（通用版）2021版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 課后限時(shí)集訓(xùn)33 變壓器 電能的輸送

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1、課后限時(shí)集訓(xùn)33 變壓器　電能的輸送 建議用時(shí)：45分鐘 1．(2019·黃岡中學(xué)模擬)下列關(guān)于交變電流、變壓器和遠(yuǎn)距離輸電的說(shuō)法中不正確的是(　　) A．理想變壓器的輸出電壓由輸入電壓和原、副線圈匝數(shù)比決定 B．交變電流的最大值是有效值的倍 C．降低輸電損耗有兩個(gè)途徑：減小輸電線的電阻和提高輸電電壓 D．如果把升壓變壓器的原線圈串聯(lián)在電路中，副線圈的兩端接在普通的交流電流表上，可以制成電流互感器 B　[理想變壓器的輸出電壓由輸入電壓和原副線圈匝數(shù)比決定，選項(xiàng)A正確；正弦交變電流的最大值是有效值的倍，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；降低輸電損耗有兩個(gè)途徑：減小輸電線的電阻和提高輸電電壓，選項(xiàng)C

2、正確；如果把升壓變壓器的原線圈串聯(lián)在電路中，副線圈的兩端接在普通的交流電流表上，可以制成電流互感器，選項(xiàng)D正確。] 2．(多選)如圖為某小型水電站的電能輸送示意圖，發(fā)電機(jī)通過(guò)升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電。已知輸電線的總電阻R＝10 Ω，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，副線圈與用電器R0組成閉合電路。若T1、T2均為理想變壓器，T2的副線圈兩端電壓u＝220sin(100πt)V。當(dāng)用電器電阻R0＝11 Ω時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．通過(guò)用電器R0的電流有效值是20 A B．當(dāng)用電器R0的阻值減小時(shí)，輸電線損耗的功率也隨著減小 C．發(fā)電機(jī)中的電流變化頻率

3、為100 Hz D．升壓變壓器的輸入功率為4 650 W AD　[通過(guò)用電器R0的電流有效值I＝＝ A＝20 A，A正確；當(dāng)用電器R0的阻值減小時(shí)，由于電壓不變，電流增大，輸電線上的電流也增大，輸電線上損失的功率增大，B錯(cuò)誤；變壓器不改變交流電的頻率，f＝50 Hz，C錯(cuò)誤；降壓變壓器的輸出功率為P1＝UI＝220×20 W＝4 400 W，由理想變壓器原、副線圈電流與匝數(shù)成反比，得輸電線上的電流為I′＝5 A，輸電線上損失的功率ΔP＝I′2R＝52×10 W＝250 W，升壓變壓器的輸入功率P＝P1＋ΔP＝4 650 W，D正確。] 3．一含有理想變壓器的電路如圖所示，變壓器原、副線圈

4、匝數(shù)比n1∶n2＝3∶1，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別是4 Ω、 Ω和 Ω，U為有效值恒定的正弦交流電源。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，理想電流表的示數(shù)為I。當(dāng)S閉合時(shí)，電源電壓增加到2U，則電流表的示數(shù)為(　　) A．6I B．8I C．10I D．12I B　[S斷開(kāi)時(shí)，由＝得I2＝3I，副線圈兩端的電壓U2＝I2(R2＋R3)＝12I，由＝得U1＝36I，故U＝U1＋I(xiàn)R1＝40I。S閉合時(shí)，電流表示數(shù)為I′，副線圈中電流I′2＝3I′，副線圈兩端的電壓U′2＝I′2R2＝2I′，原線圈兩端的電壓U′1＝6I′，故2U＝I′R1＋U′1＝10I′，聯(lián)立解得I′＝8I，B正確。] 4．

