1、第十一章 交流电 传感器第二讲 变压器 电能的输送课时跟踪练A 组 基础巩固1(2015江苏卷 )一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220 V 交变电流改为 110 V，已知变压器原线圈匝数为 800，则副线圈匝数为( )A200 B400C 1 600 D3 200解析：根据变压器的变压规律 ，可求副线圈匝数为U1U2 n1n2400，所以选项 B 正确答案：B2.(2015广东卷 )如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头 P，使输出电压有效值由 220 V 降至 110 V调节前后( )A副线圈中
2、的电流比为 12B副线圈输出功率比为 21C副线圈的接入匝数比为 21D原线圈输入功率比为 12解析：通过调节触头 P，使输出电压有效值由 220 V 降至 110 V，输出电压减少为原来的一半，根据欧姆定律 I ，在电阻不变UR时，调节前后副线圈输出电流之比为 I2 前 I2 后 U 2 前 U 2 后21，选项 A 错误；根据理想变压器原理 U1U 2n 1n 2，在原线圈电压和匝数不变的情况下，副线圈接入匝数也应该变为原来的一半，接入匝数比 n2 前 n 2 后 U 2 前 U 2 后 21，选项 C 正确；根据功率 P UI，得到调节前后副线圈输出功率之比 P2 前 P 2 后 U 2
3、 前I2 前 U2 后 I2 后 41，选项 B 错误；原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，所以原线圈的输入功率之比 P1 前 P 1 后 P 2 前 P 2 后41，选项 D 错误答案：C3(多选 )在远距离输电时，输送的电功率为 P，输电电压为U，所用导线电阻率为 ，横截面积为 S，总长度为 l，输电线损失的电功率为 P，用户得到的电功率为 P 用 ，则下列关系式中正确的是( )AP BPU2S l P2 lU2SC P 用 P DP 用 PU2S l (1 PlU2S)解析：输电线电阻 R ，输电电流 I ，故输电线上损失的lS PU电功率为 PI 2R ，用户得到的电功率为 P 用(
4、PU)2 lS P2lU2SP PP ，故选项 B、D 正确(1 PlU2S)答案：BD4(2018九江模拟 )如图所示，半径为 L1 m 的金属圆环，其半径 Oa 是铜棒，两者电阻均不计且接触良好今让 Oa 以圆心 O为轴，以角速度 10 rad/s 匀速转动，圆环处于垂直于环面、磁感应强度为 B2 T 的匀强磁场中从圆心 O 引出导线，从圆环上接出导线，并接到匝数比为 n1n 214 的理想变压器原线圈两端则接在副线圈两端的理想电压表的示数为( )A40 V B20 VC 80 V D0解析：由于 Oa 以圆心 O 为轴，以角速度 10 rad/s 匀速转动，产生恒定的感应电动势，变压器铁
5、芯中磁通量不变，接在副线圈两端的理想电压表的示数为 0，选项 D 正确答案：D5远距离输电线路的示意图如图所示若发电机的输电电压不变，则下列叙述中正确的是( )A升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定C当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大D升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压解析：变压器中电流、功率由副线圈决定，故 A、B 错误；当用户用电器的总电阻减小时，导致电流增大，输电线上损失的功率增大，故 C 正确；由于输电线上有电压损失，故 D 错误答案：C6(2018潍坊模拟 )如图甲所示为一自耦变压器，变压
6、器的原线圈 AB 端输入电压如图乙所示，副线圈电路中定值电阻 R011 ，电容器 C 的击穿电压为 22 V，移动滑片 P 使电容器刚好不会被击穿，所有电表均为理想电表，下列说法正确的是( )A电压表的示数为 220 VB原、副线圈的匝数比为 101C电流表的示数等于通过电阻 R0 的电流D原线圈 AB 端输入电压的变化规律为 u311sin t (V)解析：由题图乙知电压的有效值即电压表的示数为 220 V，选项 A 正确；电容器的耐压值为交流最大值，有效值为 V11 222 2V，所以原、副线圈的匝数比为 10 1，选项 B 错误；电容器通2交流电，所以电流表的示数大于通过电阻 R0 的电
7、流，选项 C 错误；由题图乙知交流电的周期为 0.02 s，所以角速度为 100 rad/s，原线圈 AB 端输入电压的变化规律为 u311sin 100t (V)，选项 D 错误答案：A7(2018咸阳模拟 )如图所示，一理想变压器原线圈输入正弦式交流电，交流电的频率为 50 Hz，电压表示数为 11 000 V，灯泡 L1与 L2 的电阻相等，原线圈与副线圈的匝数比为 n1n 2501，电压表和电流表均为理想电表，则( )A原线圈输入的交流电的表达式为 u11 000sin 50t (V)B开关 K 未闭合时，灯泡 L1 的两端的电压为 220 VC开关 K 闭合后电流表的示数为通过灯泡
8、L1 中电流的12D开关 K 闭合后原线圈输入功率增大为原来的 倍2解析：原线圈的电压最大值 Um11 000 V，角速度2 2 f100 rad/s，所以原线圈输入的交流电的表达式为 u11 000 sin 100t (V)，故 A 错误；开关 K 未闭合时，灯泡 L1 的两端2的电压即为副线圈电压，则 ，则开关 K 未闭合时，灯泡U1U2 n1n2 501L1 的两端的电压 U2220 V，故 B 正确；开关 K 闭合后，L 1 与 L2并联，且电阻相等，所以电流表的示数与通过灯泡 L1 中电流相等，故 C 错误；开关 K 闭合后，副线圈功率增大为原来的 2 倍，则原线圈输入功率增大为原来
