高考物理母题题源系列专题11变压器远距离输电(含解析)22602.pdf

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1、专题 11 变压器 远距离输电【母题来源一】2015 年安徽卷第 16 题【母题原题】16图示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置，观察到电流表 A1的示数增大了 0.2A，电流表 A2的示数增大了 0.8A。则下列说法正确的是：（）A电压表 V1示数增大 B电压表 V2、V3示数均增大 C该变压器起升压作用 D变阻器滑片是沿cd的方向滑动【母题来源二】2015 年福建卷 15 题【母题原题】15.图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器 T 的原、副线圈匝数分别为n1、n

2、2 。在 T 的原线圈两端接入一电压sinmuUt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为 2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为：（）212.()4mUnAnr 221B.()4mUnnr 2212C.4()()mnPrnU 2221D.4()()mnPrnU 【命题意图】考查变压器的工作原理、欧姆定律、闭合电路欧姆定律和电功率等知识，意在考查考生的理解能力和综合分析能力。【考试方向】对理想变压器的动态分析的考查：一是负载不变，通过匝数变化求解原副线圈的各参量；二是匝数不变，负载变化，讨论各量的变化。【得分要点】1、电压器的几个常用关系：（1）电压关系：2121nnUU或

3、者tnUnU2211或者tnUnUnU332211（多个副线圈时），即原副线圈两端电压之比等于线圈的匝数之比。（2）电流关系：根据P入=P出可求出，1221nnII或者n1I1=n2I2或者n1I1=n2I2+n3I3+n4I4+n5I5+（有多个副线圈时）。（3）功率关系：P入P出，即I1U1I2U2（一个副线圈）或者I1U1I2U2+I3U3+I4U4+（多个副线圈）。（4）各物理量之间的制约关系：输入电压U1决定输出电压U2；输出功率P出决定输入功率P入；输出电流I2决定输入电流I1。对于动态变化问题，求解思路是：通过某一电阻变化判断整体电阻变化，据闭合电路欧姆定律判断干路电流变化；再抓

4、住“原线圈电压决定副线圈电压、副线圈电路决定原线圈电流、副线圈输出功率决定输入功率”这个结论。2、解远距离输电问题必备技巧（1）正确画出输电过程示意图，并在图上标出各物理量（2）抓住变压器变压前、后各量间关系，求出输电线上的电流（3）计算电路功率问题时常用关系式：RUPRIP22)(，注意输电线上的功率损失和电压损失（4）电网送电遵循“用多少送多少”的原则，说明原线圈电流由副线圈电流决定【母题 1】如图所示，理想变压器的原线圈接正弦交变电流，副线圈接电动机，原、副线圈的匝数比 n1：n2=2：1，电动机线圈电阻为 R当输入端接通电源后，理想电流表读数为 I，电动机带动一质量为 m 的重物以速度

5、 v 匀速上升若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压表的读数为：（）A4IRmgvI BmgvI C4IR D14IRmgvI 【母题 2】如图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的电压时间图象。原、副线圈匝数比 n1n2101，串联在原线圈电路中交流电流表的示数为 1A，则：（）A.变压器原线圈所接交流电压的有效值为 311V B.变压器输出端所接电压表的示数为 222V C.变压器输出端交变电流的频率为 50Hz D.变压器的输出功率为 2202W【母题 3】理想变压器原线圈的匝数为 1100 匝，副线圈的匝数为 25 匝，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图

6、乙所示，P 为滑动变阻器的滑片。则：（）A副线圈输出电压的频率为 100Hz B副线圈输出电压的有效值为 7V CP 向左移动时，变压器原、副线圈的电流都减小 DP 向左移动时，变压器的输入功率增加【母题 4】如图甲为理想变压器的示意图，其原、副线圈的匝数比为 4：1，电压表和电流表均为理想电表，R1为阻值随温度升高而变小的热敏电阻，R1为定值电阻 若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦交流电 下列说法中正确的是：（）A输入变压器原线圈的交流电压的表达式为36 2sin50utV B变压器原、副线圈中的电流之比为 4：l Ct=0.0ls 时，发电机的线圈平面位于中性面 DR1温度升高时，变压器

7、的输入功率变小【母题 5】如图所示，一理想变压器原线圈匝数 n1=1000 匝，副线圈匝数 n2=200 匝，原线圈接交变电源，电压220 2sin100()ut V。副线圈接电动机，电动机内阻为 5，电流表 A2示数为 2A，电表对电路的影响忽略不计。则：（）A此交流电的频率为 100Hz B此电动机输出功率为 68W C电流表 A1示数为 10A D电压表示数为220 2V【母题 6】（多选）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为 10:1，副线圈接有电压表、光敏电阻 R(其阻值随光强增大而减小)、“12V、6W”的小灯泡 D。电流表、电压表均为理想电表。原线圈接入如图乙所示的正

8、弦交流电压 u，下列说法正确的是：（）A电压 u 的频率为 100 Hz B电压表的示数为 22V C照射 R 的光变弱时，电流表的示数变大 D调节照射 R 的光强度，可以使灯泡 D 正常发光【母题 7】（多选）如图为模拟远距离输电电路，两理想变压器的线圈匝数 n1=n4n2=n3，A1、A2、A3为相同的理想交流电流表当 a、b 端接入低压交流电源时，则：（）AA1、A3的示数相等 BA1、A2、A3的示数相等 CA1的示数大于 A2的示数 DA2的示数大于 A3的示数【母题 8】（多选）如图所示，M是小型理想变压器，原、副线圈匝数之比12:10:1nn，接线柱a、b接正弦交变电源，电压31

9、1sin100()ut V变压器右侧部分为火警系统原理图，其中2R为半导体热敏材料制成的传感器，其电阻随温度升高而减小；1R为定值电阻下列说法正确的是：（）A变压器副线圈中电流的频率为50Hz B电压表1V的示数为31.1V C当2R所在处出现火警时，变压器原线圈的输入功率变大 D当2R所在处出现火警时，电压表2V的示数变小，电流表A的示数变小【母题 9】如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且n1：n2=n4：n3。当用户消耗的功率增大时，下列表述正确的是：（）A用户的电压U4增加 B恒有U1：U2=U4：U3 C输电线上损耗的功率减小 D发电机的输出功率不变【答案】B 【母题 10】某同学模拟“远距离输电”，将实验室提供的器材连接成如图所示电路，A、B为理想变压器，灯L1、L2相同且阻值不变。保持A的输入电压不变，开关S断开时，灯L1正常发光。则：（）A仅闭合S，L1变亮 B仅闭合S，A的输入功率变小 C仅将滑片P上移，L1变亮 D仅将滑片P上移，A的输入功率变小