5、如圖所示，一理想變壓器，左右兩邊共接有額定電壓均為U的6盞完全相同的燈泡(額定功率均為P)，左端接在一電壓恒為U0的交流電源兩端。此時(shí)6盞燈剛好正常發(fā)光。下列說(shuō)法中不正確的是(　　) A．該變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1∶2 B．此時(shí)交流電源輸出的功率為6P C．U0＝6U D．如果燈L6突然燒斷，燈L1和L2將變暗，而其余3盞燈將變得更亮 A　[由于各盞燈相同且均正常發(fā)光，所以流過(guò)每盞燈的電流均相同，原線圈中的電流I1等于燈泡的額定電流I，而副線圈中的總電流為I2＝4I，故n1∶n2＝I2∶I1＝4∶1，A錯(cuò)誤；由于理想變壓器本身不消耗能量，所以交流電源輸出功率為6盞燈的總功率6

6、P，B正確；設(shè)原、副線圈兩端的電壓分別為U1、U2，則U2＝U，U0＝U1＋2U，而U1∶U2＝n1∶n2＝4∶1，代入得U0＝6U，C正確；當(dāng)燈L6突然燒斷，變壓器輸出的功率將減小，所以輸入功率也將減小，由P1＝U1I1得I1減小，所以燈L1和L2將變暗，同時(shí)因L1和L2分得的電壓減小，變壓器輸入端的電壓U1將增大，所以變壓器輸出的電壓也將增大，使其余3盞燈變得更亮，D正確。] 5．如圖所示，某小型水電站的發(fā)電機(jī)輸出電壓為220 V，正常情況下輸出的總功率P0＝8.8×104 W，為了減少遠(yuǎn)距離輸電過(guò)程中的電能損失，往往采用高壓輸電。輸送電壓為u＝1 100sin 200πt (V)，輸電

7、導(dǎo)線的總電阻為r＝5 Ω，現(xiàn)要使額定電壓為220 V的用電器正常工作，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．輸電線上的電流為220 A B．降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比＝ C．用電器的額定功率P＝5.6×104 W D．用電器上的交流電的頻率是50 Hz C　[由交流電瞬時(shí)值表達(dá)式u＝1 100sin 200πt (V)，可得交流電頻率為100 Hz，電壓有效值為U2＝1 100 V，輸電線上的電流I＝＝80 A，故A錯(cuò)誤；降壓變壓器的輸入電壓U3＝U2－Ir＝700 V，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比＝＝，故B錯(cuò)誤；用電器的額定功率P＝P0－I2r＝5.6×104 W，故C正確；變壓器不改變

8、交流電的頻率，所以用電器上的交流電的頻率是100 Hz，故D錯(cuò)誤。] 6．(多選)(2019·太原市三模)某50 Hz的鉗形電流表的工作原理如圖所示。當(dāng)通有交流電的導(dǎo)線從環(huán)形鐵芯的中間穿過(guò)時(shí)，與繞在鐵芯上的線圈相連的電表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。不考慮鐵芯的漏磁及各種能量損耗，已知n2＝1 000 匝，當(dāng)用該表測(cè)50 Hz交流電時(shí)(　　) A．電流表G中通過(guò)的是交變電流 B．若G中通過(guò)的電流為50 mA，則導(dǎo)線中的被測(cè)電流為50 A C．若導(dǎo)線中通過(guò)的是10 A矩形脈沖交流電，G中通過(guò)的電流是10 mA D．當(dāng)用該表測(cè)量400 Hz的電流時(shí)，測(cè)量值比真實(shí)值偏小 AB　[變壓器只改變交流電

