2020高考物理一輪總復(fù)習(xí) 課時(shí)沖關(guān)四十 變壓器 電能的輸送（含解析）新人教版

第2講變壓器電能的輸送 A級(jí)基礎(chǔ)練1用220 V的正弦交流電通過(guò)理想變壓器對(duì)一負(fù)載供電，變壓器輸出電壓是110 V，通過(guò)負(fù)載的電流圖象如圖所示，則( )A變壓器輸入功率約為3.9 WB輸出電壓的最大值是110 VC變壓器原、副線圈匝數(shù)比是12D負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i0.05sin A解析：A由題圖可知通過(guò)負(fù)載的電流最大值為Im0.05 A，周期T0.02 s，故電流的函數(shù)表達(dá)式iImsint0.05sin 100t(A)，D錯(cuò)誤；理想變壓器匝數(shù)比等于電壓比，即 n1n2U1U221，C錯(cuò)誤；輸出電壓U2110 V，其最大值U2mU2110 V，B錯(cuò)誤；理想變壓器輸入功率等于輸出功率，即輸入功率PI2U2×110 W3.9 W，A正確2普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測(cè)量電流，通常要通過(guò)電流互感器來(lái)連接，圖中電流互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少，工作時(shí)電流為Iab，cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多，工作時(shí)電流為Icd，為了使電流表能正常工作，則()Aab接MN、cd接PQ，Iab<IcdBab接MN、cd接PQ，Iab>IcdCab接PQ、cd接MN，Iab<IcdDab接PQ、cd接MN，Iab>Icd解析：B根據(jù)理想變壓器的原理，線圈電流與匝數(shù)成反比，ab接MN，通過(guò)的電流較大，電流表接在cd兩端，通過(guò)的電流較小，B正確3(2019·江西南昌一模)如圖所示，甲圖中變壓器為理想變壓器，其原線圈接在u12sin 100t(V)的交流電源上，副線圈與阻值R12 的電阻接成閉合電路，電流表為理想電流表乙圖中阻值R232 的電阻直接接到u12sin 100t(V)的交流電源上，結(jié)果電阻R1與R2消耗的電功率相等，則( )A通過(guò)電阻R1的交變電流的頻率為0.02 HzB電阻R1消耗的電功率為9 WC電流表的示數(shù)為6 AD變壓器原、副線圈匝數(shù)比為41解析：D由u12sin 100t(V)可知：1002f，解得f50 Hz，A錯(cuò)誤；因?yàn)镽1、R2消耗的功率相等，設(shè)R1兩端的電壓為U1，解得U13 V，由理想變壓器電壓與匝數(shù)成正比得變壓器原、副線圈匝數(shù)比為41，D正確；R1上的電流I11.5 A，電阻R1消耗的電功率P4.5 W，B、C錯(cuò)誤4一自耦變壓器如圖所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，將其接在a、b間作為原線圈通過(guò)滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí)，c、d間的輸出電壓為U2，在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中()AU2>U1，U2降低BU2>U1，U2升高CU2<U1，U2降低DU2<U1，U2升高解析：C由題圖可知，cd間的線圈為整個(gè)線圈的一部分，故其匝數(shù)比作為原線圈的整個(gè)線圈的匝數(shù)少，根據(jù)變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系可知，U2<U1，當(dāng)觸頭由M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中，cd間線圈的匝數(shù)減少，所以輸出電壓降低，選項(xiàng)C正確5如圖所示，電路中變壓器原線圈匝數(shù)n11 000匝，兩個(gè)副線圈匝數(shù)分別為n2500匝、n3200匝，分別接一個(gè)R55 的電阻，在原線圈上接入U(xiǎn)1220 V的交流電源則兩副線圈輸出電功率之比和原線圈中的電流I1分別是( )A.，I12.8 AB.，I12.8 AC.，I11.16 AD.，I11.16 A解析：C對(duì)兩個(gè)副線圈有，所以U2110 V，U344 V，又P，所以；由歐姆定律得I22 A，I30.8 A，對(duì)有兩個(gè)副線圈的變壓器有：n1I1n2I2n3I3，得I11.16 A，C正確6如圖所示的變壓器，接如圖甲所示的交流電時(shí)，燈泡正常發(fā)光，電容器能正常工作，現(xiàn)將電源換成如圖乙所示的交流電，則( )A由于乙交變電流的周期短，因此燈泡比第一次亮B由于乙的頻率比甲的大，因此電容器有可能被擊穿C無(wú)論接甲電源，還是接乙電源，若滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng)，燈泡都變暗D若將原線圈n1的匝數(shù)增加，燈泡消耗的功率將變大解析：C燈泡的亮度與周期無(wú)關(guān)，取決于有效值，故A錯(cuò)誤；電容器的擊穿電壓取決于電壓的最大值，與頻率無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；無(wú)論接哪個(gè)電源，輸入電壓相同，滑片向上移動(dòng)時(shí)，接入電阻增大，則燈泡均變暗，故C正確；若將副線圈n1的匝數(shù)增加，則輸出電壓將減小，故燈泡消耗的功率將變小，故D錯(cuò)誤7(2019·湖北武漢部分重點(diǎn)高中聯(lián)考)(多選)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為31，L1、L2、L3為三只規(guī)格均為“9 