高考物理一轮总复习课时规范练47 理想变压器 电能的输送.docVIP

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课时规范练47理想变压器电能的输送

《课时规范练》P444

一、基础对点练

1.(理想变压器的基本计算)(广东卷)某同学设计了一个充电装置,如图所示。假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交变电流,周期为0.2s,电压最大值为0.05V。理想变压器原线圈接螺线管,副线圈接充电电路,原、副线圈匝数比为1∶60。下列说法正确的是()

A.交变电流的频率为10Hz

B.副线圈两端电压最大值为3V

C.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关

D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率

答案:B

解析:交变电流的频率为f=1T=5Hz,选项A错误;根据U1U

2.(非理想变压器的理解及计算)(多选)(湖北卷)近年来,基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用,其简化的充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100,接收线圈的匝数为50。若工作状态下,穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%,忽略其他损耗,下列说法正确的是()

A.接收线圈的输出电压约为8V

B.接收线圈与发射线圈中电流之比约为22∶1

C.发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同

D.穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同

答案:AC

解析:根据题意可知n1n2=80%U

3.(理想变压器的动态分析)如图所示,变电所为市区用户供电的示意图。变压器的输入电压是电网的电压,负载变化时电网电压波动极小,可视为不变。变压器可视为理想变压器,其变压比通过P可调,输电线的电阻为R0,则下列判断错误的是()

A.当用户增多负载增大时,用户获得的电压会有所降低

B.当用户增多负载增大时,R0的功率会增大

C.当用户增多负载增大时,为了使用户获得的电压稳定在220V应将P适当上调

D.当用户增多负载增大时,为了使用户获得的电压稳定在220V应将P适当下调

答案:D

解析:设变压器输入电压为U1,输出电压为U2,用户电压为U3,当P不动,则U2不变,随着用户增多负载增大时,电路总电阻变小,干路总电流增大,根据U0=IR0可知,R0分得的电压增大,根据P0=I2R0可知,R0的功率会增大,根据U3=U2-U0可知,用户获得的电压会有所下降,故A、B正确;根据U1U2=n1n2可得U2=n2n1U1,则可知U

4.(远距离输电)如图所示,远距离输电示意图,升压变压器的原、副线圈匝数比为k1,降压变压器的原、副线圈匝数比为k2,交流电源的输出电压有效值不变。当用电器消耗的总功率为P时,其两端的电压为U,已知输电线电阻为r,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,则输电线上损失的功率为()

A.P2r

C.k12

答案:A

解析:用电器消耗的总功率为P=I4U,由理想变压器原、副线圈中的电流之比与原、副线圈匝数之比的关系可知I线I4=n

5.(理想变压器的动态分析)如图所示,理想调压变压器输入端接正弦式交流电源,L是灯泡,C是电容器,P是与线圈接触良好的滑片,S是开关,电表均为理想交流电表。下列说法正确的是()

A.S接a,从M点至N点缓慢滑动P,电流表A的示数将减小

B.S接a,从M点至N点缓慢滑动P,灯泡的亮度将增大

C.S接b,从M点至N点缓慢滑动P,电压表V的示数不变

D.S接b,从M点至N点缓慢滑动P,电容器两极板带电性质交替变化的频率将减小

答案:A

解析:S接a,从M点至N点缓慢滑动P,根据U1U2=n1n2,n2减小,U

二、素养综合练

6.(多选)(山东菏泽模拟)如图所示,一个匝数N=20、电阻r=1Ω的矩形线圈,以固定转速50r/s在匀强磁场中旋转,从图示位置开始计时,其产生的交变电流通过一匝数比n1∶n2=20∶3的理想变压器给副线圈电路供电,定值电阻R1=10Ω,R2=5Ω,R=1Ω;灯泡L的电阻恒为10Ω,额定电压为24V,灯泡正常工作。下列说法正确的是()

A.电阻R消耗的电功率为2.25W

B.穿过线圈平面的最大磁通量为11100π

C.矩形线圈的热功率为0.1296W

D.t=0时刻流过线圈的电流为零

答案:ACD

解析:灯泡L的电阻恒为10Ω,额定电压为24V,灯泡正常工作,根据欧姆定律IL=ULRL=2.4A,则IR1=0.9A,IR=1.5A,因此PR=IR2R=2.25W,A正确;以固定转速50r/s在匀强磁场中旋转,则ω=2πn=100πrad/s,副线圈电路电压U2=IR1R1+UL=33V,根据变压器电压关系n1n2=U1U2=203,则U

7.如图甲所示,一种自耦变压器(可视为理想变压器)的结构示意图,线圈均匀绕在圆环形铁芯上,滑动触头P处在某一位置,在BC间接一个理想交流