2022版高考物理 专题80 变压器 远距离输电练习（含解析）.docx

1、专题80变压器远距离输电1变压器联系着两个电路：原线圈电路、副线圈电路原线圈在原线圈电路中相当于一用电器，副线圈在副线圈电路中相当于电源.2.变压器的输入电压决定输出电压，但输入电流、功率却由输出电流、功率决定.3.远距离输电示意图中涉及三个电路，在中间的远距离输电线路中升压变压器的副线圈、导线、降压变压器的原线圈相当于闭合回路的电源、电阻、用电器1.(多选)(2020安徽安庆市三模)如图1所示，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某变电所将电压u011 000 sin 100t (V)的交流电降为220 V供居民小区用电，则

2、变电所变压器()图1A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答案AB解析降压变压器输入电压的最大值为11 000 V，则有效值为11 000 V，则，故A正确交流电的频率f Hz50 Hz，经过变压器后，交流电的频率不变，故B正确降压变压器中副线圈的电流大于原线圈的电流，则副线圈导线比原线圈导线粗，故C错误副线圈的电流等于居民小区各用电器电流总和，而原、副线圈的电流不等，所以输入原线圈的电流不等于居民小区各用电器电流的总和，故D错误2(2020广西池州市期末)一种可视为理想变压器的铭牌如图2所示，根据

3、所提供的信息，以下判断正确的是()型号：PKT123 000输入参数：220 V50 Hz输出参数：12 V3.0 A图2A副线圈的匝数比原线圈多B当变压器输出为12 V和3 A时，原线圈电流为 AC当原线圈输入交流电压220 V时，副线圈输出直流电压12 VD当原线圈输入交流电压110 V时，副线圈输出交流电压6 V答案D解析根据铭牌U1220 VU212 V，可知是降压变压器，根据变压比公式，n1n2，A错误；当原线圈输入交流电压220 V时，副线圈输出交流电压12 V，根据P1P2知I1 A A，B错误；变压器变压后交流电频率不变，当原线圈输入交流电压220 V时，副线圈输出交流电压12

4、 V，C错误；当原线圈输入交流电压110 V时，根据，可知副线圈中输出交流电压6 V，D正确3.(多选)(2020海南新高考3月诊断)如图3所示，一变压器原、副线圈匝数比为31，原线圈输入电压u15sin 50t (V)，副线圈接有理想交流电压表和一电阻，电阻的阻值为2 ，则下列说法正确的是()图3A输入电压的频率为50 HzB电压表的示数为5 VC电阻的电功率为25 WD当输入电压u的最大值不变而频率升高时，电阻的电功率不变答案BD解析原线圈输入电压u15sin 50t (V)，则角速度为50 rad/s，所以原线圈中交流电的频率f25 Hz，所以输入电压的频率为25 Hz，故A错误；原线圈

5、输入电压u15 sin 50t (V)，则原线圈输入电压的最大值为Um15 V，原线圈两端的电压有效值为U1 V15 V，电压表显示的是副线圈的输出电压有效值，根据公式可知电压表的示数为U2U15 V，故B正确；电阻的电功率PRW12.5 W，故C错误；当输入电压u的最大值不变，则原线圈输出电压有效值恒定，故副线圈的输入电压恒定不变，所以电阻的功率不变，故D正确4(多选)(2020四川德阳市二诊)如图4甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为112，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R相连若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是()图4A变压器

6、输入电压的最大值是220 VB电压表的示数是40 VC若电流表的示数为0.50 A，变压器的输入功率是20 WD原线圈输入的正弦交变电流的频率是100 Hz答案BC解析由题图乙可知交流电压最大值Um220 V，故A错误；输入电压的有效值为220 V，根据变压器电压与匝数成正比知电压表示数U2U140 V，电压表的示数是40 V，选项B正确；流过电阻中的电流为0.5 A，变压器的输入功率是P入P出U2I2400.5 W20 W，故C正确；变压器不改变频率，由题图乙可知交流电周期T0.02 s，可由周期求出正弦交变电流的频率是50 Hz，故D错误5(多选)(2020山东潍坊市期末)在图5甲所示的理

