（江蘇專用）2021版高考物理一輪復習 課后限時集訓33 變壓器 電能的輸送

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1、 課后限時集訓33 變壓器　電能的輸送 建議用時：45分鐘 1．(2019·黃岡中學模擬)下列關于交變電流、變壓器和遠距離輸電的說法中不正確的是(　　) A．理想變壓器的輸出電壓由輸入電壓和原、副線圈匝數(shù)比決定 B．交變電流的最大值是有效值的倍 C．降低輸電損耗有兩個途徑：減小輸電線的電阻和提高輸電電壓 D．如果把升壓變壓器的原線圈串聯(lián)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 B　[理想變壓器的輸出電壓由輸入電壓和原副線圈匝數(shù)比決定，選項A正確；正弦交變電流的最大值是有效值的倍，選項B錯誤；降低輸電損耗有兩個途徑：減小輸電線的電阻和提高輸電電壓，選項

2、C正確；如果把升壓變壓器的原線圈串聯(lián)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，選項D正確。] 2．(多選)如圖為某小型水電站的電能輸送示意圖，發(fā)電機通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電。已知輸電線的總電阻R＝10 Ω，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，副線圈與用電器R0組成閉合電路。若T1、T2均為理想變壓器，T2的副線圈兩端電壓u＝220sin(100πt)V。當用電器電阻R0＝11 Ω時，下列說法正確的是(　　) A．通過用電器R0的電流有效值是20 A B．當用電器R0的阻值減小時，輸電線損耗的功率也隨著減小 C．發(fā)電機中的電流變化頻

3、率為100 Hz D．升壓變壓器的輸入功率為4 650 W AD　[通過用電器R0的電流有效值I＝＝ A＝20 A，A正確；當用電器R0的阻值減小時，由于電壓不變，電流增大，輸電線上的電流也增大，輸電線上損失的功率增大，B錯誤；變壓器不改變交流電的頻率，f＝50 Hz，C錯誤；降壓變壓器的輸出功率為P1＝UI＝220×20 W＝4 400 W，由理想變壓器原、副線圈電流與匝數(shù)成反比，得輸電線上的電流為I′＝5 A，輸電線上損失的功率ΔP＝I′2R＝52×10 W＝250 W，升壓變壓器的輸入功率P＝P1＋ΔP＝4 650 W，D正確。] 3.(2019·蘇錫常鎮(zhèn)二模)如圖所示，理想變壓器

4、原線圈接有正弦式交流電，R為滑動變阻器，C為平行板電容器，A為交流電流表。下列措施能使A示數(shù)增大的是(　　) A．僅減小交流電的頻率 B．僅將滑片P向上移動 C．僅減小C兩板間距離 D．僅增大原線圈的匝數(shù) C　[減小交流電的頻率，電容器的容抗增大，通過電容器的電流減小，故A錯誤；電容器兩端的電壓是副線圈兩端的電壓，將滑片P向上移動，對電容器兩端的電壓沒有影響，故B錯誤；減小C兩板間距離，由平行板電容器的電容C＝可知電容增大，電容器的容抗減小，通過電容器的電流增大，所以通過A示數(shù)增大，故C正確；由理想變壓器的電壓與匝數(shù)的關系式U2＝U1可知，增大原線圈的匝數(shù)n1，副線圈的電壓U2減

5、小，通過電容器的電流減小，通過A示數(shù)減小，故D錯誤。] 4.如圖所示，一理想變壓器，左右兩邊共接有額定電壓均為U的6盞完全相同的燈泡(額定功率均為P)，左端接在一電壓恒為U0的交流電源兩端。此時6盞燈剛好正常發(fā)光。下列說法中不正確的是(　　) A．該變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1∶2 B．此時交流電源輸出的功率為6P C．U0＝6U D．如果燈L6突然燒斷，燈L1和L2將變暗，而其余3盞燈將變得更亮 A　[由于各盞燈相同且均正常發(fā)光，所以流過每盞燈的電流均相同，原線圈中的電流I1等于燈泡的額定電流I，而副線圈中的總電流為I2＝4I，故n1∶n2＝I2∶I1＝4∶1，A錯誤；由于理

6、想變壓器本身不消耗能量，所以交流電源輸出功率為6盞燈的總功率6P，B正確；設原、副線圈兩端的電壓分別為U1、U2，則U2＝U，U0＝U1＋2U，而U1∶U2＝n1∶n2＝4∶1，代入得U0＝6U，C正確；當燈L6突然燒斷，變壓器輸出的功率將減小，所以輸入功率也將減小，由P1＝U1I1得I1減小，所以燈L1和L2將變暗，同時因L1和L2分得的電壓減小，變壓器輸入端的電壓U1將增大，所以變壓器輸出的電壓也將增大，使其余3盞燈變得更亮，D正確。] 5．如圖所示，某小型水電站的發(fā)電機輸出電壓為220 V，正常情況下輸出的總功率P0＝8.8×104 W，為了減少遠距離輸電過程中的電能損失，往往采用高壓

