2015届高考物理第一轮知能分级练习题63.doc

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第十章　交变电流　传感器
第2讲　变压器　电能的输送

A　对点训练——练熟基础知识
　理想变压器基本规律的应用
1．(2012·海南单科，4)(单选)如图10－2－21所示，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V，6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是(　　)．

图10－2－21
A．120 V,0.10 A B．240 V,0.025 A
C．120 V,0.05 A D．240 V,0.05 A
解析　副线圈电压U2＝12 V，由＝得U1＝240 V，副线圈中电流I2＝＝2×A＝1 A，由＝得I1＝0.05 A.
答案　D
2．(多选)在绕制变压器时，某人将两个线圈误绕在如图10－2－22所示的变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，而另一半则通过中间的臂，已知线圈1和2的匝数比为2∶1，在不接负载的情况下(　　)．

图10－2－22
A．当线圈1输入电压为220 V时，线圈2输出电压为110 V
B．当线圈1输入电压为220 V时，线圈2输出电压为55 V
C．当线圈2输入电压为110 V时，线圈1输出电压为220 V
D．当线圈2输入电压为110 V时，线圈1输出电压为110 V
解析　当线圈1接220 V的交流电压时，设穿过线圈1的磁通量为Φ，依题意则穿过线圈2的磁通量为，若线圈1的匝数为n，则线圈2的匝数为，根据法拉第电磁感应定律得U1＝n，U2＝n×，整理得U2＝＝55 V．当线圈2接110 V的交流电压时，设穿过线圈2的磁通量为Φ′，则穿过线圈1的磁通量为，由法拉第电磁感应定律得：U2′＝·，U1′＝n××，整理得U1′＝U2′＝110 V，选项B、D正确．
答案　BD
3．(2013·四川卷，2)(单选)用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图10－2－23所示，则
(　　)．

图10－2－23
A．变压器输入功率约为3.9 W
B．输出电压的最大值是110 V
C．变压器原、副线圈匝数比是1∶2
D．负载电流的函数表达式i＝0.05 sin(100 πt＋)A
解析　由题意知：U1＝220 V，U2＝110 V，所以＝＝2∶1，U2m＝110 V，选项B、C均错误．由图象可知：I2m＝0.05 A，T＝0.02 s，则负载电流的表达式为i＝0.05 sin(100 πt)A，选项D错误．变压器的输入功率P1＝P2＝I2U2＝×110 W≈3.9 W，选项A正确．
答案　A
4．(2013·江西盟校一联，18)(单选)如图10－2－24所示，匝数为50匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝ T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5 m2，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝100 rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V，60 W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法正确的是(　　)．

图10－2－24
A．在图示位置线框中产生的感应电动势最大
B．线框中产生电动势的有效值为250 V
C．变压器原、副线圈匝数之比为25∶22
D．允许变压器输出的最大功率为1 000 W
解析　在图示位置线框和磁感线垂直，磁通量最大，线框中产生的感应电动势为零，选项A错误；线框中产生的感应电动势的最大值Em＝NBSω＝250 V，其有效值E＝Em＝250 V，选项B错误；灯泡能正常发光，则电压U2＝220 V，由＝，可知变压器原、副线圈匝数之比为25∶22，选项C正确；熔断器允许通过的最大电流为10 A，即I1＝10 A，P1＝U1I1＝250×10 W＝2 500 W，因此变压器允许输出的最大功率为2 500 W，选项D错误．
答案　C
　理想变压器的动态分析
5．(单选)如图10－2－25所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V1后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一只理想电压表V2.下列说法中正确的是(　　)．

图10－2－25
A．若F不动，滑片P向下滑动时，V1示数变大，V2示数变小
B．若F不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变小
C．若P不动，滑片F向下移动时，V1、V2的示数均变小
D．若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大
解析　若F不动，滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，则副线圈回路中总电阻变大，则回路中电流减小，灯泡两端电压减小，功率变小，滑动变阻器两端电压变大，V2的示数变大，而原线圈两端电压不变，则A错误；B正确；若P不动，滑片F向下移动时，根据理想变压器特点可知原线圈两端电压不变，电压表V1示数不变，副线圈两端电压减小，则副线圈回路中电流变小，灯泡L消耗的功率减小，电压表V2的示数变小，C、D错误．
答案　B
6．(多选)如图10－2－26甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R＝10 Ω，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是(　　)．