7、想变压器a、b端加上如图乙所示的交变电压已知变压器原、副线圈的匝数比为41，R1为热敏电阻(温度升高时，其电阻减小)，R为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表下列判断正确的是()图5A电压表V1的示数为22 VB电压表V2的示数为5.5 VCR1处温度升高时，V1示数与V2示数的比值变小DR1处温度升高时，V1示数与V2示数的比值变大答案AD解析电压表V1测的是原线圈两端的电压，即输入电压的有效值，由题图乙可知U1 V22 V，A正确；原、副线圈的匝数比为41，所以副线圈两端的电压为5.5 V，电压表V2测的是R1两端的电压，应该小于5.5 V，B错误；R1处温度升高时，R1的阻值减小，R的阻

8、值不变，则R1分得的电压变小，V2的示数变小，而V1的示数不变，所以V1的示数与V2的示数的比值变大，C错误，D正确6.(多选)如图6所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图，它是一个可调压的理想变压器，原线圈接入交变电流的电压有效值为U0220 V，n02 200匝，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为220匝、550匝、1 100匝、2 200匝电动机M的内阻r4 ，额定电压U220 V，额定功率P110 W下列判断正确的是()图6A当选择挡位3时，电动机两端电压为110 VB当挡位由3变换到2时，电动机的功率减小C当选择挡位2时，电动机的热功率为1 WD当选择挡位4时，电动机的输出

9、功率为110 W答案AB解析由电压与匝数的关系U0U3n0n3，可得U3110 V，A正确；当挡位由3变换到2时，输出电压减小，电动机的功率减小，B正确；在额定功率的情况下，电动机的额定电流为I0.5 A，热功率PrI2r1 W，输出功率为P出PPr(1101) W109 W，D错误；没有达到额定功率时，热功率小于1 W，C错误7(2020天津市河西区3月调研)如图7所示，原、副线圈匝数比为1001的理想变压器，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1310sin 314t(V)，则()图7A当单刀双掷开关与a连接时，电

10、压表的示数为3.1 VB副线圈两端的电压频率为50 HzC当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈输入功率变小D当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小答案B解析c、d两端电压的有效值U V，当单刀双掷开关与a连接时，原线圈的电压的有效值为U，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压的有效值为U2 V2.2 V，电压表的示数为电压的有效值，所以示数为2.2 V，故A错误；变压器不改变交流电的频率，由2f314 rad/s，解得原线圈两端的电压频率为50 Hz，所以副线圈两端的电压频率也为50 Hz，所以B正确；若将单刀双掷开关由a拨向b，由于原线圈的匝数变小，导致副线圈的电压增大，电流增

11、大，两电表的示数均变大，副线圈的输出功率变大，由于原线圈输入功率和副线圈输出功率相等，所以原线圈输入功率变大，故C、D错误8(2020全国第五次大联考)如图8甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为1 000匝和100匝，R15 ，R210 ，电容器的电容C100 F.已知电容器上极板所带电荷量q按图乙所示的正弦规律变化，则下列判断正确的是()图8A电阻R1的电功率为20 WB原线圈输入电压的有效值为100 VC穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值为0.2 Wb/sD变压器原线圈中电流的周期为0.4 s答案C解析副线圈电压的最大值U2m20 V，有效值U10 V，电阻R1的电功率P140 W

12、，A项错误；原线圈输入电压的有效值为100 V，B项错误；穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值0.2 Wb/s，C项正确；由题图乙知，副线圈中电流的周期为0.04 s，而变压器不能改变交变电流的周期，故原线圈中电流的周期也为0.04 s，D项错误9(多选)(2019安徽蚌埠市第二次质检)如图9所示，电路中的变压器为理想变压器，U为正弦式交变电压，R为变阻器，R1、R2是两个定值电阻，A、V分别是理想电流表和理想电压表，则下列说法正确的是()图9A闭合开关S，电流表示数变大、电压表示数变小B闭合开关S，电流表示数变小、电压表示数变大C开关S闭合时，变阻器滑片向左移动的过程中，电流表、电压表示数

13、均变小D开关S闭合时，变阻器滑片向左移动的过程中，电流表、电压表示数均变大答案AC解析闭合开关S，负载总电阻变小，变压器的输出功率增大，副线圈的电流增大，根据可知变压器的输入电流增大，即电流表示数变大，变阻器R两端电压增大，根据串联分压可知变压器的输入电压减小，根据可知变压器的输出电压减小，电压表示数变小，故A正确，B错误；开关S闭合时，变阻器滑片向左移动的过程中，变阻器R的阻值增大，两端电压增大，根据串联分压可知变压器的输入电压减小，根据可知变压器的输出电压减小，电压表示数变小，根据欧姆定律可知副线圈的电流减小，根据可知变压器的输入电流减小，即电流表示数变小，故C正确，D错误10(2020江

