高中物理高考 课时作业38

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课时作业38　变压器　电能的输送时间：45分钟1．如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝220sinπt(V)的交流电源上，副线圈接在负载电阻R＝5.5 Ω，原副线圈匝数之比为201，交流电流表、电压表均为理想电表，下列说法正确的是(　B　)A．交流电压表的读数为15.6 VB．交流电流表的读数为0.1 AC．副线圈输出交变电流的周期为50 sD．原线圈的输入功率为22 W解析：由题意知，原线圈电压有效值为220 V，原、副线圈匝数之比为201，由＝，得U2＝U1＝220× V＝11 V，电压表的读数为有效值，即U2＝11 V，故A错误；副线圈的电流为I2＝＝ A＝2 A，故＝，得I1＝I2＝×2 A＝0.1 A，故B正确；由u＝220sinπt(V)，可知ω＝π，由ω＝，解得：T＝＝2 s，理想变压器不改变周期，故C错误；原线圈中的输入功率为P入＝U1I1＝220×0.1 W＝22 W，故D错误．2．一含有理想变压器的电路如图所示，变压器原副线圈匝数比n1n2＝21，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别是4 Ω、2 Ω和3 Ω，U为有效值恒定的正弦交流电源．当开关S断开时，理想电流表的示数为I，当S闭合时，电流表的示数为(　D　)A.I   B.IC.I   D．2I解析：设S闭合时，电流表示数为I1，对理想变压器有P入＝P出，＝，则开关闭合时有I1U－IR1＝(2I1)2R2，开关断开时有IU－I2R1＝(2I)2(R2＋R3)，解得I1＝2I，故D项正确．3．(多选)如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S，下列说法正确的是(　BD　)A．P向下滑动时，灯L变亮B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大解析：对于理想变压器U2＝U1，U1不变则U2不变，与调节P无关，故B正确．又UL＝U2，所以灯的亮度不变，A错．P向上滑动时RP减小，则R总减小，P出＝增大，P入＝P出＝U1I1，所以I1增大，可知C错误，D正确．4．如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡能发光，若将滑片P上移(电压表和电流表均为理想电表)，则(　D　)A．电容器的容抗增大B．电流表的示数减小C．变压器的输入功率减小D．灯泡L变亮解析：本题考查变压器的动态变化，由副线圈的匝数变化引起．变压器不改变电流的频率，所以频率不变，电容器的容抗不变，故A错误；滑片P向上移，副线圈的匝数增加，根据电压与匝数成正比，知副线圈两端的电压变大，电压表的示数变大，电流表的示数变大，故B错误；根据P＝IU可知，变压器的输出功率变大，则输入功率变大，故C错误；因电容器的容抗不变，而灯泡和电容器两端电压之和变大，则灯泡的电流变大，灯泡变亮，选项D正确．5．如图所示，理想变压器副线圈接有两个相同的灯泡L1和L2，R为光敏电阻，受光照时其阻值减小．开始时开关S断开，要减小变压器的输入功率，可采用的方法是(　A　)A．只增加原线圈的匝数   B．只增加副线圈的匝数C．闭合开关S   D．用手电筒照射电阻R解析：输入功率由输出功率决定，副线圈上的功率P2＝.只增加原线圈匝数，U2减小，P2减小，P1减小，故A正确；只增加副线圈匝数，U2增加，P2增大，P1增大，故B错误；闭合S，副线圈上的总电阻变小，P2增大，P1增大，故C错误；用手电简照射R，光敏电阻阻值减小，副线圈上的总电阻R变小，P2增大，P1增大，故D错误．6．如图所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是(　D　)A．