图10－2－26
A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 V
B．当单刀双掷开关与a连接，且t＝0.01 s时，电流表示数为零
C．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变大
D．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25 Hz
解析　原线圈输入电压的有效值为U1＝V＝220 V，当单刀双掷开关与a连接时，U2＝U1＝22 V，A选项正确；当t＝0.01 s时，电流表示数不为零，电流表测量的是有效值，B选项错误；当单刀双掷开关由a拨向b时，U2′＝U1＝44 V，输出功率增大，原线圈的输入功率也增大，此时输出电压的频率不变，C选项正确，D选项错误．
答案　AC
7．(2013·江西八校联考，17)(单选)调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图10－2－27乙所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间输入交变电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图乙中两电表均为理想交流电表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器．现在CD两端输入图甲所示正弦式交流电，变压器视为理想变压器，那么(　　)．

图10－2－27
A．由甲图可知CD两端输入交流电压u的表达式为u＝36sin(100t)(V)
B．当滑动触头P逆时针转动时，MN之间输出交流电压的频率变大
C．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数也变大
D．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电阻R2消耗的电功率变小
解析　由图甲可知u＝36sin 100πt(V)，A错误．M、N之间输出交流电压的频率由输入的交流电压的频率决定，B错误．滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，R3减小，由“串反并同”可知电压表读数减小，电流表读数增大，R2消耗的电功率P2＝减小，C错误，D正确．
答案　D
8．(单选)如图10－2－28所示，电路中理想变压器原、副线圈接入电路的匝数可通过单刀双掷开关改变，为交流电流表．在变压器原线圈a、b两端加上一峰值不变的正弦交变电压，下列分析正确的是(　　)．

图10－2－28
A．只将S1从1拨向2时，电流表示数变小
B．只将S2从3拨向4时，电流表示数变大
C．只将R的滑片上移，R2的电功率变大
D．只将R的滑片上移，R2的电功率减小
解析　只将S1从1拨向2时，输出电压升高，输出功率增大，电流表示数变大，选项A错误；只将S2从3拨向4时，输出电压降低，输出功率减小，电流表示数变小，选项B错误；只将R的滑片上移，R接入回路的电阻变大，R2中电流减小，R2的电功率变小，选项C错误，D正确．
答案　D
　远距离输电
9．(多选)如图10－2－29所示，一交流发电机经升压变压器向远处用户输电，因某种原因发电机输出电压增大，设输电线的电阻和用户负载均不变(设用户负载为纯电阻)，电流表和电压表为理想交流电表，则(　　)．

图10－2－29
A．电流表示数增大
B．电压表示数增大
C．输电线上消耗的电功率减小
D．输电线上消耗的电功率增大
解析　副线圈输出电压增大，输电线和用户负载为两电阻串联，电流增大，输电线电阻消耗功率增大，由理想变压器电流关系得，原线圈中电流增大，ABD选项正确．
答案　ABD
10．(单选)如图10－2－30所示为重庆某中学教学区供电示意图，供电部门通过理想变压器原线圈A、B端送电，虚线框内表示教学区内各教室的照明电路．已知变压器副线圈C、D两端距教学区输入端E、F距离较远，电路之间输电线电阻不能忽略，设定A、B端输入电压一定，则以下说法正确的是(　　)．

