(最新资料)2021届高考物理一轮复习课后限时集训33变压器电能的输送【含解析】.pdf

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1、2021 届高考物理一轮复习课后限时集训变压器电能的输送建议用时：45 分钟1(2019黄冈中学模拟)下列关于交变电流、变压器和远距离输电的说法中不正确的是()A理想变压器的输出电压由输入电压和原、副线圈匝数比决定B交变电流的最大值是有效值的2倍C降低输电损耗有两个途径：减小输电线的电阻和提高输电电压D如果把升压变压器的原线圈串联在电路中，副线圈的两端接在普通的交流电流表上，可以制成电流互感器B 理想变压器的输出电压由输入电压和原副线圈匝数比决定，选项A正确；正弦交变电流的最大值是有效值的2倍，选项B 错误；降低输电损耗有两个途径：减小输电线的电阻和提高输电电压，选项C正确；如果把升压变压器的

2、原线圈串联在电路中，副线圈的两端接在普通的交流电流表上，可以制成电流互感器，选项D正确。2(多选)如图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。已知输电线的总电阻R10，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为41，副线圈与用电器R0组成闭合电路。若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压u2202sin(100 t)V。当用电器电阻R011 时，下列说法正确的是()A通过用电器R0的电流有效值是20 A B当用电器R0的阻值减小时，输电线损耗的功率也随着减小C发电机中的电流变化频率为100 Hz D升压变压器的输入功率为4 650 W AD 通过用

3、电器R0的电流有效值IUR022011 A20 A，A 正确；当用电器R0的阻值减小时，由于电压不变，电流增大，输电线上的电流也增大，输电线上损失的功率增大，B 错误；变压器不改变交流电的频率，f50 Hz，C错误；降压变压器的输出功率为P1UI22020 W 4 400 W，由理想变压器原、副线圈电流与匝数成反比，得输电线上的电流为I 5 A，输电线上损失的功率PI2R5210 W 250 W，升压变压器的输入功率PP1P4 650 W，D正确。3.一含有理想变压器的电路如图所示，变压器原、副线圈匝数比n1n231，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别是4、23 和103，U为有效值恒定的正弦

4、交流电源。当开关S断开时，理想电流表的示数为I。当 S闭合时，电源电压增加到2U，则电流表的示数为()A6IB8IC10ID12IB S 断开时，由I1I2n2n1得I23I，副线圈两端的电压U2I2(R2R3)12I，由U1U2n1n2得U136I，故UU1IR140I。S闭合时，电流表示数为I，副线圈中电流I2 3I，副线圈两端的电压U2I2R22I，原线圈两端的电压U16I，故 2UIR1U110I，联立解得I 8I，B正确。4.如图所示，一理想变压器，左右两边共接有额定电压均为U的 6 盏完全相同的灯泡(额定功率均为P)，左端接在一电压恒为U0的交流电源两端。此时6 盏灯刚好正常发光。

5、下列说法中不正确的是()A该变压器的原、副线圈匝数比为12B此时交流电源输出的功率为6PCU06UD如果灯 L6突然烧断，灯L1和 L2将变暗，而其余3 盏灯将变得更亮A 由于各盏灯相同且均正常发光，所以流过每盏灯的电流均相同，原线圈中的电流I1等于灯泡的额定电流I，而副线圈中的总电流为I24I，故n1n2I2I141，A错误；由于理想变压器本身不消耗能量，所以交流电源输出功率为6 盏灯的总功率6P，B正确；设原、副线圈两端的电压分别为U1、U2，则U2U，U0U12U，而U1U2n1n241，代入得U06U，C正确；当灯L6突然烧断，变压器输出的功率将减小，所以输入功率也将减小，由P1U1I

