2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)30 變壓器 電能的輸送（含解析）

2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)30 變壓器 電能的輸送（含解析）一、單項(xiàng)選擇題1在變電站里，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測(cè)電網(wǎng)上的強(qiáng)電流，所用的器材叫電流互感器如圖所示的四個(gè)圖中，能正確反映其工作原理的是()解析：電流互感器應(yīng)是測(cè)電流的，應(yīng)串聯(lián)在火線上，B、D錯(cuò)誤；同時(shí)，由I1n1I2n2知要使I2<I1，須n2>n1，A正確，C錯(cuò)誤答案：A2.如圖所示，在鐵芯上、下分別繞有匝數(shù)n1800和n2200的兩個(gè)線圈，上線圈兩端與u51sin314t V的交流電源相連，將下線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的讀數(shù)可能是()A2.0 V B9.0 VC12.7 V D144.0 V解析：由得U2，其中U1 V，解得U2 V9.0 V，因題中兩線圈并非處于理想狀態(tài)，會(huì)出現(xiàn)漏磁，所以交流電壓表的讀數(shù)小于9.0 V，A正確答案：A3隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)能源的需求也日益擴(kuò)大，節(jié)能變得越來越重要某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電，用戶通過降壓變壓器用電，若發(fā)電廠輸出電壓為U1，輸電導(dǎo)線總電阻為R，在某一時(shí)段用戶需求的電功率為P0，用戶的用電器正常工作的電壓為U2.在滿足用戶正常用電的情況下，下列說法正確的是()A輸電線上損耗的功率為B輸電線上損耗的功率為C若要減少輸電線上損耗的功率可以采用更高的電壓輸電D采用更高的電壓輸電會(huì)降低輸電的效率解析：設(shè)發(fā)電廠輸出功率為P，則輸電線上損耗的功率PPP0，PI2R，A、B錯(cuò)誤；采用更高的電壓輸電，可以減小導(dǎo)線上的電流，故可以減少輸電線上損耗的功率，C正確；采用更高的電壓輸電，輸電線上損耗的功率減少，則發(fā)電廠輸出的總功率減少，故可提高輸電的效率，D錯(cuò)誤答案：C4下圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1n251，副線圈上的電阻R20 ，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關(guān)原線圈接正弦式交變電源，輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時(shí)L2正常發(fā)光下列說法正確的是()A輸入電壓u的表達(dá)式u20sin50t VB只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光C只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大D若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8 W解析：由題圖知，Um20 V，T0.02 s，則100 rad/s，輸入電壓u20sin 100t V，A錯(cuò)誤；由變壓器的變壓規(guī)律知，故U2 V4 V，由題中將S1接1、S2閉合時(shí)，燈泡L2正常發(fā)光可得，燈泡L2額定電壓為4 V，當(dāng)只斷開S2后，副線圈兩端電壓不變，此時(shí)副線圈的負(fù)載為L1、L2串聯(lián)，故L1、L2均不能正常發(fā)光，B錯(cuò)誤；此時(shí)P出，副線圈負(fù)載R總增大，故P出減小，又P入P出，故原線圈的輸入功率減小，C錯(cuò)誤；當(dāng)S1換接到2后，副線圈的負(fù)載僅是電阻R，故P W0.8 W，D正確答案：D5.為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦式交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2，導(dǎo)線電阻不計(jì)，如圖所示當(dāng)開關(guān)S閉合后()AA1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值變小BA1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值變大CV2示數(shù)變小，V1與V2示數(shù)的比值變大DV2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)的比值不變解析：因?yàn)樽儔浩鞯脑褦?shù)與輸入電壓U1不變，所以電壓表V1的示數(shù)和電壓表V2的示數(shù)不變，C錯(cuò)誤，D正確；當(dāng)S閉合后，因?yàn)樨?fù)載電阻減小，故副線圈中的電流I2增大，由于輸入功率等于輸出功率，所以I1也將增大，但因?yàn)樽儔浩鞯脑褦?shù)不變，A1與A2示數(shù)的比值不變，A、B錯(cuò)誤答案：D二、多項(xiàng)選擇題6某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機(jī)通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電已知輸電線的總電阻為R，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為41，降壓變壓器副線圈兩端交變電壓u220sin100t V，降壓變壓器的副線圈與阻值R011 的電阻組成閉合電路若將變壓器視為理想變壓器，則下列說法中正確的是()A通過R0電流的有效值是20 