9、的 2 倍，故 D 错误答案：B8(2018开封模拟 )如图所示，交流发电机电动势的有效值E20 V，内阻不计，它通过一个 R6 的指示灯连接变压器变压器输出端并联 24 只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V 0.25 W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计求：(1)降压变压器原、副线圈匝数比；(2)发电机的输出功率解析：(1) 彩色小灯泡额定电流 I A，副线圈总电流PU 124I2 24I1 A.变压器输入功率等于 U1I1U 2I26 W.变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得EU 1I 1R I 1R 6I 1.U2I2I1 6I1代入 E 值解得 I1 A(I13 A 应舍去，根据题意是降压
10、变压器，13应 I1I21 A) ，所以 .n1n2 I2I1 31(2)发电机的输出功率 PI 1E6.67 W.答案：(1)31 (2)6.67 WB 组 能力提升9.(2017广州一模 )如图，在 AB 间接入 U1311sin 314t (V)的正弦交流电，通过理想变压器和相同的理想二极管 D1、D 2 给阻值R20 的纯电阻供电，变压器原线圈 n11 100 匝，副线圈n2200 匝，Q 为副线圈正中央抽头为保证安全，二极管的反向耐压值至少为 U0，设电阻 R 上消耗的电功率为 P，则( )AU 056.6 V，P20 WB U028.3 V，P20 WC U040 V，P80 WD
11、U 080 V，P80 W解析：由于在 AB 间接入的是正弦交流电，副线圈二极管D1、 D2 轮流导通从题意可知，副线圈的二分之一匝数被接入，即电阻 R 两端的电压为半个副线圈两端的电压，由于二极管的特点，该电路中，电阻在交流电的整个周期都有电流流入，整个周期线圈都对电阻做功，因此该电阻电路等效为原副线圈匝数比为n11n 221 10010011 1 的理想变压器，所以由n11n 22U 11U 22，原线圈电压的有效值 U11 V220 V，则副3112线圈的电阻两端的有效值 U2220 V，纯电阻的功率 P 20220W 20 W导通二极管两端的电压可以忽略不计，不导通二极管两端的电压为整
12、个副线圈两端的电压，此时 n2n 2200，由n1n 2112 得二极管两端的电压有效值为 U240 V，所以二极管的反向耐压值至少为 U0 U240 V56.6 V ，故 A 项正确2 2答案：A10(多选)一自耦调压变压器( 可看作理想变压器) 的电路如图甲所示，移动滑动触头 P 可改变副线圈匝数已知变压器线圈总匝数为 1 900 匝；原线圈为 1 100 匝，接在如图乙所示的交流电源上，电压表为理想电表则( )A交流电源电压瞬时值的表达式为 u220sin 100t (V)B P 向上移动时，电压表的最大示数为 380 VC P 向下移动时，原、副线圈的电流之比减小DP 向下移动时，变压
13、器的输入功率变大解析：由图乙结合交流瞬时值表达式 UU msin t 可得交流电源电压瞬时值的表达式 U220 sin 100t (V)，故选项 A 错误；滑2动触头 P 向上移动时，当副线圈匝数为 1 900 匝时，副线圈的输出电压为最大，电压表的示数为有效值，由 ，U 2 U1 220 V380 V，故选项 B 正确；P 向下n1n2 U1U2 n2n1 1 9001 100移动时，副线圈匝数减小，由 可知当 n2 减小时 减小，选项n2n1 I1I2 I1I2C 正确；由 P 可知，副线圈匝数减小，变压器输出电压减小，U2R副线圈的输出功率减小，故原线圈的输入功率减小，选项 D 错误答案
14、：BC11(多选)(2018 徐州质检 )如图所示，理想变压器原线圈匝数n11 210，副线圈匝数 n2121，原线圈电压 u311sin 100 t (V)，负载电阻 R44 ，不计电表对电路的影响，各电表的读数应为( )AA 1 读数为 0.05 A BV 1 读数为 311 VC A2 读数为 0.5 A DV 2 读数为 31.1 V解析：各表的读数均为有效值，故 V1 的读数 U1220 V；由U2 U1 知，V 2 的读数为 22 V；由 I2 知，A 2 的读数为 0.5 n2n1 U2RA；I 1 I2 知，A 1 的读数为 0.05 A，选项 A、C 正确n2n1答案：AC1
15、2.(2018青岛模拟 )1897 年，举世闻名的“尼亚加拉”水电站建成，现已使用 100 多年当时世界各地都在使用着费用高昂的直流电而尼亚加拉水电站采用了特斯拉发明的交流电供、输电技术，用高压电实现了远距离供电若其中某一发电机组设计为：发电机最大输出功率为 P100 kW，输出电压为 U1250 V，用户需要的电压为 U2220 V，输电线电阻为 R10 ，若输电线中因生热而损失的功率为输送功率的 4%.(1)画出此输电线路的示意图；(2)求在输电线路中设置的升压变压器的原、副线圈的匝数比；(3)求降压变压器的最大输出电流 I2(结果保留整数)解析：(1) 电路示意图如图所示(2)输电过程中损失的功率 P 损 P，通过 R 的电流 I2 ，P损R发电机的输出电流 I1 ，PU1升压变压器的原、副线圈匝数比 .n1n2 I2I1 PR U1P 250100103 1001030.0410 120(3)用户得到的最大功率为 P 用 P (1)，降压变压器的输出最大电流I2 P用U2 P（1 ）U2 A100103（1 0.04）220436 A.答案：(1) 见解析图 (2)1 20 (3)436 A
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