資源簡介

考點規范練42　
變壓器　電能的輸送　電磁振蕩與電磁波
一、單項選擇題
1.下列關于交變電流、變壓器和遠距離輸電的說法不正確的是(　　)
A.理想變壓器的輸出電壓由輸入電壓和原、副線圈匝數比決定
B.交變電流的最大值是有效值的倍
C.降低輸電損耗有減小輸電線的電阻和提高輸電電壓兩個途徑
D.如果把升壓變壓器的原線圈串聯在電路中,副線圈的兩端接在普通的交流電流表上,可以制成電流互感器
2.電磁波已廣泛運用于很多領域。下列關于電磁波的說法符合實際的是(　　)
A.電磁波不能產生衍射現象
B.常用的遙控器通過發出紫外線脈沖信號來遙控電視機
C.根據多普勒效應可以判斷遙遠天體相對于地球的運動速度
D.光在真空中運動的速度在不同慣性系中測得的數值可能不同
3.如圖所示,a、 b 間接入正弦式交變電流,理想變壓器右側部分為一火災報警系統原理圖, R2為熱敏電阻,隨著溫度升高其電阻變小,所有電表均為理想電表,電流表 A2為值班室的顯示器,顯示通過 R1的電流,電壓表 V2顯示加在報警器上的電壓(報警器未畫出), R3為一定值電阻。當 R2所在處出現火情時,以下說法正確的是(　　)
A.V1的示數減小, A2的示數增大
B.V2的示數減小, A1的示數增大
C.V1的示數不變, A1的示數減小
D.V2的示數不變, A2的示數減小
4.如圖所示,某交流發電機的發電原理是矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸OO'勻速轉動。該小型發電機的線圈共200匝,線圈面積S=100 cm2,線圈內阻r=48 Ω,磁場的磁感應強度B=1 T。如果用此發電機帶動兩個標有“220 V　1.1 kW”的電動機正常工作,需在發電機的輸出端a、b與電動機之間接一個理想變壓器,原、副線圈匝數比n1∶n2=4∶1。下列說法正確的是 (　　)
A.線圈轉動的角速度為500 rad/s
B.電動機內阻為44 Ω
C.電流表示數為40 A
D.發電機的輸出功率為2.2×103 W
5.下圖為某山區小型電站輸電示意圖,發電廠發出U1=220sin 100πt(V)的交變電流,通過變壓器升壓后進行高壓輸電,接近用戶時再通過降壓變壓器降壓給用戶供電。圖中高壓輸電線部分總電阻為r,負載端的電壓表是理想交流電表。下列有關描述正確的是(　　)
A.若開關S1、S2都斷開,則電壓表示數為零
B.負載端所接收到的交變電流的頻率為25 Hz
C.深夜開燈時燈特別亮是因為高壓輸電線上電壓損失減小
D.用電高峰期燈泡較暗,可通過減少降壓變壓器副線圈的匝數來提高其亮度
6.在圖甲所示電路中,理想變壓器原、副線圈的匝數之比為10∶1,電阻R1、R2的阻值分別為5 Ω、6 Ω,電壓表和電流表均為理想電表。若接在變壓器原線圈的輸入端的電壓如圖乙所示(為正弦曲線的一部分),則下列說法正確的是(　　)
A.電壓表的示數為25.1 V
B.電流表的示數為1 A
C.變壓器的輸入功率為11 W
D.變壓器的輸出功率為11 W
7.(2022·山東卷)如圖所示的變壓器,輸入電壓為220 V,可輸出12 V、18 V、30 V電壓,匝數為n1的原線圈中電壓隨時間變化為u=Umcos(100πt)。單匝線圈繞過鐵芯連接交流電壓表,電壓表的示數為0.1 V。將阻值為12 Ω的電阻R接在BC兩端時,功率為12 W。下列說法正確的是(　　)
A.n1為1 100,Um為220 V
B.BC間線圈匝數為120匝,流過R的電流為1.4 A
C.若將R接在AB兩端,則R兩端的電壓為18 V,頻率為100 Hz
D.若將R接在AC兩端,則流過R的電流為2.5 A,周期為0.02 s
8.如圖甲所示,一個電阻不計、邊長為1 m的正方形單匝線圈被固定,正方形線圈內有一磁場與線圈平面垂直,磁感應強度B隨時間t變化的規律如圖乙所示。將線圈的兩端與理想變壓器原線圈相連,開關閉合,副線圈接有定值電阻R0和磁敏電阻GMR(GMR的阻值隨所處空間磁場的增強而增大)。下列說法正確的是(　　)
