2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第11章 第2課時(shí) 變壓器 電能的輸送課時(shí)作業(yè)（含解析）

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1、2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第11章 第2課時(shí) 變壓器 電能的輸送課時(shí)作業(yè)（含解析） 一、單項(xiàng)選擇題 1.(xx·莆田質(zhì)檢)如圖1所示，一理想變壓器原線圈匝數(shù) n1＝1 000匝，副線圈匝數(shù)n2＝200匝，原線圈中接一交變電源，交變電源電壓u＝220sin 100πt V．副線圈中接一電動(dòng)機(jī)，電阻為11 Ω，電流表A2示數(shù)為1 A．電表對(duì)電路的影響忽略不計(jì)，則(　　) 圖1 A．此交流電的頻率為100 Hz B．電壓表示數(shù)為220 V C．電流表A1示數(shù)為5 A D．此電動(dòng)機(jī)輸出功率為33 W 【答案】D 【解析】由ω＝2πf得交流電的頻率為50 Hz，故A錯(cuò)誤；電壓表、電

2、流表測(cè)量所得的是交變電流的有效值，故電壓表讀數(shù)為220 V，故B錯(cuò)誤；由＝可知I1＝I2＝0.2 A，故C錯(cuò)誤；由P出＝P入－P熱＝U1I1－IR＝33 W，故D正確． 2．(xx·廣州模擬)圖2是遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖2 A．a(chǎn)是升壓變壓器，b是降壓變壓器 B．a(chǎn)是降壓變壓器，b是升壓變壓器 C．a(chǎn)的輸出電壓等于b的輸入電壓 D．a(chǎn)的輸出電壓等于輸電線上損失的電壓 【答案】A 【解析】遠(yuǎn)距離輸電先升壓，再降壓，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；由于輸電線有電壓損失，故a的輸出電壓等于b的輸入電壓與損失的電壓之和，選項(xiàng)C、D均錯(cuò)． 3．(xx·湖南十校聯(lián)考)如

3、圖3所示，M是一小型理想變壓器，接線柱a、b接在電壓u＝311sin 314t V的正弦交流電源上，變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器(R2的阻值隨溫度升高而減小)，電流表A2為值班室的顯示器，顯示通過(guò)R1的電流，電壓表V2顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫(huà)出)，R3為一定值電阻．當(dāng)傳感器R2所在位置處出現(xiàn)火警時(shí)，以下說(shuō)法中正確的是(　　) 圖3 A．A1的示數(shù)不變，A2的示數(shù)增大 B．A1的示數(shù)增大，A2的示數(shù)增大 C．V1的示數(shù)增大，V2的示數(shù)增大 D．V1的示數(shù)不變，V2的示數(shù)減小 【答案】D 【解析】當(dāng)傳感器R2所在位置處出現(xiàn)

4、火警時(shí)，溫度升高，R2的阻值減小，副線圈負(fù)載總電阻減小，故電流增大，所以電壓表V2的示數(shù)減小，A2的示數(shù)減小，輸出功率增大，故輸入功率增大，而V1的示數(shù)不變，所以A1的示數(shù)增大，D正確． 二、雙項(xiàng)選擇題 4．(xx·肇慶一模)如圖4所示，一只理想變壓器原線圈與頻率為50 Hz的正弦交流電源相連，兩個(gè)阻值均為20 Ω的電阻串聯(lián)后接在副線圈的兩端．圖中電流表、電壓表均為理想交流電表，原、副線圈匝數(shù)分別為200匝和100匝，電壓表的示數(shù)為5 V．則(　　) 圖4 A．電流表的讀數(shù)為0.5 A B．流過(guò)電阻的交流電的頻率為100 Hz C．變壓器原線圈兩端電壓的最大值為20 V D

