2020版高考物理（江苏专用版）新攻略总复习练习：第十章 第2讲　变压器　电能的输送 .docx

1、第2讲变压器电能的输送一、单项选择题1.普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流,通常要通过电流互感器来连接,图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少,工作时电流为Iab,cd一侧线圈的匝数较多,工作时电流为Icd,为了使电流表能正常工作,则()A.ab接MN、cd接PQ,IabIcdC.ab接PQ、cd接MN,IabIcd答案B高压输电线上的电流较大,测量时需把电流变小,即副线圈中的电流较小,由I1I2=n2n1可知n2较大,n1较小,所以ab接MN、cd接PQ,IabIcd,选项B正确。2.如图所示为远距离交流输电的简化电路图,发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输电线输电,

2、输电线路中的电流是I1,其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流为I2。则()A.用户端的电压为I1U1I2B.输电线上的电压降为UC.理想变压器的输入功率为I12rD.输电线路上损失的电功率为I1U答案A因为P入=P出,所以U1I1=U2I2,即U2=U1I1I2,选项A正确;输电线上的电压降为U线=U-U1,选项B错误;理想变压器的输入功率P入=I1U1,输电线路上损失的电功率P损=I12r,选项C、D错误。3.(2018苏锡常镇四市调研)如图所示,理想变压器的原线圈接在u=2202sint V的交流电源上,副线圈接有R=55 的负载电阻,原、副线圈匝数之比

3、为2􀏑1,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是()A.电压表的示数为220 VB.电流表的示数为2 AC.原线圈的输入功率为440 WD.副线圈输出交流电的周期为2 s答案D理想变压器的原线圈接在u=2202sin t V的交流电源上,原线圈两端电压的有效值U1=22022 V=220 V,根据U1􀏑U2=n1􀏑n2得副线圈两端电压的有效值U2=110 V,电压表示数为110 V,故A项错误;副线圈中电流I2=U2R=11055 A=2 A,据I1􀏑I2=n2􀏑n1得原线圈中电流I1=1 A,电流

4、表的示数为1 A,故B项错误;原线圈的输入功率P1=U1I1=2201 W=220 W,故C项错误;原副线圈中交流电的频率是相等的,副线圈输出交流电的周期等于原线圈两端交流电的周期T=2=2 s=2 s,故D项正确。4.有一种调压变压器的构造如图所示,线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上,C、D之间加上输入电压,转动滑动触头P就可以调节输出电压。图中为交流电流表,为交流电压表,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C、D两端接正弦交流电源,变压器可视为理想变压器,则下列说法正确的是()A.当R3不变,滑动触头P顺时针转动时,电流表读数变小,电压表读数变小B.当R3不变,滑动触头P逆时针转动时,电流

5、表读数变小,电压表读数变小C.当P不动,滑动变阻器滑片向上滑动时,电流表读数变小,电压表读数变小D.当P不动,滑动变阻器滑片向下滑动时,电流表读数变大,电压表读数变大答案A当R3不变,P顺时针转动时,nMN减小,由UCDUMN=nCDnMN,知UMN减小,则电压表、电流表读数均变小,A项正确;同理可知B项错误;当P不动时,nMN不变,输出电压UMN不变,滑动变阻器滑片向上滑动,R3阻值变大,根据串反并同,得电压表示数变大,电流表示数变小,C错误;同理可知D项错误。5.(2018南京调研)图示甲、乙电路输入交变电流的电压u相同,图乙中理想变压器的原、副线圈的匝数分别为n1和n2,若要求甲、乙电路

6、原线圈中电流i相同,则n1、n2、R1、R2应满足的关系是()A.n1R1=n2R2B.n2R1=n1R2C.n12R1=n22R2D.n22R1=n12R2答案D甲图中,i=UR1,在乙图中,由变压器变压关系可知U2=n2n1U,i1i2=ii2=n2n1,又i2=n2n1UR2,故i=n2n1i2=n22n12UR2,所以有i=UR1=n22n12UR2,可见n22R1=n12R2,D正确。6.(2018南京、盐城二模)如图所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为21,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻R,原线圈一侧接有电压为220 V的正弦交流电源,设副线圈回路中电阻两端的电压为U