V6 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(shuō)法中正確的是( )A電流表的示數(shù)為2 AB電壓表的示數(shù)為27 VC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解析：AD由輸入端交變電壓ut圖象知，輸入電壓的有效值為 V27 V，由原、副線圈匝數(shù)之比為31，可得原、副線圈的電壓之比為31，電流之比為13，設(shè)燈泡兩端電壓為U，所以U9 V，副線圈兩端電壓的有效值為9 V，三只燈泡均能正常發(fā)光，電流表的讀數(shù)I3× A2 A，A正確；電壓表的示數(shù)為有效值27 V，B錯(cuò)誤；副線圈兩端電壓的最大值為9 V，C錯(cuò)誤；變壓器副線圈兩端交變電流的頻率為50 Hz，D正確B級(jí)能力練8(2018·天津卷)教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流利用該發(fā)電機(jī)(內(nèi)阻可忽略)通過(guò)理想變壓器向定值電阻R供電，電路如圖所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P.若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的，則()AR消耗的功率變?yōu)镻B電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閁C電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID通過(guò)R的交變電流頻率不變解析：B根據(jù)2n可知轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的，則角速度變?yōu)樵瓉?lái)的，根據(jù)EmnBS可知電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最大電動(dòng)勢(shì)為原來(lái)的，根據(jù)U可知發(fā)電機(jī)的輸出電壓有效值變?yōu)樵瓉?lái)的，即原線圈的輸出電壓變?yōu)樵瓉?lái)的，根據(jù)可知副線圈的輸入電壓變?yōu)樵瓉?lái)的，即電壓表示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的，根據(jù)P可知R消耗的電功率變?yōu)镻，A錯(cuò)誤，B正確；副線圈中的電流為I2，即變?yōu)樵瓉?lái)的，根據(jù)可知原線圈中的電流也變?yōu)樵瓉?lái)的，C錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)速減小為原來(lái)的，則頻率變?yōu)樵瓉?lái)的，D錯(cuò)誤9(多選)如圖為遠(yuǎn)距離輸送交流電的系統(tǒng)示意圖，變壓器均為理想變壓器隨著用戶負(fù)載增多，發(fā)電機(jī)F達(dá)到額定功率時(shí)，降壓變壓器輸出功率仍然不足，用戶的用電器不能正常工作那么，在發(fā)電機(jī)以額定功率工作的情況下，為了適當(dāng)提高用戶的用電功率，可采取的措施是()A適當(dāng)減小輸電線的電阻rB適當(dāng)提高C適當(dāng)提高的同時(shí)，降低D適當(dāng)降低的同時(shí)，提高解析：AC當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出功率一定時(shí)，為使用戶得到更大的功率，需減小輸電線上的功率損失，根據(jù)PI2r，可以減小輸電線的電阻r，A對(duì)；也可以通過(guò)提高輸電電壓，減小輸送電流，即提高，這樣使線圈n3兩端電壓變大，為使用戶的用電器正常工作需要適當(dāng)降低 ，C對(duì)10如圖是原、副線圈都有中心抽頭(匝數(shù)一半處)的理想變壓器，原線圈通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S1與電流表連接，副線圈通過(guò)另一單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2與定值電阻R0相連接，通過(guò)S1、S2可以改變?cè)?、副線圈的匝數(shù)現(xiàn)在原線圈加一電壓有效值為U的正弦交流電，當(dāng)S1接a，S2接c時(shí)，電流表的示數(shù)為I，下列說(shuō)法正確的是( )A當(dāng)S1接a，S2接d時(shí)，電流為2IB當(dāng)S1接a，S2接d時(shí)，電流為C當(dāng)S1接b，S2接c時(shí)，電流為4ID當(dāng)S1接b，S2接d時(shí)，電流為解析：C設(shè)S1、S2分別接a、c時(shí)，原、副線圈匝數(shù)比為n1n2，則輸出電壓U2U，功率PUI；在S1、S2分別接a、d時(shí)，輸出電壓U2，功率PUI，聯(lián)立得II，A、B項(xiàng)均錯(cuò)，同理可知，C項(xiàng)對(duì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤11(多選)如圖所示的電路中，P為滑動(dòng)變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓U1不變，閉合開(kāi)關(guān)S，下列說(shuō)法正確的是( )AP向下滑動(dòng)時(shí)，燈L變亮BP向下滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出電壓不變CP向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸入