2019-2020年高考物理一轮总复习 10.2变压器 电能的输送限时规范特训.doc

2019-2020年高考物理一轮总复习 10.2变压器 电能的输送限时规范特训一、选择题(本题共12小题，每小题7分，共84分)1. xx山东潍坊检测(多选)图甲中的变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数之比为101。测得R10 的电阻两端电压随时间变化的规律如图乙所示，则( )A. 原线圈中电压的有效值为3110 VB. 原线圈中电压的有效值为2200 VC. 原线圈中电流变化的频率为25 HzD. 原线圈中电流的有效值为22 A解析： 由题图乙可得，副线圈电压的最大值是311 V，则其有效值是220 V，电流变化的频率为25 Hz，由于电阻R10 ，所以副线圈的电流(有效值)为22 A，由理想变压器电压、电流与匝数的关系可得，原线圈电压的有效值为2200 V，电流的有效值为2.2 A，A、D两项错误，B项正确。变压器不能改变电流的频率，C项正确。答案：BC2. 如图所示，一理想变压器原线圈匝数n11100，副线圈匝数n2220，交流电源的电压u220sin(100t) V，R为负载电阻，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法中正确的是()A. 交流电的频率为100 HzB. 电压表的示数为44 VC. 电流表A1的示数大于电流表A2的示数D. 变压器的输入功率大于输出功率解析： 由交流电源的电压u220sin(100t) V，可得交流电的频率为50 Hz，A错误；变压器输入电压为220 V，由变压公式，变压器输出电压为44 V，电压表的示数为44 V，B正确；根据变压器电流关系，电流表A1的示数小于电流表A2的示数，C错误；根据理想变压器的功率关系，变压器的输入功率等于输出功率，D错误。答案：B3. (多选)理想变压器原线圈接如图1所示的电压，电路图如图2所示，原线圈匝数n1600，装有0.5 A的保险丝，副线圈的匝数n2120，下列说法正确的是( )A. 副线圈两端电压的有效值为44 VB. 副线圈最多可接“44 V 40 W”的灯两盏C. 副线圈灯泡的电流每秒改变方向20次D. 原、副线圈的磁通量变化率之比是15解析：由题图可知，原线圈的电压有效值U1220 V，根据得，副线圈的电压U2U144 V，其最大值为44 V，A项正确；由可得，在保险丝安全的条件下，副线圈中允许流过的最大电流为I2I12.5 A，最大输出功率Pm110 W，则副线圈最多可接两盏40 W的灯，B项正确；由图可知，原、副线圈交流电周期是0.02 s，电流每秒改变方向100次，变压器不改变交流电频率，C项错误；原、副线圈绕在同一个铁芯上，故磁通量变化率之比是11，D项错误。答案：AB4. 如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V1后接在稳定的交流电源上；右侧串联有灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一只理想电压表V2。下列说法中正确的是()A. 若F不动，滑片P向下滑动时，V1示数变大，V2示数变小B. 若F不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变小C. 若P不动，滑片F向下移动时，V1、V2的示数均变小D. 若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大解析：若F不动，滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，则副线圈所在回路中的总电阻变大，回路中电流减小，灯泡L两端电压减小，消耗的功率变小，滑动变阻器两端电压变大，V2的示数变大，而原线圈两端电压不变，选项A错误，B正确；若P不动，滑片F向下移动时，根据理想变压器的特点可知，原线圈两端电压不变，副线圈两端电压减小，则副线圈回路中电流变小，灯泡L消耗的功率减小，电压表V2的示数减小，选项C、D错误。答案：B5. 如图所示，变压器的输入电压U一定，两个副线圈的匝数是n2和n3。当把电热器接a、b，让c、d空载时，安培表读数是I2；当把同一电热器接c、d，而a、b空载时，安培表读数是I3，则I2I3等于()A. n2n3B. n3n2C. nn D. nn解析：由变压比知：，由P入P出知，当电热器接a、b，让c、d空载时，有I2U；当把同一电热器接c、d而a、b空载时，有I3U，所以I2I3UUnn，故答案为C。答案：C6. xx辽宁大连模拟如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，内阻不计，绕OO轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度做匀速转动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是( )A. 矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为eNBScostB. 矩形线圈从图示位置经过/2时间时，电流表的读数为0C. 当P位置不动，R增大时，电压表示数也增大D. 当P位置向上移动、R不变时，电流表示数减小解析： 从题图所示位置开始计时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为eNBScost，A项正确；电流表读数为交流的有效值，不随时间改变，所以读数不为零，选项B错误；电压表测量的是矩形线圈产生的感应电动势的有效值，当P位置不动，R增大时，电压表示数不变，C项错误；当P位置向上移动，输出电压升高，R不变时，输出功率增大，电流表的示数增大，D项错误。