考點規(guī)范練測試練習(xí)題 理想變壓器　電能的輸送

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1、考點規(guī)范練36　理想變壓器　電能的輸送 一、單項選擇題 1、一電器中的變壓器可視為理想變壓器，它將220 V交變電流變?yōu)?10 V.已知變壓器原線圈匝數(shù)為800，則副線圈匝數(shù)為(　　) A、200 B、400 C、1 600 D、3 200 答案B 解析根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律U1U2=n1n2得，n2=U2U1n1=110220×800=400，選項B正確. 2、 用220 V的正弦式交變電流通過理想變壓器對一負(fù)載供電，變壓器輸出電壓是110 V，通過負(fù)載的電流圖像如圖所示，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

2、圈匝數(shù)比是1∶2 D、負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i=0、05sin100πt+π2 A 答案A 解析由題意知U1=220V，U2=110V，所以n1n2=U1U2=2∶1，U2m=1102V，選項B、C均錯誤;由圖像可知I2m=0、05A，T=0、02s，則負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式為i=0、05sin100πtA，選項D錯誤;變壓器的輸入功率P1=P2=I2U2=0、052×110W≈3、9W，選項A正確. 3、 在如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2=22∶1，原線圈接u1=2202sin 100πt V的交變電流，電阻R=10 Ω，電流表、電壓表均為理想電表，則(　

3、　) A、電壓表的讀數(shù)為102 V B、電流表的讀數(shù)為22 A C、電阻R消耗的功率為102 W D、變壓器的輸出功率為10 W 答案D 解析輸入電壓的有效值為U1=Em2=220V，根據(jù)U1U2=n1n2得U2=n2n1U1=10V，故A錯誤;電流表的示數(shù)為I2=U2R=1A，故B錯誤;電阻消耗的功率為P2=U2I2=10W，故C錯誤;理想變壓器的輸入電功率等于副線圈回路負(fù)載消耗功率，故D正確. 4、如圖所示，匝數(shù)為50匝的矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=210 T的水平勻強(qiáng)磁場中，線框面積S=0、5 m2，線框電阻不計.線框繞垂直于磁場的軸OO'以角速度ω=10

4、0 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、線框在圖示位置產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大 B、線框產(chǎn)生的電動勢有效值為2502 V C、變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為25∶22 D、允許變壓器輸出的最大功率為1 000 W 答案C 解析在圖示位置，線框和磁感線垂直，磁通量最大，切割磁感線的速度為0，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零，A錯誤;線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值Em=NBSω=2502V，其有效值E=22Em=250V，B錯誤;燈泡能正常發(fā)光，說明副線圈兩端電壓

5、U2=220V，由U1U2=n1n2可知變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為25∶22，C正確;熔斷器允許通過的最大電流為10A，即I1=10A，P1=U1I1=250×10W=2500W，因此變壓器允許輸出的最大功率為2500W，D錯誤. 5、自耦變壓器鐵芯上只繞一個線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分，右圖為一降壓式自耦變壓器的示意圖，其副線圈可調(diào).現(xiàn)將原線圈接入一正弦交流電壓，副線圈接入一可調(diào)電阻，電路中的A、V分別為理想交流電流表和交流電壓表.下列說法正確的是(　　) A、只將滑片P順時針旋轉(zhuǎn)，電壓表V的示數(shù)變大 B、只將滑片P逆時針旋轉(zhuǎn)，電流表A的示數(shù)變大 C、只將滑片Q向上移動，

6、電壓表V的示數(shù)變小 D、只將滑片Q向下移動，電流表A的示數(shù)變小 答案B 解析只將滑片P順時針旋轉(zhuǎn)，副線圈匝數(shù)減小，由U1U2=n1n2可知電壓表V的示數(shù)變小，故A錯誤;只將滑片P逆時針旋轉(zhuǎn)，副線圈匝數(shù)增大，由U1U2=n1n2可知電壓表V的示數(shù)增大，功率增大，由P2=P1=U1I1，可知I1增大，即電流表A的示數(shù)變大，故B正確;只將滑片Q向上移動，電壓表V的示數(shù)不變，故C錯誤;只將滑片Q向下移動，電阻減小，功率增大，電流表A的示數(shù)變大，故D錯誤. 6、一臺某型號(見表格)的柴油發(fā)電機(jī)給災(zāi)民臨時安置區(qū)供電，如圖所示.發(fā)電機(jī)到安置區(qū)的距離是400 m，輸電線路中的火線和零線均為GBCZ60

