2023一轮复习课后速练55 12.2 变压器 电能的输送

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2023一轮复习课后速练(五十五)
选择题
1．(2022·西安模拟)如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1＝1100匝，副线圈匝数n2＝220匝，交流电源的电压u＝220sin 100πt(V)，电阻R＝44 Ω，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法错误的是(　　)

A．交流电源的频率为50 Hz
B．电流表A1的示数为5 A
C．电流表A2的示数为1 A
D．电压表V2的示数为44 V
【答案】　B
【思维分析】 交流电源的频率为f＝＝＝50 Hz，故A项正确；原线圈两端电压为U1＝＝220 V，副线圈两端的电压(即电压表V2的示数)为U2＝U1＝44 V，电流表A2的示数为I2＝＝1 A，电流表A1的示数为I1＝I2＝0.2 A，故C、D两项正确，B项错误．本题选错误的，故选B项．
2．(2021·江苏模拟)(多选)如图所示，变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，原线圈所接交变电压u＝25sin 400πt(V)，C为电容器，L为自感线圈，刚开始开关S断开，下列说法正确的是(　　)

A．开关闭合前，交流电压表示数为12.5 V
B．开关闭合稳定后，灯泡比闭合前暗
C．只增加交变电流的频率，灯泡变亮
D．只增加交变电流的频率，电压表读数变大
【答案】　AB
【思维分析】 由题可知，原线圈的电压有效值为25 V，根据变压器的电压与匝数关系可知，开关闭合前，交流电压表示数，即副线圈两侧的电压U2＝U1＝×25 V＝12.5 V，A项正确；开关闭合后灯泡与电容器并联，电路中的电流值增大，线圈对电路中电流的阻碍作用增大，则线圈上分得的电压增大，所以灯泡比闭合前暗，B项正确；交流电的频率越大，自感线圈对交流电的阻碍作用就越大，所以电路中的电流会减小，灯泡的亮度要变暗，C项错误；交流电的频率对变压器的变压关系没有影响，D项错误．故选A、B两项．
3.(2022·北京模拟)如图所示，P为理想自耦变压器滑动端，原线圈匝数为4 000，原线圈两端的瞬时电压为u＝220 sin 50πt(V)，电阻R1＝200 Ω，R2＝300 Ω，D为理想二极管，电容器的电容为2 000 μF，则下列说法中正确的是(　　)
A．穿过线圈的磁通量的变化率最大为0.22 Wb/s
B．滑动端P从b向a滑动的过程中，电容器两端的电压逐渐降低
C．滑动端P从a向b滑动的过程中，副线圈两端电压减小
D．当滑动端P移动到ab的中点时，R2的电功率与R1的电功率之比为3∶2
【答案】　D
【思维分析】 穿过线圈的磁通量的变化率最大为＝＝ Wb/s＝ Wb/s，故A项错误；滑动端P从b向a滑动的过程中，二极管不导通，电容器没有放电的通路，所带电荷量不变，电容器两端的电压不变，故B项错误；滑动端P从a向b滑动的过程中，原、副线圈匝数比变大，副线圈两端电压升高，故C项错误；R1、R2中电流相等，由P＝I2R，可得R2的电功率与R1的电功率之比为P2∶P1＝R2∶R1＝3∶2，故D项正确．故选D项．
4．(2021·广东模拟)将电阻R1和R2按如图甲所示接在理想变压器上，变压器原线圈接在电压为U的交流电源上，R1和R2的电功率之比为2∶1，若其他条件不变，只将R1和R2改成如图乙所示的接法，R1和R2上的功率之比为1∶8，则图乙中两组副线圈的匝数之比n1∶n2为(　　)

A．1∶2　　　　　　　　　 B．1∶4
C．1∶8 D．1∶16
【答案】　A
【思维分析】 甲图中，R1和R2上的电功率之比为2∶1，R1和R2串联，则电流相等，根据功率之比＝＝，乙图中R1和R2上的功率之比为1∶8，则乙图两副线圈的功率之比＝＝，可得U1∶U2＝1∶2，则图乙中两组副线圈的匝数之比等于电压之比为1∶2，故A项正确，B、C、D三项错误．
5.(2021·江苏模拟)中央带接头的理想变压器，原、副线圈匝数之比为1∶1.副线圈上下两端通过两个理想二极管与灯泡L相连，灯泡的另一端P与副线圈的中央接头连接，如图所示．输入电压为U的正弦交流电，则下列说法正确的是(　　)
A．灯泡L两端的电压为U
B．灯泡L电压与输入电压周期相等
C．灯泡L中的电流方向始终不变
D．接头P移到b，电源功率不变
【答案】　C
【思维分析】 二极管只能通正向电流，灯泡的另一端P与副线圈的中央接头连接，副线圈中无论电流方向是向上还是向下，灯泡中都有电流通过，所以原线圈与接入的副线圈的匝数比为2∶1，所以灯泡L两端的电压为U2＝＝，故A项错误；无论副线圈中的电流是从a到b还是从b到a，灯泡中电流的方向都不变，都是由灯泡流向P点，即灯泡L中的电流方向始终不变，当输入电压为U的正弦交流电时，副线圈中因为二极管的作用，所以灯泡L电压的周期等于输入电压周期的一半，故B项错误，C项正确；接头P移到b时，副线圈两端电压为U，由·＝T可得灯泡L电压U3＝，由P＝及变压器不改变功率的特点可知，电源功率变化，故D项错误．故选C项．
6．(2022·河南模拟)(多选)如图1所示，一自耦变压器的原线圈通过电流表A1与电压有效值不变的正弦交流电源相连接，副线圈上接有电压表V1和定值电阻R；如图2所示，一总阻值为2R的滑动变阻器通过电流表A2与电压有效值不变的正弦交流电源相连接，输出端接有电压表V2和定值电阻R，电表均为理想电表，下列判断正确的是(　　)

