高考物理一轮复习 第十一章 微专题71 变压器与远距离输电

变压器与远距离输电1考点及要求：(1)理想变压器()；(2)远距离输电().2.方法与技巧：(1)理想变压器中各量的制约关系：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定；(2)输电线上损耗的功率：P损I线UIR线()2R线1(变压器的原理)(多选)如图1，将额定电压为60 V的用电器通过一理想变压器接在正弦交变电源上闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A以下判断正确的是()图1A变压器输入功率为484 WB通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC输出端交变电流的频率小于输入端D变压器原、副线圈匝数比n1n21132(变压器电路的动态分析)如图2所示，理想变压器原线圈接一交流电源，副线圈回路中有一定值电阻R和两个小灯泡L1、L2，最初开关S是断开的，现闭合开关S，则()图2A副线圈两端电压变大B灯泡L1变亮C电流表A1示数变大D电阻R中的电流变小3(远距离输电)如图3甲所示为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为110，降压变压器副线圈接有负载电路，升压变压器和降压变压器之间的长距离输电线路的电阻不能忽略，变压器视为理想变压器，升压变压器左侧输入端输入如图乙所示交变电压，下列说法中正确的有()图3A升压变压器副线圈输出电压的频率为500 HzB升压变压器副线圈输出电压的有效值为31 VC滑片P向右移动时，整个输电系统的效率降低D滑片P向右移动时，降压变压器的输出电压不变4如图4所示为一理想变压器，原线圈有一可滑动的触头P，副线圈接一理想电流表和一滑动变阻器，原线圈的输入电压是周期为T的交变电压下列叙述正确的是()图4A若输入电压增大，则变压器的输出功率增大B若交变电压的周期增大，则变压器的输出功率减小C若滑动变阻器的触头向下移动，则电流表的示数减小D若原线圈的触头向上滑动，则电流表的示数增大5(多选)一理想变压器原、副线圈匝数比为n1n2101.原线圈输入正弦交变电压如图5所示，副线圈接入一阻值为22 的电阻下列说法正确的是()图5A电阻中交变电流的方向每秒改变100次B原线圈中电流的有效值是0.14 AC与电阻并联的交流电压表示数是22 VD1 min内电阻产生的热量是2.64103 J6某小型水电站的电能输送示意图如图6所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向R011 的纯电阻用电器供电已知输电线的总电阻R10 ，T2的原、副线圈匝数比为41，用电器两端的电压为u220sin 100t(V)，将T1、T2均视为理想变压器下列说法正确的是()图6A降压变压器的输入功率为4 400 WB升压变压器中电流的频率为100 HzC输电线消耗的功率为500 WD当用电器的电阻减小时，输电线消耗的功率减小7(多选)如图7为发电厂向远处用户输电的电路示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变若输送功率增大，下列说法中正确的有()图7A升压变压器的输出电压增大B降压变压器的输出电压增大C输电线上损耗的功率增大D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大8(多选)如图8甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为41，电压表和电流表均为理想交流电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中Rt为NTC型热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，R1为定值电阻，下列说法正确的是()图8A交流电压的表达式u36sin (100t) VBRt处温度升高时，电流表A的示数变大，电压表V2示数减小C变压器原、副线圈中的电流之比随Rt处温度的变化而变化DRt处温度升高时，变压器原线圈的输入功率变大9如图9所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2225，电阻R1R225 ，D为理想二极管，原线圈接u220sin (100t) V的交流电，则()图9A交流电的频率为100 HzB通过R2的电流为1 AC通过R2的电流为 AD变压器的输入功率为200 W10如图10所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S闭合时()图10A交流电压表V1和V2的示数一定都变小B交流电压表只有V2的示数变小C交流电流表A1、A2和A3的示数都变大D交流电流表A1、A2和A3的示数都变小11图11为远距离输电的示意图，T1为升压变压器，原、副线圈匝数分别为n1、n2，T2为降压变压器，原、副线圈匝数分别为n3、n4，输电线的等效电阻为R.