課時(shí)檢測(六十三)變壓器電能的輸送(重點(diǎn)突破課)一、單項(xiàng)選擇題1．如圖所示，接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供電，如果將原、副線圈減少相同匝數(shù)，其他條件不變，則()A．小燈泡變亮B．小燈泡變暗C．原、副線圈兩端電壓的比值不變D．通過原、副線圈電流的比值不變解析：選B由于家庭電路上理想變壓器為降壓變壓器，故n1＞n2，當(dāng)原、副線圈減少相同的匝數(shù)時(shí)，其變壓比eq\f(n1′,n2′)變大，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1′,n2′)，U1一定，U2變小，故小燈泡變暗，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1′,n2′)知，原、副線圈兩端電壓的比值變大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2′,n1′)，可知通過原、副線圈電流的比值變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2．(2018·蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)鉗形電流測量儀的結(jié)構(gòu)圖如圖所示，其鐵芯在捏緊扳手時(shí)會(huì)張開，可以在不切斷被測載流導(dǎo)線的情況下，通過內(nèi)置線圈中的電流值I和匝數(shù)n獲知載流導(dǎo)線中的電流大小I0，則關(guān)于該鉗形電流測量儀的說法正確的是()A．該測量儀可測量直流電的電流B．載流導(dǎo)線中電流大小I0＝eq\f(I,n)C．若鉗形部分鐵芯沒有完全閉合，測量出的電流將大于實(shí)際電流D．若將載流導(dǎo)線在鐵芯上多繞幾匝，鉗形電流測量儀的示數(shù)將變大解析：選D鉗形電流測量儀實(shí)質(zhì)上是一個(gè)升壓變壓器，只能測量交流電的電流，故A錯(cuò)誤；根據(jù)eq\f(I0,I)＝eq\f(n,1)，得載流導(dǎo)線中電流大小I0＝nI，故B錯(cuò)誤；若鉗形部分鐵芯沒有完全閉合，載流導(dǎo)線中電流產(chǎn)生的磁場減弱，磁通量變化率減小，在內(nèi)置線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢減小，感應(yīng)電流減小，則測量出的電流將小于實(shí)際電流，故C錯(cuò)誤；根據(jù)n1I1＝n2I2，知若將載流導(dǎo)線在鐵芯上多繞幾匝，即n1變大，I1、n2不變，則鉗形電流測量儀的示數(shù)I2將變大，故D正確。3．(2018·黃岡檢測)如圖所示，n匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的水平勻強(qiáng)磁場中，線框面積為S，電阻不計(jì)。線框繞垂直于磁場的軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并與理想變壓器原線圈相連，變壓器副線圈接入一只額定電壓為U的燈泡，燈泡正常發(fā)光。從線框通過中性面開始計(jì)時(shí)，下列說法正確的是()A．圖示位置穿過線框的磁通量變化率最大B．燈泡中的電流方向每秒改變eq\f(ω,2π)次C．線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的表達(dá)式為e＝nBSωsinωtD．變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為eq\f(nBSω,U)解析：選C題圖所示位置穿過線框的磁通量最大，但是磁通量的變化率為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；交流電的周期為T＝eq\f(2π,ω)，一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次，則燈泡中的電流方向每秒改變eq\f(ω,2π)×2＝eq\f(ω,π)次，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電動(dòng)勢最大值：Em＝nBSω，則線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的表達(dá)式為e＝nBSωsinωt，選項(xiàng)C正確；原線圈交流電的有效值為U1＝eq\f(nBSω,\r(2))，則eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(nBSω,\r(2)U)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4．有一種調(diào)壓變壓器的構(gòu)造如圖所示，線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上，C、D之間加上輸入電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭P就可以調(diào)節(jié)輸出電壓。圖中為交流電流表，為交流電壓表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，C、D兩端接正弦交流電源，變壓器可視為理想變壓器，則下列說法正確的是()A．當(dāng)R3不變，滑動(dòng)觸頭P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小B．當(dāng)R3不變，滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小C．當(dāng)P不動(dòng)，滑動(dòng)變阻器滑片向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小D．當(dāng)P不動(dòng)，滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大，電壓表讀數(shù)變大解析：選A當(dāng)R3不變，P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，nMN減小，由eq\f(UCD,UMN)＝eq\f(nCD,nMN)，知UMN減小，則電壓表、電流表讀數(shù)均變小，A項(xiàng)正確；同理可知B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)P不動(dòng)時(shí)，nMN不變，輸出電壓UMN不變，滑動(dòng)變阻器滑片向上滑動(dòng)，R3阻值變大，根據(jù)串反并同，得電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小，C錯(cuò)誤；同理可知D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．