2021届高考物理一轮复习-第2课时--变压器---电能的输送练习-人教大纲版2.doc

第2课时 变压器 电能的输送图13291(2021·江苏卷，6)如图1329所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为15，原线圈两端的交变电压为u20sin 100t V氖泡在两端电压到达100 V时开始发光，以下说法中正确的有()A开关接通后，氖泡的发光频率为100 HzB开关接通后，电压表的示数为100 VC开关断开后，电压表的示数变大D开关断开后，变压器的输出功率不变解析：副线圈电压由原线圈决定，那么不管负载如何变化，电压表的读数不变，始终为有效值100 V，B项正确；每个交流电周期内氖管发光两次，每秒发光100次，那么氖管发光频率为100 Hz，开关断开后，负载电阻增大、电流减小，那么变压器的输出功率减小答案：AB图132102如图13210甲所示，为一种可调压自耦变压器的结构示意图，线圈均匀绕在圆环型铁芯上，假设AB间输入如图13210乙所示的交变电压，转动滑动触头P到如图甲中所示位置，在BC间接一个55 的电阻(图中未画出)，那么()A该交流电的电压瞬时值表达式为u220sin(25t)VB该交流电的频率为25 HzC流过电阻的电流接近于4 AD电阻消耗的功率接近于220 W解析：由题中图乙可知正弦交流电的周期T0.04 s，那么f25 Hz，2f50 rad/s，所以该交流电的电压瞬时值的表达式为u220sin(50t)V，A错误；B正确；从题图甲中可以看出，自耦变压器的副线圈的匝数约是原线圈匝数的，故副线圈两端的电压约为110 V，流过电阻的电流约为2 A，C项错误；电阻消耗的功率PU2I2220 W，D项正确答案：BD3“5·12”汶川大地震发生后，山东省某公司向灾区北川捐赠一批柴油发电机该柴油发电机说明书的局部内容如下表所示现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，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，该型导线单位长度的电阻为2.5×104/m.安置区家用电器的总功率为44 kW，当这些家用电器都正常工作时，以下说法中正确的选项是()型号AED6500S最大输出功率60 kW输出电压范围220 V300 VA.输电线路中的电流为20 AB输电线路损失的电功率为8 000 WC发电机实际输出电压是300 VD如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，那么输出电压最大值是300 V解析：I线I0 A200 A；线路损失功率P线IR线8 000 W，线路两端电压UI线R线40 V，所以发电机输出电压为260 V；如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，那么输出电压最大值是260 V.答案：B4如图13211甲所示，变压器原副线圈的匝数比为31，L1、L2、L3为三只规格均为“9 V,6 W的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压u的图象如图13211乙表示那么以下说法中正确的选项是()图13211A电压表的示数为27 V B三只灯泡均能正常发光C电流表的示数为2 A D变压器副线圈两端交变电流的频率为50 Hz解析：此题考查交流电的规律、变压器的规律交流电表测量的是交流电的有效值，输入电压的有效值为27 V，因此电压表的示数应为27 V，A项错误；根据变压比，副线圈输出的电压为9 V，因此三只灯泡均能正常发光，B项正确；三只灯泡中的总电流为3P/U2 A，C项正确；原线圈输入电压的频率为50 Hz，变压器不改变交流电的频率，因此D项正确此题较易答案：BCD图132125一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是51，原线圈接入电压为220 V的正弦交流电，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图13212所示电压表和电流表均为理想交流电表，那么以下说法正确的选项是()A原、副线圈中的电流之比为51B电压表的读数为44 VC假设滑动变阻器接入电路的阻值为20 ，那么1 min内产生的热量为2 904 JD假设将滑动变阻器的滑片向上滑动，那么两电表读数均减小解析：原、副线圈中的电流与匝数成反比，所以电流之比为15，A项错误；原、副线圈的电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压为44 V，但二极管具有单向导电性，根据有效值的定义有××T，从而求得电压表两端电压有效值为U有效22 V，那么Q×602 904 J，B项错误，C正确；将滑动变阻器滑片向上滑动，接入电路中的阻值变小，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的读数不变，电流表的读数变大，D项错误答案：C 1图13213甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，以下说法正确的选项是() 图13213A图甲表示交流电，图乙表示直流电B两种电压的有效值相等C图甲所示电压的瞬时值表达式为U311 sin 100t