AB降壓變壓器T2原、副線圈的電壓比為41C升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓D升壓變壓器T1的輸出功率大于降壓變壓器T2的輸入功率解析：降壓變壓器副線圈兩端交變電壓有效值為220 V，負(fù)載電阻為11 ，所以通過R0電流的有效值是20 A，A正確；降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為41，所以T2原、副線圈的電壓比為41，B正確；升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓加上輸電線上損失的電壓，C錯(cuò)誤，D正確答案：ABD7如圖所示，邊長為L、匝數(shù)為N，電阻不計(jì)的正方形線圈abcd在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞轉(zhuǎn)軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸OO垂直于磁感線，在線圈外接一含有理想變壓器的電路，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2.保持線圈以恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，下列判斷正確的是()A兩電壓表的示數(shù)之比U1U2n1n2B電壓表V1示數(shù)等于NBL2C當(dāng)可變電阻R的滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V2的示數(shù)變大D當(dāng)可變電阻R的滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸入功率減小解析：由理想變壓器原副線圈電壓比等于匝數(shù)比可知，A正確；電壓表V1示數(shù)為電壓的有效值，等于，B錯(cuò)誤；當(dāng)可變電阻R的滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，R的有效阻值增大，U2不變，輸出功率減小，輸入功率減小，C錯(cuò)誤，D正確答案：AD8如圖所示，理想變壓器原線圈接有交流電源，當(dāng)副線圈上的滑片P處于圖示位置時(shí)，燈泡L能發(fā)光要使燈泡變亮，可以采取的方法有()A向下滑動(dòng)PB增大交流電源的電壓C增大交流電源的頻率D減小電容器C的電容解析：向下滑動(dòng)P，變壓器副線圈電壓降低，燈泡變暗，A錯(cuò)誤；增大交流電源電壓，副線圈電壓升高，燈泡變亮，B正確；增大交流電源頻率，電容器容抗減小，電流變大，燈泡變亮，C正確；減小電容器的電容，容抗增大，電流減小，燈泡變暗，D錯(cuò)誤答案：BC三、非選擇題9圖甲為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個(gè)接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的ut圖象如圖乙所示若只在ce間接一只Rce400 的電阻，或只在de間接一只Rde225 的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為P80 W.(1)請(qǐng)寫出原線圈輸入電壓瞬時(shí)值uab的表達(dá)式；(2)求只在ce間接400 電阻時(shí)，原線圈中的電流I1；(3)求ce和de間線圈的匝數(shù)比.解析：(1)由圖乙知周期T0.01 s，Uab最大值為Um400 V，所以角速度200 rad/s電壓瞬時(shí)值uab400sin200t V(2)電壓有效值U1200 V理想變壓器輸入電壓P1P原線圈中的電流I1解得I1 A0.28 A(3)設(shè)ab間匝數(shù)為n1，則同理由題意知，解得代入數(shù)據(jù)得答案：(1)uab400sin200t V(2)0.28 A(3)10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 .(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n1n2221的變壓器降壓，求用戶得到的電壓解析：(1)輸電線上的電流為I A52.63 A輸電線路損耗的功率為P損I2R52.632×6 W16 620 W16.62 kW.(2)改用高壓輸電后，輸電線上的電流為I A4 A用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓U1UIR(5 0004×6) V4 976 V根據(jù)，用戶得到的電壓為U2U1×4 976 V226.18 V.答案：(1)16.62 kW(2)226.18 V11如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)n1n231，原線圈電路中接有一量程為3 A的理想交流電流表，副線圈兩端接有理想交流電壓表一只和可變電阻R以及若干“6 V、6 W”的相同燈泡輸入端交變電壓u的圖象如圖乙所示(1)求圖甲中電壓表的讀數(shù)；(2)要求燈泡均正常發(fā)光，求電路中最多允許接入的燈泡個(gè)數(shù)；(3)為滿足第(2)問中要求，求可變電阻R應(yīng)調(diào)到的電阻值解析：(1)根據(jù)圖象可得原線圈電壓的最大值U1m27 V其有效值為U127 V根據(jù)n1n2U1U2代入數(shù)據(jù)后可得U29 V即為電壓表的讀數(shù)(2)設(shè)原線圈中通過的電流為I1，副線圈中通過的電流為I2為使副線圈接入的燈泡最多，則I1取允許通過的最大電流的有效值為3 A根據(jù)U1I1U2I2代入數(shù)據(jù)后可得I29 A正常發(fā)光時(shí)每個(gè)燈泡中電流為I燈1 A所以允許接入的燈泡個(gè)數(shù)為n9盞(3)電阻R兩端電壓為URU2U燈3 V電阻阻值為R 答案：(1)9 V(2)9盞(3)