A．当滑动触头P1向上移动时，电压表V1的示数增大
B．当滑动触头P1向上移动时，电流表A1的示数减小
C．当滑动触头P2向上移动时，电压表V2的示数增大
D．当滑动触头P2向上移动时，电流表A2的示数一定减小
【答案】　BC
【思维分析】 此自耦变压器为升压变压器，滑动触头P1向上移动时，输入电压不变，输出电压减小，电阻R消耗的功率变小，原线圈中电流表示数减小，B项正确，A项错误；当P2向上移动时含R的支路阻值减小，电流变大，电压表V2的示数增大，所以C项正确；而并联总电阻可能先增大后减小，电流表A2的示数可能先减小后增大，故D项错误．故选B、C两项．
7.(2021·四川模拟)(多选)钳形电流表是一种测量交变电流的仪表，其工作原理如图所示．当通有交变电流的单匝导线从环形铁芯中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的交流电流表指针会发生偏转．不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，已知n2＝500匝，当用该表测50 Hz的正弦式交变电流时，则(　　)
A．电流表中通过的交变电流频率为100 Hz
B．若电流表中示数为50 mA时，导线中被测电流为25 A
C．若导线中通入10 A的恒定电流时，电流表的示数为20 mA
D．若只增大线圈匝数n2，则电流表的示数将变小
【答案】　BD
【思维分析】 钳形电流表不改变电流的频率，故A项错误；分析题意可知，原线圈的匝数n1＝1匝，副线圈匝数n2＝500匝，根据变压器原、副线圈电流与匝数成反比可知，若电流表中通过的电流为50 mA，则导线中的被测电流为25 A，故B项正确；若导线中通过的是10 A的恒定电流，变压器不工作，副线圈中无感应电流，电流表中没有电流通过，故C项错误；根据n1I1＝n2I2，若只增大线圈匝数n2，I1、n1不变，则钳形电流表的示数I2将变小，故D项正确．故选B、D两项．
8.(2022·浙江模拟)如图所示，T1、T2是监测交流高压输电参数的互感器，一个用来测高压电流，一个用来测高压电压，T2接在两根输电线的正中间，T1接在其中一根输电线上．输电线电阻不可忽略，若输电线电阻率相同，发电站端的理想升压变压器副线圈输出电压为U1，输出功率为22 800 kW，用户端理想降压变压器原线圈两端电压为U2＝220 kV，T1的原、副线圈匝数比为1∶100，T2的原、副线圈匝数比为10 000∶1，a的示数为1 A，则下列说法正确的是(　　)
A．U1＝248 kV B．b的示数为22.8 V
C．输电线总电阻为40 Ω D．输电效率约为96%
【答案】　D
【思维分析】 T1是电流互感器，由匝数比及a的示数可知输电线中的电流为100 A，根据P＝UI可知U1＝228 kV，则输电线上的损失电压为U损＝8 kV，输电线总电阻为80 Ω，A、C两项错误；电压互感器接在两输电线的正中间，则T2的原线圈两端的电压为224 kV，则b的示数为22.4 V，B项错误；该输电线的输电效率η＝×100%≈96%，D项正确．故选D项．
9．(2021·福建模拟)(多选)某电站不用变压器直接向用户输送电能，若输电功率为P，输电电压为U，输电线电阻为R，用户得到的电压为U′，则下列说法中正确的是(　　)
A．用户得到的功率为P
B．输电线上损失电功率为
C．用户得到的功率为
D．输电线上损失电压为R
【答案】　BD
【思维分析】 输电线上的电流为I＝，故损失电压为ΔU＝IR＝R，用户得到的功率为P′＝U′I＝P，A、C两项错误，D项正确；输电线上损失电功率为ΔP＝＝，B项正确．故选B、D两项．
10．如图所示为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用白炽灯泡相同，且都是“220 V　40 W”，当灯泡所消耗的功率都调到20 W时，哪种台灯消耗的功率最小(　　)

【答案】　C
【思维分析】 C图为理想变压器调节，而理想变压器不消耗能量，A、B、D三图中均利用电阻来调节灯泡上的电压，故一定要消耗能量，C图消耗功率最小．
11.(2021·重庆模拟)如图所示，理想变压器的匝数比为n1∶n2∶n3＝2∶1∶1，电阻R1＝R2＝R3＝R.当A、B两接线柱接正弦交变电源时，通过R2的电流为I，则R1的功率为(　　)
A.I2R B．I2R
C．2I2R D．4I2R
【答案】　B
【思维分析】 设R3两端电压为U，则R2两端电压为U2＝U＝U，原线圈两端的电压为U1＝U＝2U，又因为通过R2的电流为I，则I＝＝，则R3的电流为I3＝＝＝I，由U1I1＝U2I＋U3I3，得I1＝I，故P1＝I12R＝I2R，A、C、D三项错误，B项正确．故选B项．
12.(2021·浙江模拟)如图所示为模拟远距离输电的部分测试电路．a、b端接电压稳定的正弦交流电源，理想变压器的原、副线圈匝数比为k且k