7、輸電。輸送電壓為u＝1 100sin 200πt (V)，輸電導線的總電阻為r＝5 Ω，現(xiàn)要使額定電壓為220 V的用電器正常工作，下列說法正確的是(　　) A．輸電線上的電流為220 A B．降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比＝ C．用電器的額定功率P＝5.6×104 W D．用電器上的交流電的頻率是50 Hz C　[由交流電瞬時值表達式u＝1 100sin 200πt (V)，可得交流電頻率為100 Hz，電壓有效值為U2＝1 100 V，輸電線上的電流I＝＝80 A，故A錯誤；降壓變壓器的輸入電壓U3＝U2－Ir＝700 V，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比＝＝，故B錯誤；用電器的額定功

8、率P＝P0－I2r＝5.6×104 W，故C正確；變壓器不改變交流電的頻率，所以用電器上的交流電的頻率是100 Hz，故D錯誤。] 6.(多選)(2019·太原市三模)某50 Hz的鉗形電流表的工作原理如圖所示。當通有交流電的導線從環(huán)形鐵芯的中間穿過時，與繞在鐵芯上的線圈相連的電表指針會發(fā)生偏轉。不考慮鐵芯的漏磁及各種能量損耗，已知n2＝1 000 匝，當用該表測50 Hz交流電時(　　) A．電流表G中通過的是交變電流 B．若G中通過的電流為50 mA，則導線中的被測電流為50 A C．若導線中通過的是10 A矩形脈沖交流電，G中通過的電流是10 mA D．當用該表測量400

9、Hz的電流時，測量值比真實值偏小 AB　[變壓器只改變交流電電壓，不改變交流電的頻率，電流表G中通過的仍是交變電流，A正確；根據(jù)變壓器原副線圈電流與匝數(shù)成反比：＝，I1＝I2＝×0.05 A＝50 A，B正確；若導線中通過的是10 A矩形脈沖交流電，當電流方向不發(fā)生改變時，電流大小不變，副線圈中無感應電流，C錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應定律和變壓器互感原理，改變交流電的頻率，不影響測量值的準確性，D錯誤。] 7.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2＝10∶1，a、b兩點間的電壓為u＝220 sin 100πt(V)，R為可變電阻，P為用鉛銻合金制成的保險絲，其電阻可忽略不計，熔斷

10、電流為2 A。為使保險絲不熔斷，可變電阻R連入電路的最小阻值應大于(　　) A. Ω B．1.1 Ω C．11 Ω D．11 Ω B　[由a、b兩點間的電壓為u＝220sin 100πt(V)，可知變壓器原線圈輸入電壓U1＝220 V，根據(jù)變壓器變壓公式可得變壓器輸出電壓U2＝ U1＝22 V，保險絲熔斷電流為2 A，原線圈中電流為I1＝2 A時，由U1I1＝U2I2可得副線圈中電流為I2＝20 A，此時保險絲會熔斷。為保證保險絲不熔斷，由歐姆定律可得可變電阻R連入電路的最小阻值應大于＝1.1 Ω，選項B正確。] 8．(多選)(2019·武漢聯(lián)考)如圖甲所示，理想變壓器

11、原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，L1、L2、L3為三只規(guī)格均為“9 V,6 W”的相同燈泡，各電表均為理想交流電表，輸入端接入如圖乙所示的交變電壓，則以下說法中正確的是(　　) 甲　　　　　　　乙 A．電流表的示數(shù)為2 A B．電壓表的示數(shù)為27 V C．副線圈兩端接入耐壓值為8 V的電容器能正常工作 D．變壓器副線圈中交變電流的頻率為50 Hz AD　[由輸入端交變電壓u-t圖象知，輸入電壓的有效值為 V＝27 V，由原、副線圈匝數(shù)之比為3∶1，可得原、副線圈的電壓之比為3∶1，電流之比為1∶3，設燈泡兩端電壓為U，所以U＝9 V，副線圈兩端電壓的有效值為9 V，三只燈泡均能正常

