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課時規(guī)范練36　理想變壓器　電能的輸送 基礎鞏固組 1.(理想變壓器原、副線圈關(guān)系的應用)(多選)(2017廣東湛江四校聯(lián)考)理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1,原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示,副線圈所接電路如圖乙所示,P為滑動變阻器的滑片。則(　　) A.副線圈輸出電壓的頻率為50 Hz B.副線圈輸出電壓的有效值為31 V C.P向右移動時,原、副線圈的電流之比減小 D.P向右移動時,變壓器的輸出功率增加 答案AD 解析由題圖甲可知,交變電流的周期為0.02 s,所以交變電流的頻率為50 Hz,所以A正確;根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知,原線圈的電壓的最大值為2202 V,所以副線圈的電壓的最大值為222 V,所以電壓的有效值為2222 V=22 V,所以B錯誤;原、副線圈的電流與匝數(shù)成反比,線圈的匝數(shù)不變,所以電流比也不變,C錯誤;P向右移動時,滑動變阻器的電阻減小,副線圈的電壓不變,所以電路消耗的功率將變大,變壓器的輸出功率增加,所以D正確。 2.(多選)(理想變壓器原、副線圈關(guān)系的應用)(2017安徽模擬)如圖所示,理想變壓器原、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倍 答案BD 解析設燈泡的額定電壓為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,選項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;若將L2短路,設副線圈的電流為I,原線圈的電流也為I,因此2IR+IR=U1=4U,則IR=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。 3.(多選)(理想變壓器的動態(tài)分析)(2017河南中原名校聯(lián)盟質(zhì)檢)下圖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,負載變化時輸入電壓不會有大的波動,可以認為電壓表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,當用戶的用電器增加時,圖中各表示數(shù)的變化情況是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 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,因為輸入電壓不變,所以輸入電流要變大,所以電流表A1的示數(shù)變大,A正確;當用電器增加時,相當于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,又因為電壓表V2的示數(shù)不變,所以電壓表V3的示數(shù)變小,D正確。 4.(多選)(理想變壓器、交變電流的四值)(2017河北保定調(diào)研)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2202 V D.若虛線框內(nèi)接入電動機且正常工作,可知電動機內(nèi)阻為440 Ω,電流表A2示數(shù)為0.5 A 答案AC 解析根據(jù)I2I1=n1n2,可知副線圈中電流為0.5 A,則選項A正確;原、副線圈的電流頻率相等,選項B錯誤;根據(jù)U1U2=n1n2,可知副線圈兩端電壓為220 V,最大值為2202 V,選項C正確;電動機為非純電阻電器,若電動機內(nèi)阻為440 Ω,則副線圈電流小于0.5 A,選項D錯誤。 5.(理想變壓器的動態(tài)分析及交變電流的四值問題)(2017江西三校高三上學期第一次聯(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。從某時刻開始在原線圈兩端加上交流電壓,其瞬時值表達式為u1=2202sin 100πt(V)。下列說法正確的是(　　) A.t=1600 s時,電壓表的示數(shù)為220 V B.t=1600 s時,a、c兩點間電壓瞬時值為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=1600 s時,a、c兩點間電壓瞬時值為1102 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。 6.(理想變壓器、交變電流的四值問題和電路功率計算)(2017山東淄博一模)如圖所示,一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=5∶1,其原線圈接一交流電源,電壓u=2202sin 100πt(V),副線圈接一電動機,電阻為11 Ω。若電流表A2示數(shù)為1 A,電表對電路的影響忽略不計,則(　　) A.交變電流的頻率為100 Hz B.電動機輸出功率為33 W C.電流表A1示數(shù)為5 A D.變壓器原線圈的輸入功率為33 W 答案B 解析由ω=100π=2πf,解得f=50 Hz,A錯誤;由U1U2=n1n2解得副線圈兩端的電壓U2=44 V,電動機的輸出功率P出=U2I2-I22R=33 W,B正確;由I1I2=n2n1,解得I1=0.2 A,C錯誤;變壓器原線圈的輸入功率P=U1I1=2200.2 W=44 W,D錯誤。 7. (理想變壓器原、副線圈關(guān)系的應用)如圖所示,接在理想變壓器回路中的四個規(guī)格相同的燈泡都正常發(fā)光,那么,理想變壓器的匝數(shù)比n1∶n2∶n3為(　　) A.1∶1∶1 B.3∶2∶1 C.6∶2∶1 D.2∶2∶1 答案B 解析燈泡正常發(fā)光,可得UA=UB=UC=UD,所以U2=2U3,由理想變壓器的電壓關(guān)系得n2n3=U2U3=21,可得n2=2n3。燈泡都正常發(fā)光,則功率相等,即PA=PB=PC=PD。 