7、型單股銅導(dǎo)線，該型號導(dǎo)線單位長度的電阻為2、5×10-4Ω，安置區(qū)家用電器的總功率為44 kW.當(dāng)這些額定電壓為220 V的家用電器都正常工作時(　　) 型號 AED6500S 輸出電壓范圍 220~300 V 最大輸出功率 60 kW A、輸電線路中的電流為20 A B、發(fā)電機(jī)的實際輸出電壓為300 V C、在輸電線路上損失的電功率為8 kW D、如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)出的是正弦式交變電流，則其輸出電壓最大值是300 V 答案C 解析當(dāng)這些額定電壓為220V的家用電器都正常工作時，輸電線路中的電流為I=PU=44×103W220V=200A，選項A錯誤;導(dǎo)線電阻為

8、R=2、5×10-4×400×2Ω=0、2Ω，則發(fā)電機(jī)的實際輸出電壓為U輸=U+IR=260V，選項B錯誤;在輸電線路上損失的電功率為P損=I2R=8kW，選項C正確;如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)出的是正弦式交變電流，則其輸出電壓的最大值是Um=2U輸≈368V，選項D錯誤. 7、如圖所示，一個理想變壓器原線圈的匝數(shù)為50，副線圈的匝數(shù)為100，原線圈兩端接在光滑的水平平行導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間距為0、4 m.導(dǎo)軌上有一長度略大于導(dǎo)軌間距且垂直于導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻忽略不計.副線圈回路中電阻R1=5 Ω，R2=15 Ω，圖中交流電壓表為理想電壓表.導(dǎo)軌所在空間有垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1

9、T的勻強(qiáng)磁場.導(dǎo)體棒在水平外力的作用下運動，其速度隨時間變化的關(guān)系式為v=5sin 10πt(m/s)，則下列說法正確的是(　　) A、R1的功率為0、2 W B、電壓表的示數(shù)為52 V C、水平外力為恒力 D、變壓器鐵芯中磁通量變化率的最大值為0、04 Wb/s 答案D 解析導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得E=Blv，代入數(shù)據(jù)得E=2sin10πtV.則原線圈輸入電壓的有效值為U1=Em2=2V，原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，則U1U2=n1n2，解得U2=22V，B錯誤.由歐姆定律可得副線圈回路中的電流為I2=U2R1+R2=225+15A=210A

10、，則定值電阻R1的電功率為P1=I22R1=2102×5W=0、1W，A錯誤.由導(dǎo)體棒的速度公式可知，導(dǎo)體棒在做往復(fù)運動，則外力不可能為恒力，C錯誤.由以上計算可知，感應(yīng)電動勢的最大值為Em=2V，則由法拉第電磁感應(yīng)定律E=nΔΦΔt，得磁通量變化率最大值為ΔΦΔt=Emn1=250Wb/s=0、04Wb/s，D正確. 8、如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2=2∶1，電表均為理想電表，兩個電阻的阻值均為1 Ω，C是電容器，其擊穿電壓為22 V.圖乙為原線圈兩端的輸入電壓與時間的關(guān)系圖像.下列說法正確的是(　　) A、輸入電壓的頻率為50 Hz，經(jīng)過變壓器后通過電阻的交變

11、電流頻率為25 Hz B、S斷開時電壓表的示數(shù)為1、41 V，電流表的示數(shù)為0、35 A C、S斷開時電壓表的示數(shù)為1 V，電流表的示數(shù)為0、25 A D、閉合開關(guān)S，電容器將被擊穿 答案C 解析由題圖乙知T=0、02s，則f=1T=50Hz，變壓器不改變交變電流的頻率，所以輸出的交變電流的頻率仍為50Hz，故A錯誤;當(dāng)S斷開時，由U1U2=n1n2可知，電壓表的示數(shù)U2=n2n1U1=1V，I2=U22R=0、5A，又I1I2=n2n1，則電流表的示數(shù)I1=n2n1I2=0、25A，所以B項錯誤，C項正確;開關(guān)S閉合前，右端電阻R兩端電壓最大值為22V，開關(guān)S閉合后，電容器C與右端