甲
乙
A.線圈中產生的電動勢的有效值為2 V
B.若使電阻R0消耗的功率增大,則滑動觸頭P需上移
C.當開關S由閉合到斷開,副線圈中電流增大
D.當GMR處的磁場增強時,變壓器的輸入功率減小
二、多項選擇題
9.(2021·河北卷)如圖所示,發電機的矩形線圈長為2l、寬為l,匝數為N,放置在磁感應強度大小為B的勻強磁場中。理想變壓器的原、副線圈匝數分別為n0、n1和n2,兩個副線圈分別接有電阻R1和R2。當發電機線圈以角速度ω勻速轉動時,理想電流表讀數為I,不計線圈電阻。下列說法正確的是 (　　)
A.通過電阻R2的電流為
B.電阻R2兩端的電壓為
C.n0與n1的比值為
D.發電機的功率為
10.某同學在實驗室中研究遠距離輸電的相關規律,由于輸電線太長,他將每100 m導線卷成一卷,共有8卷來代替輸電線路(忽略輸電線路的自感作用)。第一次實驗采用如圖甲所示的電路圖,將輸電線與學生電源和用電器直接相連,測得輸電線上損耗的功率為P1,損耗的電壓為U1;第二次實驗采用如圖乙所示的電路圖,其中理想變壓器T1與學生電源相連, 其原、副線圈的匝數比為n1∶n2,理想變壓器T2與用電器相連,測得輸電線上損耗的功率為 P2,損耗的電壓為U2。兩次實驗中學生電源的輸出電壓與電功率均相同,下列說法正確的是(　　)
A.P2∶P1=n1∶n2
B.P2∶P1=
C.U2∶U1=n1∶n2
D.U1∶U2=
11.如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數比為4∶1,電壓表和電流表均為理想電表,原線圈接有u=36sin 100πt(V)的正弦式交變電流,圖中D為二極管,定值電阻R=9 Ω。下列判斷正確的是(　　)
A.t= s時,副線圈輸出電壓的瞬時值為9 V
B.t= s時,電壓表示數為18 V
C.電流表的示數為 A
D.變壓器輸入功率為9 W
三、非選擇題
12.圖甲是一理想變壓器的電路連接圖,圖乙是原線圈兩端所加的電壓隨時間變化的關系圖像,已知原、副線圈的匝數比為10∶1,電流表A2的示數為2 A,開關S斷開。
甲
乙
(1)求變壓器的輸入功率和電壓表的示數。
(2)將開關S閉合,定性分析電路中三只電表的示數變化情況。
考點規范練42　
變壓器　電能的輸送　電磁振蕩與電磁波
1.B　解析:正弦式交變電流的最大值是有效值的倍,選項B錯誤。
2.C　解析:干涉、衍射是波所特有的現象,所以電磁波能產生衍射現象,選項A錯誤。常用的遙控器是通過發出紅外線來遙控電視機的,選項B錯誤。利用多普勒效應可以判斷遙遠天體相對地球的速度,選項C正確。根據光速不變原理,在不同的慣性系中,光速是相同的,選項D錯誤。
3.B　解析:當熱敏電阻R2所在處出現火情時,R2的電阻減小,導致電路的總電阻減小,所以電路中的總電流將會增大;A1測量的是原線圈中的總的電流,由于副線圈的電流增大了,所以原線圈中的電流表A1示數也要增大;由于電源的電壓不變,原、副線圈的電壓也不變,所以V1的示數不變;由于副線圈中電流增大,R3兩端的電壓變大,所以V2的示數要減小,即R1的電壓也要減小,A2的示數要減小,選項B正確,A、C、D錯誤。
4.D　解析:兩個標有“220 V　1.1 kW”的電動機正常工作,副線圈電壓U2=220 V,副線圈電流I2==10 A。由于原、副線圈匝數比n1∶n2=4∶1,根據變壓器的規律得原線圈電壓U1=880 V,原線圈電流I1=2.5 A,即電流表示數是2.5 A,選項C錯誤。線圈內阻r=48 Ω,所以線圈轉動產生的電動勢有效值是E=880 V+2.5×48 V=1 000 V,線圈轉動產生的電動勢最大值為Em=nBSω=1 000 V,所以線圈轉動的角速度為ω=500 rad/s,選項A錯誤。由于電動機兩端電壓等于220 V,電流為5 A,所以電動機內阻小于44 Ω,選項B錯誤。由電路可知發電機輸出功率等于電動機的輸入功率,故發電機的輸出功率為P=2.2×103 W,選項D正確。