電流變小DP向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出功率變大解析：BDP向上或向下滑動(dòng)時(shí)，由變壓器的電壓特點(diǎn)可知，U2不變，燈L的亮度也不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；P向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值減小，副線圈電路總電阻減小，由P可知，變壓器的輸出功率P2變大，又理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，則輸入功率P1也變大，由P1U1I1及U1不變可知，變壓器的輸入電流變大，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確12(2019·湖南師大附中等四校聯(lián)考)如圖所示是發(fā)電廠通過(guò)升壓變壓器進(jìn)行高壓輸電，接近用戶端時(shí)再通過(guò)降壓變壓器降壓給用戶供電的示意圖；圖中變壓器均可視為理想變壓器，圖中電表均為理想交流電表；設(shè)發(fā)電廠輸出的電壓一定，兩條輸電線總電阻用R0表示，變阻器R相當(dāng)于用戶用電器的總電阻當(dāng)用電器增加時(shí)，相當(dāng)于R變小，則當(dāng)用電進(jìn)入高峰時(shí) ()A電壓表V1、V2的讀數(shù)均不變，電流表A2的讀數(shù)增大，電流表A1的讀數(shù)減小B電壓表V3、V4的讀數(shù)均減小，電流表A2的讀數(shù)增大，電流表A3的讀數(shù)減小C電壓表V2、V3的讀數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值不變D線路損耗功率不變解析：C根據(jù)題意可知，電壓表V1、V2的示數(shù)不變，當(dāng)用電進(jìn)入高峰時(shí)，電阻R減小，電流表A3的讀數(shù)增大，電流表A2、A1的讀數(shù)都增大，R0兩端電壓增大，電壓表V3讀數(shù)減小，電壓表V4的讀數(shù)也減小，A、B均錯(cuò)誤；電壓表V2、V3的讀數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值是R0的阻值，不變，C正確；線路損耗功率PIR0增大，D錯(cuò)誤13(2019·山東濰坊期末)如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、匝數(shù)為N、電阻不計(jì)的正方形線圈abcd，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞轉(zhuǎn)軸OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，軸OO垂直于磁感線，制成一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)，它與理想變壓器的原線圈連接，變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為12.二極管的正向電阻為零，反向電阻無(wú)窮大，從正方形線圈處于圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，下列判斷正確的是()A交流發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為eNBL2sin tB變壓器的輸入功率與輸出功率之比為21C電壓表V示數(shù)為NBL2D若將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)，電流表和電壓表示數(shù)均減小解析：C從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，eEmcos tNBL2cos t，A錯(cuò)誤；變壓器的輸入功率等于輸出功率，B錯(cuò)誤；副線圈兩端電壓的最大值為2NBL2，電壓表的示數(shù)是R兩端電壓的有效值，設(shè)為U，··T，解得UNBL2，C正確；若將滑動(dòng)變阻器的滑片向下移動(dòng)，電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)減小，D錯(cuò)誤14(2019·山東德州期末)(多選)如圖為某小型水電站的電能輸送示意圖，發(fā)電機(jī)通過(guò)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R10 ，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為41，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u220sin 100t V，當(dāng)用電器電阻R011 時(shí)()A通過(guò)用電器R0的電流有效值是20 AB當(dāng)用電器的電阻R0減小時(shí)，輸電線損耗的功率也隨著減小C發(fā)電機(jī)中的電流變化頻率為100 HzD升壓變壓器的輸入功率為4 650 W解析：AD通過(guò)用電器R0的電流有效值I A20 A，A正確；當(dāng)用電器的電阻R0減小時(shí)，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(cuò)誤；變壓器不改變交流電的頻率，f50 Hz，C錯(cuò)誤；降壓變壓器的輸出功率為P1UI220×20 W4 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I5 A，輸電線上損失的功率PI2R25×10 W250 W，升壓變壓器的輸入功率PP1P4 650 W，D正確9