課時(shí)跟蹤檢測（三十八） 理想變壓器與遠(yuǎn)距離輸電

課時(shí)跟蹤檢測（三十八）理想變壓器與遠(yuǎn)距離輸電1.變壓器線圈中的電流越大，所用的導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)越粗。如圖所示，是降壓變壓器，假設(shè)它只有一個(gè)原線圈和一個(gè)副線圈，匝數(shù)分別為n1和n2。下列說法正確的是()A．n1>n2，原線圈比副線圈的導(dǎo)線粗B．n1>n2，原線圈比副線圈的導(dǎo)線細(xì)C．n1<n2，原線圈比副線圈的導(dǎo)線粗D．n1<n2，原線圈比副線圈的導(dǎo)線細(xì)解析：選B由于是降壓變壓器，所以原線圈匝數(shù)要比副線圈匝數(shù)多，即n1>n2，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；輸入功率等于輸出功率，所以副線圈的電流大于原線圈的電流，則較粗導(dǎo)線的線圈應(yīng)該作為副線圈，故選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤。2.電流互感器是一種測量電路中電流的變壓器，工作原理如圖所示。其原線圈匝數(shù)較少，串聯(lián)在電路中，副線圈匝數(shù)較多，兩端接在電流表上，則電流互感器()A．是一種降壓變壓器B．能測量直流電路的電流C．原、副線圈電流的頻率不同D．副線圈的電流小于原線圈的電流解析：選D變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置，不能改變交變電流的頻率，B、C項(xiàng)均錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器匝數(shù)與電壓的關(guān)系eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，可得副線圈的電壓U2＝eq\f(n2,n1)U1，由于原線圈匝數(shù)少而副線圈的匝數(shù)多，即n1＜n2，因此有U2＞U1，電流互感器是一種升壓變壓器，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器匝數(shù)與電流的關(guān)系eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，可得副線圈的電流I2＝eq\f(n1,n2)I1，由于n1＜n2，因此有I2＜I1，D項(xiàng)正確。3．小明分別按圖1和圖2電路探究遠(yuǎn)距離輸電的輸電損耗，將長導(dǎo)線卷成相同的兩卷A、B來模擬輸電線路，忽略導(dǎo)線的自感作用。其中T1為理想升壓變壓器，T2為理想降壓變壓器，兩次實(shí)驗(yàn)中使用的燈泡相同，燈泡的電壓相等。兩次實(shí)驗(yàn)中()A．都接直流電源 B．A兩端的電壓相等C．A損耗的功率相等 D．圖1中A的電流較大解析：選D由于變壓器只能改變交變電流，因此題圖2中不可能接直流電源，A錯(cuò)誤；T2是降壓變壓器，根據(jù)eq\f(n3,n4)＝eq\f(I4,I3)>1，由于流過兩個(gè)燈的電流相等，可知題圖2中流過A的電流較小，題圖2中A兩端的電壓較低，題圖2中A消耗的功率較小，B、C錯(cuò)誤，D正確。4．(2022·重慶高考)低壓鹵素?zé)粼诩彝ル娐分惺褂脮r(shí)需要變壓器降壓。若將“12V50W”的交流鹵素?zé)糁苯油ㄟ^變壓器(視為理想變壓器)接入電壓為220V的交流電后能正常工作，則()A．鹵素?zé)魞啥说碾妷河行е禐?eq\r(2)VB．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為55∶3C．流過鹵素?zé)舻碾娏鳛?.24AD．鹵素?zé)舻碾娮铻?68Ω解析：選B鹵素?zé)羯蠘?biāo)記的額定電壓12V即為鹵素?zé)魞啥说碾妷河行е?，A錯(cuò)誤；根據(jù)理想變壓器的原理可知eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(220,12)＝eq\f(55,3)，B正確；流過鹵素?zé)舻碾娏鳛镮＝eq\f(P,U)＝eq\f(50W,12V)＝eq\f(25,6)A，C錯(cuò)誤；鹵素?zé)羰欠蔷€性元件，電阻隨著電壓不同而改變，在正常工作時(shí)電阻為R＝eq\f(U,I)＝2.88Ω，D錯(cuò)誤。5．(多選)在圖(a)所示的交流電路中，電源電壓的有效值為220V，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，R1、R2、R3均為固定電阻，R2＝10Ω，R3＝20Ω，各電表均為理想電表。已知電阻R2中電流i2隨時(shí)間t變化的正弦曲線如圖(b)所示。下列說法正確的是()A．所用交流電的頻率為50HzB．電壓表的示數(shù)為100VC．電流表的示數(shù)為1.0AD．變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿?5.0W解析：選AD由于變壓器不會(huì)使交流電的周期改變，且由題圖(b)可知所用交流電的周期為2×10－2s，可求得所用交流電的頻率為50Hz，選項(xiàng)A正確；由題圖(b)可知通過R2的電流的有效值為1A，由串并聯(lián)電路特點(diǎn)可知通過R3的電流(即通過電流表的電流)為0.5A，故副線圈的電流為I2＝1.5A，由歐姆定律可得副線圈兩端的電壓U2＝1×10V＝10V，由變壓器原、副線圈兩端電壓比與原、副線圈匝數(shù)比的關(guān)系可得，原線圈兩端的電壓U1＝eq\f(U2,n2)n1＝100V，再根據(jù)原線圈電路的串聯(lián)關(guān)系可得R1兩端的電壓為UV＝220V－100V＝120V,選項(xiàng)B、C均錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器原理可得變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿镻＝U2I2＝10×1.5W＝15.0W，選項(xiàng)D正確。