9、電壓，不改變交流電的頻率，電流表G中通過(guò)的仍是交變電流，A正確；根據(jù)變壓器原副線圈電流與匝數(shù)成反比：＝，I1＝I2＝×0.05 A＝50 A，B正確；若導(dǎo)線中通過(guò)的是10 A矩形脈沖交流電，當(dāng)電流方向不發(fā)生改變時(shí)，電流大小不變，副線圈中無(wú)感應(yīng)電流，C錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和變壓器互感原理，改變交流電的頻率，不影響測(cè)量值的準(zhǔn)確性，D錯(cuò)誤。] 7.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2＝10∶1，a、b兩點(diǎn)間的電壓為u＝220 sin 100πt(V)，R為可變電阻，P為用鉛銻合金制成的保險(xiǎn)絲，其電阻可忽略不計(jì)，熔斷電流為2 A。為使保險(xiǎn)絲不熔斷，可變電阻R連入電路的最小阻值應(yīng)

10、大于(　　) A． Ω B．1.1 Ω C．11 Ω D．11 Ω B　[由a、b兩點(diǎn)間的電壓為u＝220sin 100πt(V)，可知變壓器原線圈輸入電壓U1＝220 V，根據(jù)變壓器變壓公式可得變壓器輸出電壓U2＝ U1＝22 V，保險(xiǎn)絲熔斷電流為2 A，原線圈中電流為I1＝2 A時(shí)，由U1I1＝U2I2可得副線圈中電流為I2＝20 A，此時(shí)保險(xiǎn)絲會(huì)熔斷。為保證保險(xiǎn)絲不熔斷，由歐姆定律可得可變電阻R連入電路的最小阻值應(yīng)大于＝1.1 Ω，選項(xiàng)B正確。] 8．(多選)(2019·武漢聯(lián)考)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，L1、L2、L3為三只規(guī)格均為“9 V,6 W

11、”的相同燈泡，各電表均為理想交流電表，輸入端接入如圖乙所示的交變電壓，則以下說(shuō)法中正確的是(　　) 甲　　　　　　　　乙 A．電流表的示數(shù)為2 A B．電壓表的示數(shù)為27 V C．副線圈兩端接入耐壓值為8 V的電容器能正常工作 D．變壓器副線圈中交變電流的頻率為50 Hz AD　[由輸入端交變電壓u-t圖象知，輸入電壓的有效值為 V＝27 V，由原、副線圈匝數(shù)之比為3∶1，可得原、副線圈的電壓之比為3∶1，電流之比為1∶3，設(shè)燈泡兩端電壓為U，所以U＝9 V，副線圈兩端電壓的有效值為9 V，三只燈泡均能正常發(fā)光，電流表的讀數(shù)I＝3× A＝2 A，A正確；電壓表的示數(shù)為有效值27

12、 V，B錯(cuò)誤；副線圈兩端電壓的最大值為9 V，C錯(cuò)誤；變壓器副線圈兩端交變電流的頻率為50 Hz，D正確。] 9．(多選)(2019·武漢市部分學(xué)校起點(diǎn)調(diào)研)含有理想變壓器的電路如圖所示， L1、L2、L3 為“24 V　2 W”的燈泡，為理想交流電壓表，a、b端接正弦交流電壓源(輸出電壓的有效值恒定)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，燈泡均正常發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶2 B．電壓表的示數(shù)為72 V C．變壓器的輸入功率為8 W D．若在副線圈上再并聯(lián)一個(gè)相同的燈泡，燈泡L1可能會(huì)燒毀 BD　[每個(gè)燈泡的額定電流：IL＝＝ A＝ A，則原線圈的電流為I1

13、＝ A，副線圈的電流為I2＝ A，則＝＝，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；變壓器輸出電壓為24 V，則根據(jù)匝數(shù)比可得輸入電壓為U1＝U2＝48 V，則電壓表讀數(shù)為48 V＋24 V＝72 V，選項(xiàng)B正確；變壓器的輸入功率：P1＝U1I1＝4 W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；副線圈上再并聯(lián)一個(gè)相同燈泡，則副線圈電流增大，則原線圈電流也增大，超過(guò)額定電流，燈泡L1可能燒毀，故D正確。] 10.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶4，a、b兩端接到交流電源上，R1、R2為阻值相同的定值電阻，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．副線圈兩端電壓是電源電壓的 B．流過(guò)R1的電流是流過(guò)R2電流的4倍 C．R1上的電功率是R2上