12、電阻R并聯(lián)，則并聯(lián)總電阻小于1Ω，電容器兩端的最大電壓小于擊穿電壓22V，所以電容器不會被擊穿，D項錯誤. 二、多項選擇題 9、 如圖所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦式交流電源;副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負(fù)載電阻的阻值R=11R0，V是理想電壓表.現(xiàn)將負(fù)載電阻的阻值減小為R=5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時電壓表的讀數(shù)為5、0 V，則(　　) A、此時原線圈兩端電壓的最大值約為34 V B、此時原線圈兩端電壓的最大值約為24 V C、原線圈兩端原來的電壓有效值約為68 V D、原線圈兩端原來的電壓有效值約為48 V

13、 答案AD 解析當(dāng)R=5R0時，電壓表V的示數(shù)為5、0V，所以輸出電流I出=5、0V5R0，則變壓器輸出電壓為I出R0+5V=6V，由n1n2=U1U2得到輸入電壓的有效值為24V，所以原線圈兩端電壓最大值為2U1≈34V，A正確，B錯誤;因I入∶I出=n2∶n1不變，故輸入電流不變時輸出電流也不變，當(dāng)負(fù)載是R=11R0時，副線圈兩端原來的電壓有效值為I出(R0+11R0)=12V，原線圈兩端原來的電壓有效值為48V，C錯誤，D正確. 10、在遠(yuǎn)距離輸電中，當(dāng)輸電線的電阻和輸送的電功率不變時，那么(　　) A、輸電線路上損失的電壓與輸送電流成正比 B、輸電的電壓越高，輸電線路上損失的

14、電壓越大 C、輸電線路上損失的功率跟輸送電壓的二次方成反比 D、輸電線路上損失的功率跟輸電線上的電流成正比 答案AC 解析輸電線路上損失電壓ΔU=IR，在R一定時，ΔU和I成正比，A正確;若U越高，I=PU越小，那么ΔU=IR越小，B錯誤;輸電線路上損失的功率ΔP=I2R，當(dāng)P一定時，I=PU，所以ΔP=PU2R，即ΔP和U的二次方成反比，跟I的二次方成正比，所以C正確，D錯誤. 11、圖甲為某恒溫裝置的電路原理圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5∶1，R0為定值電阻，R為半導(dǎo)體熱敏電阻(阻值隨溫度的升高而減小)，D為理想二極管，R1為電阻恒定的電熱絲，AB間電壓變化情況如圖乙所示.下

15、列說法正確的是(　　) A、AB間電壓的有效值為44 V B、原線圈兩端電壓的有效值為220 V C、R處溫度升高時，R1消耗的電功率減小 D、理想變壓器原、副線圈中的電流之比為1∶5 答案BC 解析根據(jù)電流的熱效應(yīng)有(44V)2RT2=UAB2RT，得AB間的電壓有效值為UAB=222V;由于二極管的單向?qū)щ娦裕?、副線圈的電流之比不再與匝數(shù)成反比，故A、D錯誤;由題圖乙知副線圈電壓的有效值為44V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可得原線圈電壓的有效值為220V，故B正確;溫度升高時，R減小，I2增大，R0分壓變大，R1分壓減小，故功率也減小，C正確. 12、如圖所示，理想變壓器原、

16、副線圈上接有四個完全相同的燈泡，若四個燈泡恰好都能正常發(fā)光，則下列說法正確的是(　　) A、U1∶U2=3∶4 B、U1∶U2=4∶3 C、若將L1短路，則副線圈的三個燈泡仍能正常發(fā)光 D、若將L2短路，則副線圈的兩個燈泡兩端的電壓變?yōu)轭~定電壓的43 答案BD 解析設(shè)燈泡的額定電壓為U，額定電流為I，則副線圈電壓為3U，電流為I，原線圈的燈泡正常發(fā)光，電流也為I，所以原、副線圈的匝數(shù)比為1∶1，原線圈兩端電壓為3U，所以U1∶U2=4∶3，選項A錯誤，B正確;若將L1短路，則原線圈的電壓增大，則副線圈兩端電壓也增大，三個燈泡不能正常發(fā)光，選項C錯誤;設(shè)燈泡電阻為R，若將L2短路

