2022年高考物理一輪總復習 10.2變壓器 電能的輸送限時規(guī)范特訓

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1、2022年高考物理一輪總復習 10.2變壓器 電能的輸送限時規(guī)范特訓 一、選擇題(本題共12小題，每小題7分，共84分) 1. [xx·山東濰坊檢測](多選)圖甲中的變壓器為理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)之比為10∶1。測得R＝10 Ω的電阻兩端電壓隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，則( 　　 ) A. 原線圈中電壓的有效值為3110 V B. 原線圈中電壓的有效值為2200 V C. 原線圈中電流變化的頻率為25 Hz D. 原線圈中電流的有效值為22 A 解析： 由題圖乙可得，副線圈電壓的最大值是311 V，則其有效值是220 V，電流變化的頻率為25 Hz，由于電

2、阻R＝10 Ω，所以副線圈的電流(有效值)為22 A，由理想變壓器電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系可得，原線圈電壓的有效值為2200 V，電流的有效值為2.2 A，A、D兩項錯誤，B項正確。變壓器不能改變電流的頻率，C項正確。 答案：BC 2. 如圖所示，一理想變壓器原線圈匝數(shù)n1＝1100，副線圈匝數(shù)n2＝220，交流電源的電壓u＝220sin(100πt) V，R為負載電阻，電壓表、電流表均為理想電表，則下列說法中正確的是(　　) A. 交流電的頻率為100 Hz B. 電壓表的示數(shù)為44 V C. 電流表A1的示數(shù)大于電流表A2的示數(shù) D. 變壓器的輸入功率大于輸出功率 解析：

3、 由交流電源的電壓u＝220sin(100πt) V，可得交流電的頻率為50 Hz，A錯誤；變壓器輸入電壓為220 V，由變壓公式，變壓器輸出電壓為44 V，電壓表的示數(shù)為44 V，B正確；根據(jù)變壓器電流關(guān)系，電流表A1的示數(shù)小于電流表A2的示數(shù)，C錯誤；根據(jù)理想變壓器的功率關(guān)系，變壓器的輸入功率等于輸出功率，D錯誤。 答案：B 3. (多選)理想變壓器原線圈接如圖1所示的電壓，電路圖如圖2所示，原線圈匝數(shù)n1＝600，裝有0.5 A的保險絲，副線圈的匝數(shù)n2＝120，下列說法正確的是( 　　) A. 副線圈兩端電壓的有效值為44 V B. 副線圈最多可接“44 V 4

4、0 W”的燈兩盞 C. 副線圈燈泡的電流每秒改變方向20次 D. 原、副線圈的磁通量變化率之比是1∶5 解析：由題圖可知，原線圈的電壓有效值U1＝220 V，根據(jù)＝得，副線圈的電壓U2＝·U1＝44 V，其最大值為44 V，A項正確；由＝可得，在保險絲安全的條件下，副線圈中允許流過的最大電流為I2＝·I1＝2.5 A，最大輸出功率Pm＝110 W，則副線圈最多可接兩盞40 W的燈，B項正確；由圖可知，原、副線圈交流電周期是0.02 s，電流每秒改變方向100次，變壓器不改變交流電頻率，C項錯誤；原、副線圈繞在同一個鐵芯上，故磁通量變化率之比是1∶1，D項錯誤。 答案：AB 4.

5、如圖所示的電路中，有一自耦變壓器，左側(cè)并聯(lián)一只理想電壓表V1后接在穩(wěn)定的交流電源上；右側(cè)串聯(lián)有燈泡L和滑動變阻器R，R上并聯(lián)一只理想電壓表V2。下列說法中正確的是(　　) A. 若F不動，滑片P向下滑動時，V1示數(shù)變大，V2示數(shù)變小 B. 若F不動，滑片P向下滑動時，燈泡消耗的功率變小 C. 若P不動，滑片F(xiàn)向下移動時，V1、V2的示數(shù)均變小 D. 若P不動，滑片F(xiàn)向下移動時，燈泡消耗的功率變大 解析：若F不動，滑片P向下滑動時，滑動變阻器接入電路的電阻變大，則副線圈所在回路中的總電阻變大，回路中電流減小，燈泡L兩端電壓減小，消耗的功率變小，滑動變阻器兩端電壓變大，V2的示數(shù)變大，而