6、1得I1减小，所以灯 L1和 L2将变暗，同时因 L1和 L2分得的电压减小，变压器输入端的电压U1将增大，所以变压器输出的电压也将增大，使其余3 盏灯变得更亮，D正确。5如图所示，某小型水电站的发电机输出电压为220 V，正常情况下输出的总功率P08.8 104 W，为了减少远距离输电过程中的电能损失，往往采用高压输电。输送电压为u1 1002sin 200 t(V)，输电导线的总电阻为r5，现要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，下列说法正确的是()A输电线上的电流为220 A B降压变压器原、副线圈匝数比n3n451C用电器的额定功率P5.6 104 W D用电器上的交流电的频率是

7、50 Hz C 由交流电瞬时值表达式u1 1002sin 200 t(V)，可得交流电频率为100 Hz，电压有效值为U21 100 V，输电线上的电流IP0U280 A，故 A错误；降压变压器的输入电压U3U2Ir700 V，降压变压器原、副线圈匝数比n3n47002203511，故 B错误；用电器的额定功率PP0I2r5.6 104W，故 C正确；变压器不改变交流电的频率，所以用电器上的交流电的频率是100 Hz，故 D错误。6.(多选)(2019 太原市三模)某 50 Hz 的钳形电流表的工作原理如图所示。当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏

8、转。不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，已知n21 000 匝，当用该表测50 Hz 交流电时()A电流表 G中通过的是交变电流B若 G中通过的电流为50 mA，则导线中的被测电流为50 A C若导线中通过的是10 A 矩形脉冲交流电，G中通过的电流是10 mA D当用该表测量400 Hz 的电流时，测量值比真实值偏小AB 变压器只改变交流电电压，不改变交流电的频率，电流表G中通过的仍是交变电流，A正确；根据变压器原副线圈电流与匝数成反比：I1I2n2n1，I1n2n1I21 00010.05 A 50 A，B正确；若导线中通过的是 10 A矩形脉冲交流电，当电流方向不发生改变时，电流大小不变，副

9、线圈中无感应电流，C错误；根据法拉第电磁感应定律和变压器互感原理，改变交流电的频率，不影响测量值的准确性，D错误。7.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1n2101，a、b两点间的电压为u220 2sin 100t(V)，R为可变电阻，P为用铅锑合金制成的保险丝，其电阻可忽略不计，熔断电流为2 A。为使保险丝不熔断，可变电阻R连入电路的最小阻值应大于()A.11210 B1.1 C11 D112 B 由a、b两点间的电压为u2202sin 100 t(V)，可知变压器原线圈输入电压U1220 V，根据变压器变压公式可得变压器输出电压U2n2n1U122 V，保险丝熔断电流为2 A，原线

10、圈中电流为I1 2 A时，由U1I1U2I2可得副线圈中电流为I220 A，此时保险丝会熔断。为保证保险丝不熔断，由欧姆定律可得可变电阻R连入电路的最小阻值应大于U2I21.1，选项B正确。8(多选)(2019 武汉联考)如图甲所示，理想变压器原、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，输入端接入如图乙所示的交变电压，则以下说法中正确的是()甲乙A电流表的示数为2 A B电压表的示数为272 V C副线圈两端接入耐压值为8 V 的电容器能正常工作D变压器副线圈中交变电流的频率为50 Hz AD 由输入端交变电压u-t图象知，输入

11、电压的有效值为2722 V27 V，由原、副线圈匝数之比为31，可得原、副线圈的电压之比为31，电流之比为13，设灯泡两端电压为U，所以U9 V，副线圈两端电压的有效值为9 V，三只灯泡均能正常发光，电流表的读数I369 A2 A，A 正确；电压表的示数为有效值27 V，B错误；副线圈两端电压的最大值为92 V，C错误；变压器副线圈两端交变电流的频率为 50 Hz，D正确。9(多选)(2019 武汉市部分学校起点调研)含有理想变压器的电路如图所示，L1、L2、L3 为“24 V2 W”的灯泡，为理想交流电压表，a、b端接正弦交流电压源(输出电压的有效值恒定)。当开关S 闭合时，灯泡均正常发光。

