2_3R3 得 R1：R2：R3=4：4：110.某小型实验水电站输出功率是 20 kW,输电线路总电阻是 6 .(1)若采用 380 V 输电,求输电线路损耗的功率.(2)若改用 5000 V 高压输电,用户端利用
12、 n1：n 2=22：1 的变压器降压,求用户得到的电压.解析:(1)输电线上的电流强度为 I= A=52.63 A 308PU输电线路损耗的功率为 P 损 =I2R=52.6326 W16620 W=16.62 kW.2013 年物理高考一轮复习课时作业 42 变压器 电能的输送 第 - 3 - 页 共 3 页(2)改用高压输电后,输电线上的电流强度变为 I= A=4 A32015PU用户端在变压器降压前获得的电压 U1=U-IR=(5000-46) V=4976 V根据 用户得到的电压为 U2= U1= 4976 V=226.18 V.12Unn11.如图所示,一理想变压器的原线圈接在电压
13、为 220 V 的正弦交流电源上,两副线圈匝数分别为n2=16 匝 n3=144 匝,通过理想二极管 单刀双掷开关与一只 “36 V 18 W”的灯泡相连(灯泡电阻不变),当开关接 1 时,灯泡正常发光,求(1)原线圈的匝数 n1;(2)当开关接 2 时,灯泡两端电压的有效值.解析:(1)根据变压器电压比 解得原线圈匝数 n1=880 匝.13U灯(2)开关接 2 时,有 解得副线圈上电压为 U=40 V2n设交变电流的周期为 T 晶体二级管有单向导电性,因此 22UTR此时灯泡两端电压有效值为 U=20 V.212.如图所示是一种自行 车上照明用的车头灯发电机的结构示意图,转轴的一端装有一对
14、随轴转动的磁极,另一端装有摩擦小轮.电枢线圈绕在固定的 U 形铁芯上,自行车车轮转动时,通过摩擦小轮带电磁极转动,使线圈中产生正弦交变电流,给车头灯供电.已知自行车车轮半径 r=35 cm,摩擦小轮半径 r0=1.00 cm.线圈有 n=800 匝,线圈框横截面积 S=20 cm2,总电阻 R1=40 .旋转磁极的磁感应强度 B=0.010 T,车头灯电阻 R2=10 .当车轮转动的角速度 =8 rad/s 时,求: (1)发电机磁极转动的角速度;(2)车头灯中电流的有效值.解析:(1)磁极与摩擦小轮转动的角速度相等,由于自行车车轮与摩擦小轮之间无 相对滑动, 故有 0r0=r0= rad/s=280 rad/s3581r(2)摩擦小轮带动磁极转动,线圈产生的感应电动势的最大 值为 Em=nB0S=8000.0102802010-4 V=4.48 V感应电动势的有效值 E= V=3.2 V4.82mE通过灯泡的电流有效值 I= A =64 mA.123.0R