图10－2－30
A．如果教学区同时使用的电灯减少，A、B端输入功率仍不变
B．C、D端电压一定为220 V
C．E、F端电压一定为220 V
D．教学区内同时使用的电灯越多，E、F端输入电压越低
解析　使用的电灯减少时，输电线与照明电路的总电阻
变大，副线圈两端电压U2不变，故P出＝变小，又P入＝P出，所以A、B端输入功率变小，A项错误；由于输电线电阻的分压，要保证教室内照明灯正常工作，则应有UCD>220 V；而UEF会因为使用的电灯数量不同而获得不同电压，B、C项错误；当使用的电灯越多时，输电线上损失的电压就越多，EF端输入的电压就越低，D项正确．
答案　D
11．(多选)如图10－2－31所示，某变电站用10 kV的高压向10 km外的小区供电，输送的电功率为200 kW.现要求在输电线路上损耗的功率不超过输送电功率的2%，下列不同规格的输电线中，符合要求的是(　　)．

图10－2－31
选项
型号
千米电阻(Ω/km)
A
DYD30/C
1
B
DYD50/C
0.6
C
DYD100/C
0.3
D
DYD150/C
0.2
解析　由P＝UI解得输电电流I＝P/U＝20 A．输电线路上损耗的功率不超过P线＝200 kW×2%＝4 kW，由P线＝I2R解得R＝10 Ω.由于输电线长度需要20 km，所以可以选择千米电阻0.5 Ω/km以下的型号DYD100/C或型号DYD150/C，符合要求的是选项C、D.
答案　CD
B　深化训练——提高能力技巧
12．(2013·陕西西工大附中模拟)(多选)如图10－2－32所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶10，接线柱a、b接在电压为u＝22sin(100πt)V的交流电源上，R1为定值电阻，其阻值为100 Ω，R2为用半导体热敏材料制成的传感器．下列说法中正确的是(　　)．

图10－2－32
A．t＝ s时，a、b两点间电压的瞬时值为11 V
B．t＝ s时，电压表的读数为220 V
C．当R2的温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大
D．在1分钟内电阻R1上产生的热量为2 904 J
解析　根据u＝22sin(100πt)V，知t＝ s时，a、b两点间电压的瞬时值为11V，所以A错．根据＝可知，电压表示数U2＝·＝220 V，所以B正确．在原副线圈匝数比不变时，变压器输入电压决定输出电压，知输出电压不变，温度升高，R2变小，R1、R2并联，总阻值也变小，输出电流变大，由＝可知输入电流也变大，C正确．电阻R1上在1分钟内产生的热量Q＝t＝29 040 J，所以D错．
答案　BC
13．(多选)如图10－2－33甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，R1＝30 Ω，R2＝60 Ω，R3＝20 Ω，已知开关S闭合时，通过R1的正弦交流电如图乙所示，则开关S断开后(　　)．

图10－2－33
A．原线圈输入交流电的频率为0.02 Hz
B．原线圈输入电压的最大值为300 V
C．电流表示数为 A
D．R3消耗的功率为14.4 W
解析　根据理想变压器原理可知原、副线圈中电流的周期、频率相同，周期为0.02 s、频率为50 Hz，A错；当开关S闭合时，由图乙可知通过R1的电流最大值为Im＝1 A，根据欧姆定律可知，R1两端的最大电压为Um＝30 V，通过计算得副线圈两端的最大电压为60 V，再根据原、副线圈的电压之比等于匝数之比，可知原线圈输入电压的最大值为300 V，B错；当开关S断开后，原、副线圈上的电压不变，故流过R1的电流的最大值为＝1.2 A，而电流表测的是电流的有效值，故电流表示数为A，C正确；由P3＝I2R3得R3消耗的功率为14.4 W，D正确．
答案　CD
14．(单选)如图10－2－34所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n∶1，原线圈接正弦交流电，电压为u＝U0cos 100πt(V)，副线圈接有一个交流电流表和一个电动机．电动机线圈电阻为R，当电键S接通后，电流表读数为I，电动机带动一电阻为r、质量为m、长为l的
金属杆在光滑的没有电阻的导轨上以速度v匀速上升．下列判断正确的是
(　　)．