12、下列说法正确的是()A变压器原、副线圈匝数比为12B电压表的示数为72 V C变压器的输入功率为8 W D若在副线圈上再并联一个相同的灯泡，灯泡L1可能会烧毁BD 每个灯泡的额定电流：ILPLUL224 A112 A，则原线圈的电流为I1112 A，副线圈的电流为I216 A，则n1n2I2I121，选项 A错误；变压器输出电压为24 V，则根据匝数比可得输入电压为U1n1n2U248 V，则电压表读数为48 V24 V72 V，选项 B正确；变压器的输入功率：P1U1I14 W，选项 C错误；副线圈上再并联一个相同灯泡，则副线圈电流增大，则原线圈电流也增大，超过额定电流，灯泡L1可能烧毁，故

13、 D正确。10.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为14，a、b两端接到交流电源上，R1、R2为阻值相同的定值电阻，下列说法正确的是()A副线圈两端电压是电源电压的14B流过R1的电流是流过R2电流的 4 倍CR1上的电功率是R2上电功率的116DR1上的电功率是R2上电功率的16 倍C 原线圈两端电压等于电源电压，根据电压之比等于匝数之比可得U2U1n2n141，A 错误；流过R1的电流I1U1R1，流过R2的电流I2U2R24U1R14I1，B 错误；根据电功率PI2R可得R1上的电功率是R2上电功率的116，C正确，D错误。11.(多选)(2019 太原模拟)如图所示，理想变压器的原线

14、圈接uU0cos 100t的交变电流，副线圈接有可调电阻R，触头P与线圈始终接触良好，下列判断正确的是()A交变电流的频率为50 Hz B若仅将触头P向A端滑动，则电阻R消耗的电功率增大C若仅使电阻R增大，则原线圈的输入电功率增大D若使电阻R增大的同时，将触头P向B端滑动，则通过原线圈的电流一定减小ABD 根据2f可得2f100 rad/s，解得f50 Hz，A正确；若仅将触头P向A端滑动，则副线圈匝数增大，根据U1U2n1n2可得副线圈输入电压增大，即R两端的电压增大，根据PU2R可得电阻R消耗的电功率增大，B正确；若仅使电阻R增大，R两端电压不变，根据PU2R可得电阻R消耗的功率减小，即副

15、线圈消耗的功率减小，所以原线圈输入功率减小，C 错误；若使电阻R增大的同时，将触头P向B端滑动，根据U1U2n1n2可得副线圈两端的电压减小，根据IUR可得通过R的电流减小，即副线圈中的电流减小，根据公式I1I2n2n1，原线圈中的电流一定减小，D正确。12(2019肇庆模拟)某科技小组在实验室中研究远距离输电。由于输电线太长，他们将导线每50 m卷成一卷，共卷成8 卷来代替输电线路。第一次直接将输电线与实验电源及用电器相连，测得输电线上的输电电流和损失的功率为I1、P1；第二次采用如图所示的电路输电，其中理想变压器T1与电源相连，其原、副线圈的匝数比为n1n2，理想变压器T2与用电器相连，测

16、得输电线上的输电电流和损失的功率为I2、P2。下列说法正确的是()A第二次实验时因为多接了两个变压器，所以P2P1B通过该实验可以证明，提高输电电流能减小远距离输电的能量损失C若输送功率一定，则I2I1n1n2D若输送功率一定，则P2P1n22n21C 第二次实验时因为多接了两个变压器，先提高了输电电压，减小了输电电流，输电线上损失的电功率(P损I2R)减小，所以P2P1，选项 A 错误；通过该实验可以证明，提高输电电压，减小输电电流，能减小远距离输电的能量损失，选项B 错误；若输送功率一定，设输送功率为P，电源电压为U，第一次输电线中电流I1PU；第二次输电，设T1的输出电压为U2，PU2I

