2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課后限時(shí)集訓(xùn)31 變壓器 電能的輸送（含解析）新人教版

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1、課后限時(shí)集訓(xùn)(三十一) 變壓器 電能的輸送(建議用時(shí)：40分鐘)基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練題組一：理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用1(多選)理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1n2101，原線圈兩端接通交流電源，則()A原、副線圈中電流頻率之比f(wàn)1f2101B原、副線圈兩端電壓之比為U1U2101C原、副線圈內(nèi)交變電流之比I1I2110D變壓器輸入和輸出功率之比P1P2101BC根據(jù)變壓器的電壓比和電流比可知選項(xiàng)B、C是正確的；對(duì)于理想變壓器，不改變電流的頻率，輸入與輸出的功率應(yīng)相等，即P1P2，所以選項(xiàng)A、D是錯(cuò)誤的。2.(多選)如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為21。電池和交變電源的電動(dòng)勢(shì)都為6 V，內(nèi)阻均不計(jì)。

2、下列說法正確的是()AS與a接通的瞬間，R中無感應(yīng)電流BS與a接通穩(wěn)定后，R兩端的電壓為0CS與b接通穩(wěn)定后，R兩端的電壓為3 VDS與b接通穩(wěn)定后，原、副線圈中電流的頻率之比為21BC由理想變壓器的原理可知，當(dāng)S與a接通電流穩(wěn)定時(shí)，由于通過原線圈與副線圈中的磁通量不發(fā)生變化，故在副線圈中無感應(yīng)電流，但在剛接通瞬間，副線圈兩端的電壓不為零，R中有感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)S與b接通穩(wěn)定后，原線圈中接有交變電流，由變壓器的變壓比可得副線圈兩端電壓為3 V，C正確；變壓器并不改變交變電流的頻率，D錯(cuò)誤。3.(2019石家莊檢測(cè))如圖所示，理想變壓器三個(gè)線圈的匝數(shù)比n1n2n31051，其中匝數(shù)

3、為n1的原線圈接到220 V的交流電源上，匝數(shù)為n2和n3的兩個(gè)副線圈分別與電阻R2、R3組成閉合回路。已知通過電阻R3的電流I32 A，電阻R2110 ，則通過電阻R2的電流I2和通過原線圈的電流I1分別是()A10 A,12 AB10 A,20 AC1 A,0.7 A D1 A,3 AC根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可得，已知n1n2n31051，U1220 V，解得U2110 V，U322 V，根據(jù)歐姆定律得I21 A，根據(jù)變壓器的輸入功率和輸出功率相等可得U1I1U2I2U3I3，解得I10.7 A，C正確。題組二：理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析4理想變壓器原線圈接如圖甲所示的正弦交變電壓，變壓器原線圈匝

4、數(shù)n1270匝，P是副線圈上的滑動(dòng)觸頭，當(dāng)P處于如圖乙所示位置時(shí)，副線圈連入電路的匝數(shù)n2135匝，電容器C恰好不被擊穿，燈泡L恰能正常發(fā)光，R是滑動(dòng)變阻器。以下判斷正確的是()甲乙A若向下移動(dòng)P，電容器的電荷量增加B若保持P不動(dòng)，向下移動(dòng)R的滑片，燈泡變暗C若保持R的滑片不動(dòng)，向下移動(dòng)P，燈泡變亮D電容器的擊穿電壓為11 VD原線圈輸入電壓的有效值U122 V，當(dāng)P位于題圖乙所示位置，副線圈電壓的有效值U2U111 V，電容器C恰好不被擊穿，若向下移動(dòng)P，電容器C兩端的電壓減小，由QCU可知，電容器所帶的電荷量減少，A錯(cuò)誤。若保持P不動(dòng)，向下移動(dòng)R的滑片，R接入電路的電阻減小，流過燈泡的電流

5、增大，燈泡變亮，B錯(cuò)誤。若保持R的滑片不動(dòng)，向下移動(dòng)P，則副線圈的電壓變小，燈泡變暗，C錯(cuò)誤。電容器的擊穿電壓UmU211 V，D正確。5.(2019上饒檢測(cè))如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，b是原線圈中心的抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1220sin(100t) V，則()A當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表V1的示數(shù)為22 VB當(dāng)t s時(shí)，電壓表V0的讀數(shù)為110 VC單刀雙擲開關(guān)與a連接，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過程中，電壓表V1的示數(shù)變小，電流表示數(shù)增大D當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，變壓器輸入功率增大D

