高中物理鲁科版选修3-2变压器　电能的输送　传感器章末测试 Word版含解析

　变压器　电能的输送　传感器
一、单项选择题
1.(2018·江苏省扬州市高三第一次模拟考试)某理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶2，原线圈接在1.5 V的干电池上，则副线圈两端电压为(　　)
A.3 V B.1.5 V C.0.75 V D.0 V
解析　原线圈为直流电，选项D正确。
答案　D
2.(2015·江苏单科，1)一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220 V交变电流改变为110 V。已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为(　　)
A.200 B.400 C.1 600 D.3 200
解析　根据变压器的变压规律＝得，n2＝n1＝×800＝400，选项B正确。
答案　B
3.(2017·南京三模)在如图1所示电路中，R2为光敏电阻。合上开关S，用较弱光照射R2，电压表读数为U0，电流表读数为I0；用较强光照射R2，电压表读数为U1，电流表读数为I1；用更强光照射R2，电压表读数为U2，电流表读数为I2。令k1＝，k2＝，则k1、k2的关系为(　　)
图1
A.k1>k2 B.k1＝k2
C.k1解析　由闭合电路欧姆定律U＝E－Ir可知＝r即电源内阻，为定值。选项B正确。
答案　B
4.(2018·南京市高三年级学情调研)图2甲、乙电路输入交变电流的电压u相同，图乙中理想变压器的原、副线圈的匝数分别为n1和n2，若要求甲、乙电路原线圈中电流i相同，则n1、n2、R1、R2应满足的关系是(　　)
图2
A.n1R1＝n2R2 B.n2R1＝n1R2
C.nR1＝nR2 D.nR1＝ nR2
解析　甲图中，i＝，在乙图中，由变压器变压关系可知U2＝U，＝＝，又i2＝，故i＝i2＝，所以有＝，可见nR1＝nR2，D正确。
答案　D
5.(2018·江苏东台创新学校12月月考)如图3是远距离输电的示意图，下列说法正确的是(　　)
图3
A.a是升压变压器，b是降压变压器
B.a是降压变压器，b是升压变压器
C.a的输出电压等于b的输入电压
D.a的输出电压等于输电线上损失的电压
解析　因能量损失与输送电压的平方成反比，故为减小电路能量损耗，要用高压送电，到用户要进行降压，a为升压变压器，b是降压变压器，故A项正确，B项错误；因电路导线有电阻，会有电压损失，故a的输出电压要大于b的输入电压，且a的输出电压减去输电线上的损失电压等于b的输入电压，故C、D项错误。
答案　A
6.(2018·江苏省苏锡常镇高三第二次模拟)钳形电流测量仪的结构如图4所示，其铁芯在捏紧扳手时会张开，可以在不切断被测载流导线的情况下，通过内置线圈中的电流值I和匝数n获知载流导线中的电流大小I0，则下列有关该钳形电流测量仪的说法正确的是(　　)
图4
A.该测量仪可测量直流电的电流
B.载流导线中电流大小I0＝
C.若钳形部分铁芯没有完全闭合，测量出的电流将小于实际电流
D.若将载流导线在铁芯上多绕几匝，钳形电流测量仪的示数将变小
解析　钳形电流测量仪是根据变压器的原理工作，是利用交变电流的互感，选项A错误；原、副线圈电流之比等于线圈匝数之反比，＝，所以I0＝nI，选项B错误；若部分铁芯没有完全闭合，在变压的过程中会出现漏磁，副线圈功率变小，IR变小，I测变小，选项C正确；若将载流导线在铁芯上多绕几匝，相当于原线圈的匝数变多，钳形电流测量仪的示数将变大，选项D错误。
答案　C