有一理想變壓器，副線圈所接電路如圖所示，燈L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡。當(dāng)S斷開時(shí)，燈L1正常發(fā)光。S閉合后，下列說法正確的是()A．燈L1、L2都能正常發(fā)光B．原線圈的輸入功率減小C．原、副線圈的電流比增大D．電阻R消耗的功率增大解析：選DS斷開時(shí)，L1正常發(fā)光，當(dāng)S閉合后，副線圈總電阻減小、總電流增大，R兩端電壓變大，小燈泡兩端電壓減小，兩燈都不能正常發(fā)光，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由P入＝P出＝eq\f(U22,R總)，且R總減小，U2不變，則P入變大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可知，因線圈匝數(shù)比不變，則原、副線圈的電流比不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電阻R的功率P＝I2R，因I變大，R不變，則P變大，D項(xiàng)正確。6．如圖所示，變壓器輸入有效值恒定的電壓，副線圈匝數(shù)可調(diào)，輸出電壓通過輸電線輸送給用戶(電燈等用電器)，R表示輸電線的電阻，則()A．用電器增加時(shí)，變壓器輸出電壓增大B．要提高用戶的電壓，滑動(dòng)觸頭P應(yīng)向上滑C．用電器增加時(shí)，輸電線的熱損耗減小D．用電器增加時(shí)，變壓器的輸入功率減小解析：選B由于變壓器原、副線圈的匝數(shù)不變，而且輸入電壓不變，因此用電器增加不會(huì)影響輸出電壓，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器的變壓比可知輸出電壓U2＝eq\f(n2,n1)U1，當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向上滑時(shí)，n2增大，所以輸出電壓增大，用戶的電壓增大，選項(xiàng)B正確；由于用電器是并聯(lián)的，因此用電器增加時(shí)總電阻變小，輸出電壓不變，總電流增大，故輸電線的熱損耗增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；用電器增加時(shí)總電阻變小，總電流增大，輸出功率增大，所以輸入功率增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7．如圖所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡化電路圖。發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1。在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流為I2。則()A．用戶端的電壓為eq\f(I1U1,I2)B．輸電線上的電壓降為UC．理想變壓器的輸入功率為I12rD．輸電線路上損失的電功率為I1U解析：選A因?yàn)镻入＝P出，所以U1I1＝U2I2，即U2＝eq\f(U1I1,I2)，選項(xiàng)A正確；輸電線上的電壓降為U線＝U－U1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；理想變壓器的輸入功率P入＝I1U1，輸電線路上損失的電功率P損＝I12r，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。8．用一臺(tái)型號為AED6500S的柴油發(fā)電機(jī)給災(zāi)民臨時(shí)安置區(qū)供電，如圖所示，發(fā)電機(jī)到安置區(qū)的距離是400m，輸電線路中的火線和零線均為GBCZ60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44kW，當(dāng)這些額定電壓為220V的家用電器都正常工作時(shí)()型號AED6500S輸出電壓范圍220～300V最大輸出功率60kWA.輸電線路中的電流為20AB．發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出電壓為300VC．在輸電線路上損失的電功率為8kWD．如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦式交變電流，則其輸出電壓最大值是300V解析：選C當(dāng)這些額定電壓為220V的家用電器都正常工作時(shí)，輸電線路中的電流為I＝eq\f(P,U)＝200A，A錯(cuò)誤；輸電線路的電阻為R＝2.5×10－4×400×2Ω＝0.2Ω，則發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出電壓為U輸＝U＋I(xiàn)R＝260V，B錯(cuò)誤；在輸電線路上損失的電功率為P損＝I2R＝8kW，C正確；如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦式交變電流，則其輸出電壓的最大值是Um＝eq\r(2)U輸≈368V，D錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題9．交流發(fā)電機(jī)和理想變壓器連接方式如圖，燈泡的額定電壓為U0，燈泡與定值電阻的阻值均為R。當(dāng)該發(fā)電機(jī)線框以轉(zhuǎn)速n勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)為U，燈泡恰能正常發(fā)光。設(shè)電表均為理想電表，圖示位置時(shí)磁場恰與線框平面垂直，則()A．變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2U0∶UB．電流表的示數(shù)為eq\f(2U02,RU)C．在圖示位置時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出電壓的瞬時(shí)值恰為零D．