答案：A7. 夏季来临，空调、冷风机等大功率用电器使用增多，用户消耗的功率增大。如图所示，已知发电厂的输出电压U1和输电线的电阻、理想变压器匝数比均不变，则下列说法正确的是( )A. 变压器的输出电压U2增大，且U2U1B. 变压器的输出电压U4增大，且U4U3C. 输电线损耗的功率占总功率的比例减小D. 输电线损耗的功率增大解析：由于发电厂的输出电压U1和输电线的电阻、理想变压器匝数比不变，变压器的输出电压U2不变，A项错误；大功率用电器使用增多，用户消耗的功率增大，输电线电流I2增大，输电线损耗的功率P损IR增大，输电线损耗的电压U损I2R增大，降压变压器的输入电压U3U2U损减小，降压变压器的输出电压U4减小，B项错误，D项正确；由可知，输电线损耗的功率占总功率的比例增大，C项错误。答案：D8. (多选)图甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为41，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接图乙所示的正弦交流电，图中Rt为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻。下列说法正确的是()A. 交流电压u的表达式u36sin100t VB. 变压器原、副线圈中的电流之比为14C. 变压器输入、输出功率之比为14D. Rt处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大解析：由交变电流的图象知交流电的周期为0.02 s，由100 rad/s，交流电的最大值为36 V，代入交变电流的表达式得A项正确；由，B项正确；变压器的输入功率等于输出功率，C项错误；原线圈两端的电压由发电机两端的电压决定，与负载变化无关，D项错误。答案：AB9. xx浙江高考如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则()A. 用户端的电压为B. 输电线上的电压降为UC. 理想变压器的输入功率为IrD. 输电线路上损失的电功率为I1U解析：由理想变压器输入、输出功率相等可知P1P2，即U1I1U2I2，U2，A正确。输电线上的电压降为UUU1，B错。理想变压器的输入功率PU1I1UI1Ir，C错。输电线路上损失的电功率为PIrI1UI1U1，D错。答案：A10. (多选)如图所示，变压器输入交变电压u311sin100t(V)，变压器原、副线圈匝数比为21，已知电水壶额定功率为880 W，排气扇机内电阻为1 ，电流表示数为16 A，各用电器均工作正常。电表均为理想电表，则()A. 电压表示数为110 VB. 变压器的输入功率为1760 WC. 排气扇输出功率为827 WD. 保险丝熔断电流不得低于32 A解析：由交流电表达式可知输入电压有效值为220 V，结合匝数比可知电压表读数为110 V，则A正确；变压器输入功率P总1760 W，则B正确；电水壶工作电流I8 A，则排气扇工作电流I8 A, 其功率PUI880 W，排气扇输出功率P出PI2R816 W，则C错误；原线圈正常工作电流为8 A，则D错误。答案：AB11. xx南京模拟如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，R120 ，R230 ，C为电容器。已知通过R1的正弦交流电电流如图乙所示，则()A. 交流电的频率为0.02 HzB. 原线圈输入电压的最大值为200 V C. 电阻R2的电功率约为6.67 W D. 通过R3的电流始终为零解析：根据变压器原理可知原、副线圈中电流的周期、频率均相同，周期为0.02 s、频率为50 Hz，A错；由图乙可知通过R1的电流最大值为Im1 A，根据欧姆定律可知其最大电压为Um20 V，再根据原、副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为200 V，B错；因为电容器有通交流、阻直流的作用，则有电流通过R3和电容器，D错；根据正弦交流电的峰值和有效值关系和并联电路特点可知，电阻R2的电流有效值为I，电压有效值为U，电阻R2的电功率为P2UI W，C对。答案：C12. 如图所示，理想变压器原线圈与灯泡A串联后，加上电压为U1的交变电流，副线圈两端电压为U2，接有B和C两个灯泡。若A、B、C是三个完全相同的灯泡且均正常发光，则为()A. 41 B. 31C. 21 D. 11解析：A、B、C三灯泡中电流相同，设为I，则原、副线圈中电流分别为I、2I。由可知，2，Uab2U2，A灯两端电压等于B、C两灯两端电压，即UAU2，又因U1UabU23U2，所以3。答案：B二、非选择题(本题共16分)13. 一台发电机最大输出功率为4000 kW，输出电压的有效值为4000 V，经变压器T1升压后向远方输电。输电线路总电阻R1 k。到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V 60 W)。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，求：(1)T1和T2的变压比分别为多少？(2)有多少盏灯泡可正常发光？解析：画出远距离输电线路示意图，如图所示。(1)T1原线圈上的电流I1，可得I11000 A输电线路上消耗的功率为PIR400 kW，可得输电线上的电流为I220 AT1的变压比为T1副线圈两端的电压为U2200 kV输电线上的电压损失为UI2R20 kV所以，降压变压器T2原线圈两端电压为U3U2U180 kV故T2的变压比为。(2)据降压变压器T2的功率关系，有U3I260n，解得n6104盏。答案：(1)(2)6104盏