课时分层作业30 变压器 电能的输送(Word练习)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)通用版

课时分层作业(三十) 1．(2022·河北卷)张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为1∶n的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，t＝0时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。输出电压为U。忽略线圈电阻，下列说法正确的是(　　) A．发电机输出的电压为πNBSz B．发电机输出交变电流的频率为2πnz C．变压器原、副线圈的匝数比为πNBSnz∶U D．发电机产生的瞬时电动势e＝πNBSnz·sin(2πnz)t C　[发电机线圈的转速为nz，输出交变电流的频率为f＝＝nz，B错误；线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的为正弦交流电，最大值为Em＝NBSω＝2πNBSnz，输出电压的有效值为E＝＝πNBSnz，A错误；变压器原、副线圈的匝数比为＝＝，C正确；发电机产生的瞬时电动势为e＝Emsin ωt＝2πNBSnzsin(2πnz)t，D错误，故选C。] 2．(多选)(2022·四川成都第二次诊断)如图，L1和L2是输电线，甲、乙是两个互感器(可视为理想变压器)，其中的线圈匝数关系为n1∶n2＝200∶1，n3∶n4＝1∶100，电流表和电压表均为理想交流电表。下列说法正确的是(　　) A．甲是电流互感器，乙是电压互感器 B．甲是电压互感器，乙是电流互感器 C．若V表示数为30 V，则输电线两端的电压最大值为6 000 V D．若A表示数为5 A，则通过输电线的电流有效值为500 A BD　[甲的原线圈两端接电源两端的电压，所以是电压互感器，乙的原线圈串联接入输电线的一根导线，所以是电流互感器，故A错误，B正确；已知n1∶n2＝200∶1，电压表测电压的有效值，若V表示数为30 V，则输电线两端的电压有效值为U1＝U2＝6 000 V，故C错误；已知n3∶n4＝1∶100，电流表测电流的有效值，若A表示数为5 A，则通过输电线的电流有效值为I3＝I4＝500 A，故D正确。] 3．如图所示为模拟远距离输电的部分测试电路。a、b端接电压稳定的正弦交流电源，理想变压器的原、副线圈匝数比为k且k<1，定值电阻R1<R2，电流表、电压表均为理想电表，其示数分别用I和U表示。当向上调节滑动变阻器R3的滑片P时，电流表、电压表示数变化量分别用ΔI和ΔU表示。则以下说法正确的是(　　) A．R2＝ B．R1＝ C．电阻R2消耗的功率P2＝UI D．电源的输出功率一定增大 D　[根据变压器的原理可得＝＝k，＝＝k，则有U1＝kU2，I1＝，在原线圈电路中有U0＝I1R1＋U1，即U0＝R1＋kU2，整理可得U2＝U0－I2，则有＝，A、B错误；副线圈消耗的功率为UI，C错误；当向上调节滑动变阻器R3的滑片P时，副线圈的总电阻减小，所以回路中的电流增大，电源的电压不变，所以电源的输出功率一定增大，D正确。] 4．(多选)(2021·山东卷)输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为7.5 V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为10 Ω。开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为10 W；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P。以下判断正确的是(　　) A．r＝10 Ω B．r＝5 Ω C．P＝45 W D．P＝22.5 W BD　[当开关S接1时，左侧变压器次级电压U2＝3×7.5 V＝22.5 V，电阻R上的电压，即右侧变压器的次级电压U4＝＝10 V，电流I4＝＝1 A，则右侧变压器初级电压U3＝×10 V＝20 V，电流I3＝×1 A＝0.5 A，则r＝＝5 Ω，当开关S接2时，设输电电流为I，则右侧变压器的次级电流为0.5I；由右侧变压器两边电压关系可知＝，解得I＝3 A，则R上的功率P＝(0.5I)2R＝22.5 W，故选BD。] 5．(多选)如图所示，理想自耦变压器线圈均匀绕在圆环形铁芯上，a、b为线圈的始端和末端，P1为线圈的滑动触头，调节P1可以改变b、c间线圈的匝数。a、b两端接电压稳定的交流电源；指示灯L与一小段线圈并联；b、c间接入滑动变阻器R，调节P2可以改变R接入电路的阻值。开关S处于闭合状态，电压表为理想交流电表，下列说法正确的是(　　) A．仅向上滑动P2，a、b端输入功率变小 B．若断开开关S，指示灯L将熄灭 C．仅顺时针滑动P1，电压表示数变大 D．仅顺时针滑动P1，a、b端输入功率变小 AD　[设R两端电压为U，则R消耗的功率为PR＝，仅向上滑动P2，U不变，R增大，所以PR变小。指示灯L的功率PL不变，a、b端输入功率为P＝PR＋PL，所