17、，設(shè)副線圈的電流為I'，原線圈的電流也為I'，因此2I'R+I'R=U1=4U，則I'R=43U，即副線圈的每個燈泡兩端的電壓變?yōu)轭~定電壓的43，選項D正確. 13、如圖所示，有一矩形線圈的面積為S，匝數(shù)為N，繞OO'軸在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動.理想變壓器副線圈上的滑片P上下移動時可改變輸出電壓，副線圈接有定值電阻R.從矩形線圈所處的圖示位置開始計時，下列判斷正確的是(　　) A、電流表測得的是電流最大值 B、感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為e=NBSω·sin ωt C、P向上移動時，電流表示數(shù)變大 D、P向上移動時，電流表示數(shù)變小 答案BD 解析電流表測得

18、的是電流有效值，選項A錯誤;從圖示位置開始計時，感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為e=NBSω·sinωt，選項B正確;P向上移動時，輸出電壓降低，電流表示數(shù)變小，選項C錯誤，D正確. 14、圖甲中的變壓器為理想變壓器，原線圈匝數(shù)n1與副線圈匝數(shù)n2之比為10∶1，變壓器的原線圈接如圖乙所示的正弦式交變電流，電阻R1=R2=R3=20 Ω和電容器C連接成如圖甲所示的電路，其中電容器的擊穿電壓為8 V，電壓表V為理想交流電表，開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，則(　　) 甲 乙 A、電壓表V的讀數(shù)約為7、07 V B、電流表A的讀數(shù)為0、05 A C、電阻R2上消耗的功率為2、5 W D、若閉合

19、開關(guān)S，電容器會被擊穿 答案AC 解析開關(guān)斷開時，副線圈為R1和R2串聯(lián)，電壓表測量R2的電壓，由圖可知原線圈電壓為1002V，所以副線圈電壓為102V，則電壓表的讀數(shù)即R2的電壓為52V≈7、07V，故A正確;由A的分析可知，副線圈中電流為I2=U2R1+R2=0、252A，所以原線圈中電流為I1=n2n1I2=0、0252A，故B錯誤;電阻R1、R2上消耗的功率為P=I22R=2、5W，故C正確;當(dāng)開關(guān)閉合時，R1與R3并聯(lián)后和R2串聯(lián)，電容器的電壓為并聯(lián)部分的電壓，不考慮電容器容抗時，并聯(lián)部分電阻為R并=10Ω，所以并聯(lián)部分的電壓為UC=R并R+R并U2=1023V，最大值為1023

20、×2=203V，考慮電容器容抗，并聯(lián)部分電阻小于10Ω，則電容器兩端電壓的最大值小于203V，203V<8V，所以電容器不會被擊穿，故D錯誤.故選AC. 15、下圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，升壓變壓器T1和降壓變壓器T2均為理想變壓器，n1∶n2=1∶m，n3∶n4=n∶1(m、n都大于1).輸電線的總電阻為2r，升壓變壓器T1原線圈的電壓的有效值為U，T1的原線圈輸入的電功率為P.下列說法正確的是(　　) A、降壓變壓器T2副線圈的電壓為mUn B、輸電線上的電流為PmU C、用電設(shè)備的數(shù)目增多，降壓變壓器T2原線圈的電壓變小 D、用電設(shè)備的數(shù)目減少，輸電線上的電流減小 答案BCD 解析輸電線上有電阻，所以降壓變壓器T2副線圈的電壓小于mUn，選項A錯誤;升壓變壓器T1副線圈的電壓為mU，所以輸電線上的電流為I=PmU，選項B正確;用電設(shè)備的數(shù)目增多，輸電線上的電壓損耗變大，降壓變壓器T2原線圈的電壓變小，選項C正確;用電設(shè)備的數(shù)目減少，輸電的功率變小，輸電線上的電流減小，選項D正確.