VD图甲所示电压经匝数比为101的变压器变压后，频率变为原来的解析：因图象的纵坐标上电压的正负表示电压的方向，因此两图均为交流电，A项错；对于正弦交流电才有U有效，虽然两图的峰值相同，但图乙非正弦(余弦)交流电不适用上式有效值的求法，故B错；正弦交流电电压瞬时值的表达式为UUmsin t，由图象可知Um311 V，T2×102s，可得100，代入上式得U311sin 100t，故C项对；由变压器原理可知变压器只能根据匝数比改变电压和电流，它不会改变周期和频率，故D项错答案：C图1321422021年春节前后，我国南方局部省市的供电系统由于气候原因遭到严重破坏为此，某小区启动了临时供电系统，它由备用发电机和副线圈匝数可调的变压器组成，如图13214所示，发电机的电动势e480sin(100t)V(不考虑其内阻)，图中R表示输电线的电阻滑动触头P置于a处时，用户的用电器恰好正常工作，在以下情况下，要保证用电器仍能正常工作，那么()A假设示数为2 A，R10 ，那么原副线圈的匝数比n1n221B假设示数为2 A，R10 ，那么原副线圈的匝数比n1n221C当发电机输出的电压发生波动使示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头P向下滑动D如果示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向上滑解析：假设的示数为2 A，R10 ，用户电压220 V，电压表示数U2220 VI2R240 V，电压表示数(有效值)U1480 V，原副线圈的匝数比n1n2U1U221，应选项A对、B错；由n1n2U1U2，假设U1变小，那么n2应变大，应选项C错；当用电器增加时，副线圈中的电流增加，输电线电阻R上的电压增大，副线圈两端的电压应增大，故滑动触头P应向上滑，应选项D对答案：AD3(2021·济南模拟)正弦交流电经过匝数比为的变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按如图13215甲所示方式连接，R10 .图13215乙是R两端电压U随时间变化的图象Um10 V，那么以下说法中正确的选项是()图13215A通过R的电流iR随时间t变化的规律是iRcos 100t(A)B电流表A的读数为0.1 AC电流表A的读数为 AD电压表的读数为Um10 V解析：由图象知T2×102 s，f50 Hz，2f100 rad/s，故iRcos 100t(A)，A项正确再根据知，I1有效值为0.1 A，B正确，C错误电压表读数应为副线圈电压有效值，U10 V，故D错误答案：AB图132164(2021·南京二调)如图13216所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u311sin 314t(V)的正弦交流电源上，变压器右侧局部为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电阻随着温度的升高而减小，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3为一定值电阻当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的选项是()AA1的示数不变，A2的示数增大 BA1的示数增大，A2的示数增大CV1的示数增大，V2的示数增大 DV1的示数不变，V2的示数减小解析：此题考查变压器的性质和动态电路由于理想变压器的输入电压U1不变，V1读数不变；匝数比一定时，输出电压U2不变当有火警时，热敏电阻R2变小，输出电路的总电阻变小，U2一定时，总电流I变大，R3上的电压U3IR3变大，V2的读数变小，R1两端电压变小，A2电流变小由理想电路的电流关系，I变大，通过原线圈的总电流变大，A1读数变大，只有D正确答案：D图132175一个理想变压器的工作示意图如图13217所示，变压器的初级线圈匝数为n1，与干路高电压U1相连，工作时流过线圈的电流为I1，初级与干路相连的导线的电阻不能忽略变压器的次级线圈匝数为n2，输出电压为U2，工作时流过线圈的电流为I2.设连接在次级线圈上的用电器均为相同的电灯，导线的电阻可以忽略在变压器次级线圈有负载的情况下，以下判断哪个正确()A无论次级接入的电灯的数量多少，总有U1U2n1n2B无论次级接入的电灯的数量多少，总有I1I2n2n1C无论次级接入的电灯的数量多少，总有U1I1U2I2D以上判断都不正确解析：变压器的变压比中的U1是变压器原线圈两端的电压，由于初级线圈的干路电阻较大，线路上的压降也较大，线路损耗功率也较大，因此A、C两项不成立答案：B图132186为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压(如图13218所示)某变电所电压u011 000sin 100t V的交流电降为220 V供居民小区用电，那么变电所变压器()A原、副线圈匝数比为501B副线圈中电流的频率是50 HzC原线圈的导线比副线圈的要粗D输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和解析：u011 000sin 100t V中的11 000指的是电压的最大值，有效值为11 000 V，那么原、副线圈之间的匝数之比等于两线圈的电压之比，即501，A项正确；由100可得频率为50 Hz，变压器不改变电流的频率，因此，副线圈的频率也是50 