7.(2019·扬州第一学期期末)如图5所示为一理想变压器，原线圈接在输出电压为u＝U0sin ωt的交流电源两端。电路中R0为定值电阻，V1、V2为理想交流电压表，A1、A2为理想交流电流表。现使滑动变阻器R的滑动触头P向上滑动，下列说法正确的是(　　)
图5
A.电压表V1与V2示数的比值将变大
B.电流表A1与A2示数的比值将变小
C.电压表V1与电流表A1示数的比值变大
D.电压表V2与电流表A2示数的比值变小
解析　由于变压器电压之比等于线圈匝数之比，因此电压表之比一定等于线圈匝数之比，故A项错误；由于只有一个副线圈，因此电流之比一定等于线圈匝数的反比，故两电流表的比值不变，故B项错误； 滑动变阻器R的滑动触头P向上滑动，则滑动变阻器接入电阻增大，由欧姆定律可知，电流表A2示数减小，电流表A1示数也减小，而电压表V1示数不变，与电流表A1示数的比值变大，故C项正确；滑动变阻器R的滑动触头P向上滑动，则滑动变阻器接入电阻增大，由欧姆定律可知，电压表V2与电流表A2示数的比值变大，故D项错误。
答案　C
8.(2018·扬州模拟)某一火警报警系统原理图如图6所示，报警器未画出，a、b接在电压u＝311sin(314t) V的正弦交流电源上，Rt为用半导体热敏材料制成的传感器，Rt的电阻值随温度升高而减小。下列说法正确的是(　　)
图6
A.电压表V的示数为311 V
B.电容器C的电容增大，灯L变暗
C.Rt所在处出现火警时，电流表A的示数增大
D.Rt所在处出现火警时，变压器输入功率减小
解析　电压表显示的是有效值，示数为220 V，选项A错误；电容器的电容越大其对交变电流的阻碍就越小，灯L应该变亮，Rt所在处出现火警，则温度升高，电阻的阻值变小，副线圈两端电压不变，电阻减小，变压器输出的功率会变大，副线圈中电流变大，原线圈中电流变大，选项C正确，B、D错误。
答案　C
二、多项选择题
9.(2018·江苏省南通市高考全真模拟)如图7所示，两个标有“20 V　10 W”字样的灯泡A、B和线圈L接在变压器的副线圈上，当变压器原线圈接上电压u＝220sin(100πt) V的正弦交变电流时，灯泡A正常发光。则下列说法正确的是(　　)
图7
A.A上电流的变化周期为0.02 s
B.变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶2
C.若将软铁棒插入线圈，灯泡B变亮，灯泡A变暗
D.若将软铁棒插入线圈，变压器的输入功率变小
解析　由T＝得出T＝0.02 s，选项A正确；由电压与匝数成正比得出＝＝＝，选项B错误；将铁棒插入线圈后，线圈感抗变大，A亮度不变，B变暗，选项C错误；副线圈中电流变小，变压器输出功率变小，输入功率也变小，选项D正确。
答案　AD
10.(2018·江苏如皋市高三教学质量调研)如图8甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，、R和L分别是电压表、定值电阻和电感线圈，D1、D2均为灯泡。已知原线圈两端电压u按图乙所示正弦规律变化，下列说法正确的是(　　)
图8
A.电压表示数为62.2 V
B.电压u的表达式u＝311sin 100πt(V)
C.仅增大电压u的频率，电压表示数增大
D.仅增大电压u的频率，D1亮度不变，D2变暗
解析　根据乙图可知，原线圈电压的最大值为311 V，则有效值U1＝＝220 V，根据理想变压器电压与匝数成正比得＝＝，解得U2＝44 V，所以电压表示数为44 V，故选项A错误；根据乙图可知，原线圈电压的最大值为311 V，ω＝＝100π rad/s，则电压u的表达式u＝311sin 100πt(V)，故选项B正确；原线圈电压不变，线圈匝数不变，仅增大电压u的频率，电压表示数不变，则D1亮度不变，电感线圈通低频阻高频，则频率越大，阻碍作用越大，所以D2变暗，故选项C错误，D正确。
答案　BD