5、．交流電源的輸出功率為2.5 W 【答案】CD 【解析】本題考查變壓器的工作原理及其基本關(guān)系，意在考查考生對(duì)變壓器的工作原理的理解．理想變壓器原、副線圈中交流電的頻率相同，故流過(guò)電阻的交流電的頻率為50 Hz，B項(xiàng)錯(cuò)；原線圈和副線圈的匝數(shù)比＝，I2＝0.25 A，解得I1＝0.125 A，A項(xiàng)錯(cuò)；交流電源的輸出功率為2.5 W，D項(xiàng)正確；根據(jù)＝可得變壓器原線圈兩端電壓U1＝20 V，故變壓器原線圈兩端電壓的最大值為20 V，C項(xiàng)正確． 5．理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，以下說(shuō)法中正確的是(　　) A．穿過(guò)原、副線圈每一匝磁通量之比是10∶1 B．穿過(guò)原、副線圈每一匝磁通量的

6、變化率相等 C．原、副線圈每一匝產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值之比為10∶1 D．正常工作時(shí)，原、副線圈的輸入、輸出功率之比為1∶1 【答案】BD 【解析】對(duì)于理想變壓器，原、副線圈每一匝的磁通量均相等，且變化率也相同，A、C錯(cuò)，B對(duì)．正常工作時(shí)，原、副線圈的輸入、輸出功率相同，為1∶1，D對(duì)． 6．如圖5是手機(jī)的充電器的內(nèi)部電路核心部分的簡(jiǎn)化模型，將變壓器和二極管都當(dāng)做理想元件，已知變壓器的原副線圈匝數(shù)比為20∶1，A、B端輸入電壓為U1＝220·sin 100πt(V)，對(duì)于輸出端CD(OD為副線圈的中心抽頭)(　　) 圖5 A．輸出電壓的有效值為11 V B．輸出電壓的有效值為5

7、.5 V C．CD端的輸出功率和AB端輸入功率之比為1∶2 D．CD端的輸出功率和AB端輸入功率之比為1∶1 【答案】BD 【解析】本題考查變壓器的知識(shí)，意在考查學(xué)生交變電流的有效值以及變壓器輸入功率與輸出功率之間的關(guān)系．由于OD為副線圈的中心抽頭，則AB與CD線圈匝數(shù)之比為40∶1，線圈CD間電壓最大值為 V，而本題中的兩個(gè)二極管相當(dāng)于把CD之間的交流電壓的負(fù)半部分對(duì)稱(chēng)地變?yōu)檎氩糠?，這樣交變電流就全部變?yōu)檎担抑芷跒樵瓉?lái)的一半，因而有效值為5.5 V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確．變壓器AB端的輸入功率等于CD端的輸出功率，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確． 7．如圖6所示為遠(yuǎn)距離高壓輸電的示

8、意圖．關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電，下列表述正確的是(　　) 圖6 A．減小輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過(guò)程中的電能損失 B．高壓輸電是通過(guò)減小輸電電流來(lái)減少電路發(fā)熱損耗的 C．在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸電過(guò)程中的電能損失越小 D．高壓輸電必須綜合考慮各種因素，不一定是電壓越高越好 【答案】BD 【解析】導(dǎo)線的橫截面積越大，導(dǎo)線的電阻越小，電能損失也就越小，A錯(cuò)；在輸送功率一定的前提下，提高輸電電壓U，由I＝知，能減小電流I，從而減小發(fā)熱損耗，B對(duì)；若輸送電壓一定，由I＝知，輸送的電功率P越大，I越大，發(fā)熱損耗就越多，C錯(cuò)；高壓輸電時(shí)要綜合考慮材料成本、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性等各種因

9、素，不是電壓越高越好，D對(duì)． 8.如圖7原線圈2 200匝，副線圈440匝的理想變壓器，副線圈上接有一個(gè)100 Ω的負(fù)載電阻，原線圈通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與直流或交流電源相連，直流電源輸出電壓50 V，交流電源輸出電壓u＝50sin 100πt(V)，則下列判斷正確的是(　　) 圖7 A．S接a時(shí)，電流表的示數(shù)為0.1 A B．S接b時(shí)，電流表的示數(shù)為0.07 A C．S接b時(shí)，電阻消耗的功率為0.5 W D．S接b時(shí)，流過(guò)電阻的電流頻率為50π Hz 【答案】BC 【解析】本題考查變壓器的規(guī)律，意在考查學(xué)生對(duì)變壓器原理的理解．原線圈接直流電源時(shí)，由于原線圈中的電流恒定，穿過(guò)副線