6、原線圈兩端電壓不變，選項A錯誤，B正確；若P不動，滑片F(xiàn)向下移動時，根據(jù)理想變壓器的特點可知，原線圈兩端電壓不變，副線圈兩端電壓減小，則副線圈回路中電流變小，燈泡L消耗的功率減小，電壓表V2的示數(shù)減小，選項C、D錯誤。 答案：B 5. 如圖所示，變壓器的輸入電壓U一定，兩個副線圈的匝數(shù)是n2和n3。當把電熱器接a、b，讓c、d空載時，安培表讀數(shù)是I2；當把同一電熱器接c、d，而a、b空載時，安培表讀數(shù)是I3，則I2∶I3等于(　　) A. n2∶n3　　　　　　　　 B. n3∶n2 C. n∶n D. n∶n 解析：由變壓比知：＝＝，由P入＝P出知，當電熱器接a、b，讓c、

7、d空載時，有I2U＝；當把同一電熱器接c、d而a、b空載時，有I3U＝，所以I2∶I3＝U∶U＝n∶n，故答案為C。 答案：C 6. [xx·遼寧大連模擬]如圖所示，有一矩形線圈的面積為S，匝數(shù)為N，內(nèi)阻不計，繞OO′軸在水平方向的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時。矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器，滑動觸頭P上下移動時可改變輸出電壓，副線圈接有可調(diào)電阻R，下列判斷正確的是( 　　) A. 矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e＝NBSωcosωt B. 矩形線圈從圖示位置經(jīng)過π/2ω時間時，電流表的讀數(shù)為0 C. 當P位置不動，R增大時，

8、電壓表示數(shù)也增大 D. 當P位置向上移動、R不變時，電流表示數(shù)減小 解析： 從題圖所示位置開始計時，矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e＝NBSωcosωt，A項正確；電流表讀數(shù)為交流的有效值，不隨時間改變，所以讀數(shù)不為零，選項B錯誤；電壓表測量的是矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值，當P位置不動，R增大時，電壓表示數(shù)不變，C項錯誤；當P位置向上移動，輸出電壓升高，R不變時，輸出功率增大，電流表的示數(shù)增大，D項錯誤。 答案：A 7. 夏季來臨，空調(diào)、冷風機等大功率用電器使用增多，用戶消耗的功率增大。如圖所示，已知發(fā)電廠的輸出電壓U1和輸電線的電阻、理想變

9、壓器匝數(shù)比均不變，則下列說法正確的是( 　　 ) A. 變壓器的輸出電壓U2增大，且U2>U1 B. 變壓器的輸出電壓U4增大，且U4

10、，C項錯誤。 答案：D 8. (多選)圖甲為理想變壓器，其原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1，電壓表和電流表均為理想電表，原線圈接圖乙所示的正弦交流電，圖中Rt為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻，R1為定值電阻。下列說法正確的是(　　) A. 交流電壓u的表達式u＝36sin100πt V B. 變壓器原、副線圈中的電流之比為1∶4 C. 變壓器輸入、輸出功率之比為1∶4 D. Rt處溫度升高時，電壓表和電流表的示數(shù)均變大 解析：由交變電流的圖象知交流電的周期為0.02 s，由ω＝＝100π rad/s，交流電的最大值為36 V，代入交變電流的表達式得A項正確；由＝＝，B項正確；變壓器

11、的輸入功率等于輸出功率，C項錯誤；原線圈兩端的電壓由發(fā)電機兩端的電壓決定，與負載變化無關(guān)，D項錯誤。 答案：AB 9. [xx·浙江高考]如圖所示為遠距離交流輸電的簡化電路圖。發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1。在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流為I2。則(　　) A. 用戶端的電壓為 B. 輸電線上的電壓降為U C. 理想變壓器的輸入功率為Ir D. 輸電線路上損失的電功率為I1U 解析：由理想變壓器輸入、輸出功率相等可知P1＝P2，即U1I1＝U2I2，U2＝，A正確。輸電線上的電壓降為ΔU