14、西吉安市期末)如图10所示为节日彩灯供电电路图，变压器为理想变压器，所有灯泡相同，在A、B两端接入电压恒定的正弦交流电，若发现灯泡的灯光较暗，为使灯泡正常发光，需要调节滑动变阻器R2的滑片，下列调节及结果判断正确的是()图10A应将滑动变阻器R2滑片向右移B调节后，变压器原线圈输入电压变小C调节后，电阻R1消耗的功率变小D调节后，滑动变阻器R2两端的电压增大答案B解析设A、B端输入的电压为U，原线圈中的电流为I，则UIR1()2I(R2RL)，其中RL为灯泡的总电阻，为使灯泡变亮，电流I需要增大，R2需要减小，滑片应向左移，A项错误；原线圈中电流增大，R1消耗的功率增大，其电压增大，变压器原线

15、圈输入的电压减小，B项正确，C项错误；副线圈两端的电压减小，灯泡两端的电压增大，因此滑动变阻器R2两端的电压减小，D项错误11(多选)(2020广东佛山市二模)如图11所示，某学习小组模拟远距离输电，手摇发电机产生e10sin 8t(V)稳定的交流电通过升、降压比相同(n1n2n4n3)的两个变压器给三个相同的灯泡供电若变压器为理想变压器则()图11A闭合开关S1，灯泡L1两端电压为10 VB闭合开关，通过灯泡电流的频率都为4 HzC开关全闭合时，输电线消耗的电功率最大D依次闭合开关S1、S2、S3，直至三个开关全部闭合，在此过程中灯泡L1越来越亮答案BC解析升压变压器原线圈电压有效值为U1

16、V10 V，升压变压器和降压变压器匝数比相同，但因输电导线上有电压损失，可知降压变压器的次级电压小于10 V，即闭合开关S1，灯泡L1两端电压小于10 V，选项A错误；交流电的频率为f Hz4 Hz，变压器不改变交流电的频率，可知闭合开关，通过灯泡电流的频率都为4 Hz，选项B正确；开关全闭合时，降压变压器输出消耗的功率最大，次级电流最大，初级电流也是最大，输电线上的电流最大，根据PI2r可知，此时输电线消耗的电功率最大，选项C正确；依次闭合开关S1、S2、S3，直至三个开关全部闭合，在此过程导线上的电流越来越大，降压变压器初级电压逐渐减小，次级电压逐渐减小，则灯泡L1两端电压逐渐减小，即L1

17、越来越暗，选项D错误12(多选)(2019 浙南名校联盟期末)位于温州乐清市磐石镇的温州发电厂，是浙江省跨世纪重点能源工程之一，其中一期工程输送功率为70 MW，发电机的输出电压随时间变化如图12甲所示通过如图乙所示的电路向县域输电，其中输电电压为70 kV，输电线总电阻为4 ，在用户端用理想降压变压器把电压降为220 V，忽略降压变压器到用户的输电线上的电阻以下说法正确的是( )图12A用户端交变电流频率为50 HzB降压变压器原、副线圈匝数比为3001C00.01 s发电机线圈磁通量的变化量为零D输电线上损失的功率为4108 W答案AB解析由题图甲知f50 Hz，变压器不改变交变电流的频率

18、，所以用户端交变电流的频率为50 Hz，故A正确；输电线上的电流I A103 A，输电线上的电压损失为U损IR4103 V，降压变压器原线圈两端的电压U1UU损66103 V，降压变压器原、副线圈的匝数比为，故B正确；00.01 s为半个周期，发电机线圈磁通量的变化量为2BS，故C错误；输电线上损耗的功率P损I2R4106 W，故D错误13(2020河南、广东、湖北、湖南四省部分学校联考)如图13所示为远距离交流输电的简化电路图，升压变压器与发电厂相连，降压变压器与用户相连，两变压器均为理想变压器，发电厂输出发电功率P、升压变压器原线圈两端电压和输电线总电阻保持不变当升压变压器原、副线圈匝数比为k时，用户得到的功率为P1，则当升压变压器的原、副线圈匝数比为nk时，用户得到的电功率为()图13A(1n2k2)Pn2k2P1B(1n2)Pn2P1C(1)PD(1)P答案B解析原、副线圈的匝数比为k，根据变压器的规律可得II11k据能量守恒可得PP1IRk2I2R当升压变压器的原、副线圈匝数比为nk时，用户得到的功率为P1(1n2)Pn2P1.