2020-2021学年高二物理寒假自主复习作业：沪科版（2019）选择性必修第二册3.4变压器为什么能改变电压

2020-2021学年高二寒假自主复习作业：物理沪科版（2019）选择性必修第二册3.4变压器为什么能改变电压
一、单选题
1．如图（a）所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1：n2=1：5，定值电阻R1的阻值为10，滑动变阻器R2的最大阻值为50，定值电阻R3的阻值为10，图中电表均为理想电表。原线圈输入如图（b）所示的交变电流，其有效值不随负载变化。当滑动变阻器接入电路的阻值由50减小到0的过程中（　　）
A．电流表的示数为5A
B．通过R2的电流减小
C．电压表的示数减小
D．R2和R3的总电功率先增大后减小
2．如图，理想变压器原线圈匝数为1100匝，接有一阻值为R的电阻，电压表V1示数为110.0V。副线圈接有一个阻值恒为RL的灯泡，绕过铁芯的单匝线圈接有一理想电压表V2，示数为0.10V。已知RL：R=4：1，则副线圈的匝数为（　　）
A．225
B．550
C．2200
D．4400
3．科学中心某款手摇点火器原理如图所示。当钢针和金属板间瞬时电压超过5000V时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度B大小为0.2T，手摇发电机线圈的面积为0.25m2，共50匝，不计内阻。变压器为理想变压器，其原副线圈匝数比为1：100。下列说法正确的是（　　）
A．线圈转速等于2r/s时，点火器可以产生电火花
B．线圈转速等于4r/s时，点火器可以产生电火花
C．电压表的示数为5V时，点火器可以产生电火花
D．电压表的示数为25V时，点火器可以产生电火花
4．远距离输送一定功率的交流电，若输送电压提高到n倍，则（
）
A．输电线上的电压损失增大
B．输电线上的电能损失增大
C．输电线上的电压损失不变
D．输电线上的电功率损失减少到原来的
5．如图所示为某山区小型发电站输电示意图，发电厂提供U=311sin100πt（V）的交流电通过变压器升压后进行高压输电，接近用户时再通过降压变压器降压给用户供电，用户端得到的电压为220V，图中高压输电线总电阻为R，电压表是理想交流电表，下列有关描述正确的是（　　）
A．若所有用户都将开关断开，则电压表示数为零
B．将条形磁铁N极靠近通电白炽灯，灯丝的振动频率为100Hz
C．深夜开灯时，灯特别亮是因为高压输电线上的电压损失减小
D．升压变压器的原副线圈匝数比值与降压变压器的原副线圈匝数比值的乘积为1
6．如图，理想变压器的原线圈与二极管一起接在交流电源上，副线圈接有的电阻，原、副线圈匝数比为2：1，假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，电流表为理想电表。则（　　）
A．副线圈的输出功率为220W
B．原线圈的输入功率为
C．电流表的读数为
D．副线圈输出的电流方向不变
7．图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙（正弦式）所示。灯泡额定电压为15V，额定功率为15W，其阻值RL与电流正相关，变化范围，定值电阻，滑动变阻器R的最大阻值为。为保证灯泡不致烧坏，滑动变阻器从最大阻值逐渐调小，在此调节过程中，下列说法正确的是（　　）
A．无论如何，灯泡都无法调至额定功率
B．灯泡能调到额定功率，此时R的功率为10W
C．当时，电阻R1的功率最大
D．当时，灯泡与滑动变阻器的功率之和最大
8．如图所示，一理想变压器原线圈连接正弦交流电源、电阻R1和电流表A1，副线圈连接电压表V、电流表A2和滑动变阻器R2，电路中电表均为理想电表，将滑动变阻器R2的滑片向下滑动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．电压表V示数不变
B．电流表A1示数变小
C．电流表A2示数变小
D．电流表A1与电流表A2示数比值不变
9．如图所示为某小型电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率为20kW。在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为，电流表的示数为1A，输电线的总电阻为10Ω，则下列说法错误的是（　　）
A．采用高压输电可以减小输电线中的电流
B．升压变压器的输出电压
C．用户获得的功率为19kW
D．将P下移，用户获得的电压将增大
10．一理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值均为100Ω的电阻RA、RB，输入端接有电压u=220sin100πtV的交流电，如图所示。则（　　）
A．RA、RB功率之比为4：1