电压表V1示数增大B．电压表V2、V3示数均增大C．该变压器起升压作用D．变阻器滑片是沿c→d的方向滑动解析：电压表V1的示数和a、b间电压的有效值相同，滑片滑动时V1示数不变，选项A错误；电压表V2测量的电压为副线圈两端的电压，原、副线圈匝数不变，输入电压不变，故V2示数不变，V3示数为V2示数减去R0两端电压，两线圈中电流增大，易知R0两端电压升高，故V3示数减小，选项B错误；理想变压器U1I1＝U2I2，则U1ΔI1＝U2ΔI2，ΔI2>ΔI1，故U2<U1，变压器为降压变压器，选项C错误；因I2增大，故知R减小，变阻器滑片是沿c→d的方向滑动，选项D正确．7．如图是原、副线圈都有中心抽头(匝数一半处)的理想变压器，原线圈通过单刀双掷开关S1与电流表连接，副线圈通过另一单刀双掷开关S2与定值电阻R0相连接，通过S1、S2可以改变原、副线圈的匝数．现在原线圈上加一电压有效值为U的正弦交流电，当S1接a，S2接c时，电流表的示数为I，下列说法正确的是(　C　)A．当S1接a，S2接d时，电流为2IB．当S1接a，S2接d时，电流为C．当S1接b，S2接c时，电流为4ID．当S1接b，S2接d时，电流为解析：设S1、S2分别接a、c时，匝数比为n1n2，则输出电压U2＝U，功率P＝UI＝；在S1、S2分别接a、d时，输出电压U2′＝，功率P′＝UI′＝，解得I′＝I，所以A、B项均错误，同理可知，C项正确，D项错误．8．如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则(　D　)A．用户用电器上交流电的频率是100 HzB．发电机输出交流电的电压有效值是500 VC．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小解析：由图乙知，交流电的周期为0.02 s，所以频率f＝＝50 Hz，A错误．发电机输出交流电的电压最大值为Um＝500 V，故有效值U＝＝250 V，B错误．输电线电流I线＝，可见I线与R线及用户电路有关，C错误．当用户用电器总电阻增大时，P用减小，I用减小，I线减小，输电线上损失的电功率P损＝IR线减小，D正确．9．(2019·河南郑州检测)如图所示的电路中，R为光敏电阻(增大照射光的强度电阻会减小)、C为电容器，灯泡L的额定电压为50 V，理想变压器原、副线圈的匝数之比为21.闭合开关S，在a、b两端输入正弦式交变电流u＝100sin10πt(V)，则下列说法正确的是(　C　)A．灯泡会正常发光B．光敏电阻中的电流和灯泡中的电流相等C．增大照射光的强度照射光敏电阻，灯泡会变亮D．断开开关S，灯泡会熄灭解析：由题可知，理想变压器原、副线圈的匝数之比为21，原线圈两端的电压的有效值为100 V，根据＝，可知副线圈两端的电压的有效值为50 V，由于电容器和光敏电阻都会阻碍交变电流的通过，因此灯泡两端的电压小于50 V，不会正常发光，A错误；由于电容器能通交流，因此光敏电阻R中的电流小于灯泡中的电流，B错误；增大照射光的强度照射光敏电阻，光敏电阻的阻值减小，因此灯泡中的电流增大，灯泡会变亮，C正确；断开开关S，由于电容器能通交流，因此灯泡不会熄灭，D错误．10．(2019·江西上饶六校一联)如图所示，一正弦交流电瞬时值表达式为e＝220sin100πt(V)，通过一个理想电流表，接在一个理想变压器两端，变压器起到降压作用，开关S闭合前后，A、B两端输出的电功率相等，以下说法正确的是(　D　)A．流过r的电流方向每秒钟变化50次B．变压器原线圈匝数小于副线圈匝数C．开关从断开到闭合时，电流表示数变小D．