微练(三十一) 变压器 电能的输送 (实验15 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系)-【赢在微点】2024高考物理大一轮复习顶层设计核心微练word（新教材新高考）

微练(三十一)　变压器　电能的输送 (实验15　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系) 一、单项选择题 1.如图所示,R为用于热处理的电阻炉,正常工作电压为交流220 V,通电后R在升温过程中电阻值增大很多,利用自耦变压器可使R升温过程中的热功率与正常工作时基本相同,通电后刚开始的一段时间内,应将变压器的滑片P (　　) A.从a缓慢调至b B.从b缓慢调至a C.从b缓慢调至c D.从c缓慢调至b 解析　R的热功率为P=,刚开始工作时R温度较低,阻值较小,其两端电压小于正常工作时的电压,所以开始时滑片应位于c。为了使R升温过程中的热功率与正常工作时基本相同,需要逐渐增大其两端电压,根据变压器的变压规律可知应增大变压器输出端匝数,即从c缓慢调至b,D项正确。 答案　D 2.(2021·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流电,周期为0.2 s,电压最大值为0.05 V,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.交流电的频率为10 Hz B.副线圈两端电压最大值为3 V 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 解析　周期T=0.2 s,则频率f==5 Hz,故A项错误;由理想变压器原理可知=,解得副线圈两端的最大电压为U2=U1=3 V,故B项正确;根据法拉第电磁感应定律可知,永磁铁磁场越强,线圈中产生的感应电动势越大,变压器的输入电压会越大,故C项错误;由理想变压器原理可知,充电电路的输入功率等于变压器的输入功率,故D项错误。 答案　B 3.在变电所里,需要用交流电流表去检测电路上的强电流,由于电网中的电流通常会超出一般电流表的量程,因此常使用电流互感器。下列能正确反映电流互感器工作原理的是 (　　) 解析　由理想变压器的原、副线圈的电流之比=可知,电流与匝数成反比。则电流互感器副线圈应匝数较多,同时原线圈应串在需要测量电流的线路中,且匝数较少,B项正确。 答案　B 4.钳形电流表是电机运行和维修工作中最常用的测量仪表之一,其工作部分主要由一只电流表和电流互感器组成。电流互感器铁芯制成活动开口,且成钳形,用手柄来控制开合,图甲、图乙为此电流表的实物图和内部结构图,则下列说法正确的是 (　　) A.测量电流时,需要断开电路将此钳形电流表串接在电路中 B.钳口是否闭合紧密对电流的测量值不会有影响 C.钳形电流表测电流时相当于降压变压器 D.如果通电导线在钳形口多绕几圈,则电流测量值会变大 解析　钳形电流表通过打开铁芯将导线圈入其中,不需要断开电路,A项错误;若钳口未闭合,则会出现漏磁,原、副线圈的磁通量不同造成测量值变小,B项错误;该电表原线圈为单匝,是升压变压器,C项错误;若原线圈多绕几圈,则n1增大,副线圈电流增大,导致电流测量值增大,D项正确。 答案　D 5.(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=πNBSnzsin(2πnzt) 解析　发电机线圈的转速为nz,输出交变电流的频率为f=nz,B项错误;线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生的为正弦式交流电,最大值为Em=NBS·2π·nz,输出电压的有效值为E==πNBSnz,A项错误;变压器原、副线圈的匝数比为==,C项正确;发电机产生的瞬时电动势为e=Emsin ωt=2πNBSnzsin(2πnzt),D项错误。 答案　C 6.某同学在实验室中搭建了如图所示的模拟远距离输电电路,电源输出电压有效值恒定;T1为升压变压器,T2为降压变压器。开始时开关S1、S2断开,先闭合开关S1,则 (　　) A.电源是直流电源 B.闭合S2后输电线上发热功率增加 C.闭合S2后升压变压器输出端电压增大 D.降压变压器输出功率由电源决定 解析　电源必须是交流电源,否则变压器不能工作,A项错误;闭合S2后,降压变压器的次级电流增加,则初级电流增加,输电线上的电流增加,即输电线上发热功率增加,B项正确;升压变压器输出端电压是由输入端电压和匝数比决定的,则闭合S2后升压变压器输出端电压不变,C项错误;降压变压器输出功率由降压变压器次级的负