12、發(fā)光，電流表的讀數(shù)I＝3× A＝2 A，A正確；電壓表的示數(shù)為有效值27 V，B錯誤；副線圈兩端電壓的最大值為9 V，C錯誤；變壓器副線圈兩端交變電流的頻率為50 Hz，D正確。] 9.(多選)(2019·蘇錫常鎮(zhèn)一模)如圖所示，通過較長的輸電線給電動機輸電，已知輸電功率和電壓分別為P0、U0，輸電線總電阻為r，電動機正常工作。據(jù)此可求出(　　) A．輸電線上的電流 B．電動機的線圈電阻 C．電動機消耗的電功率 D．電動機對外做功的功率 AC　[輸送的總功率P0＝U0I0，可得求得輸送的電流I0＝；電動機消耗的總功率為輸送的總功率減去輸電線路消耗的功率，即P電＝P0－Ir＝P0

13、－r。故A、C正確；由題目中的條件不能求出電動機的線圈電阻，那么電動機的線圈電阻消耗的熱功率也無法求出，進而電動機對外做功的功率也無法求出。故B、D錯誤。] 10.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶4，a、b兩端接到交流電源上，R1、R2為阻值相同的定值電阻，下列說法正確的是(　　) A．副線圈兩端電壓是電源電壓的 B．流過R1的電流是流過R2電流的4倍 C．R1上的電功率是R2上電功率的 D．R1上的電功率是R2上電功率的16倍 C　[原線圈兩端電壓等于電源電壓，根據(jù)電壓之比等于匝數(shù)之比可得＝＝4∶1，A錯誤；流過R1的電流I1＝，流過R2的電流I2＝＝＝4I1，

14、B錯誤；根據(jù)電功率P＝I2R可得R1上的電功率是R2上電功率的，C正確，D錯誤。] 11.(多選)(2019·太原模擬)如圖所示，理想變壓器的原線圈接u＝U0·cos 100πt的交變電流，副線圈接有可調電阻R，觸頭P與線圈始終接觸良好，下列判斷正確的是(　　) A．交變電流的頻率為50 Hz B．若僅將觸頭P向A端滑動，則電阻R消耗的電功率增大 C．若僅使電阻R增大，則原線圈的輸入電功率增大 D．若使電阻R增大的同時，將觸頭P向B端滑動，則通過原線圈的電流一定減小 ABD　[根據(jù)ω＝2πf可得ω＝2πf＝100π rad/s，解得f＝50 Hz，A正確；若僅將觸頭P向A端滑動

15、，則副線圈匝數(shù)增大，根據(jù)＝可得副線圈輸入電壓增大，即R兩端的電壓增大，根據(jù)P＝可得電阻R消耗的電功率增大，B正確；若僅使電阻R增大，R兩端電壓不變，根據(jù)P＝可得電阻R消耗的功率減小，即副線圈消耗的功率減小，所以原線圈輸入功率減小，C錯誤；若使電阻R增大的同時，將觸頭P向B端滑動，根據(jù)＝可得副線圈兩端的電壓減小，根據(jù)I＝可得通過R的電流減小，即副線圈中的電流減小，根據(jù)公式＝，原線圈中的電流一定減小，D正確。] 12．(2019·鹽城四模)如圖所示的鉗形電流表，按下手柄時，它的鐵芯可以分開，把被測的載流導體放入后，松開手柄，鐵芯閉合。導線中的交流電在鐵芯中產生交變磁場，電流表與套在鐵芯上的線圈相

16、連，可以間接得知導線中的電流。被測導線、鐵芯、線圈構成一個電流互感器。下列對鉗形電流表的說法正確的是(　　) A．其工作原理與降壓變壓器一樣 B．需要斷開電路將此鉗式電流表串接在電路中 C．如果鉗口沒有閉合緊密，則電流的測量值會偏小 D．如果通電導線在鉗形口多繞幾圈，則讀數(shù)會偏小 C　[鉗形電流測量儀實質上是“降流”，則原理是與升壓變壓器一樣，故A錯誤。此儀器不需要斷開電路，只需將此鉗式電流表的鉗口扣在導線上即可，選項B錯誤；若鉗形部分鐵芯沒有完全閉合，載流導線中電流產生的磁場減弱，磁通量變化率減小，在內置線圈產生的感應電動勢減小，感應電流減小，則測量出的電流將小于實際電流，故C

17、正確。根據(jù)n1I1＝n2I2，知若將載流導線在鐵芯上多繞幾匝，即n1變大，I1、n2不變，則鉗形電流測量儀的示數(shù)I2 將變大，即讀數(shù)會偏大，故D錯誤。] 13．如圖所示，一個匝數(shù)為N＝100匝的線圈以固定轉速50 r/s在勻強磁場中旋轉，其產生的交流電通過一匝數(shù)比為n1∶n2＝10∶1的理想變壓器給阻值R＝20 Ω的電阻供電。已知電壓表的示數(shù)為20 V，從圖示位置開始計時，下列說法正確的是(　　) A．t＝0時刻流過線圈的電流最大 B．原線圈中電流的有效值為10 A C．穿過線圈平面的最大磁通量為 Wb D．理想變壓器的輸入功率為10 W C　[題圖所示時刻為中性面位置，感應電