14、電功率的 D．R1上的電功率是R2上電功率的16倍 C　[原線圈兩端電壓等于電源電壓，根據(jù)電壓之比等于匝數(shù)之比可得＝＝4∶1，A錯(cuò)誤；流過(guò)R1的電流I1＝，流過(guò)R2的電流I2＝＝＝4I1，B錯(cuò)誤；根據(jù)電功率P＝I2R可得R1上的電功率是R2上電功率的，C正確，D錯(cuò)誤。] 11．(多選)(2019·太原模擬)如圖所示，理想變壓器的原線圈接u＝U0·cos 100πt的交變電流，副線圈接有可調(diào)電阻R，觸頭P與線圈始終接觸良好，下列判斷正確的是(　　) A．交變電流的頻率為50 Hz B．若僅將觸頭P向A端滑動(dòng)，則電阻R消耗的電功率增大 C．若僅使電阻R增大，則原線圈的輸入電功率增大

15、 D．若使電阻R增大的同時(shí)，將觸頭P向B端滑動(dòng)，則通過(guò)原線圈的電流一定減小 ABD　[根據(jù)ω＝2πf可得ω＝2πf＝100π rad/s，解得f＝50 Hz，A正確；若僅將觸頭P向A端滑動(dòng)，則副線圈匝數(shù)增大，根據(jù)＝可得副線圈輸入電壓增大，即R兩端的電壓增大，根據(jù)P＝可得電阻R消耗的電功率增大，B正確；若僅使電阻R增大，R兩端電壓不變，根據(jù)P＝可得電阻R消耗的功率減小，即副線圈消耗的功率減小，所以原線圈輸入功率減小，C錯(cuò)誤；若使電阻R增大的同時(shí)，將觸頭P向B端滑動(dòng)，根據(jù)＝可得副線圈兩端的電壓減小，根據(jù)I＝可得通過(guò)R的電流減小，即副線圈中的電流減小，根據(jù)公式＝，原線圈中的電流一定減小，D正確。

16、] 12．(2019·肇慶模擬)某科技小組在實(shí)驗(yàn)室中研究遠(yuǎn)距離輸電。由于輸電線太長(zhǎng)，他們將導(dǎo)線每50 m卷成一卷，共卷成8卷來(lái)代替輸電線路。第一次直接將輸電線與實(shí)驗(yàn)電源及用電器相連，測(cè)得輸電線上的輸電電流和損失的功率為I1、P1；第二次采用如圖所示的電路輸電，其中理想變壓器T1與電源相連，其原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2，理想變壓器T2與用電器相連，測(cè)得輸電線上的輸電電流和損失的功率為I2、P2。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)因?yàn)槎嘟恿藘蓚€(gè)變壓器，所以P2>P1 B．通過(guò)該實(shí)驗(yàn)可以證明，提高輸電電流能減小遠(yuǎn)距離輸電的能量損失 C．若輸送功率一定，則I2∶I1＝n1∶n2

17、 D．若輸送功率一定，則P2∶P1＝n∶n C　[第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)因?yàn)槎嘟恿藘蓚€(gè)變壓器，先提高了輸電電壓，減小了輸電電流，輸電線上損失的電功率(P損＝I2R)減小，所以P2

18、00匝的線圈以固定轉(zhuǎn)速50 r/s在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，其產(chǎn)生的交流電通過(guò)一匝數(shù)比為n1∶n2＝10∶1的理想變壓器給阻值R＝20 Ω的電阻供電。已知電壓表的示數(shù)為20 V，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．t＝0時(shí)刻流過(guò)線圈的電流最大 B．原線圈中電流的有效值為10 A C．穿過(guò)線圈平面的最大磁通量為 Wb D．理想變壓器的輸入功率為10 W C　[題圖所示時(shí)刻為中性面位置，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，流過(guò)線圈的電流為零，故A錯(cuò)誤；副線圈電流I2＝＝1 A，根據(jù)＝，可以得到原線圈電流I1＝0.1 A，故B錯(cuò)誤；變壓器的匝數(shù)比為n1∶n2＝10∶1，故輸入電壓為200 V，最大值

