第十一章 第2讲 变压器 电能的输送-【创新教程】2024高考物理复习大一轮课时作业word（老教材，人教版）

第2讲　变压器　电能的输送 [基础对点练] 1．(2022·湖北卷，9)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1 100匝，接收线圈的匝数为50匝．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8 V 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 解析：AC　[A.根据＝， 可得接收线圈的输出电压约为U2＝8V； B．根据＝， 可得＝，故B错误； C．变压器是不改变其交变电流的频率的，故C正确； D．由于穿过发射线圈的磁通量与穿过接收线圈的磁通量大小不相同，所以穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的不相同，故D错误．故选AC.] 2．(基本关系)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5 000 V时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度B大小为0.2 T，手摇发电机线圈的面积为0.25 m2，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2 r/s时，点火器可以产生电火花 B．线圈转速等于4 r/s时，点火器可以产生电火花 C．电压表的示数为5 V时，点火器可以产生电火花 D．电压表的示数为25 V时，点火器可以产生电火花 解析：B　[线圈在匀强磁场中转动产生交流电，设转速为n，则发电机的最大电动势为Em＝NBSω＝NBS·2πn，发电机的最大电动势等于变压器的输入线圈电压的最大值，U1m＝Em，根据变压器两端的匝数比等于电压比，有＝＝，钢针和金属板间瞬时电压超过5 000 V时可以产生电火花，现令U2m＝5 000 V，联立各方程解得U1m＝50 V，n＝ r/s≈3.18 r/s，故线圈转速等于4 r/s时，副线圈的电压最大值超过了5 000 V，能产生电火花，故A错误，B正确；电压表的示数为原线圈两端的电压有效值，刚点火时UV＝＝25 V,5 V和25 V均小于25 V，则不能达到点火电压，故C、D错误。] 3．(自耦变压器)如图所示，一理想自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形的闭合铁芯上，输入端AB间加一正弦式交流电压，在输出端BP间连接了理想交流电流表、灯泡和滑动变阻器，移动P的位置，可改变副线圈的匝数，变阻器的滑动触头标记为Q，则(　　) A．只将P向顺时针方向移动时，灯泡的亮度变大 B．只将P向顺时针方向移动时，电流表的读数变大 C．只将Q向下移动时，电流表的读数变大 D．只提高输入端的电压U时，电流表的读数变大 解析：D　[由题图可知原线圈的长度为AB，副线圈的长度为PB，所以当P顺时针转动时，副线圈匝数减小，据＝可知，灯泡的亮度减小，电流表读数减小，故A、B均错．当滑动触头Q向下移动时，外电阻增大，电压不变，故电流表读数变小，C错误；若只提高输入电压U时，电流表的读数会变大，故D正确．] 4．(远距离输电)远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R.变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是(　　) A.＝　　　　　　 B．I2＝ C．I1U1＝IR D．I1U1＝I2U2 解析：D　[因变压器为理想变压器，则有＝，选项A错；I2＝，而U2＝UR＋U3(U3为降压变压器原线圈两端电压)，故I2<，B错；P入＝P出，即U1I1＝U2I2，而U2≠I2R，则U1I1≠IR，C项错误，D项正确．] 5．(变压器的制约关系)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为U.原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则(　　) A．U＝66 V，k＝ B．U＝22 V，k＝ C．U＝66 V，k＝ D．U＝22 V，k＝ 解析：A　[设原、副线圈中的电流分别为I1、I2，则＝＝，故k＝＝.设原线圈两端的电压为U1，则＝＝，故U1＝3U，而原线圈上电阻分担的电压为U，故＋3U＝220 V，解得U＝66 V．选项A正确．] 6．(互感器)如图所示，甲、乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中．甲图中变压器原、副线圈的匝数比为k1，电压表读数为U，乙图中变压器原、副线圈的匝数比为k2，电流表读数为I.则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为(　　) A．k1U，k2I B．k1U， C.，k2I D.， 解析：B　[图甲是电压互感器，是降压变压器，