2022年高考物理专题冲刺专题变压器与电能的输送含解析 .pdf

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1、学习好资料欢迎下载专题 23 变压器与电能的输送第 I 卷一、选择题（本题共8 小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一项符合题目要求）1. 如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b. 当输入电压U为灯泡额定电压的10 倍时，两灯泡均能正常发光. 下列说法正确的是( ) A.原、副线圈匝数比为91 B.原、副线圈匝数比为19 C.此时a和b的电功率之比为91 D.此时a和b的电功率之比为19 【答案】 AD 【题型】多选题【难度】一般2一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在a、b间

2、输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中 ( ) AU2U1，U2降低 B U2U1，U2升高CU2U1，U2降低 D U2n2知U2U1；滑动触头从M点顺时针旋转至N点过程，n2减小，则U2降低， C项正确【题型】选择题【难度】较易精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页学习好资料欢迎下载3. 在如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为51，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出) ，图中电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，RT为

3、热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小. 下列说法中正确的是( ) A.电压表的示数为44 V B.图乙中电压的有效值为220 V C.RT处出现火灾时，电流表示数减小D.RT处出现火灾时，电阻R0消耗的电功率增大【答案】 D 【题型】选择题【难度】一般4. 一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和 4 ，为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定. 当开关S 断开时，电流表的示数为I；当 S闭合时，电流表的示数为4I. 该变压器原、副线圈匝数比为( ) A.2 B.3 C.4 D.5 【答案】 B 【解析】开关断开时，电路如图甲所示，原、副

4、线圈的电流比221nIIn，通过R2的电流I212Inn，副线圈的输出电压U2I2(R2R3) 125Inn，由1122UnUn可得原线圈两端的电压U1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 9 页学习好资料欢迎下载5I212nn，则UU1IR1甲乙【题型】选择题【难度】较难5. 如图甲所示，阻值为r 4 的矩形金属线框与理想电流表、理想变压器的原线圈构成回路，标有“ 12 V36 W ”的字样的灯泡L 与理想变压器的副线圈构成回路，灯泡L 恰能正常发光，理想变压器原、副线圈的匝数之比为31。矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂

5、直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。则( ) A.理想变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为u402sin(100 t)V B.理想电流表的示数为1 A C.t 0.01 s时，矩形金属线框平面与磁场方向平行D.灯泡 L 与理想变压器的副线圈构成的回路中的电流方向每秒改变100 次【答案】 BD 【解析】由于灯泡恰能正常发光，说明理想变压器的输出电压U2 12 V，根据理想变压器电压与匝数的关系可得U112nnU2 36 V ，所以理想变压器输入电压的瞬时值表达式为u362sin(100 t)V，故 A选项错误；根据理想变压器的电流与匝数的关系可得I121nnI2 1 精选学

6、习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 9 页学习好资料欢迎下载A，又电流表显示的是交变电流的有效值，则理想电流表的示数为1 A， 故 B选项正确；t0.01 s 时，电动势的瞬时值为零，发电机的线圈平面与磁场方向垂直，故C错误；由于理想变压器不改变交流电的频率，根据图乙可知，灯泡L 与理想变压器的副线圈构成的回路中的电流方向每秒改变100 次，故 D选项正确。【题型】多选题【难度】一般6. 一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示. 在副线圈输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，

7、原线圈上加一电压为U的交流电，则( ) A.保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B.保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数不变C.保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小D.保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大【答案】 D 【题型】选择题【难度】较易7. 如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2. 原线圈通过一理想电流表? 接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则 ( ) AUabUcdn1n2B增大负载电阻

8、的阻值R，电流表的读数变小C负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大D将二极管短路，电流表的读数加倍精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 9 页学习好资料欢迎下载【答案】 BD 【解析】变压器的变压比1122UnUn，其中U1、U2是变压器原、副线圈两端的电压U1Uab，由于二极管的单向导电特性，UcdU2，选项 A错误；增大负载电阻R的阻值， 负载的电功率减小，由于P入P出，且P入I1Uab，所以原线圈上的电流I1减小，即电流表的读数变小，选项B 正确；c、d端的电压由输入电压Uab决定，负载电阻R的阻值变小时，Ucd不变

9、，选项C错误；根据变压器上的能量关系有E输入E输出，在一个周期T的时间内，二极管未短路时有UabI1T2UR2T0(U为副线圈两端的电压) ， 二极管短路时有UabI2T2URT， 由以上两式得I22I1，选项 D正确【题型】多选题【难度】较难8如图为发电厂向远处用户的输电电路示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变若输送功率增大，下列说法中正确的有( ) A升压变压器的输出电压增大B降压变压器的输出电压增大C输电线上损耗的功率增大D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大【答案】 CD 【题型】多选题【难度】一般9. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B25

10、 T. 单匝矩形线圈面积S1 m2，电阻不计，绕垂直于磁场的轴OO匀速转动 . 线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接，为交流电流表 .调整副线圈的滑动触头P，当变压器原、副线圈匝数比为12 时，副线圈电路中标有“36 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 9 页学习好资料欢迎下载V，36 W ”的灯泡正常发光. 以下判断正确的是( ) A.电流表的示数为1 A B.矩形线圈产生电动势的最大值为18 V C. 从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间变化的规律为e182sin 90tV D.若矩形线圈转速增大，为使灯泡

11、仍能正常发光，应将P适当下移【答案】 C 【题型】选择题【难度】一般10. 如图所示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、副线圈匝数比为k1. 降压变压器T的原、副线圈匝数比为k2. 原线圈两端接入一电压uUmsin t的交流电源，用户电阻为R( 纯电阻 ) ，若用户消耗功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率Pr和用户获得的电压U分别为 ( ) A.Pr22rPRkU2m212222k UrPkkRB.Pr222rPRkUm2122222UrPk kkR精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -

12、- - -第 6 页，共 9 页学习好资料欢迎下载C.Pr222rPRkU2m112222k UrPkk kRD.Pr212rPRkUm1212222UrPk kk kR【答案】 B 【题型】选择题【难度】一般第卷二、非选择题（本题共4 个小题。写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11一台小型发电机的最大输出功率为100 kW ，输出电压恒为500 V，现用电阻率为1.8 108m ，横截面积为105 m2的输电线向4103 m 远处的用户输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率不超过发电机总功率的4% ，求：(1) 所用的理想升压

13、变压器原、副线圈的匝数比是多少？(2) 如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？【答案】 (1)1 12 (2)288 11 【解析】 (1) 输电要用两根导线，则输电线的电阻为r2lS1.8 1083524101014.4 由题意知P损P4% (2PU)2r1050.04 (5210U)214.4U26 000 V 升压变压器原、副线圈匝数比精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 9 页学习好资料欢迎下载11225001600012nUnU【题型】计算题【难度】一般12如图所示为

14、某学校一套校内备用供电系统，由一台内阻为1 的发电机向全校22 个教室（每个教室有“ 220 V40 W”的白炽灯6 盏）供电如果输电线的总电阻R是 4 ，升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比分别是1 4和 4 1，则：（1）发电机的输出功率应是多大？（2）发电机的电动势是多大？（3）输电效率是多少？【答案】（1） 5 424 W （2）250 V（ 3）97.3 【解析】（1）全校教室白炽灯消耗的功率P用22406 W 5 280 W 设输电线路电流为I线，输电电压为U2，降压变压器原线圈电压为U3，334441UnUn而U4220 V 则U34220 V 880 V 35280A6A880PIU用线线路损失功率P损2I线R364 W 144 W 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 9 页学习好资料欢迎下载所以P出P用P损5 424 W 【题型】计算题【难度】一般精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页