6.科學(xué)中心某款手搖點(diǎn)火器原理如圖所示。當(dāng)鋼針和金屬板間瞬時(shí)電壓超過5000V時(shí)可以產(chǎn)生電火花。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為0.2T，手搖發(fā)電機(jī)線圈的面積為0.25m2，共50匝，不計(jì)內(nèi)阻。變壓器為理想變壓器，其原副線圈匝數(shù)比為1∶100。下列說法正確的是()A．線圈轉(zhuǎn)速等于2r/s時(shí)，點(diǎn)火器可以產(chǎn)生電火花B．線圈轉(zhuǎn)速等于4r/s時(shí)，點(diǎn)火器可以產(chǎn)生電火花C．電壓表的示數(shù)為5V時(shí)，點(diǎn)火器可以產(chǎn)生電火花D．電壓表的示數(shù)為25V時(shí)，點(diǎn)火器可以產(chǎn)生電火花解析：選B線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交流電，設(shè)線圈轉(zhuǎn)速為n，則發(fā)電機(jī)的最大電動(dòng)勢為Em＝NBSω＝NBS·2πn，發(fā)電機(jī)的最大電動(dòng)勢等于變壓器的輸入線圈電壓的最大值，U1m＝Em，根據(jù)變壓器兩端的匝數(shù)比等于電壓比，有eq\f(1,100)＝eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1m,U2m)，鋼針和金屬板間瞬時(shí)電壓超過5000V時(shí)可以產(chǎn)生電火花，現(xiàn)令U2m＝5000V，聯(lián)立各方程解得U1m＝50V，n＝eq\f(10,π)r/s≈3.18r/s，故線圈轉(zhuǎn)速等于4r/s時(shí)，副線圈的電壓最大值超過了5000V，能產(chǎn)生電火花，故A錯(cuò)誤，B正確；電壓表的示數(shù)為原線圈兩端的電壓有效值，剛點(diǎn)火時(shí)UV＝eq\f(U1m,\r(2))＝25eq\r(2)V,5V和25V均小于25eq\r(2)V，則不能達(dá)到點(diǎn)火電壓，故C、D錯(cuò)誤。7．(多選)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為1000和100，R1＝5Ω，R2＝10Ω，電容器的電容C＝100μF。已知電容器上極板所帶電荷量q按圖乙所示的正弦規(guī)律變化，則下列判斷正確的是()A．電阻R1的電功率為20WB．原線圈輸入電壓的有效值為100eq\r(2)VC．變壓器原線圈中通過的電流的最大值為0.6AD．穿過變壓器原線圈的磁通量變化率的最大值為0.2Wb/s解析：選BD電容器極板所帶電荷量最大值Q＝2×10－3C，電容器兩極板之間最大電壓U＝eq\f(Q,C)＝20V，有效值U2＝eq\f(U,\r(2))＝10eq\r(2)V，電阻R1的電功率為P＝eq\f(U22,R1)＝40W，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器變壓公式eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，原線圈輸入電壓的有效值為U1＝eq\f(n1,n2)U2＝100eq\r(2)V，選項(xiàng)B正確；由于電容器通交流電，則副線圈中電流I2>eq\f(U2,R1)＋eq\f(U2,R2)＝3eq\r(2)A，根據(jù)變壓器原、副線圈電流關(guān)系可知，變壓器原線圈中通過的電流有效值大于0.3eq\r(2)A，最大值大于0.6A，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律，U1m＝n1eq\f(ΔΦ,Δt)，解得穿過變壓器原線圈的磁通量變化率的最大值eq\f(ΔΦ,Δt)＝0.2Wb/s，選項(xiàng)D正確。8．如圖所示，一個(gè)小型水電站，其交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1一定，通過理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠(yuǎn)處用戶供電，輸電線的總電阻為R。T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1，它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2；T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3，它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4。下列說法正確的是()A．當(dāng)用戶的用電器增多時(shí)，U2減小，U4減小B．當(dāng)用戶的用電器增多時(shí)，P1增大，P3減小C．輸電線上損失的功率為ΔP＝eq\f(U22,R)D．要減小線路的損耗，應(yīng)增大升壓變壓器的匝數(shù)比eq\f(n2,n1)，同時(shí)應(yīng)增大降壓變壓器的匝數(shù)比eq\f(n3,n4)解析：選D交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1一定，匝數(shù)不變，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，知U2不變，故A錯(cuò)誤；當(dāng)用戶的用電器增多時(shí)，用戶消耗的電功率變大，則輸入功率增大，即P3變大，故B錯(cuò)誤；輸電線上損失的功率為ΔP＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P2,U2)))2R，故C錯(cuò)誤；輸送功率一定