2020版高考物理大一轮复习 第十一章 基础课2 变压器 远距离输电训练（含解析）教科版.doc

基础课2变压器远距离输电选择题(18题为单项选择题，914题为多项选择题)1如图1所示的交流电路中，理想变压器输入电压为u1U1msin 100t(V)，输入功率为P1，输出功率为P2，电压表读数为U2，各交流电表均为理想电表。由此可知()图1A灯泡中电流方向每秒钟改变100次B变压器原、副线圈的匝数比为U1mU2C当滑动变阻器R的滑动头向下移动时各个电表读数均变大D当滑动变阻器R的滑动头向上移动时P1变大，且始终有P1P2解析由u1U1msin 100t(V)，可知交变电流频率为50 Hz，灯泡中电流方向每秒钟改变100次，选项A正确；变压器原、副线圈的匝数比为U1m(U2)，选项B错误；当滑动变阻器R的滑动头向下移动时，电流表读数增大，变压器输出电流增大，电阻R1两端电压增大，电压表读数不变，选项C错误；当滑动变阻器R的滑动头向上移动时，变压器输出电流减小，输出功率减小，根据变压器功率的制约关系，P1变小，且始终有P1P2，选项D错误。答案A2(2016江西萍乡二模)如图2所示为汽车的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连接到12 V的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的两端，开关由机械控制，当开关由闭合变为断开时，副线圈中产生10 000 V 以上的电压，火花塞中产生火花。下列说法中正确的是 ()图2A变压器的原线圈要用粗导线绕制，而副线圈可以用细导线绕制B若该点火装置的开关始终闭合，火花塞的两端会持续产生高压C变压器原线圈输入的12 V电压必须是交流电，否则就不能在副线圈中产生高压D该点火装置中变压器的副线圈匝数必须小于原线圈的匝数解析汽车的点火装置是利用变压器原理工作的，当开关始终闭合时，通过原线圈的电流恒定，原线圈中产生的磁场恒定，则在副线圈上不会产生电压，所以B错误；由题可知原线圈处接12 V的直流电源，当断开开关瞬间原线圈中电流迅速变化，会产生变化的磁场，则在副线圈中可能产生高压，所以C错误；由可知，要在副线圈中产生高压，则原线圈匝数必须小于副线圈的匝数，所以D错误。故选A。答案A3如图3，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2和R3均为定值电阻，V1和V2为理想电压表，A1和A2为理想电流表。开关S闭合时，V1和V2读数分别为U1和U2；A1和A2的读数分别为I1和I2。若交流电源电压不变，现断开S，下列推断中正确的是()图3AU2可能变小、I2一定变小BU2一定不变、I2一定变小CI1一定变小、I2可能变大DI1可能变大、I2可能变大解析交流电源电压不变，U1数值不变，根据变压器变压公式可知，副线圈电压只与原线圈电压和变压器原、副线圈匝数比有关。现断开S，U2不变，副线圈所接电路的等效电阻增大，电流表A2的读数I2变小，选项A错误，B正确；变压器输出功率减小，导致变压器输入功率变小，I1变小，选项C、D错误。答案B4某单位一小型交流发电机由匝数为50、面积为S0.5 m2的矩形闭合导线框组成，线框可绕垂直于匀强磁场的轴OO以角速度200 rad/s匀速转动，磁场的磁感应强度大小为B T，线框电阻不计。发电机正常工作时，从线框经过中性面开始计时，产生的交流电经一理想变压器给一个小灯泡供电，如图4所示，发电机没有画出。小灯泡上标有“220 V60 W”字样，且灯泡正常发光，图中电压表为理想交流电表，则下列说法不正确的是()图4A变压器输入电压的瞬时值为u500sin 200t (V)B电压表的示数为500 VC变压器原、副线圈匝数比为2511D线框在中性面位置时穿过线框的磁通量为零解析发电机输出电压最大值UmnBS500 V，变压器输入电压的瞬时值为u500sin 200t(V)，A正确；变压器输入电压的有效值为U1500 V，输出电压的有效值为U2220 V，根据变压比公式有，B、C正确；线框在中性面位置时穿过线框的磁通量最大，磁通量的变化率为零，D错误。答案D5如图5甲为某水电站的电能输送示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为115，降压变压器的副线圈接有负载R，升压、降压变压器之间的输电线路的总电阻为10 ，变压器均为理想变压器，升压变压器原线圈中接入如图乙所示的正弦式交变电压，输送功率为33 kW。