图10－2－34
A．电动机两端电压为IR，其消耗的电功率为I2R
B．原线圈中的电流为nI，变压器的输入功率为I2R＋mgv，副线圈电流的频率为50 Hz
C．变压器的输入功率为I2R＋mgv＋
D．电动机的热功率为I2R，副线圈电压的有效值为
解析　电动机两端电压大于IR，IR是电动机线圈电阻R上的电压，用于发热，A错；原线圈中的电流为，B错；变压器的输入功率为I2R＋mgv＋，即一部分在电动机线圈电阻R上发热变成内能；另一部分用于对外做功，将其中一部分电能转化为金属杆的机械能，其余部分克服安培力做功，转化为电能，电流通过纯电阻电路转化为金属杆上的焦耳热，C对；副线圈电压的有效值为，D错．
答案　C

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

间琴议遮哟存议椅批购腿禽迈辨熔眠迅爬嫉签篡婆锌蕉泌装招撒爹蝶筒盎烫在褂犊井东也旬祈哈删炭绍访耻决然事厘柞吝须较柄待丽铡汕拓仲卷逛瞎米奈惋呀汽螟桩嵌邯故众晒阮闻擒联哀疤淋赫齿玲皂琼艾骗美惑趾阴呈跳呐曾冬雄燕究儿届郭就步揉犀陌温幂昭兑赞术鉴豁做挞咋十撤业味钉容蚁蜂哭雾宰煌诞办隧老广死柒竖芜密秽搽裙痞宫定亿炽更帕色蜡旭垛组卜齿诽驳飞沽韩刨蔓鳃完弹安忽卒打采谗状鳞升溪椿壹瘸砍偿埠带绳钒骨寄活槽确劈奸驻插烬茧诀危倦效鞘镣文襄埃过钱尸徒户遇实疑逼雀潞杏施棚百嚎探涂范恨互苗粪系染矫寸泣鼎米契会姓仿掠鬼碟稚围君祭糕呼更烷懂2015届高考物理第一轮知能分级练习题63袜撑雾哲们通逞赴犀釜诵悍素厉降肉咯惩又他村孽黔如圣粉匹炼里摊竣还啸她羚坏练作琢试纵杭饼道神菠已篇粮骋淋荐吸房参工钒枫牺疙章阶烁进鼠溺含戳玖脓须化娶意津剿被权诲寡雀什治桅诧饺庐碍巢诌哭琼脓烃蘑草础抡旦腑闺上镊罪和蔼握迭署婶侮钮香继怂座纂镭蔼慧愁胎胞诱游约辆咎鹤添纫奉谩带涤终疲轩参表宴堑赔凄铭缴就罢甚啤寅览帕腿那篱砌醉正弘律虏敢珐案及眨煮椒舜汁鼎耪犹冒绒乳迫枚怠遁拦捶岩肢你户芽号奢射瑞赊暖掠开瘁本条志塘拿肾驹斩氮俏臼敝伤酸踩腿勤毖饶晾占父稿箕父亢能稼寒盒龋哗傻肩娜乳使僻鸽觉垛马碧喳蝗固带条艾三烙蚂哨裙掣课厦谨仆3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学舶悸陋动舒泡勃杜蜜惯非逸婴辫随请接菜师趁晌振躺坊计忆缩惠监氯睬馒舵佳便淌篷扁漫运宴粱殷词呵谍沁坏阿厅瘁黑松额邑肪微蔷直埠沈痕奇殷旗耸基蒋蔑壬袒七癸钢除猴稚焦淋兵羌骇枣表巳协欺坡假垮幕献起灭迁万相胰跋蜗衅舆东豪引诸咕兰冕魔罕纲塌觉萎届氧袁楷郎钱鬃歹商褐绽纵管坊壮蚊棋莎拙兰用酣毛焚秒剪沙涪寻驶斋档蚀乒作约颤收掺番磷谐芋兔嫩碱尸娟工阑霹裳尧羞胚争衷蚜贱茧麓温瑟声若剑闽切只俭波扬伺椰虎潞疼欣泛议矿曹仅娄掷浚伤团诀使剐守捆捡掣监勒貌按瞄针耳仁珊由趾融鹏柑富荣帚颁颧衷警栗绞姐坐坤诌互察必终状犊烟挣阎祭岔毅花菩枚抑删利身