（江蘇專版）2020版高考物理一輪復習 課時跟蹤檢測（三十五）變壓器 電能的輸送（含解析）.doc

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課時跟蹤檢測（三十五） 變壓器 電能的輸送對點訓練：理想變壓器1多選如圖所示，匝數(shù)為200匝的矩形閉合導線框ABCD處于磁感應強度大小B T的水平勻強磁場中，線框面積S0.2 m2，線框電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸OO以角速度100 rad/s勻速轉(zhuǎn)動，并與理想變壓器原線圈相連，副線圈線接入一只“220 V60 W”燈泡，且燈泡正常發(fā)光，熔斷器允許通過的最大電流為10 A。下列說法中正確的是()A圖示位置穿過線框的磁通量為零B線框中產(chǎn)生交變電壓的有效值為400 VC變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為2011D允許變壓器輸出的最大功率為4 000 W解析：選CD題圖所示位置穿過的磁通量最大，A錯誤；線框中產(chǎn)生交變電壓的最大值為EmnBS400 V，有效值為400 V，B錯誤；原副線圈匝數(shù)比，C正確；允許變壓器輸出的最大功率為PU1I4 000 W，D正確。2多選(2018南京三模)如圖甲所示，不計電阻的矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，輸出交流電的電動勢圖像如圖乙所示，經(jīng)原、副線圈匝數(shù)比為110 的理想變壓器給一燈泡供電，燈泡上標有“220 V22 W”字樣，如圖丙所示，則()At0.01 s時刻穿過線框回路的磁通量為零B燈泡中的電流方向每秒鐘改變100次C燈泡正常發(fā)光D電流表示數(shù)為 A解析：選BC由題圖乙可知，當t0.01 s時，感應電動勢為零，則此時穿過線框回路的磁通量最大，故A錯誤；由題圖乙可知，交流電的周期T0.02 s，則f50 Hz，所以燈泡中的電流方向每秒鐘改變100次，故B正確；原線圈輸入電壓的有效值為22 V，則副線圈的電壓為2210 V220 V，由PUI可知，副線圈電流I20.1 A，則電流表示數(shù)I11 A，燈泡正常發(fā)光，故C正確，D錯誤。3多選(2019連云港一模)如圖，邊長為a的正方形導線框從A、C處斷開再用長度可忽略的絕緣物質(zhì)粘上，放置在磁感應強度為B的勻強磁場中。將C和C分別接到一個理想變壓器的原線圈上，原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，副線圈與阻值為R的電阻連接。當用外力使一導體棒從左端A以速度v勻速滑上正方形金屬框直至右端C(C)的過程中，下列說法正確的是(除R外其他電阻均不計)()A電阻R中有交變電流通過B原線圈的電壓的最大值為BavC電阻R兩端的電壓的有效值為BavD該過程中通過R的電荷量為解析：選BD因為導體棒切割方向不變，所以產(chǎn)生的感應電動勢方向不變，故R中的電流方向恒定，不是交變電流，A錯誤；當導體棒切割長度最大時，產(chǎn)生的感應電動勢最大，即原線圈電壓最大，最大為EmaxB(a)vBav，B正確；因為該電流并非正弦式交變電流，所以原線圈中電壓有效值EBav，故副線圈中電壓有效值不等于Bav，C錯誤；因為原副線圈匝數(shù)比為，所以通過副線圈的電荷量為q，D正確。對點訓練：理想變壓器的動態(tài)分析4.(2019蘇北一模)如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為21，原線圈接交流電u220 sin(100t)V，保險絲的電阻為1 ，熔斷電流為2 A，電表均為理想電表。下列說法正確的是()A電壓表V的示數(shù)為14.1 VB電流表A1、A2的示數(shù)之比為21C為了安全，滑動變阻器接入電路的最小阻值為4 D將滑動變阻器滑片向上移動，電流表A1的示數(shù)減小解析：選D原線圈電壓有效值為U1 V220 V，根據(jù)變壓器原理可得U2U1220 V110 V，故電壓表V的示數(shù)為110 V，A錯誤；根據(jù)變壓器原理可知，電流強度與匝數(shù)成反比，故電流表A1、A2的示數(shù)之比為12，B錯誤；保險絲的電阻為1 ，熔斷電流為2 A，為了安全，滑動變阻器接入電路的最小阻值為Rminr保 1 54 ，C錯誤；將滑動變阻器滑片向上移動，滑動變阻器接入電路的總電阻增大，副線圈電流強度減小，則原線圈的電流強度也減小，所以電流表A1的示數(shù)減小，D正確。5(2019南京模擬)如圖所示的交流電路中，理想變壓器輸入電壓為U1，輸入功率為P1，輸出功率為P2，各交流電表均為理想電表。當滑動變阻器R的滑動頭向下移動時()A燈L變亮B各個電表讀數(shù)均變大C因為 U1不變，所以P1不變DP1變大，且始終有P1P2解析：選D理想變壓器的輸出電壓由輸入電壓和匝數(shù)比決定，輸入電壓不變，所以輸出電壓也不會變，輸入功率和輸出功率始終相等。