若发电机的输出电压不变，则下列叙述正确的是()图11A只增大T1的原线圈匝数n1，可减小R消耗的功率B若，则电压表V1和V2的示数相等C当用户总电阻减小时，R消耗的功率增大D当用户总电阻减小时，电压表V1和V2的示数都变小答案解析1BD用电器正常工作，所以理想变压器的输出电压的有效值为60 V，根据理想变压器的电压与匝数成正比，可得n1n2U1U2113，选项D正确理想变压器的输入功率等于输出功率，P入P出U2I2602.2 W132 W，选项A错误根据理想变压器的电流与匝数成反比，即I1I2n2n1，可得通过原线圈的电流的有效值为I1I20.6 A，选项B正确输入端和输出端交变电流频率相等，选项C错误2C3C根据题图乙知，交变电流的周期为0.02 s，则频率f50 Hz，经过变压器，交流电的频率不变，故选项A错误；升压变压器的输入电压的有效值U1 V，根据，得U2 V，故选项B错误；滑片P向右移动时，总电阻减小，则降压变压器副线圈的电流I2增大，输电线上的电流增大，根据知，电流增大，则输电效率降低，故选项C正确；滑片P向右移动时，输电线上的电流增大，则输电线上的电压损失增大，因为降压变压器的输入电压等于升压变压器的输出电压和电压损失之差，可知降压变压器的输入电压减小，则输出电压减小，故选项D错误4A输入电压增大时，副线圈的输出电压增大，则变压器的输出功率增大，A正确；交变电压的周期增大时，输入电压和输出电压不变，输出功率不变，B错误；若滑动变阻器的触头向下移动，负载电阻的阻值减小，副线圈电压不变，电流表的示数增大，故C错误；若原线圈的触头向上滑动，则原线圈匝数增加，变压器的输出电压减小，电流表的示数减小，D错误5AC由题图可知，交变电流的周期为T0.02 s，所以其频率f50 Hz，而交变电流的方向在每个周期内改变两次，因理想变压器不改变交流电的频率，故A项正确；由题图可知，原线圈中正弦交变电流电压最大值为220 V，所以有效值为220 V，由理想变压器变压规律可知，副线圈两端电压有效值U2U122 V，所以电压表示数为22 V，故C项正确；由欧姆定律可知，通过电阻的电流I21 A由理想变压器的变流规律可知，I10.1 A，故B项错；由焦耳定律可知，电阻在1 min内产生的热量QIRt1.32103 J，故D项错6A由题可知，用电器两端电压有效值为220 V，交流电频率f Hz50 Hz，降压变压器输出功率P4 400 W理想变压器输入功率与输出功率相等，故A项正确；理想变压器不改变交变电流的频率，B项错；由变压规律可知，降压变压器输入电压为880 V，由电功率定义式PUI可知，降压变压器输入电流为I5 A，由焦耳定律可知，输电线电阻消耗的功率PI2R250 W，C项错；当用电器的电阻减小时，输出功率增大，故降压变压器输入功率增大，从而输入电流增大，再由PI2R可知，输电线消耗的功率增大，D项错7CD已知发电厂的输出电压不变，升压变压器的原、副线圈匝数比不变，升压变压器的输出电压不变，A错；若输送功率增大，升压变压器的输出电压不变，则输电线上电流增大，又输电线上电阻不变，故输电线上损失的电压增大，降压变压器的输入电压减小，则降压变压器输出电压减小，B错；因输电电流增大，则输电线上损失的电压增大，由，C、D对8ABD原线圈接题图乙所示的正弦交流电，由图知最大电压为36 V，周期为0.02 s，故角速度是100 rad/s，则u36sin (100t) V，故A正确；原线圈两端电压不变，匝数比不变，副线圈两端电压不变，Rt处温度升高时，阻值减小，电流增大，电流表的示数变大，由于R1两端的电压增大，电压表V2示数减小，故B正确；由于线圈匝数不变，故电流之比不会随温度的变化而变化，故C错误；Rt处温度升高时，副线圈中电流增大，而副线圈两端的电压不变，变压器的输出功率变大，因输入功率等于输出功率，故输入功率也变大，故D正确9C由原线圈交流电瞬时值表达式可知，交变电流的频率f50 Hz，A项错；由理想变压器变压规律可知，输出电压U250 V，由理想二极管单向导电性可知，交变电流每个周期只有一半时间有电流通过R2，由交变电流的热效应可知，TUU225 V，由欧姆定律可知，通过R2的电流为 A，B项错，C项正确；电阻R2的功率P2UI50 W，而电阻R1的电功率P1100 W，由理想变压器输入功率等于输出功率可知，变压器的输入功率为PP1P2150 W，D项错10B副线圈的电压由原线圈的电压及匝数比决定，故当S闭合时，电压表V1的示数不变，A错误；当S闭合时，负载增加一个并联支路，负载的总电阻减小，副线圈电流增大，即电流表A2的示数增大，由知A1示数增大，由于输电线两端的电压增大，故电压表V2的示数减小，根据欧姆定律可得R1的电流减小，即A3示数减小，所以B正确，C、D错误11C只增大T1的原线圈匝数n1，则升压变压器的输出电压减小，根据PUI知，输电线上的电流增大，则输电线上消耗的功率增大，故选项A错误；因为升压变压器的输出电压等于输电线上损失的电压与降压变压器的输入电压之和，即升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，故时，升压变压器的输入电压与降压变压器的输出电压不等，故选项B错误；用户总电阻减小，则电流增大，可知输电线上的电流增大，根据P损I2R知，输电线上消耗的功率增大，故选项C正确；当用户总电阻减小时，电流增大，输电线上的电流也增大，输电线上电压损失增大，升压变压器的输入电压和输出电压不变，则降压变压器的输入电压和输出电压减小则电压表V1的示数不变，V2的示数减小，故选项D错误