由P=I2R得IA=IB=IC=ID,即I1=I2=I3 由理想變壓器的功率關(guān)系得U1I1=U2I2+U3I3,即n1I1=n2I2+n3I3,可得n1=n2+n3=2n3+n3=3n3。所以n1∶n2∶n3=3∶2∶1。 8.(多選)(理想變壓器原、副線圈關(guān)系的應用)(2017山西晉城期末)圖甲所示的變壓器原、副線圈匝數(shù)比為3∶1,圖乙是該變壓器cd輸入端交流電壓u的圖象,L1、L2、L3、L4為四只規(guī)格均為“9 V　6 W”的相同燈泡,各電表均為理想交流電表,以下說法不正確的是(　　) 甲 乙 A.ab輸入端電壓的瞬時值表達式為Uab=272sin 100πt(V) B.電流表的示數(shù)為2 A,且四只燈泡均能正常發(fā)光 C.流過燈L2的電流每秒方向改變50次 D.ab輸入端輸入功率Pab=18 W 答案ACD 解析變壓器副線圈兩端的電壓U2=9 V,副線圈中的三只燈泡均正常發(fā)光,副線圈中的電流I2=3PU=2 A,原線圈中的電流為I1,I1I2=n2n1,解得I1=23 A,燈L4正常發(fā)光,電壓為9 V,ab輸入端電壓的瞬時值表達式Uab=362sin 100πt(V),A錯誤,B正確;交變電流的頻率為50 Hz,所以流過每只燈泡的電流每秒方向改變100次,C錯誤;ab輸入端輸入功率P=UabI1=3623 W=24 W,D錯誤。?導學號06400489? 能力提升組 9.(多選)如圖甲中,理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1,RT為電阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻,R1為定值電阻,電壓表和電流表均為理想交流電表。原線圈所接電壓u隨時間t按正弦規(guī)律變化,如圖乙所示。下列說法正確的是(　　) A.變壓器輸入、輸出功率之比為4∶1 B.變壓器原、副線圈中的電流之比為1∶4 C.u隨t變化的規(guī)律為u=51sin(50πt) V(國際單位制) D.若熱敏電阻RT的溫度升高,則電壓表的示數(shù)不變,電流表的示數(shù)變大 答案BD 解析由題意,變壓器是理想變壓器,故變壓器輸入、輸出功率之比為1∶1,故選項A錯誤;變壓器原、副線圈中的電流之比與匝數(shù)成反比,即I1I2=n2n1=14,故選項B正確;由題圖乙可知交流電壓最大值Um=51 V,周期T=0.02 s,可由周期求出角速度的值為ω=100π rad/s,則可得交流電壓u的表達式u=51sin(100πt) V,故選項C錯誤;RT處溫度升高時,阻值減小,電流表的示數(shù)變大,電壓表示數(shù)不變,故選項D正確。 10. (多選)如圖所示,一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2。原線圈通過一理想電流表A接正弦交流電源,一個二極管和阻值為R的負載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端。假設該二極管的正向電阻為零,反向電阻為無窮大。用交流電壓表測得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd,則(　　) A.Uab∶Ucd=n1∶n2 B.增大負載電阻的阻值R,電流表的讀數(shù)變小 C.負載電阻的阻值越小,cd間的電壓Ucd越大 D.將二極管短路,電流表的讀數(shù)加倍 答案BD 解析若變壓器原線圈兩端電壓有效值為Uab,則副線圈兩端電壓為U2=n2n1Uab;由于二極管的單向?qū)щ娦允沟肬22RT2+0=Ucd2RT,得Ucd=U22,故UabUcd=2n1n2,選項A錯誤;增大負載電阻的阻值R,Uab不變,Ucd也不變,根據(jù)P出=Ucd2R可知輸出功率減小,根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率可知,輸入功率必減小,故電流表讀數(shù)變小,選項B正確,選項C錯誤;輸出功率P出=Ucd2R=U22R=2P出,故輸入功率P1也加倍,而輸入電壓U1不變,根據(jù)P1=U1I1得電流表讀數(shù)加倍,選項D正確。 11.(多選)(2017黑龍江大慶模擬)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1002 V,所以副線圈電壓為102 V,則電壓表的讀數(shù)是R2的電壓,為52 V=7.07 V,故A正確;由A的分析可知,副線圈電流為I2=U2R1+R2=0.252 A,所以原線圈電流為I1=n2n1I2=0.0252 A,故B錯誤;電阻R2上消耗的功率為P=I22R2=2.5 W,故C正確;當開關(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,并聯(lián)部分電阻為R并=10 Ω,所以并聯(lián)部分的電壓為UC=R并R+R并U2=1023 V,最大值為10232 V=203 V<8 V,所以電容器不會被擊穿,故D錯誤。選A、C。?導學號06400490? 12.(多選)(2017山西太原模擬)圖甲是遠距離輸電線路的示意圖。圖乙是用戶得到的電壓隨時間變化的圖象。已知降壓變壓器的匝數(shù)比為10∶1,不考慮降壓變壓器與用戶間導線的電阻,則(　　) A.發(fā)電機輸出交變電流的頻率是50 Hz B.升壓變壓器的輸出電壓為2 200 V C.輸電線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定 D.當用戶用電器的總電阻增大時,輸電線上損失的功率減小 答案AD 解析電壓器不會改變交變電流的頻率,由題圖乙可知周期T=0.02 s,故頻率f=1T=50 Hz,A正確;在降壓變壓器中,根據(jù)U3U4=n3n4可得U3=2 200 V,由于輸電線路上有電阻,故損失一部分電壓,故升壓變壓器輸送的電壓大于2 200 V,故B錯誤;輸電線的電流由輸送的功率和電壓決定,與降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比無關(guān),故C錯誤;當用戶用電器的總電阻增大時,用戶的功率減小,降壓變壓器的輸出功率減小,則輸入的功率減小,輸電線上的電流減小,輸電線上損失的功率減小,故D正確。選A、D。