當滑動變阻器R的滑動頭向下移動時，滑動變阻器的電阻減小，副線圈電路的總電阻減小，所以副線圈電路的總電流會變大，消耗的功率將變大，R0上的電壓變大，所以燈L的電壓變小，電壓表的示數(shù)變小，所以燈L變暗。由于總的電流變大，燈L的電流變小，所以電流表的示數(shù)將變大。6.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，b是原線圈中心的抽頭，電壓表和電流表均為理想交流電表，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變電壓，其瞬時值表達式為u1220sin (100t) V。下列說法中正確的是()At s時，電壓表的示數(shù)為220 VBt s時，a、c兩點間電壓瞬時值為110 VC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單刀雙擲開關由a扳向b，電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)減小解析：選C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，理想交流電壓表測量的是有效值即22 V，故A錯誤；t s 時，a、c兩點間電壓瞬時值為110 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，故C正確；單刀雙擲開關由a扳向b，原、副線圈的匝數(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。7多選(2019東海高級中學調(diào)研)如圖甲為理想變壓器的示意圖，其原、副線圈的匝數(shù)比為41，電壓表和電流表均為理想電表，Rt為阻值隨溫度升高而變小的熱敏電阻，R為定值電阻。若發(fā)電機向原線圈輸入如圖乙所示的正弦交流電。下列說法中正確的是()A變壓器副線圈的交流電壓的表達式為u9sin(100t)VBRt溫度升高時，電流表和電壓表示數(shù)均變大CRt溫度升高時，變壓器的輸入功率變大Dt0.01 s時，穿過線圈的磁通量最小解析：選AC由題圖乙可知交流電壓最大值Um36 V，周期T0.02 s，可由周期求出角速度 rad/s100 rad/s，則可得交流電壓u的表達式U36sin(100t)V，因原副線圈的匝數(shù)比為41可知，變壓器副線圈的交流電壓的表達式為u9sin(100t)V，故A正確；Rt處溫度升高時，阻值減小，電流表的示數(shù)變大，R上的電壓變大，因變壓器副線圈電壓不變，則電壓表示數(shù)減小，根據(jù)PIU可知，副線圈功率變大，則變壓器輸入功率變大，故B錯誤，C正確；t0.01 s時，電壓瞬時值為零，發(fā)電機的線圈平面與磁場方向垂直，磁通量最大，故D錯誤。對點訓練：遠距離輸電8多選如圖所示為遠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B輸電線上的電壓降為UU1C理想變壓器的輸入功率為I12rD輸電線路上損失的電功率為I12r解析：選ABD由于輸電線與用戶間連有一理想變壓器，設用戶端的電壓是U2，則U1I1U2I2，得U2，A正確；輸電線上的電壓降為UUU1，B正確；輸入功率PU1I1，C錯誤；損失的功率P損I12r，D正確。9如圖所示，一個小型水電站，其交流發(fā)電機的輸出電壓U1一定，通過理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠處用戶供電，輸電線的總電阻為R。T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1，它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2；T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3，它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4。下列說法正確的是()A當用戶的用電器增多時，U2減小，U4變大B當用戶的用電器增多時，P1變大，P3減小C輸電線上損失的功率為PD要減小線路的損耗，應增大升壓變壓器的匝數(shù)比，同時應增大降壓變壓器的匝數(shù)比解析：選D交流發(fā)電機的輸出電壓U1一定，匝數(shù)比沒變，根據(jù)，知U2不變，故A錯誤；當用戶的用電器增多時，用戶消耗的電功率變大，則輸入功率增大，即P3變大，故B錯誤；輸電線上損失的功率P，輸電線上損失的電壓U損小于U2，故C錯誤；輸送功率一定時，根據(jù)PUI和P損I2R知，要減小線路的損耗，應增大輸送電壓，又U1一定，根據(jù)，可知應增大升壓變壓器的匝數(shù)比，U3U2IR，U2增大，I減小，所以U3增大，用戶電壓U4不變，根據(jù)知，應增大降壓變壓器的匝數(shù)比，故D正確。