B．通过RA的电流为2.2A
C．RB两端电压为110V
D．RA两端电压为44V
11．如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，其电动势为u=220sin100πt（V），交流电源电阻为r=10Ω，定值电阻R0=100Ω与原线圈并联，滑动变阻器R与副线圈串联，滑动变阻器的最大值为Rm=30Ω，已知变压器的原副线圈的匝数之比为2：1，电流表和电压表均为理想交流电流表。滑动变阻器的滑动触头由最上端下向下缓慢移动到某位置时，开关S分别接a、b，电源输出功率相等，下列说法正确的是（　　）
A．开关接a时，电流表的示数为2A
B．开关接b时，电压表的示数为110V
C．电源的输出功率相等时，滑动变阻器的阻值可能为R=25Ω
D．副线圈消耗的功率最大时，滑动变阻器的阻值为R=10Ω
12．风是没有公害的能源之一，而且它取之不尽，用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。如图甲为风力发电的简易模型，发电机与一理想变压器的原线圈相连，变压器原、副线圈匝数分别为500匝和1000匝，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁体转动，转速与风速成正比，某一风速时，变压器原线圈两端电压随时间变化的关系图像如图乙所示，则（　　）
A．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为
B．电压表V1的示数是100V
C．断开开关K，电压表V2的示数是0
D．风速加倍时，变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为
13．如图所示，理想变压器原线圈接正弦交流电，电表为理想电表，为热敏电阻（阻值随温度升高而减小），则（　　）
A．温度升高，电流表示数变大
B．温度升高，电压表的示数变小
C．开关由切换到，电压表示数不变
D．开关由切换到，电流表示数变大
14．大电流发生器是电力、电气行业在调试中需要大电流场所的必需设备，一般采用调压器输出端接升流器输入端、升流器输出端接试验回路的方法进行电流升流，原理如图所示。T1为自耦调压器，
P为调压滑动触头；T2为升流器，与触头1连接时原，副线圈匝数的比值为，为试验回路的等效电阻，忽略其他电阻与感抗等因素的影响，调压器与升流器均视为理想变压器。当端接入电压为的交变电流时，以下说法正确的是（　　）
A．大电流发生器不仅可以提高试验回路的电流还可以提高试验回路中电流的频率
B．保持与触头2连接，仅把滑动触头P向下滑动，可以获得更大的电流
C．保持滑动触头P位置不变，仅将触头2转换至触头1，可以获得更大的电流
D．将滑动触头P置于中间位置且与触头1连接，试验回路的电流为调压器输入端的倍
二、解答题
15．某小型发电站发电机的输出功率为40kW，输出电压为350V，通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为10Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。已知降压变压器的匝数比为n3：n4=90：11，不计变压器的损耗。求：
(1)降压变压器的输入电压；
(2)输电线上的电流；
(3)用户端得到的电功率；以及升压变压器原、副线圈匝数比。
16．当变压器一个线圈的匝数已知时，可以用下面的方法测量其他线圈的匝数∶把被测线圈作为原线圈，用匝数已知的线圈作为副线圈，通入交流，测出两线圈的电压，就可以求出被测线圈的匝数。已知副线圈有400匝，把原线圈接到220V的线路中，测得副线圈的电压是55V，求原线圈的匝数。
17．如图所示，理想变压器原线圈中输入电压，副线圈两端电压为，输出端连有完全相同的两个灯泡和，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数求：
(1)原线圈等于多少匝？
(2)当开关S断开时，电流表的示数则电流表的示数为多少？
(3)当开关S闭合时，电流表的示数等于多少？
18．小型水力发电站的发电机输出功率为24.5
kW，输出电压为350
V，输电线总电阻为4
Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220
V，所以在用户处需安装降压变压器。求：
(1)输电线上的电流。
(2)升压变压器的原、副线圈的匝数之比。
参考答案
1．C
2．C
3．B
4．D
5．C
6．C
7．D
8．D
9．D
10．D
11．C
12．D
13．A
14．D
15．(1)1800V；(2)20A；(3)36kW，7：40
16．1600匝
17．(1)1100匝；(2)1A；(3)2A
18．(1)17.5A；(2)