Hz，B项正确；电流与匝数成反比，即原线圈的电流比副线圈电流要小，因此，副线圈的导线要比原线圈粗，C项错误；居民小区各个用电器都是并联的，它们的电流总和等于副线圈中的电流，故D项错误答案：AB图132197如图13219所示，两条平行金属导轨竖直放置，其间有与导轨平面垂直的匀强磁场，金属棒ab沿导轨下滑，下滑过程中与导轨接触良好金属棒、导轨、电流表和理想变压器原线圈构成闭合回路金属棒ab在沿导轨下滑的过程中，电流表一直有示数，而电流表在某时刻之后示数变成了零，以下说法正确的选项是()A电流表示数等于零之前，金属棒必是变速运动B电流表示数等于零之后，金属棒必是变速运动C电流表示数等于零之前，金属棒必是匀速运动D电流表示数等于零之后，金属棒必是匀速运动解析：金属棒在重力作用下，开始向下做加速运动，速度不断增加，金属棒切割磁感线产生的感应电流逐渐增大，原线圈上产生的磁场不断增强，穿过副线圈的磁通量不断增大，在副线圈上发生电磁感应现象，电流表上有电流当金属棒上电流增加到一定程度，金属棒受到的安培力等于重力时，金属棒开始做匀速下落，原线圈的电流不再发生变化，原线圈上产生的磁场磁感应强度不变，穿过副线圈的磁通量不发生变化，副线圈上不发生电磁感应现象，电流表示数等于零综上所述，选项A、D正确答案：AD图132208如图13220所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2；输电线的等效电阻为R，开始时，开关S断开当S接通时，以下说法中正确的选项是()A副线圈两端M、N输出电压减小B副线圈输电线等效电阻R上的电压增大C通过灯泡L1的电流减小D原线圈中的电流增大解析：当开关S闭合后，L2与L1相并联，使副线圈的负载电阻的阻值变小，此时M、N间的输出电压不变，副线圈中的总电流I2增大，电阻R上的电压降URI2R亦增大，灯泡L1承受的电压减小，L1中的电流减小，故B、C两正确I2的增大，导致原线圈中的电流I1相应增大，故D项正确答案：BCD图132219为了测一个额定电压为100 V的灯泡的额定功率，设计了如图13221所示的电路，理想变压器的原、副线圈分别接有理想电流表和灯泡L，滑动变阻器的阻值范围是0100 ，不考虑温度对灯泡电阻的影响，原、副线圈的匝数比为21，交流电源的电压为U0440 V，适当调节滑动变阻器的滑片位置，当灯泡在额定电压下正常工作时，电流表A的示数为1.2 A，那么()A灯泡的额定功率为40 W B灯泡的额定电流为2.4 AC滑动变阻器并联局部的阻值为50 D滑动变阻器消耗的电功率为240 W解析：根据题意，副线圈上的电流为2.4 A，电压为220 V，由于滑动变阻器上局部的并联电路电压为100 V，那么下局部电阻电压为120 V，由串联知识，可知滑动变阻器上局部与小灯泡并联后与滑动变阻器下局部功率分配比为10012056，故下局部电阻上的电功率P下P总，P总1.2×440 W528 W，那么P下288 W，下局部电阻R下288/2.42 50 ，那么滑动变阻器上局部(并联局部)的电阻为50 ，上局部电路消耗功率PP总P下240 W，故容易计算出通过灯泡的电流为0.4 W，灯泡的功率为40 W，故A、C两项正确答案：AC图1322210(2021·山东卷，9)某小型水电站的电能输送示意图如图13222所示，发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)要使额定电压为220 V的用电器正常工作，那么()A.>B.<C升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率解析：由于输电线上有电阻，所以考虑到电压损失，那么有升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，根据变压器的电压与匝数之比的关系，可知要让用电器正常工作，必须有>，A项对，B、C两项错；考虑到输电线上也有电功率的损失，可知D项也正确答案：AD图13223112021年元月份，我国北方大局部地区遭遇特大雪灾，输电线外表结冰严重，导致线断塔倒某学校实验兴趣小组设计了利用输电导线自身电阻发热除冰的救灾方案，处理后的电路原理如图13223所示，输电线路终端降压变压器用模拟负载R0代替，RL为输电线电阻，并将电阻RL放入冰雪中，在变压器原线圈两端加上交变电流后即出现冰雪融化的现象为了研究更好除冰方案，以下模拟实验除给定操作外，其他条件不变，不考虑其可行性，你认为其中最合理的是()A将调压变压器滑动触头P向上移动一些B将调压变压器滑动触头P向下移动一些，同时延长通电时间C通过计算，选择适当输出电压，并闭合S将模拟负载R0短时短路D通过计算，选择适当输出电压，并将模拟负载R0的阻值增大一些答案：C12某发电站的输出功率为104 kW，输出电压为4 kV，通过理想变压器升压后向80 km远处供电输电导线的电阻率为2.4×108 ·m，导线横截面积为1.5×104 m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：(1)升压变压器的输出电压；(2)输电线路上的电压损失解析：(1)输电线路损失的功率为P线107×4% W4.0×105 W导线电阻为R线25.6 ，对导线：P线IR故副线圈电流为I21.25×102 A，故P出P入104 kWU2I2，代入数据得U280 kV即变压器的输出电压为80 kV.(2)U线I2R线3.2 kV.答案：(1)80 kV(2)3.2 kV