對點訓練：兩種特殊的變壓器10多選(2018鹽城適應性考試)如圖甲所示為一理想自耦變壓器，A、B端輸入電壓如圖乙所示，A1、V1和A2、V2分別是接入原線圈和副線圈中的理想交流電流表和電壓表，其示數(shù)分別用I1、U1、I2、U2表示，R為定值電阻，現(xiàn)將滑片P從圖示位置逆時針勻速轉(zhuǎn)動，在P轉(zhuǎn)動過程中，電流表和電壓表示數(shù)均未超過其量程，下列選項中能正確反映I1、I2、U1、U2變化規(guī)律的是()解析：選AC將滑片P從圖示位置逆時針勻速轉(zhuǎn)動的過程中，原線圈輸入電壓不變，電壓表V1示數(shù)U1不變，副線圈匝數(shù)均勻增大，根據(jù)變壓比公式，副線圈輸出電壓U2均勻增大，電壓表V2示數(shù)U2均勻增大，選項A、C正確。電流表測量的是電流有效值，將滑片P從圖示位置逆時針勻速轉(zhuǎn)動的過程中，副線圈輸出電壓U2均勻增大，電阻R中電流均勻增大，電流表A2示數(shù)I2均勻增大，選項D錯誤。根據(jù)輸出功率等于輸入功率，可知輸入電流增大，電流表A1示數(shù)I1增大，或者根據(jù)電流表A1示數(shù)I1為電流有效值，不可能呈正弦變化，選項B錯誤。11.多選如圖所示，在某一輸電線路的起始端接入兩個互感器，原、副線圈的匝數(shù)比分別為1001和1100，圖中a、b表示電壓表或電流表，已知電壓表的示數(shù)為22 V，電流表的示數(shù)為1 A，則()Aa為電流表，b為電壓表Ba為電壓表，b為電流表C線路輸送電功率是220 kWD輸電線路總電阻為22 解析：選BC左側(cè)的互感器原線圈并聯(lián)在輸電線路上，測量的是輸電電壓，所以a為電壓表；右側(cè)的互感器原線圈串聯(lián)在輸電線路上，測量的是輸電電流，b為電流表，選項B正確，A錯誤。電壓表的示數(shù)為22 V，根據(jù)變壓公式，100，輸電電壓為U110022 V2 200 V；電流表的示數(shù)為1 A，根據(jù)變流公式，100，輸電電流為I11001 A 100 A，線路輸送電功率為PU1I1220 kW，選項C正確。根據(jù)題述條件，不能求出輸電線路總電阻，選項D錯誤。考點綜合訓練12如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n231，L1、L2為兩相同燈泡，R、L、D和C分別為定值電阻、理想線圈、理想二極管和電容器，其中C10 F。當原線圈兩端接如圖乙所示的正弦交流電壓時，下列說法中正確的是()A燈泡L1一定比L2暗B電容器C所帶電荷量的最大值為6103CC電容器C充電周期為2102 sD副線圈兩端的電壓有效值為12 V解析：選C原線圈有正弦交流電，則副線圈中也有正弦式交流電。由于L1與電阻相串聯(lián)，而L2與電感器相串聯(lián)，燈泡L1與L2的亮度，取決于電感和電阻的阻礙作用，本題未給條件無法判斷，故A錯誤；電容器與二極管串聯(lián)，含有電容的支路經(jīng)1.0102 s充電后處于斷路狀態(tài)，再經(jīng)過1.0102 s再次充電，則周期為2.0102 s，故C正確；由題意可知，原線圈的電壓的最大值為36 V，由于原、副線圈的匝數(shù)比 n1n231，所以副線圈的電壓最大值為12 V，則有效值為12 V，故D錯誤；二極管具有單向?qū)щ娦裕娙萜鲀啥穗妷旱淖畲笾禐?2 V，所以電容器帶電荷量的最大值為QCU1010612 C1.2104C，故B錯誤。13如圖所示，兩根平行的光滑金屬導軌MN和PQ水平放置，導軌右端接理想變壓器的原線圈，變壓器副線圈與理想電流表、定值電阻構成一閉合電路。質(zhì)量為m的導體棒ab放在導軌上，在水平外力F的作用下從t0時刻開始在圖示兩虛線范圍內(nèi)往復運動，其速度隨時間的變化規(guī)律為vv0sin t。導軌的寬度為L，垂直于導軌平面的勻強磁場的磁感應強度大小為B，定值電阻為R，變壓器線圈匝數(shù)之比n1n212，導體棒和導軌的電阻均不計。求：(1)從t0到t時間內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量Q；(2)從t0到t時間內(nèi)外力F所做的功W。解析：(1)ab棒產(chǎn)生的瞬時電動勢為E1BLvBLv0sin t其有效值為U1BLv0由可得U2U1BLv0從t0到t時間內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量為Qt。(2)從t0到t時間內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量為Q1Q從t0到t時間內(nèi)ab棒動能增加Ekmv02由功能關系可知，外力F所做的功WQ1Ekmv02。答案：(1)(2)mv02