2020高考物理一轮总复习 课时冲关四十 变压器 电能的输送（含解析）新人教版

第2讲变压器电能的输送 A级基础练1用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图所示，则( )A变压器输入功率约为3.9 WB输出电压的最大值是110 VC变压器原、副线圈匝数比是12D负载电流的函数表达式i0.05sin A解析：A由题图可知通过负载的电流最大值为Im0.05 A，周期T0.02 s，故电流的函数表达式iImsint0.05sin 100t(A)，D错误；理想变压器匝数比等于电压比，即 n1n2U1U221，C错误；输出电压U2110 V，其最大值U2mU2110 V，B错误；理想变压器输入功率等于输出功率，即输入功率PI2U2110 W3.9 W，A正确2普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则()Aab接MN、cd接PQ，IabIcdCab接PQ、cd接MN，IabIcd解析：B根据理想变压器的原理，线圈电流与匝数成反比，ab接MN，通过的电流较大，电流表接在cd两端，通过的电流较小，B正确3(2019江西南昌一模)如图所示，甲图中变压器为理想变压器，其原线圈接在u12sin 100t(V)的交流电源上，副线圈与阻值R12 的电阻接成闭合电路，电流表为理想电流表乙图中阻值R232 的电阻直接接到u12sin 100t(V)的交流电源上，结果电阻R1与R2消耗的电功率相等，则( )A通过电阻R1的交变电流的频率为0.02 HzB电阻R1消耗的电功率为9 WC电流表的示数为6 AD变压器原、副线圈匝数比为41解析：D由u12sin 100t(V)可知：1002f，解得f50 Hz，A错误；因为R1、R2消耗的功率相等，设R1两端的电压为U1，解得U13 V，由理想变压器电压与匝数成正比得变压器原、副线圈匝数比为41，D正确；R1上的电流I11.5 A，电阻R1消耗的电功率P4.5 W，B、C错误4一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中()AU2U1，U2降低BU2U1，U2升高CU2U1，U2降低DU2U1，U2升高解析：C由题图可知，cd间的线圈为整个线圈的一部分，故其匝数比作为原线圈的整个线圈的匝数少，根据变压器的电压与匝数的关系可知，U2U1，当触头由M点顺时针旋转到N点的过程中，cd间线圈的匝数减少，所以输出电压降低，选项C正确5如图所示，电路中变压器原线圈匝数n11 000匝，两个副线圈匝数分别为n2500匝、n3200匝，分别接一个R55 的电阻，在原线圈上接入U1220 V的交流电源则两副线圈输出电功率之比和原线圈中的电流I1分别是( )A.，I12.8 AB.，I12.8 AC.，I11.16 AD.，I11.16 A解析：C对两个副线圈有，所以U2110 V，U344 V，又P，所以；由欧姆定律得I22 A，I30.8 A，对有两个副线圈的变压器有：n1I1n2I2n3I3，得I11.16 A，C正确6如图所示的变压器，接如图甲所示的交流电时，灯泡正常发光，电容器能正常工作，现将电源换成如图乙所示的交流电，则( )A由于乙交变电流的周期短，因此灯泡比第一次亮B由于乙的频率比甲的大，因此电容器有可能被击穿C无论接甲电源，还是接乙电源，若滑动触头P向上移动，灯泡都变暗D若将原线圈n1的匝数增加，灯泡消耗的功率将变大解析：C灯泡的亮度与周期无关，取决于有效值，故A错误；电容器的击穿电压取决于电压的最大值，与频率无关，故B错误；无论接哪个电源，输入电压相同，滑片向上移动时，接入电阻增大，则灯泡均变暗，故C正确；若将副线圈n1的匝数增加，则输出电压将减小，故灯泡消耗的功率将变小，故D错误7(2019湖北武汉部分重点高中联考)(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为31，L1、L2、L3为三只规格均为“9 V6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端接入如图乙所示的交变电压，则以下说法中正确的是( )A电流表的示数为2 AB电压表的示数为27 VC副线圈两端接入耐压值为8 V的电容器能正常工作D变压器副线圈中交变电流的频率为50 Hz解析：AD由输入端交变电压ut图象知，输入电压的有效值为 V27 V，由原、副线圈匝数之比为31，可得原、副线圈的电压之比为31，电流之比为13，设灯泡两端电压为U，所以U9 V，副线圈两端电压的有效值为9 V，三只灯泡均能正常发光，电流表的读数I3 A2 A，A正确；电压表的示数为有效值27 V，B错误；副线圈两端电压的最大值为9 V，C错误；变压器副线圈两端交变电流的频率为50 Hz，D正确B级能力练8(2018天津卷)教学用发电机能够产生正弦式交变电流利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P.