6、原線圈兩端的電壓U1 V220 V，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，U2U122 V，電壓表V1的示數(shù)等于變阻器兩端的電壓，所以電壓表V1的示數(shù)小于22 V，A錯(cuò)誤。電壓表的示數(shù)為有效值，所以電壓表V0的讀數(shù)為220 V，B錯(cuò)誤。滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)，接入電路的電阻增大，R副總增大，I2減小，即電流表示數(shù)減小，定值電阻R0兩端電壓減小，而U2不變，所以電壓表V1的示數(shù)增大，C錯(cuò)誤。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，原線圈匝數(shù)減少，由知U2增大，I2增大，電流表讀數(shù)增大，電壓表V1的示數(shù)增大，副線圈電路中消耗的功率增大，故變壓器輸入功率增大，D正確。題組三：遠(yuǎn)距離輸電問題6(2019定州模擬)如圖，利用

7、理想變壓器進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，發(fā)電廠的輸出電壓恒定，輸電線路的電阻不變，當(dāng)用電高峰到來時(shí)()A輸電線上損耗的功率減小B電壓表V1的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)A1增大C電壓表V2的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)A2減小D用戶功率與發(fā)電廠輸出功率的比值減小D當(dāng)用電高峰到來時(shí)，用戶消耗的功率變大，則電流表A2示數(shù)變大，輸電線上的電流變大，輸電線上損耗的功率變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因?yàn)榘l(fā)電廠的輸出電壓恒定，則升壓變壓器的次級(jí)線圈電壓不變，即電壓表V1的示數(shù)不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電流表A1的示數(shù)增大，輸電線上的電壓損失變大，故降壓變壓器的初級(jí)線圈電壓減小，降壓變壓器次級(jí)線圈電壓也減小，即電壓表V2的示數(shù)減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；用戶消耗

8、的功率占發(fā)電廠輸出總功率的比例11，因?yàn)檩旊娋€上的電流增大，則電壓損失增大，U1不變，所以用戶消耗的功率占發(fā)電廠輸出總功率的比例減小，故D正確。7(2019龍巖模擬)如圖所示，一個(gè)小型水電站，其交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1一定，通過理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠(yuǎn)處用戶供電，輸電線的總電阻為R。T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1，它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2，T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3，它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4。下列說法正確的是()A當(dāng)用戶的用電器增多時(shí)，U2減小，U4變大B當(dāng)用戶的用電器增多時(shí)，P1變大，P3減小C輸電線上損失的功率PD要減小

9、線路的損耗，應(yīng)增大升壓變壓器的匝數(shù)比，同時(shí)應(yīng)增大降壓變壓器的匝數(shù)比D當(dāng)用戶的用電器增多時(shí)，用戶消耗的功率變大，P4變大，P3變大，用戶電流變大，輸電線上電流變大，電壓損失U損變大，U2不變，U4變?。欢鳳，故A、B、C錯(cuò)誤。要減小線路的損耗，應(yīng)增大升壓器的匝數(shù)比，輸電電壓變大，在輸送功率一定的條件下，輸電線電流減小，T2輸入電壓變大，要用戶得到額定電壓，同時(shí)應(yīng)增大降壓變壓器的匝數(shù)比，D正確。考點(diǎn)綜合練8(多選)(2019南京模擬)如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖。發(fā)電機(jī)輸出功率P恒定。用戶消耗的功率為P用戶，升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U1和U2，輸電線總電阻為r。下列說法正確的是()A升壓

10、變壓器原、副線圈匝數(shù)比B將P下移，用戶獲得的電壓將升高C輸電線上的功率關(guān)系為PP用戶D若U2提高為原來的10倍，輸電線上損失的功率為原來的AD變壓器的原、副線圈兩端電壓與匝數(shù)成正比，即，A正確。若P下移，降壓變壓器的原線圈匝數(shù)增大，U4U3，用戶獲得的電壓降低，B錯(cuò)誤。輸電線上的功率關(guān)系為PP用戶，C錯(cuò)誤。若U2提高為原來的10倍，輸送線路上的電流變?yōu)樵瓉淼?，故輸電線上損失的功率為原來的，D正確。9.(2019沈陽(yáng)檢測(cè))一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓表達(dá)式為u1 000sin(100t) V，通過匝數(shù)之比為41的理想降壓變壓器給若干盞“220 V60 W”的燈泡供電，如圖所示，輸電線總電阻r10 ，

11、其他電阻不計(jì)，為了保證燈泡正常發(fā)光，接入電路的燈泡數(shù)量為()A44B176C195D783B每盞燈泡的電流I A，設(shè)有n盞燈能夠正常工作，則原線圈的電流I1nIn，原線圈兩端電壓U14UL880 V，所以電阻r消耗的電壓UrUU1120 V，根據(jù)歐姆定律可得Urnr，聯(lián)立解得n176，B正確。10(多選)(2019遵義模擬)圖甲左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器，負(fù)載電路中R55 ，、為理想電流表和電壓表，若原線圈接入如圖乙所示的正弦交變電壓，電壓表的示數(shù)為110 V，下列表述正確的是()甲乙A電流表的示數(shù)為2 AB原、副線圈匝數(shù)比為12C電壓表的示數(shù)為電壓的有效值D原線圈中交變電壓的頻率為100