17、2，UU2n1n2，联立解得I2I1n1n2，选项 C正确；若输送功率一定，由输电线上损失电功率P损I2R，可知P2P1I22I21n21n22，选项 D错误。13如图所示，一个匝数为N100 匝的线圈以固定转速50 r/s在匀强磁场中旋转，其产生的交流电通过一匝数比为n1n2101 的理想变压器给阻值R20 的电阻供电。已知电压表的示数为20 V，从图示位置开始计时，下列说法正确的是()At0 时刻流过线圈的电流最大B原线圈中电流的有效值为10 A C穿过线圈平面的最大磁通量为250 Wb D理想变压器的输入功率为10 W C 题图所示时刻为中性面位置，感应电动势为零，流过线圈的电流为零，故

18、A错误；副线圈电流I2UR 1 A，根据I1I2n2n1，可以得到原线圈电流I10.1 A，故 B错误；变压器的匝数比为n1n2101，故输入电压为200 V，最大值为2002 V，由角速度2n100 rad/s，根据公式EmNBS N，得穿过线圈平面的最大磁通量为EmN 250 Wb，故 C正确；电阻R消耗的电功率为PU2R20 W，则理想变压器的输入功率为20 W，故 D错误。14理想变压器原线圈接如图甲所示的正弦交变电压，变压器原线圈匝数n1270 匝，P是副线圈上的滑动触头，当P处于图乙所示位置时，副线圈连入电路的匝数n2135 匝，电容器C1恰好不被击穿，灯泡 L 恰能正常发光，R是

19、滑动变阻器。以下判断正确的是()甲乙A若向下移动P，电容器所带电荷量增加B若保持P不动，向下移动滑动变阻器的滑片，灯泡变暗C若保持滑动变阻器的滑片不动，向下移动P，灯泡变亮D电容器的击穿电压为112 V D 当P处于题图乙所示位置时，副线圈两端电压的有效值为11 V，电容器C1恰好不被击穿，若向下移动P，电容器C1两端的电压减小，由QCU可知，电容器所带电荷量减小，选项A错误；若保持P不动，向下移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器接入电路的电阻减小，流过灯泡的电流变大，灯泡变亮，选项B错误；若保持滑动变阻器的滑片不动，向下移动P，则副线圈两端的电压变小，灯泡变暗，选项C 错误；交变电路中电容器是否

20、被击穿取决于电容器两端的交变电压的最大值，根据变压器原、副线圈两端电压关系，有umax1umax2n1n2，得umax2112 V，由题意知选项D正确。15(2019山西省孝义市第一次模拟)图甲所示为一发电机的原理图，发电机产生的交变电流接图乙中理想变压器的原线圈。已知变压器原、副线圈的匝数之比为221，发电机输出电压u随时间t变化的规律如图丙所示，发电机线圈电阻忽略不计，则()甲乙丙A电阻两端电压的瞬时值表达式为u10sin 50 t(V)B电压表示数为10 V C若仅使发电机线圈的转速增大一倍，则变压器副线圈输出电压的频率增大一倍，而电压表示数不变D若仅使电阻R增加，则电流表示数不变B 由

21、题图丙知：原线圈电压的最大值U1m311 V，原线圈电压有效值U1U1m2220 V，由U1U2n1n2知，副线圈电压的最大值U2m14.1 V，副线圈电压有效值U210 V，故 A项错误，B项正确；若仅使发电机线圈的转速n增大一倍，则角速度增大一倍，根据EmNBS 可知，变压器原线圈输入电压的频率和最大值都增大一倍，原、副线圈中电流的频率相等，变压器副线圈输出电压的频率增大一倍，由U1U2n1n2知，副线圈输出电压增大一倍，电压表读数增大一倍，故C项错误；仅使电阻R增加，原线圈两端的电压和原、副线圈匝数比不变，则副线圈输出电压不变，副线圈中电流减小，则原线圈中电流也减小，电流表示数减小，故D项错误。