7、,原、副线圈回路中电阻R上消耗的功率之比为k,则()A.U=110 V B.U=440 V C.k=14D.k=4答案C副线圈的电流为I2=UR,则原线圈的电流为I1=12I2=U2R,原线圈回路中的电阻的功率为P1=I12R=U24R;副线圈回路中的电阻的功率为P2=I22R=U2R,所以k=P1P2=14,C项正确。7.(2018天津理综)教学用发电机能够产生正弦式交变电流,利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电,电路如图所示,理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U,R消耗的功率为P,若发电机线圈的转速变为原来的12,则()A.R消耗的功率变为12P B.电

8、压表V的读数为12UC.电流表A的读数变为2ID.通过R的交变电流频率不变答案B根据公式Em=nBS分析电动机产生的交流电的最大值以及有效值、频率的变化情况;根据n1n2=U1U2=I2I1判断原副线圈中电流电压的变化情况,根据副线圈中功率的变化判断原线圈中功率的变化;根据=2n可知转速变为原来的12,则角速度变为原来的12,根据Em=nBS可知电动机产生的最大电动势为原来的12,根据U=Um2可知发电机的输出电压有效值变为原来的12,即原线圈的输出电压变为原来的12,根据U1U2=n1n2可知副线圈的输入电压变为原来的12,即电压表示数变为原来的12,根据P=U2R可知R消耗的电功率变为14

9、P,故A错误,B正确;副线圈中的电流为I2=12UR,即副线圈中电流变为原来的12,根据I1I2=n2n1可知原线圈中的电流也变为原来的12,C项错误;转速减小为原来的12,则频率变为原来的12,D项错误。二、多项选择题8.(2018江苏四市联考)如图所示,在某一输电线路的起始端接入两个互感器,原、副线圈的匝数比分别为1001和1100,图中a、b表示电压表或电流表,已知电压表的示数为22 V,电流表的示数为1 A,则()A.a为电流表,b为电压表 B.a为电压表,b为电流表C.线路输送电功率是220 kWD.输电线路总电阻为22 答案BC左侧的互感器原线圈并联在输电线路上,测量的是输电电压,

10、所以a为电压表;右侧的互感器原线圈串联在输电线路上,测量的是输电电流,b为电流表,选项B正确,A错误;电压表的示数为22 V,根据变压公式,U1U2=100,输电电压为U1=10022 V=2 200 V;电流表的示数为1 A,根据变流公式,I1I2=n2n1=100,输电电流I1=1001 A=100 A,线路输送电功率为P=U1I1=220 kW,选项C正确;根据题述条件,不能求出输电线路总电阻,选项D错误。9.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为21,电池和交变电源的电动势都为6 V,内阻均不计。下列说法正确的是()A.S与a接通的瞬间,R中无感应电流B.S与a接通稳定后,R两端的电压

11、为0C.S与b接通稳定后,R两端的电压为3 VD.S与b接通稳定后,原、副线圈中电流的频率之比为21答案BC由理想变压器的原理可知,当S与a接通电流稳定时,由于通过原线圈与副线圈中的磁通量不发生变化,故在副线圈中无感应电流,但在刚接通瞬间,副线圈两端的电压不为零,R中有感应电流,故A项错误,B项正确;当S与b接通稳定后,原线圈中接有交变电流,由变压器的匝数比可得副线圈两端电压为3 V,C项正确;变压器并不改变交变电流的频率,D项错误。10.(2018如皋高三调研)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为51,、R和L分别是电压表、定值电阻和电感线圈,D1、D2均为灯泡。已知原线圈两端电压u按