19、為200 V，由角速度ω＝2πn＝100π rad/s，根據(jù)公式Em＝NBSω＝NΦω，得穿過(guò)線圈平面的最大磁通量為Φ＝＝ Wb，故C正確；電阻R消耗的電功率為P＝＝20 W，則理想變壓器的輸入功率為20 W，故D錯(cuò)誤。] 14．理想變壓器原線圈接如圖甲所示的正弦交變電壓，變壓器原線圈匝數(shù)n1＝270匝，P是副線圈上的滑動(dòng)觸頭，當(dāng)P處于圖乙所示位置時(shí)，副線圈連入電路的匝數(shù)n2＝135匝，電容器C1恰好不被擊穿，燈泡L恰能正常發(fā)光，R是滑動(dòng)變阻器。以下判斷正確的是(　　) 甲　　　　　　　　　乙 A．若向下移動(dòng)P，電容器所帶電荷量增加 B．若保持P不動(dòng)，向下移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，燈泡

20、變暗 C．若保持滑動(dòng)變阻器的滑片不動(dòng)，向下移動(dòng)P，燈泡變亮 D．電容器的擊穿電壓為11 V D　[當(dāng)P處于題圖乙所示位置時(shí)，副線圈兩端電壓的有效值為11 V，電容器C1恰好不被擊穿，若向下移動(dòng)P，電容器C1兩端的電壓減小，由Q＝CU可知，電容器所帶電荷量減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若保持P不動(dòng)，向下移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，流過(guò)燈泡的電流變大，燈泡變亮，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若保持滑動(dòng)變阻器的滑片不動(dòng)，向下移動(dòng)P，則副線圈兩端的電壓變小，燈泡變暗，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；交變電路中電容器是否被擊穿取決于電容器兩端的交變電壓的最大值，根據(jù)變壓器原、副線圈兩端電壓關(guān)系，有＝，得umax2＝11 V

21、，由題意知選項(xiàng)D正確。] 15．(2019·山西省孝義市第一次模擬)圖甲所示為一發(fā)電機(jī)的原理圖，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流接圖乙中理想變壓器的原線圈。已知變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為22∶1，發(fā)電機(jī)輸出電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖丙所示，發(fā)電機(jī)線圈電阻忽略不計(jì)，則(　　) 甲　　　　　　　　乙 丙 A．電阻兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝10sin 50πt(V) B．電壓表示數(shù)為10 V C．若僅使發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速增大一倍，則變壓器副線圈輸出電壓的頻率增大一倍，而電壓表示數(shù)不變 D．若僅使電阻R增加，則電流表示數(shù)不變 B　[由題圖丙知：原線圈電壓的最大值U1m＝311 V，原線圈電壓有效值U1＝＝220 V，由U1∶U2＝n1∶n2知，副線圈電壓的最大值U2m≈14.1 V，副線圈電壓有效值U2＝10 V，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；若僅使發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速n增大一倍，則角速度ω增大一倍，根據(jù)Em＝NBSω可知，變壓器原線圈輸入電壓的頻率和最大值都增大一倍，原、副線圈中電流的頻率相等，變壓器副線圈輸出電壓的頻率增大一倍，由U1∶U2＝n1∶n2知，副線圈輸出電壓增大一倍，電壓表讀數(shù)增大一倍，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；僅使電阻R增加，原線圈兩端的電壓和原、副線圈匝數(shù)比不變，則副線圈輸出電壓不變，副線圈中電流減小，則原線圈中電流也減小，電流表示數(shù)減小，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。] 9