若发电机线圈的转速变为原来的，则()AR消耗的功率变为PB电压表V的读数变为UC电流表A的读数变为2ID通过R的交变电流频率不变解析：B根据2n可知转速变为原来的，则角速度变为原来的，根据EmnBS可知电动机产生的最大电动势为原来的，根据U可知发电机的输出电压有效值变为原来的，即原线圈的输出电压变为原来的，根据可知副线圈的输入电压变为原来的，即电压表示数变为原来的，根据P可知R消耗的电功率变为P，A错误，B正确；副线圈中的电流为I2，即变为原来的，根据可知原线圈中的电流也变为原来的，C错误；转速减小为原来的，则频率变为原来的，D错误9(多选)如图为远距离输送交流电的系统示意图，变压器均为理想变压器随着用户负载增多，发电机F达到额定功率时，降压变压器输出功率仍然不足，用户的用电器不能正常工作那么，在发电机以额定功率工作的情况下，为了适当提高用户的用电功率，可采取的措施是()A适当减小输电线的电阻rB适当提高C适当提高的同时，降低D适当降低的同时，提高解析：AC当发电机输出功率一定时，为使用户得到更大的功率，需减小输电线上的功率损失，根据PI2r，可以减小输电线的电阻r，A对；也可以通过提高输电电压，减小输送电流，即提高，这样使线圈n3两端电压变大，为使用户的用电器正常工作需要适当降低 ，C对10如图是原、副线圈都有中心抽头(匝数一半处)的理想变压器，原线圈通过单刀双掷开关S1与电流表连接，副线圈通过另一单刀双掷开关S2与定值电阻R0相连接，通过S1、S2可以改变原、副线圈的匝数现在原线圈加一电压有效值为U的正弦交流电，当S1接a，S2接c时，电流表的示数为I，下列说法正确的是( )A当S1接a，S2接d时，电流为2IB当S1接a，S2接d时，电流为C当S1接b，S2接c时，电流为4ID当S1接b，S2接d时，电流为解析：C设S1、S2分别接a、c时，原、副线圈匝数比为n1n2，则输出电压U2U，功率PUI；在S1、S2分别接a、d时，输出电压U2，功率PUI，联立得II，A、B项均错，同理可知，C项对，D项错误11(多选)如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S，下列说法正确的是( )AP向下滑动时，灯L变亮BP向下滑动时，变压器的输出电压不变CP向上滑动时，变压器的输入电流变小DP向上滑动时，变压器的输出功率变大解析：BDP向上或向下滑动时，由变压器的电压特点可知，U2不变，灯L的亮度也不变，A项错误，B项正确；P向上滑动时，滑动变阻器的阻值减小，副线圈电路总电阻减小，由P可知，变压器的输出功率P2变大，又理想变压器的输入功率等于输出功率，则输入功率P1也变大，由P1U1I1及U1不变可知，变压器的输入电流变大，C项错误，D项正确12(2019湖南师大附中等四校联考)如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图；图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表；设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用R0表示，变阻器R相当于用户用电器的总电阻当用电器增加时，相当于R变小，则当用电进入高峰时 ()A电压表V1、V2的读数均不变，电流表A2的读数增大，电流表A1的读数减小B电压表V3、V4的读数均减小，电流表A2的读数增大，电流表A3的读数减小C电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变D线路损耗功率不变解析：C根据题意可知，电压表V1、V2的示数不变，当用电进入高峰时，电阻R减小，电流表A3的读数增大，电流表A2、A1的读数都增大，R0两端电压增大，电压表V3读数减小，电压表V4的读数也减小，A、B均错误；电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值是R0的阻值，不变，C正确；线路损耗功率PIR0增大，D错误13(2019山东潍坊期末)如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO以角速度匀速转动，轴OO垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为12.二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是()A交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为eNBL2sin tB变压器的输入功率与输出功率之比为21C电压表V示数为NBL2D若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均减小解析：C从图示位置开始计时，eEmcos tNBL2cos t，A错误；变压器的输入功率等于输出功率，B错误；副线圈两端电压的最大值为2NBL2，电压表的示数是R两端电压的有效值，设为U，T，解得UNBL2，C正确；若将滑动变阻器的滑片向下移动，电压表的示数不变，电流表的示数减小，D错误14(2019山东德州期末)(多选)如图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电已知输电线的总电阻R10 ，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为41，副线圈与用电器R0组成闭合电路若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压u220sin 100t V，当用电器电阻R011 时()A通过用电器R0的电流有效值是20 AB当用电器的电阻R0减小时，输电线损耗的功率也随着减小C发电机中的电流变化频率为100 HzD升压变压器的输入功率为4 650 W解析：AD通过用电器R0的电流有效值I A20 A，A正确；当用电器的电阻R0减小时，由于电压不变，电流增大，输电线上的电流也增大，输电线上损失的功率增大，B错误；变压器不改变交流电的频率，f50 Hz，C错误；降压变压器的输出功率为P1UI22020 W4 400 W，由理想变压器原、副线圈电流与匝数成反比，得输电线上的电流为I5 A，输电线上损失的功率PI2R2510 W250 W，升压变压器的输入功率PP1P4 650 W，D正确9