12、图乙所示正弦规律变化,下列说法正确的是()A.电压表示数为62.2 V B.电压u的表达式u=311sin 100t VC.仅增大电压u的频率,电压表示数增大D.仅增大电压u的频率,D1亮度不变,D2变暗答案BD根据题图乙可知,原线圈电压的最大值为311 V,则有效值U1=3112 V220 V,根据理想变压器电压与匝数成正比得n1n2=U1U2=51,解得U2=44 V,所以电压表示数为44 V,故A项错误;原线圈电压的最大值为311 V,=2T=100 rad/s,则电压u的表达式u=311sin 100t V,故B项正确;原线圈电压不变,原、副线圈匝数不变,仅增大电压u的频率,电压表示数

13、不变,则D1亮度不变,电感线圈通低频阻高频,则阻碍作用变大,所以D2变暗,故C项错误,D项正确。11.(2018徐州模拟)如图所示,变压器原、副线圈的匝数比n1n2=21,原线圈所接交变电压u=252sin 100t(V),C为电容器,L为自感线圈,刚开始开关S断开,下列说法正确的是()A.开关闭合前,交流电压表示数为12.5 VB.开关闭合稳定后,灯泡比闭合前暗C.只增加交变电流的频率,灯泡变亮 D.只增加交变电流的频率,电压表读数变大答案AB根据瞬时值的表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等,电感线圈对交流电有阻碍作用,并且交流电的频率越大,电感的阻碍作用就越大,再根据电压与匝数成正

14、比即可求得结论。由题可知,原线圈的电压有效值为25 V,根据变压器的电压与匝数关系可知,开关闭合前,交流电压表示数,即副线圈两侧的电压U2=n2n1U1=1225 V=12.5 V,故A项正确;开关闭合后灯泡与电容器并联,电路中的电流值增大,线圈对电路中电流的阻碍作用增大,则线圈上分担的电压增大,所以灯泡比闭合前暗,故B项正确;交流电的频率越大,电感线圈对交流电的阻碍作用就越大,所以电路的电流会减小,灯泡的亮度要变暗,故C项错误;交流电的频率对变压器的变压关系没有影响,故D项错误。12.(2018宿迁模拟)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为21,原线圈接入图乙所示的正弦交变电流,电表均

15、为理想电表。下列说法正确的有()A.电压表的示数为110 VB.交变电流的频率为50 HzC.滑动变阻器滑片向下滑动时,电压表示数变大D.滑动变阻器滑片向上滑动时,电流表示数变小答案BD变压器输入电压有效值U1=3112 V=220 V;副线圈两端电压U2=n2n1U1=12220 V=110 V,则电压表的示数小于110 V,选项A错误;交变电流的周期为0.02 s,则频率为50 Hz,选项B正确;滑动变阻器滑片向下滑动时,R变小,副线圈电流变大,R0上的电压变大,则电压表示数变小,选项C错误;滑动变阻器滑片向上滑动时,R变大,则副线圈电流变小,初级电流变小,电流表示数变小,选项D正确。13

16、.(2018镇江一模)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2=225,电阻R1=R2=25 ,D为理想二极管,原线圈接u=2202sin 100t V的交流电,则()A.此交流电的频率为100 HzB.电阻R1两端的电压为50 VC.通过电阻R2的电流为2 AD.变压器的输入功率为150 W答案BCD根据表达式可知=100,根据=2f得,交流电的频率为f=2=1002 Hz=50 Hz,故A错误;原线圈电压有效值为U1=Um2=220 V,则根据变压器匝数比可得副线圈电压为U2=n2n1U1=522220 V=50 V,选项B正确;二极管具有单向导电性,流过二极管中的交流电只有半个周期可以通过,根据电流的热效应得:U22R2T2=U2R2T,解得U=252 V,根据欧姆定律得通过R2的电流为IR2=UR2=25225 A=2 A,故C项正确;电阻R1消耗功率为PR1=PR1=U22R1=50225 W=100 W,电阻R2消耗功率为PR2=IR22R2=IR22R2=225 W=50 W,则原线圈输入功率为P=P1=PR1+PR2=100+50 W=150 W,故D项正确。