12、 HzAC由題圖乙可知，交流電的周期T0.02 s，頻率f50 Hz，故D錯(cuò)誤；輸入電壓的最大值U1m220 V，有效值U1220 V，電壓表測(cè)副線圈電壓有效值，U2110 V，電流表示數(shù)I22 A，故A正確；原、副線圈匝數(shù)比，故B錯(cuò)誤；交流電流表、交流電壓表測(cè)交流電的有效值，故C正確。11.(多選)(2019佛山模擬)理想變壓器原線圈a匝數(shù)n1200匝，副線圈b匝數(shù)n2100匝，線圈a接在u44sin 314t V的交流電源上，“12 V6 W”的燈泡恰好正常發(fā)光，電阻R216 ，電壓表V為理想電表。下列推斷正確的是()A交變電流的頻率為100 HzB穿過鐵芯的磁通量的最大變化率為 Wb/s

13、C電壓表V的示數(shù)為22 VDR1消耗的功率是1 WBD由u44sin 314t V知2f314，得f50 Hz，A錯(cuò)；在副線圈中，小燈泡正常發(fā)光，知副線圈中的電流為0.5 A，進(jìn)而可求出R2兩端的電壓為8 V，故副線圈兩端的電壓為20 V，電壓表的示數(shù)為20 V，C錯(cuò)；副線圈兩端電壓的最大值為20 V；由法拉第電磁感應(yīng)定律知：n220 V，可得： Wb/s，B對(duì)；由和，可知原線圈兩端的電壓為40 V，電流為0.25 A，故加在R1兩端的電壓為44 V40 V4 V，故R1消耗的功率為1 W，D對(duì)。12(2019成都模擬)如圖甲所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1n2101，副線圈電路接有滑動(dòng)

14、變阻器R和額定電壓為12 V、電阻為2 的電動(dòng)機(jī)M。原線圈輸入的交流電壓如圖乙所示。閉合開關(guān)S，電動(dòng)機(jī)正常工作，電流表示數(shù)為1 A。下列判斷正確的是()甲乙A副線圈兩端的電壓有效值為22 VB滑動(dòng)變阻器R的接入電阻為10 C電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為12 WD若電動(dòng)機(jī)突然卡住，原線圈輸入功率將變小B根據(jù)題圖乙可知U1220 V，根據(jù)理想變壓器變壓公式可得副線圈兩端的電壓有效值為U2U1220 V22 V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)題述電動(dòng)機(jī)正常工作，電流表示數(shù)為1 A，則滑動(dòng)變阻器兩端電壓UR22 V12 V10 V，根據(jù)歐姆定律可知滑動(dòng)變阻器R的接入電阻為R10 ，選項(xiàng)B正確；電動(dòng)機(jī)輸入的電功率P121

15、W12 W，電動(dòng)機(jī)的熱功率P熱122 W2 W，由PP熱P出，可得電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為P出10 W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若電動(dòng)機(jī)突然卡住，就相當(dāng)于一個(gè)2 的純電阻，副線圈電流I A1.83 A，則副線圈的電流增大，副線圈的電功率增大，根據(jù)變壓器輸出功率決定輸入功率可知，原線圈輸入功率將變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。13(2019龍巖模擬)利用太陽(yáng)能電池這個(gè)能量轉(zhuǎn)換器件將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿南到y(tǒng)又稱光伏發(fā)電系統(tǒng)。有一臺(tái)內(nèi)阻為1 的太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)，供給一個(gè)學(xué)校照明用電。如圖所示，升壓變壓器匝數(shù)比為14，降壓變壓器匝數(shù)比為41，輸電線的總電阻R4 ，全校共22個(gè)班，每班有“220 V40 W”燈6盞，若全部電燈正常發(fā)光，求：(1)發(fā)電機(jī)輸出功率；(2)輸電線路的效率；(3)發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的有效值。解析：(1)降壓變壓器輸出電壓為220 V，則有解得U3880 V電燈正常發(fā)光時(shí)的電流I A降壓變壓器負(fù)載中的總電流I4226I24 A降壓變壓器輸入端電流I3I46 A導(dǎo)線上損失的電壓U損I3R24 V升壓變壓器輸出電壓U2U3U損904 V則發(fā)電機(jī)輸出功率PU2I35 424 W。(2)用戶獲得的實(shí)際功率P用226P額5 280 W則輸電效率100%97.3%。(3)由可得U1U2226 V其輸入電流I1I324 A則有EU1I1r250 V。答案：(1)5 424 W(2)97.3%(3)250 V- 8 -