下列说法正确的是()图5A输电线上交变电流的变化周期为0.01 sB输电线中电流为150 AC降压变压器原线圈输入电压为3 200 VD输电线上功率损失为500 W解析由图乙所示的正弦式交变电压图象可知周期T2102 s，变压器不改变交变电流的周期，所以输电线上交变电流的变化周期为0.02 s，选项A错误；升压变压器原线圈电压的最大值为311 V，有效值U1 V220 V，由得升压变压器副线圈的输出电压U2U115220 V3 300 V，输电线中电流为I210 A，选项B错误；输电线电压损失UI2R100 V，降压变压器原线圈输入电压为UU2U3 200 V，选项C正确；输电线上功率损失为P损IR1 000 W，选项D错误。答案C6(2016天津理综，5)如图6所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是()图6A当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大D若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大解析当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，接入电路的阻值变大，变压器副线圈两端电压不变，副线圈中的电流减小，则R1消耗的功率及其两端电压均变小，故电压表的示数变大，选项A错误，B正确；当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，副线圈中的电流减小，则原线圈中的电流也减小，电流表A1示数变小，选项C错误；若闭合开关S，副线圈电路中总电阻减小，副线圈中的电流变大，R1两端电压变大，R2两端电压减小，电流表A2示数减小；原线圈中的电流也变大，电流表A1示数变大，选项D错误。答案B7.一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图7所示。发电机到安置区的距离是400 m，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5104，安置区家用电器的总功率为44 kW，当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作时()图7型号AED6500S输出电压范围220300 V最大输出功率60 kWA.输电线路中的电流为20 AB发电机的实际输出电压为300 VC在输电线路上损失的电功率为8 kWD如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300 V解析当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流为I200 A，A错误；导线电阻为R2.51044002 0.2 ，则发电机的实际输出电压为U输UIR260 V，B错误；在输电线路上损失的电功率为P损I2R8 kW，C正确；如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压的最大值是UmU输368 V，D错误。答案C8如图8甲所示的电路中，变压器原、副线圈匝数比为31，图乙是该变压器cd输入端交变电压u的图象，L1，L2、L3、L4为四只规格均为“9 V6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，开关K原来是闭合的。以下说法正确的是()图8Aab输入端电压的瞬时值表达式为Uab27sin 100t(V)Bab输入端输入功率Pab18 WC电流表的示数为2 A，且四只灯泡均能正常发光D断开开关K，电压表V的读数将变小解析图乙为变压器cd端输入电压的图象，由图可知其电压有效值Ucd27 V，故变压器输出电压为UUcd9 V，灯泡L2、L3、L4均正常发光，通过每个灯泡的电流为I0 A A，变压器输出电流为3I02 A，由理想变压器原、副线圈的电流关系得变压器输入电流为I1I2I0，故通过灯泡L1的电流使其正常发光，C选项正确；ab输入电压的有效值Uab9 VUcd36 V，故ab端输入电压的瞬时值Uab36sin 100t(V)，A选项错误；ab端的输入功率等于四个灯泡的总功率，即Pab46 W24 W，选项B错误；断开开关K，则变压器输出电流减小，输入电流也随之减小，L1两端电压减小，则电压表示数(变压器输入电压)增大，D选项错误。答案C9(2016四川成都一诊)如图9所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1n2，原线圈的两端a、b接正弦式交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R166 ，R233 ，电流表A1的示数为0.4 A。则下列判断中正确的是()图9A原、副线圈的匝数比为110B原、副线圈的匝数比为51C电流表A2的示数为2 AD电流表A2的示数为0.4 A解析负载电阻R166 ，R233 ，并联后的电阻为R22 ，变压器输入功率P1U1I1P2IR，所以电流表A2的示数为I22 A，C正确，D错误；原、副线圈的匝数比n1n2I2I151，A错误，B正确。