人教版 (2019)选择性必修 第二册第三章 交变电流1 交变电流同步达标检测题

习题课　变压器与电能的输送

必备知识基础练

1.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=10∶1,输出端电阻R=50 Ω,把原线圈接入“220 V　50 Hz”的正弦式交变电流时(电表为理想电表)(　　)

A.当X为电流表时,若电阻R增大,则原线圈中的电流将增大

B.当X为电流表时,电压表V的示数为22 V

C.当X为电流表时,电流表的示数为0.44 A

D.当X为二极管时,电压表V的示数为11 V

2.(多选)如图所示,一理想变压器原线圈与频率为50 Hz的正弦交流电源相连,两个阻值均为20 Ω的电阻串联后接在副线圈的两端,图中的电流表、电压表均为理想交流电表,原、副线圈匝数分别为200匝和100匝,电压表的示数为5 V。则(　　)

A.电流表的示数为0.5 A

B.流过电阻的交变电流的频率为100 Hz

C.交流电源的输出电压的最大值为20 V

D.交流电源的输出功率为2.5 W

3.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(　　)

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

4.如图所示的远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压及输电线的电阻R均不变。在用电高峰期,发电厂输出功率将增大,下列说法正确的是(　　)

A.升压变压器副线圈中电流变小

B.降压变压器副线圈中电流变小

C.输电线上损耗的功率减小

D.用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例减小

5.如图所示为气流加热装置的示意图,使用电阻丝加热导气管,视变压器为理想变压器。原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变,调节触头P,使输出电压有效值由220 V降至110 V,调节前后(　　)

A.副线圈中的电流比为1∶2

B.副线圈输出功率比为2∶1

C.副线圈的接入匝数比为2∶1

D.原线圈输入功率比为1∶2

6.(多选)如图所示为实验室内设计的远距离输电线路示意图,变压器为理想变压器,2是升压变压器的中心抽头,电压表和电流表均为理想交流电表,R是输电线的电阻,交流电源的输出电压恒定。当K由2改接到1时,下列说法正确的是(　　)

A.输电线上损失的功率减小

B.电流表的示数一定增大

C.电压表的示数减小

D.灯泡的亮度增大

7.某发电机输出电压为2 000 V,在变压器升压后,用横截面积为4.25 cm2的铜导线,把4.0×106 W的电能送到400 km远处,线路损耗的功率为5.0×105 W。若已知铜的电阻率ρ=1.7×10-8 Ω·m,求:

(1)应选用匝数比为多少的升压变压器;

(2)用户方使用的降压变压器原线圈两端的电压。

关键能力提升练

8.如图所示,用一理想变压器给负载供电,变压器输入端的电压不变,开始时开关S是断开的。现将开关S闭合,则图中所有交流电表的示数以及输入功率的变化情况是(　　)

A.V1、V2的示数不变,A1的示数增大,A2的示数减小,P入增大

B.V1、V2的示数不变,A1、A2的示数增大,P入增大

C.V1、V2的示数不变,A1、A2的示数减小,P入减小

D.V1的示数不变,V2的示数增大,A1的示数减小,A2的示数增大,P入减小

9.(多选)调压变压器是一种自耦变压器,它的构造如图所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上,CD之间加上输入电压,转动滑片P就可以调节输出电压,图中A为交流电流表,V为交流电压表,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,CD两端接有效值一定的交流电源,变压器可视为理想变压器,以下说法正确的是(　　)

A.当滑片P逆时针转动时,电流表读数变大,电压表读数变大

B.当滑片P逆时针转动时,电流表读数变小,电压表读数变大

C.当滑动变阻器滑片向下滑动时,电流表读数变小,电压表读数变大

D.当滑动变阻器滑片向下滑动时,电流表读数变大,电压表读数变小

10.(多选)为保证用户电压稳定在220 V,变电所需适时进行调压,图甲为变压器示意图。保持输入电压u1不变,当滑动接头P上下移动时可改变输出电压。某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示。以下说法正确的是(　　)

A.u2=190sin 50πt(V)

B.u2=190sin 100πt(V)

C.为使用户电压稳定在220 V,应将P适当下移

D.为使用户电压稳定在220 V,应将P适当上移

答案：

1.B　当X为电流表时,若电阻R增大,则副线圈中的电流变小,原线圈中的电流也变小,A项错误;当X为电流表时,根据公式,解得U2=22 V,电压表测量的电压为有效值,所以电压表V的示数为22 V,B项正确;当X为电流表时,电流表的示数为I2= A=0.44 A,C项错误;当X为二极管时,在一个周期内只有半个周期的时间有电流通过,此时由T=,解得U=11 V,D项错误。

