2023届高考物理一轮总复习——变压器与电能的输送综合复习卷 WORD版含解析.docx

1、2023届高中物理高考备考一轮总复习变压器与电能的输送综合复习卷一、单选题（共7题）1某发电厂发电机的输出电压为U、输出功率为P，已知该发电厂至学校的输电线总电阻为R，则输电线上损耗的功率可表示为（）ABCD2如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的原副线圈匝数比为，降压变压器的原副线圈匝数比为，输电线的电阻为，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出的电压恒为，若由于用户的负载变化，使电压表的示数增大了，则下列判断正确的是（）A电流表的示数减小了B输电线损失的功率减小了C电流表的示数减小了D输电线损失的功率减小了3如图甲为利用理想变压器的远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比

2、为1：50，降压变压器原、副线圈匝数比为n3：n4，发电机到升压变压器间两条输电线的总电阻为0.2，两条远距离输电线的总电阻为200。若发电机的输出电压如图乙所示，发电机的输出功率为78kW，用户端获得的电压有效值为220V。下列说法中正确的是（）A降压变压器原、副线圈匝数比为n3：n4=40：1B用户端交流电的频率为100 HzC远距离输电线中的电流为300AD远距离输电线路损耗功率为1.2kW4如图所示，矩形线框在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO匀速转动，矩形线框面积为S、匝数为N，通过滑环向理想变压器供电，灯泡L1、L2、L3均正常发光。已知L1、L2、L3的额定功率均为

3、P，额定电流均为I，线框及导线电阻不计，则（）A图示位置时穿过线框的磁通量为零，产生的感应电动势为零B理想变压器原、副线圈的匝数比为41C若灯L1烧断，灯泡L3将变亮D线框转动的角速度为5某理想变压器原、副线圈的匝数之比为k，原线圈与定值电阻R0串联后接入输出电压大小恒定的交流电源，副线圈电路中接有理想电流表和滑动变阻器R（最大阻值等于R0），开始时滑片P位于滑动变阻器电阻丝的中央位置，如图所示。将滑片P向下滑至电阻丝长度四分之一处的a点时，电流表的示数记为I1，将滑片P向上滑至电阻丝长度四分之三处的b点时，电流表的示数记为I2.已知I2=2I1，则（）Ak=2Bk=4Ck=6Dk=86如图所

4、示，理想变压器的原线圈接有u=311sin100t（V）的交变电压，副线圈上接有电阻R和两个相同的灯泡L1、L2。开始时，电键S断开，下列说法正确的是（）A电流方向每秒钟改变50次B闭合S后，灯泡L1变亮C闭合S后，原线圈的输入功率增大D闭合S后，副线圈两端的电压减小7如图所示为一含有理想变压器的电路，图中电流表均为理想电流表，变压器原线圈接在电压为18V的正弦交流电源的两端。当开关S闭合时，三个灯泡均能发光，当开关S断开时，电流表A1的示数改变了0.3A，A2的示数改变了0.6A。灯泡电阻均相同且不随温度改变。下列说法正确的是（）A变压器原副线圈的匝数比为1：2B开关S断开后，副线圈的输出电

5、压变大C开关S断开后，变压器的输入功率增大了5.4WD开关S断开后，灯泡L2减小的功率大于5.4W二、多选题（共5题）8在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1、R2、R3均为固定电阻，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（）A所用交流电的频率为2HzB电压表的示数为120VC电流表的示数为1.0AD变压器传输的电功率为15.0W9如图所示为理想变压器，原、副线圈匝数比为2：1，原线圈接交流电压u220sin（100t）V，如压表和电流表为理想电表，R1为负温度系数的热敏电阻

6、（当温度升高时阻值减小），则下列说法正确的是（）A交流电的周期为0.02sB电压表的示数为55VC当R1处温度升高时，此变压器的输入功率将变大D当R1处温度降低时，电压表的示数变大10如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为21，三只完全相同的灯泡L1、L2、L3连接如图。当开关 S闭合时，L2、L3均能正常发光。保持电源电压不变，断开开关 S，则 （）A三只灯泡的亮度相同BL2、L3仍能正常发光C电源的输出功率变小D电源的输出功率变大11如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为5：1，电阻R1=25，R2=20，两电表均为理想交流电表。若R1两端电压瞬时值表达式为，则下列说法正确的是（ ）A电