答案BC10(2016深圳一调)如图10甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n1n2101，原线圈输入的交流电压如图乙所示，副线圈电路接有滑动变阻器R和额定电压为12 V、工作时内阻为2 的电动机。闭合开关，电动机正常工作，电流表示数为1 A，则 ()图10A副线圈两端电压为22 VB电动机输出的机械功率为12 WC通过电动机的交流电频率为50 HzD突然卡住电动机，原线圈输入功率变小解析由图乙可知U1220 V，又知n1n2101，则由，得副线圈两端电压U222 V，A项正确；电动机输出的机械功率P机P总P内IUI2r112 W122 W10 W，B项错误；由图乙可知，T0.02 s，则f50 Hz，C项正确；当卡住电动机，则副线圈回路总电阻减小，电流变大，再由P入P出I2U2，可知原线圈输入功率变大，D项错误。答案AC11(2015广东理综，15)如图11为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220 V降至110 V，调节前后()图11A副线圈中的电流比为12B副线圈输出功率比为21C副线圈的接入匝数比为21D原线圈输入功率比为41解析在输入电压U1和原线圈匝数n1不变的情况下，使输出电压U2有效值由220 V降至110 V，由知，副线圈接入匝数应该减为原来的一半，故副线圈的接入匝数之比为21，故C正确；副线圈电压减半，电阻不变，电流也随之减半，所以电流之比为21，故A错误；由PUI知，输出功率之比为41，故B错误；副线圈输出功率等于原线圈输入功率，所以原线圈输入功率之比为41，故D正确。答案CD12如图12所示，矩形线框的面积为60 cm2，匝数为100匝，转速为25 r/s，匀强磁场的磁感应强度为 T，线框的电阻不计。L1、L2是两个标有“6 V1 A”的灯泡，开关S断开时，灯泡L1正常发光，那么()图12A从图示位置开始计时，线框内产生的交变电压的瞬时值为e60cos 50t(V)B变压器原、副线圈的匝数比为201C开关S断开时，电流表示数是0.1 AD开关S闭合后，灯泡L1将变暗解析由于从垂直中性面的位置开始计时，所以线框内产生的交变电压的瞬时值为enBScost60cos 50t(V)，选项A正确；原线圈两端电压的有效值为60 V，副线圈两端电压为6 V，根据变压比，可知变压器原、副线圈的匝数比为101，选项B错误；开关S断开时，由变流比知电流表示数是0.1 A，选项C正确；开关S闭合后，灯泡L1两端电压不变，亮度不变，选项D错误。答案AC13如图13所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出的电功率为50 kW，用电阻为3 的输电线向远处送电，要求输电线上损失的功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)。对整个送电过程，下列说法正确的是()图13A输电线上损失的功率为300 WB升压变压器的匝数比为1100C输电线上的电流为10 AD降压变压器的输入电压为4 970 V解析根据P损0.6%PIR，得输电线上损失的功率为P损300 W，输电线上的电流为I210 A，选项A、C正确；升压变压器原线圈的输入电流为I1 A100 A，则升压变压器的匝数之比为，选项B错误；升压变压器的输出电压为U2U15 000 V，输电线上损失的电压为UI2R103 V30 V，则降压变压器的输入电压为U3U2U5 000 V30 V4 970 V，选项D正确。答案ACD14(2017山东潍坊统考)如图14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()图14A交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为eNBL2cos 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变小解析题中图示线圈位置是与中性面垂直的位置，从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为eNBL2cos t，选项A正确；理想变压器的输入功率与输出功率相等，选项B错误；原线圈电压的有效值U1NBL2，由得U2NBL2，由于二极管的单向导电性，副线圈中只有半个周期内有电流，设电压表示数为U，根据有效值的定义得T，所以电压表的示数UNBL2，选项C正确；若滑动变阻器的滑片向下滑动，副线圈的总阻值增大，原线圈电压不变，副线圈电压也不变，电压表示数不变，由欧姆定律得副线圈的电流变小，原线圈中的电流也变小，电流表示数变小，选项D错误。答案AC