2.CD　根据欧姆定律可得副线圈中的电流I2= A=0.25 A,据理想变压器原、副线圈中的电流与匝数的关系,可解得I1=0.125 A,A错误;理想变压器原、副线圈中的交变电流的频率相同,都为50 Hz,B错误;副线圈输出电压的有效值为10 V,根据正弦交变电流的最大值和有效值的关系可得其最大值应为U2m=10 V,原、副线圈电压比为,可得交流电源输出电压的最大值为U1m=20 V,C正确;对于理想变压器,交流电源的输出功率等于变压器副线圈负载消耗的功率,P=2× W=2.5 W,故D正确。

3.D　由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,故电压表V1示数不变,选项A错误;由且U1、n1、n2不变,得U2不变,即V2的示数不变,V3的示数U3=U2-I2R0应减小,故选项B错误;由公式=4,则n1>n2,该变压器起降压作用,故C错误;又I2=,I2增大,R应减小,故滑片应沿c→d方向滑动,故D正确。

4.D　当发电厂输出功率增大时,根据P=UI知,若输出电压不变,则升压变压器原线圈中的电流增大,则副线圈中的电流也增大,故A错误;在用电高峰期时,用电器增多,则降压变压器中电流也会变大,故B错误;升压变压器副线圈中的电流等于输电线中的电流,则输电线中的电流增大,根据P损=I2R知,输电线上损失的功率增大,故C错误;用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例=1-=1-,因为输电线上的电流增大,故电压损失ΔU增大,U2不变,所以用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例减小,故D正确。

5.C　在输入电压U1和原线圈匝数n1不变的情况下,使输出电压U2有效值由220 V降至110 V,由知,副线圈接入匝数应该减为原来的一半,故副线圈的接入匝数之比为2∶1,故C正确;副线圈电压减半,电阻不变,电流也随之减半,所以电流之比为2∶1,故A错误;由P=UI知,输出功率之比为4∶1,故B错误;副线圈输出功率等于原线圈输入功率,所以原线圈输入功率之比为4∶1,故D错误。

6.BD　由于交流电源的输出电压不变,当K由2改接到1时,升压变压器副线圈匝数增加,根据理想变压器电压与匝数的关系可知升压变压器副线圈电压增大,所以最终降压变压器的输出电压也变大,所以电压表的示数增大,通过灯泡的电流增大,灯泡的亮度增大,由于降压变压器原、副线圈匝数比不变,所以输电线上电流增大,电流表的示数增大,输电线上损失的功率增大,故B、D正确。

7.答案 (1)1∶16　(2)2.8×104 V

解析 (1)由P=I2R得I=

导线总电阻R=ρ=ρ=1.7×10-8× Ω=32 Ω,所以I==125 A

因为P入=P出,所以升压变压器副线圈两端的电压为U2==3.2×104 V

故。

(2)设U2'为降压变压器原线圈两端的电压

则U2'=U2-IR=2.8×104 V。

8.B　电压表V1的示数由输入电压决定;电压表V2的示数由输入电压U1(大小等于电压表V1的示数)和匝数比决定;电流表A2的示数即I2由输出电压U2(大小等于电压表V2的示数)和负载电阻R负决定;电流表A1的示数即I1由变压器的匝数比和输出电流I2决定;P入随P出而变化,由P出决定。因输入电压不变,所以电压表V1的示数不变;据公式U2=,可知U2也不变,即电压表V2的示数不变;又据I2=知,S闭合后R负减小,故I2增大,电流表A2的示数增大;输入电流I1随输出电流I2的增大而增大,故电流表A1的示数增大;因P出=U2I2,故P出增大;P入随P出变化,故P入也增大。正确选项为B。

9.AD　滑片P逆时针转动,相当于增加了副线圈的匝数,而原线圈匝数保持不变,根据可知,输出电压增大,其他因素不变时,电压表读数变大,电流表读数变大。当线圈匝数不变而将滑动变阻器滑片向下滑动时,输出电压不变,总电阻减小,则总电流增大,R1两端电压增大,R2两端电压减小,电压表读数变小,流过R2的电流减小,因此,流过R3的电流增大,电流表读数变大。

10.BD　由电压u2随时间t变化的曲线可知,用户电压的最大值是190 V,周期是2×10-2 s,所以u2=190sin 100πt(V),A错误,B正确;根据,n1减小,U2增大,因此为使用户电压稳定在220 V,应将P适当上移,C错误,D正确。