18、動勢為零，流過線圈的電流為零，故A錯誤；副線圈電流I2＝＝1 A，根據(jù)＝，可以得到原線圈電流I1＝0.1 A，故B錯誤；變壓器的匝數(shù)比為n1∶n2＝10∶1，故輸入電壓為200 V，最大值為200 V，由角速度ω＝2πn＝100π rad/s，根據(jù)公式Em＝NBSω＝NΦω，得穿過線圈平面的最大磁通量為Φ＝＝ Wb，故C正確；電阻R消耗的電功率為P＝＝20 W，則理想變壓器的輸入功率為20 W，故D錯誤。] 14.(2019·南京三模)如圖所示，理想變壓器原線圈匝數(shù)可調，調節(jié)觸頭為S，副線圈電路中r為光敏電阻，光敏電阻的阻值隨光照的增強而減小，滑動變阻器R與燈泡L并聯(lián)在電路中，關于電路變化問

19、題，下列說法正確的是(　　) A．保持S位置和光照強度不變，將P向上滑，燈泡L變亮 B．保持S位置和光照強度不變，將P向下滑，電流表示數(shù)變小 C．保持P位置和光照強度不變，將S向下滑，光敏電阻的功率變小 D．保持P位置和S位置不變，使光線變暗，原線圈的輸入功率變大 A　[S的位置和光照強度不變時，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比以及光敏電阻的阻值不變，根據(jù)理想變壓器原、副線圈的端電壓之比等于匝數(shù)之比，可知副線圈的輸出電壓不變，將P向上滑，滑動變阻器的阻值變大，通過光敏電阻r的電流減小，加在r兩端的電壓減小，又由于r和L兩端電壓之和等于副線圈的端電壓且保持不變，所以L兩端電壓變大，L變亮，

20、A正確；結合A的分析，當將P向下滑，滑動變阻器的阻值變小，通過光敏電阻r的電流增大，加在r兩端的電壓增大，又由于r和L兩端電壓之和等于副線圈的端電壓且保持不變，所以L兩端電壓變小，通過L的電流減小，同時R和L的電流之和等于r的電流，所以R的電流增大，電流表示數(shù)增大，B錯誤；P位置和光照強度不變時，r和R的電阻不變，將S向下滑的時候，原線圈的匝數(shù)減小，結合理想變壓器原、副線圈的端電壓之比等于匝數(shù)之比，可知副線圈的輸出電壓增大，通過r的電流增大，光敏電阻的功率變大，C錯誤；S位置不變時，線圈匝數(shù)不變，結合理想變壓器原、副線圈的端電壓之比等于匝數(shù)之比，可知副線圈的輸出電壓不變，光線變暗時，r的阻值變

21、大，又P的位置不變，所以副線圈的功率減小，又理想變壓器的原、副線圈功率相等，所以原線圈的功率減小，D錯誤。] 15．(多選)(2019·江蘇海安高級中學高三期末)某同學設計的家庭電路保護裝置如圖所示，鐵芯左側線圈L1由火線和零線并行繞成。當右側線圈L2中產生電流時，電流經放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質開關K，從而切斷家庭電路，僅考慮L1在鐵芯中產生的磁場，下列說法正確的有(　　) A．家庭電路正常工作時，L1中的磁通量為零 B．家庭電路發(fā)生斷路時，L2中將產生電流 C．家庭電路發(fā)生短路時，開關K將被電磁鐵吸起 D．地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時，開關K將被電磁鐵吸起 AD　[由于火線和零線并行繞制，所以在家庭電路正常工作時，火線和零線的電流大小相等，方向相反，因此L1中合磁通量為零，A正確；家庭電路發(fā)生斷路時，火線和零線中的電流同時變化，同時消失，穿過線圈L2中的磁通量不變，B錯誤；家庭電路發(fā)生短路時，火線和零線的電流同時增大，合磁通量仍然為零，因此開關K不會被電磁鐵吸起，故C錯誤；當?shù)孛嫔系娜私佑|火線發(fā)生觸電時，火線的電流突然變大，即L1中的磁通量發(fā)生變化，導致L2中的磁通量變化，L2中產生感應電流，電磁鐵將開關K吸起，故D正確。] 9