7、流表的示数为0.4AB电压表的示数为40VCR2消耗的功率为100WD原线圈输入交流电频率为100Hz12如图所示，交流发电机的矩形线圈边长m，m，线圈匝数为50匝，线圈的总电阻，线圈在磁感应强度T的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以r/s的转速匀速转动，外接电阻，电压表为理想交流电表，则（）A图中线圈位置为中性面B若以图中位置开始计时，感应电动势的表达式为C图甲中电压表示数为160VD图乙中，外电路接原、副线圈匝数之比的理想变压器时，电阻R上消耗的电功率为6400W三、解答题（共4题）13如图甲所示电路中，理想变压器原线圈输入的正弦交变电压如图乙所示，副线圈接有理想交流电压表、可变电阻R以及100

8、只“8V、4W”的相同灯泡，电压表的示数U=10V。求：（1）变压器原、副线圈的匝数比。（2）灯泡正常工作时变压器的输入功率及可变电阻的阻值。14某发电厂通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明组成的用户，发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1:25，输电线上的功率损失为4%，用户所需要的电压为220V，则：（1）输电线的电阻和降压变压器的原、副线圈匝数比各为多少？画出输电线路示意图；（2）若有60kW分配给生产用电，其余电能用来照明，那么能装25W的电灯多少盏？15加在理想变压器原线圈上的交流电源的电动势为E，内阻为r，与副线圈相连

9、的负载电阻阻值为R，如图所示。求：(1)原线圈中的电流为多大时，负载R上获得的功率最大，最大值是多少？(2)负载获得最大功率时，变压器的原副线圈的匝数比为多大。16某变电站用220V的电压输电，导线损失的功率为输送功率的，若要使导线损失的功率降为输送功率的，则输送电压应为多少？参考答案1A【详解】由功率公式，有P损=I2R解得BCD错误，A正确。故选A。2A【详解】AC降压变压器原副线圈两端的电压之比等于b，所以有即降压变压器原线圈两端电压增大了 ，所以输电线上损失的电压减小，故电流表A1示数减小了即输电线上电流减小了，根据电流与匝数成反比知，电流表A2示数减小了C错误A正确；BD由于输电线上

10、电流减小了，故输电线损失的功率减小量为BD错误。故选A。3A【详解】A. 发电机的输出功率为P=78kW，由图乙知发电机的输出电压有效值为U=260V，则升压变压器原线圈上的电流发电机到升压变压器间两条输电线的总电阻为r=0.2，升压变压器原线圈上的电压根据变压器原理，升压变压器副线圈上的电压升压变压器副线圈上的电流远距离输电线的总电阻R=200，远距离输电线中损失的电压则降压变压器原线圈上的电压用户端获得的电压有效值U4=220V，降压变压器原、副线圈匝数比为故A正确；B. 变压器不改变交流电的频率，由图乙知交流电的周期T=0.02s，所以频率f=50Hz，故B错误；C. 远距离输电线中的电

11、流为，故C错误；D. 远距离输电线路损耗功率故D错误。故选A。4D【详解】A图示位置时，穿过线框的磁通量为零，线框切割速度最大，感应电动势最大，故A错误；B灯泡L1、L2、L3均正常发光，则原线圈电流强度I1=I，副线圈电流强度I2=2I，所以故B错误；C若L1灯烧断，则副线圈的干路电流减小I2，根据线圈匝数与电流关系可知副线圈电流I2减小，原线圈电流I1也减小，则流过灯泡L3的电流减小，即灯泡L3将变暗，故C错误；D线框的输出功率为3P，电流为I，则线框产生的感应电动势为根据Em=NBS联立解得则线框转动的角速度为，故D正确。故选D。5A【详解】设当滑动变阻器阻值为R时，电流表读数为I，则次

12、级电压为IR，初级电压为kIR；初级电流为，则为定值；根据题意则 其中I2=2I1，R=R0解得k=2故选A。6C【详解】A由u=311sin100t（V）可知所以则电流方向每秒钟改变100次，选项A错误；D由于变压器没有变化，所以闭合S后，副线圈两端的电压不变，选项D错误；B闭合S后，副线圈电阻变小，电流变大，则R两端的电压变大，由于副线圈电压不变，则灯泡两端的电压变小，所以灯泡L1变暗，选项B错误；C副线圈两端的电压不变，电流变大，根据可知副线圈圈的输入功率增大，则原线圈的输入功率也增大，选项C正确。故选C。7D【详解】A根据变压器电流规律得A错误；B输入电压不变，根据变压器电压规律得输出