12、＝U－U1，B錯。理想變壓器的輸入功率P＝U1I1＝UI1－Ir，C錯。輸電線路上損失的電功率為ΔP＝I·r＝I1U－I1U1，D錯。 答案：A 10. (多選)如圖所示，變壓器輸入交變電壓u＝311sin100πt(V)，變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，已知電水壺額定功率為880 W，排氣扇機內(nèi)電阻為1 Ω，電流表示數(shù)為16 A，各用電器均工作正常。電表均為理想電表，則(　　) A. 電壓表示數(shù)為110 V B. 變壓器的輸入功率為1760 W C. 排氣扇輸出功率為827 W D. 保險絲熔斷電流不得低于32 A 解析：由交流電表達式可知輸入電壓有效值為220 V，結(jié)合匝

13、數(shù)比可知電壓表讀數(shù)為110 V，則A正確；變壓器輸入功率P總＝1760 W，則B正確；電水壺工作電流I＝＝8 A，則排氣扇工作電流I′＝8 A, 其功率P′＝UI′＝880 W，排氣扇輸出功率P出＝P′－I′2R＝816 W，則C錯誤；原線圈正常工作電流為8 A，則D錯誤。 答案：AB 11. [xx·南京模擬]如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，R1＝20 Ω，R2＝30 Ω，C為電容器。已知通過R1的正弦交流電電流如圖乙所示，則(　　) A. 交流電的頻率為0.02 Hz B. 原線圈輸入電壓的最大值為200 V C. 電阻R2的電功率約為6.67 W

14、D. 通過R3的電流始終為零 解析：根據(jù)變壓器原理可知原、副線圈中電流的周期、頻率均相同，周期為0.02 s、頻率為50 Hz，A錯；由圖乙可知通過R1的電流最大值為Im＝1 A，根據(jù)歐姆定律可知其最大電壓為Um＝20 V，再根據(jù)原、副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比可知原線圈輸入電壓的最大值為200 V，B錯；因為電容器有通交流、阻直流的作用，則有電流通過R3和電容器，D錯；根據(jù)正弦交流電的峰值和有效值關(guān)系和并聯(lián)電路特點可知，電阻R2的電流有效值為I＝，電壓有效值為U＝，電阻R2的電功率為P2＝UI＝ W，C對。 答案：C 12. 如圖所示，理想變壓器原線圈與燈泡A串聯(lián)后，加上電壓為

15、U1的交變電流，副線圈兩端電壓為U2，接有B和C兩個燈泡。若A、B、C是三個完全相同的燈泡且均正常發(fā)光，則為(　　) A. 4∶1 B. 3∶1 C. 2∶1 D. 1∶1 解析：A、B、C三燈泡中電流相同，設(shè)為I，則原、副線圈中電流分別為I、2I。 由＝可知，＝＝2，＝，Uab＝2U2， A燈兩端電壓等于B、C兩燈兩端電壓，即UA＝U2，又因U1＝Uab＋U2＝3U2，所以＝＝3。 答案：B 二、非選擇題(本題共16分) 13. 一臺發(fā)電機最大輸出功率為4000 kW，輸出電壓的有效值為4000 V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠方輸電。輸電線路總電阻R＝1 kΩ。到目的地經(jīng)

16、變壓器T2降壓，負載為多個正常發(fā)光的燈泡(220 V 60 W)。若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機輸出功率的10%，變壓器T1和T2的耗損可忽略，發(fā)電機處于滿負荷工作狀態(tài)，求： (1)T1和T2的變壓比分別為多少？ (2)有多少盞燈泡可正常發(fā)光？ 解析：畫出遠距離輸電線路示意圖，如圖所示。 (1)T1原線圈上的電流I1＝，可得I1＝1000 A 輸電線路上消耗的功率為ΔP＝IR＝400 kW，可得輸電線上的電流為I2＝20 A T1的變壓比為＝＝ T1副線圈兩端的電壓為U2＝＝200 kV 輸電線上的電壓損失為ΔU＝I2R＝20 kV 所以，降壓變壓器T2原線圈兩端電壓為U3＝U2－ΔU＝180 kV 故T2的變壓比為＝＝＝。 (2)據(jù)降壓變壓器T2的功率關(guān)系，有U3I2＝60n，解得n＝6×104盞。 答案：(1)　　(2)6×104盞