5.C　解析:S1、S2都斷開時變壓器空載,副線圈兩端有電壓,電壓表示數不為零,選項A錯誤。變壓器不能改變交變電流的頻率,故負載端交變電流的頻率還是50 Hz,選項B錯誤。深夜大部分用戶已關燈,干路中電流減小,線路損耗也減小,用戶得到的電壓較高,故此時開燈時燈特別明亮,選項C正確。用電高峰時,負載增多,負載總電阻減小,干路中電流增大,因此輸電線損耗電壓增大,導致降壓變壓器的輸入電壓降低。為提高負載電壓,可增加降壓變壓器的副線圈的匝數,使輸出電壓提高,選項D錯誤。
6.D　解析:根據電流的熱效應,有·T,解得U1=110 V,根據,可得副線圈兩端的電壓為U2=11 V,A錯誤。副線圈中電流為I2==1 A,根據,電流表示數為I1= A,B錯誤。變壓器的輸入功率為P1=U1I1=110× W=11 W,C錯誤。變壓器的輸出功率為P2=U2I2=11 W,D正確。
7.D　解析:根據電壓與匝數關系,可得,解得n1==2 200,Um=U1=220 V,選項A錯誤。因為PBC=,所以UBC= V=12 V,IBC==1 A,根據電壓與匝數的關系,可得,解得nBC=120,選項B錯誤。因為u=Umcos(100πt),所以交變電流頻率為50 Hz,周期為0.02 s;由題意可知,變壓器可輸出12 V、18 V、30 V電壓,由選項B解析可知UBC=12 V,則UAB=18 V,UAC=30 V;R接AC兩端,IAC==2.5 A,選項C錯誤,D正確。
8.D　解析:由題圖乙可知T=6.28×10-2 s,則ω==100 rad/s,磁感應強度隨時間t的變化關系為B=0.02sin 100t(T),所以產生的最大感應電動勢為Em=nBmSω=2 V,線圈中產生的感應電動勢的有效值為E= V,A錯誤。滑動觸頭P上移,R0兩端電壓減小,故其消耗的功率減小,B錯誤。當開關S由閉合到斷開時,副線圈減少一個支路,電流減小,C錯誤。當GMR處的磁場增強時,其阻值增大,副線圈的電功率減小,故變壓器的輸入功率減小,D正確。
9.BC　解析:由可得U2=,則通過R2的電流為I2=,A錯誤,B正確。線框產生交變電流的最大值為Em=NBSω=2NBl2ω,有效值E=NBl2ω,,C正確。根據P入=P出,由于發電機線圈沒有內阻,也就是其功率等于副線圈兩用電器的功率之和,P=I2R1+=I2R1+,D錯誤。
10.BC　解析:兩次實驗中學生電源的輸出電壓與電功率均相同,設輸出電壓為U,電功率為P,輸電線的總電阻為R,則題圖甲中I=, 所以損耗的功率為P1=I2R=R,U1=IR=R。在題圖乙中升壓變壓器副線圈的電壓為U'=U ,所以輸電線上的電流為I'=,損耗的功率為P2=I'2R=R ,損耗的電壓為U2=I'R=R。故P2∶P1=,U2∶U1=n1∶n2 ,選項B、C正確,A、D錯誤。
11.AC　解析:將t= s 代入表達式得輸入電壓的瞬時值u1=36 V,根據電壓與匝數之間的關系可得,副線圈輸出電壓的瞬時值為u2=u1=9 V,A正確。電壓表測量的是有效值,根據有效值的計算可知電壓表的讀數為U==36 V,B錯誤。根據電壓與匝數之間的關系可求得副線圈上的電壓有效值為U2=U1=9 V,由于二極管的存在,只有半個周期有電流,根據有效值的定義,有T=,解得R兩端電壓的有效值U= V,根據歐姆定律得I2=A,所以電流表的示數為 A,C正確。變壓器的輸入功率等于負載上的功率,所以P=UI2=4.5 W,D錯誤。
12.解析:(1)由題圖乙可知輸入電壓的有效值U1=200 V
由得U2==20 V
變壓器的輸入功率P1等于輸出功率P2,故P1=P2=U2I2=20×2 W=40 W。
(2)將S閉合,U2不變,即電壓表示數保持20 V不變。
由于負載增多,負載總電阻減小,電流表A2的示數增大。
副線圈的輸出功率增大,原線圈的輸入功率隨之增大,電流表A1的示數增大。
答案:(1)40 W　20 V　(2)A1示數增大 A2示數增大　V示數不變
6

展開更多......

收起↑