R＝r解析：由正弦交流电瞬时值表达式知交流电的频率f＝ Hz＝50 Hz，因变压器不改变交流电的频率，所以流过r的电流方向每秒钟变化100次，A错误；降压变压器原线圈匝数大于副线圈匝数，B错误；开关从断开到闭合时，副线圈回路总电阻减小，副线圈两端电压不变，所以副线圈回路中电流增大，再根据I1U1＝I2U2知原线圈电流即电流表示数变大，C错误；开关闭合前，A、B两端输出的电功率为PAB＝2R，开关闭合后，A、B两端输出的电功率为PAB′＝2＝·2R，又开关闭合前后，A、B两端输出功率相等，则有PAB＝PAB′，解得R＝r，D正确．11．(2019·山东潍坊检测)如图为远距离输电示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，R为输电线的等效电阻．保持交流发电机输出电压不变，若电压表示数变小，下列判断正确的是(　D　)A．电流表示数变小B．降压变压器原副线圈两端的电压之比变小C．升压变压器输出电压变小D．输电线损失的功率变大解析：电压表示数变小，说明降压变压器的次级电压减小，则初级电压减小，因保持交流发电机输出电压不变，则升压变压器的初级电压不变，次级电压不变，可知导线上的电压损失变大，即导线上的电流变大，输电线损失的功率变大，电流表的示数变大，A错误，D正确；降压变压器原副线圈两端的电压之比等于匝数之比，则降压变压器原副线圈两端的电压之比不变，B错误；升压变压器输出电压由匝数比和输入电压决定，则升压变压器输出电压不变，C错误．12．(2019·山东济宁一模)(多选)如图甲所示，理想变压器的原、副线圈共接有四个规格完全相同的小灯泡，在原线圈所在电路的A、B端输入的交变电流的电压如图乙所示，四个灯泡均正常发光．下列说法正确的是(　BD　)A．原、副线圈的匝数比为41B．灯泡的额定电压为55 VC．原线圈两端的电压为220 VD．若副线圈再并联一规格相同的灯泡，灯泡L1有可能被烧坏解析：设每只灯的额定电流为I，额定电压为U，因并联在副线圈两端的三只小灯泡正常发光，所以副线圈中的总电流为3I，原副线圈电流之比为13，所以原、副线圈的匝数之比为31，所以原线圈电压为3U，而灯泡L1的电压也为U，所以电源的电压为4U＝220 V，而副线圈电压为U＝55 V，原线圈电压为3U＝165 V，故A、C错误，B正确；若副线圈再并联一规格相同的灯泡，则有＝＝，＝＝，解得灯泡L1两端电压为UL′＝I1′R＝110 V>55 V，故灯泡L1有可能被烧坏，故D正确．13．(2019·福建龙岩质检)(多选)如图所示，有一个“口口”形铁芯上绕有两个线圈，铁芯的三个竖直部分截面积相同，当线圈通电时产生的磁场都不能穿出铁芯，并且在分支处分成完全相等的两部分，现在给线圈1加电压为U0的正弦式交流电，2接一负载电阻，此时线圈1中的电流为I0，线圈2中的电流为I0，则线圈1、2的匝数比k及线圈2两端的电压U为(忽略线圈的电阻及铁芯中由于涡流而造成的电能损失)(　AC　)A．U＝2U0   B．U＝4U0C．k＝   D．k＝解析：根据法拉第电磁感应定律可得U0＝n1，由于穿过2线圈的磁通量为1线圈磁通量的一半，则U＝n2＝n2，所以＝，根据功率相等可得UI＝U0I0，所以＝＝＝，所以U＝2U0，k＝＝，故B、D错误，A、C正确．14．(2019·云南师大附中月考)(多选)如图所示为模拟远距离输电的实验电路图．两理想变压器的匝数n1＝n4<n2＝n3，模拟输电线上的四个电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻RL>2R，忽略灯丝电阻随温度的变化．在A、B端接入输出电压为U的低压交流电源，下列说法正确的是(　BD　)A．A1的示数I1＝B．灯泡L1比灯泡L2亮C．R1消耗的功率大于R3消耗的功率D．R2两端的电压小于R4两端的电压解析：根据＝，＝＝，＝，联立解得L1两端电压UL1＝U4＝，A1的示数为I1＝＝，将U4代入可知A错误；L2所在回路中，由欧姆定律可知电流I′＝，L2两端电压UL2＝I′RL＝<UL1，由P＝可得灯泡L1比灯泡L2亮，B正确；电阻消耗功率P＝I2R，由过程分析知I<I′，所以P1<P3，C错误；因I<I′，又根据欧姆定律U＝IR得，R2两端的电压小于R4两端的电压，D正确．