10、圈的磁通量不發(fā)生變化，副線圈兩端不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電流表示數(shù)為零，A錯(cuò)；接交流電源時(shí)，副線圈的電壓u2＝u＝10sin 100πt(V)，所以電流表的示數(shù)為 A＝0.07 A，B對(duì)；電阻消耗的功率為W＝0.5 W，C對(duì)；變壓器不改變電流的頻率，流過(guò)電阻的電流頻率為 Hz＝50 Hz，D錯(cuò)． 9．某小型水電站的電能輸送示意圖如圖示．發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200 V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)．要使額定電壓為220 V的用電器正常工作，則(　　) 圖8 A.> B.< C．升壓變壓器的輸出電

11、壓等于降壓變壓器的輸入電壓 D．升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率 【答案】AD 【解析】根據(jù)變壓器工作原理可知＝，＝，由于輸電線上損失一部分電壓，升壓變壓器的輸出電壓大于降壓變壓器的輸入電壓，有U2>U3，所以>，A正確，B、C不正確；升壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功率加上輸電線損失功率，D正確． 10.xx年入春以來(lái)，云南省部分地區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重旱情，導(dǎo)致大面積農(nóng)作物受災(zāi)，大量群眾飲水困難．目前旱情仍在繼續(xù)．為幫助災(zāi)區(qū)抗旱，電力部門(mén)加大了對(duì)災(zāi)區(qū)的電力供應(yīng)．如圖9所示，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻、變壓器不變，若發(fā)電廠增大輸出功率，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖

12、9 A．升壓變壓器的輸出電壓不變 B．降壓變壓器的輸出電壓增大 C．輸電線上損耗的功率增大 D．輸電線上損耗的功率占總功率的比例減小 【答案】AC 【解析】本題考查交流電的知識(shí)，意在考查考生對(duì)變壓器原理、遠(yuǎn)距離輸電的了解．發(fā)電廠的輸出電壓不變，則升壓變壓器的輸出電壓不變，A對(duì)；發(fā)電廠輸出功率增大，則輸電線中電流增大，導(dǎo)線上損耗功率和損耗電壓增大，降壓變壓器的輸入、輸出電壓減小，B錯(cuò)，C對(duì)；輸電線上損耗的功率與總功率的比值為＝，該比值隨電流的增大而增大，D項(xiàng)錯(cuò)． 三、非選擇題 11．如圖10甲是一理想變壓器的電路連接圖，圖10乙是原線圈兩端所加的電壓隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象，已知原、

13、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，電流表A2的示數(shù)為2 A，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，求： 圖10 (1)變壓器的輸入功率和電壓表的示數(shù)； (2)將開(kāi)關(guān)S閉合，定性分析電路中三只電表的示數(shù)變化情況． 【答案】(1)40 W　20 V　(2)A1示數(shù)增大　A2示數(shù)增大　V示數(shù)不變 【解析】(1)由題圖乙可知輸入電壓的有效值 U1＝200 V 由＝得 U2＝＝20 V 變壓器的輸入功率P1等于輸出電功率P2 故P1＝P2＝U2I2＝20×2 W＝40 W. (2)將S閉合，U2不變，即電壓表示數(shù)不變；由于負(fù)載增多，負(fù)載總電阻減小，電流表A2的示數(shù)增大；副線圈的輸出功率增大，原線圈的輸入功率隨之

14、增大，電流表A1的示數(shù)增大． 12．某小型實(shí)驗(yàn)水電站輸出功率是20 kW，輸電線總電阻為6 Ω. (1)若采用380 V輸電，求輸電線路損耗的功率； (2)若改用5 000 V高壓輸電，用戶端利用n1∶n2＝22∶1 的變壓器降壓，求用戶得到的電壓． 【答案】(1)16.62 kW　(2)226.18 V 【解析】(1)輸電線上的電流為 I＝＝ A≈52.63 A 輸電線路損耗的功率為 P損＝I2R＝52.632×6 W≈16 620 W＝16.62 kW. (2)改用高壓輸電后，輸電線上的電流為 I′＝＝ A＝4 A 用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓 U1＝U′－I′R＝(5 000－4×6) V ＝4 976 V 根據(jù)＝，用戶得到的電壓為 U2＝U1＝×4 976 V≈226.18 V.