從圖示位置開始計(jì)時(shí)，變壓器輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝Usin2nπt(V)解析：選BC因燈泡正常發(fā)光，則其兩端電壓為U0，又因燈泡與定值電阻的阻值相等，則定值電阻兩端電壓也為U0，故副線圈兩端電壓為2U0，因電壓表測原線圈兩端電壓，則原線圈兩端電壓為U，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知，變壓器原、副線圈匝數(shù)比為eq\f(n1,n2)＝eq\f(U,2U0)，A錯(cuò)誤；由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，可知eq\f(I1,I2)＝eq\f(2U0,U)，又I2＝eq\f(U0,R)，所以電流表示數(shù)為I1＝eq\f(2U02,RU)，B正確；題圖中線框正處于中性面位置，產(chǎn)生的電壓瞬時(shí)值為零，C正確；從題圖所示位置開始計(jì)時(shí)，變壓器的輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝eq\r(2)Usin2nπt(V)，D錯(cuò)誤。10．(2018·宜興檢測)如圖所示，圖(a)是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖，變壓器均為理想變壓器；圖(b)是用戶內(nèi)部電路圖，由1000個(gè)完全相同的電阻并聯(lián)；圖(c)是某個(gè)電阻的電流隨時(shí)間變化的圖象。已知升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶100，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為r＝20Ω，在輸電線上損失的電功率等于輸電功率的5%，不考慮降壓變壓器與用戶間導(dǎo)線的電阻。則()A．發(fā)電機(jī)的輸出功率是4×106WB．升壓變壓器的輸入電壓是400VC．降壓變壓器的輸入電壓是40000VD．用戶電路中每個(gè)電阻的阻值是3800Ω解析：選ABD由題圖(c)可知，用戶電路中通過每個(gè)電阻的電流有效值I＝1A，降壓變壓器的輸出電流I4＝nI＝1000A，升壓變壓器的輸出電流I2、輸電線上的電流I線、降壓變壓器的輸入電流I3相等，輸電線上的電流I線＝I2＝I3＝eq\f(n4,n3)I4＝100A，輸電線上損失的電功率ΔP＝I線2r＝2×105W，發(fā)電機(jī)的輸出功率也就是輸電功率P1＝eq\f(ΔP,η)＝4×106W，A正確；升壓變壓器的輸入電流I1＝eq\f(n2,n1)I2＝10000A，升壓變壓器的輸入電壓U1＝eq\f(P1,I1)＝400V，B正確；升壓變壓器的輸出電壓U2＝eq\f(n2,n1)U1＝40000V，降壓變壓器的輸入電壓U3＝U2－I線r＝38000V，C錯(cuò)誤；降壓變壓器的輸出電壓U4＝eq\f(n4,n3)U3＝3800V，每個(gè)電阻的阻值是R＝eq\f(U4,I)＝3800Ω，D正確。11．(2018·如皋高三調(diào)研)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5∶1，、R和L分別是電壓表、定值電阻和電感線圈，D1、D2均為燈泡。已知原線圈兩端電壓u按圖乙所示正弦規(guī)律變化，下列說法正確的是()A．電壓表示數(shù)為62.2VB．電壓u的表達(dá)式u＝311sin100πtVC．僅增大電壓u的頻率，電壓表示數(shù)增大D．僅增大電壓u的頻率，D1亮度不變，D2變暗解析：選BD根據(jù)題圖乙可知，原線圈電壓的最大值為311V，則有效值U1＝eq\f(311,\r(2))V≈220V，根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)成正比得eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(5,1)，解得U2＝44V，所以電壓表示數(shù)為44V，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；原線圈電壓的最大值為311V，ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，則電壓u的表達(dá)式u＝311sin100πtV，故B項(xiàng)正確；原線圈電壓不變，原、副線圈匝數(shù)不變，僅增大電壓u的頻率，電壓表示數(shù)不變，則D1亮度不變，電感線圈通低頻阻高頻，則阻礙作用變大，所以D2變暗，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。12．(2018·蘇州高三一模)如圖所示為一個(gè)小型理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)之比n1∶n2＝10∶1，接線柱a、b與正弦交流電源相連，電壓u＝311sin100πtV。變壓器右側(cè)部分為一火警系統(tǒng)原理圖，其中R1為定值電阻，R2為熱敏電阻(電阻隨溫度升高而減小)，圖中電表均為理想電表。當(dāng)R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，下列說法中正確的是()A．電壓表V1的示數(shù)等于22VB．電壓表V2的示數(shù)變大C．電流表A的示數(shù)變大D．定值電阻R1的功率變大解析：選ACD原線圈兩端電壓有效值為220V，由理想變壓器電壓與匝數(shù)成正比可得，副線圈兩端電壓為22V，V1的示數(shù)等于22V，A項(xiàng)正確；R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，R2阻值變小，副線圈中電流變大，R1兩端電壓變大，R1消耗功率變大，R2兩端電壓變小，V2的示數(shù)變小，B項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；副線圈中電流變大，原線圈中電流也變大，A的示數(shù)變大，C項(xiàng)正確。13．如圖所示，圖甲是一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為100∶1，現(xiàn)向原線圈輸入圖乙所示的正弦交變電壓，圖中Rt為熱敏電阻(阻值隨溫度升高而變小)，R1為可變電阻，電壓表和電流表均為理想電表，下列說法中正確的是()A．在t＝0.005s時(shí)，電壓表的示數(shù)約為50.9VB．變壓器原、副線圈中的電流之比為100∶1C．Rt溫度降低時(shí)，適當(dāng)增大R1可保持Rt兩端的電壓不變D．Rt溫度升高時(shí)，電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變大解析：選CD由題圖甲可知電壓表顯示的是變壓器原線圈兩端電壓的有效值，由題圖乙可知其示數(shù)為36V，A錯(cuò)誤；變壓器原、副線圈中的電流之比為eq\f(I1,I