13、电压不变，B错误；C开关S断开后，副线圈电阻变大，所以根据可知，变压器输出功率减少，即输入功率也减少，C错误；D在原线圈，输入功率减少在副线圈，电键由闭合到断开，通过灯泡L2的电流减少，故其功率减少，灯泡L1的电压增大，故其功率增大，因为变压器的输入功率等于输出功率，所以两灯泡的总功率减少，灯泡L2的减少的功率大于5.4W，D正确。故选D。8BD【详解】A交流电的频率为故A错误；B通过电流的有效值为两端即副线圈两端的电压，根据欧姆定律可知根据理想变压器的电压规律可知原线圈的电压电阻两端分压即为电压表示数，即故B正确；C电流表的示数为故C错误；D副线圈中流过的总电流为变压器原副线圈传输的功率为故

14、D正确。故选BD。9AC【详解】A原线圈接交流电压则该交流电的周期为故A正确；B原线圈电压有效值为由于电压之比等于匝数之比故B错误；C温度升高时，热敏电阻减小，输出电流增大，则输出功率增大，而输出功率决定了输入功率，故输入功率增大，故C正确；D输出电压取决于输入电压和匝数之比，故电压表示数不会随温度的变化而变化，故D错误。故选AC。10AC【详解】理想变压器原、副线圈匝数比为21，则灯泡额定电压 ，根据变压器电流与匝数成反比可知故流过3个灯泡电流相同，则亮度相同，原线圈两端电压减小，则副线圈电压变小，小于额定电压，则L2、L3不能正常发光，设额定电流为 ，闭合时，原线圈电流断开后，副线圈电流减

15、小，则原线圈电流减小，电源的输出功率 ，变小，故AC正确BD错误。故选AC。11AB【详解】A由R1两端电压的瞬时值表达式可知，R1两端电压的最大值为，有效值副线圈电流I2由变压器的变流比解得A正确；B电阻R2两端电压B正确；CR2消耗的电功率C错误；D由R1两端电压瞬时值表达式可知原线圈输入交流电频率D错误。故选AB。12BD【详解】A线圈与磁感线垂直的时候，磁通量为0，是中性面，故A错误；B变电流的电动势表达式为带入数据可得C变电流的最大值为，则有效值为160V，由闭合电路欧姆定律可得故C错误；D原线圈的电流为，由变压器规律可得可得由变压器原副线圈功率相等得带入数据联立解得则R消耗的功率为

16、故D正确。故选BD。13（1）；（2），【详解】（1）理想变压器的原、副线圈的电阻忽略不计，由图可知原线圈输入电压的有效值为由理想交流电压表的示数可知，副线圈输出电压的有效值为所以原、副线圈的匝数比为（2）灯泡正常工作时，其两端电压为；所以可变电阻R两端的电压流过100只灯泡的总电流为流过电阻R的电流与其相等，所以可变电阻的阻值理想变压器的输入功率等于其输出功率，即14(1) R15.625 , (2) N1.44103盏【解析】(1)根据匝数比与原、副线圈电流成反比确定输电线中的电流，由输电线上消耗的功率确定输电线的电阻，在电能的分配上能量守恒在处理变压器的关系时，一般将副线圈作为电源，原线

17、圈作为用电设备来处理输电线路示意图如图所示升压变压器副线圈两端电压输电线上的电流输电线上损失的功率为PR4%PI2R则降压变压器原线圈两端的电压U1U2IR(6.251031615.625) V6.00103V降压变压器原、副线圈的匝数之比(2)电路的能量分配为PPRP生产P照明P照明PPRP生产36103W故可装25 W的电灯盏数为【点睛】本题是关于高压输电的题目，对于理想的变压器来说，输入功率和输出功率的大小是相同的，在计算输电线上消耗的功率的时候，一定要注意要用公式P耗=I2R线来计算15(1)，；(2)【详解】(1)负载R获得最大功率时，电源的输出功率是最大的。变压器的等效电阻为电源的输出功率为当时，电源的输出功率最大，这时R消耗的功率也是最大。此时的功率为(2)将代入可得电阻消耗的功率最大时，原副线圈的匝数比为16440V【解析】【分析】输送功率等于输送电压与输电线中电流的乘积根据功率公式得到导线损失的功率与输送电压的关系式，再求解即可【详解】设输送的功率为P，输送电压为U，导线中电流为I，导线的电阻为R，导线损失的功率为则有 又 联立得： 由知得：若要使导线损失的功率降为输送功率的，即为原来损失的功率的，则U应变为原来的2倍，所以输送电压应为【点睛】解决本题的关键知道输送功率与输送电压、电流的关系，掌握输电线上损失的功率公式，能熟练运用比例法求解