11.(2018·江苏省镇江市高三模拟)某发电机输出的交流电压如图9所示，经理想变压器升压后向远处输送，最后经理想变压器降压后输送给用户。则下列说法中正确的是(　　)
图9
A.发电机输出交流电压的有效值为500 V
B.用户获得的交流电压频率为50 Hz
C.若增加用户用电负载的数量，输电线上损失的功率将增加
D.若增加升压变压器原线圈的匝数，输电线上损失的功率将减小
解析　交流电压的有效值为 V＝250 V，选项A错误；交流电压的周期为0.02 s，对应频率为50 Hz，选项B正确；增加用户负载的数量，电路中消耗的功率变大，电流变大，输电线上电流变大，损失的功率增加，选项C正确；增加升压变压器原线圈的匝数，副线圈两端电压变小，输送功率一定时，输电线中电流变大，损失的功率增加，选项D错误。
答案　BC
12.(2018·江苏南京高三下学期第三次模拟)如图10甲所示，不计电阻的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原、副线圈匝数比为1∶10的理想变压器给一灯泡供电，灯泡上标有“220 V　22 W”字样，如图丙所示，则(　　)
图10
A.t＝0.01 s时刻穿过线框回路的磁通量为零
B.灯泡中的电流方向每秒钟改变100次
C.灯泡正常发光
D.电流表示数为 A
解析　由图乙可知，当0.01 s时，感应电动势为零，则此时穿过线框回路的磁通量最大，故A项错误；由图可知，交流电的周期为0.02 s，则f＝＝50 Hz，所以灯泡中的电流方向每秒钟改变100次，故B项正确；原线圈输入电压的有效值为22 V，则副线圈的电压为22×10 V＝220 V；由P＝UI可知，副线圈电流I2＝0.1 A，则I1＝1 A，灯泡正常发光，故C项正确，D项错误。
答案　BC
13.(2018·前黄中学检测)如图11甲是远距离输电线路示意图，图乙是用户端电压随时间变化的图象，则(　　)
图11
A.发电机产生的交流电的频率是50 Hz
B.降压变压器输出的电压有效值是340 V
C.输电线的电流仅由输送功率决定
D.仅增加升压变压器的副线圈匝数，其他条件不变，输电线上损失的功率减小
解析　由题图乙可知交流电的周期T＝0.02 s，则频率f＝＝50 Hz，变压器不改变交流电的周期与频率，则A项正确；由题图乙可知Um＝340 V，有效值U＝<340 V，则B项错误；输电线的电流由输送功率和输送电压共同决定，则C项错误；当仅增加升压变压器的副线圈匝数时，则输电电压增大，由P＝UI可知，输电电流减小，再由P＝I2R可知输电线上损失的功率减小，则D项正确。
答案　AD
14.(2018·镇江市高三第一次模拟)如图12所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝22∶5，电阻R1＝R2＝25 Ω，D为理想二极管，原线圈接u＝220sin(100πt)V的交流电，则(　　)
图12
A.此交流电的频率为100 Hz
B.电阻R1两端的电压为50 V
C.通过电阻R2的电流为 A
D.变压器的输入功率为150 W
解析　根据表达式可知ω＝100π，根据ω＝2πf得交流电的频率为f＝＝Hz＝50 Hz，故A错误；原线圈电压有效值为U1＝＝220 V，则根据变压器匝数比可得副线圈电压为U2＝U1＝×220 V＝50 V，选项B正确；二极管具有单向导电性，流过二极管中的交流电只有半个周期可以通过，根据电流的热效应得·＝T，解得U′＝25V，根据欧姆定律得通过R2的电流为IR2＝＝ A＝ A，故C正确；电阻R1消耗功率为PR1＝＝ W＝100 W，电阻R2消耗功率为PR2＝IR2＝()2×25 W＝50 W，则原线圈输入功率为P＝P1＝PR1＋PR2＝100 W＋50 W＝150 W，故D项正确。
答案　BCD