（全国通用）高考物理第十一章微专题78变压器与远距离输电加练半小时（含解析）.docx

变压器与远距离输电方法点拨(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)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)(2018广东省东莞市模拟)如图1所示，理想变压器的原线圈接在一个交变电源上，交变电压瞬时值随时间变化的规律为u220sin100t (V)，副线圈所在电路中接有灯泡、电动机、理想交流电压表和理想交流电流表.已知理想变压器原、副线圈匝数比为101，灯泡的电阻为22，电动机内阻为1，电流表示数为3A，各用电器均正常工作.则()图1A.通过副线圈的电流频率为5HzB.电压表示数为22VC.变压器原线圈的输入功率为66WD.电动机的输出功率为40W2.如图2所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2225，原线圈接u220sin100t (V)的交流电，电阻R1R225，D1、D2为两只理想二极管，假设两二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，则副线圈电路中理想交流电流表的读数为()图2A.1AB.2AC.AD.2A3.(多选)(2018山东省潍坊市一模)如图3所示，匀强磁场的磁感应强度为T，矩形线圈面积为0.08m2，匝数为10，电阻不计，通过电刷与理想变压器原线圈相连.当线圈绕垂直磁场的轴OO以50rad/s的角速度转动时，副线圈两端的理想交流电压表的示数为16V，则()图3A.在图示位置时矩形线圈产生的电动势为零B.矩形线圈产生的交流电周期为0.02sC.矩形线圈产生的电动势有效值为80VD.变压器原、副线圈匝数之比为514.(2018天津市十二区联考)如图4所示，为远距离输电的示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器T1的原、副线圈匝数比为k1，降压变压器T2的原、副线圈匝数比为k2.升压变压器原线圈两端接入一电压uUmsint的交流电源，用户的总电阻为R(可视为纯电阻)，输电线总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则用户获得的电压U为()图4A.B.C.D.5.(多选)(2018河北省邢台市质检)如图5所示，一个面积为S的单匝金属线圈(电阻不计)在匀强磁场B中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈两端通过电刷与图示的电路连接.其中电阻R1R，光敏电阻R2在无光照时其阻值也为R(有光照时其电阻减小)，理想变压器的原、副线圈的匝数比为n，则()图5A.从图示位置开始计时，线圈转动时产生感应电动势的瞬时值表达式为eBSsintB.开关S处于闭合状态，当减小光照强度时，电压表的示数不变，电流表的示数减小C.开关S处于闭合状态，当R2上端串联理想二极管(正向电阻为零，反向电阻无穷大)时，电流表的示数不变D.当开关S断开、R2用黑纸包裹时，R2两端电压的有效值为6.(2019广东省东莞市质检)如图6所示，甲图是副线圈接有灯泡和理想交流电流表的理想变压器，乙图是输出端电压的U2t图象，已知变压器原、副线圈的匝数比为101，电流表的示数为1A.则()图6A.电压表V1的示数为220VB.电压表V2的示数为28.2VC.变压器原线圈电流的最大值为AD.灯泡实际消耗的功率为20W7.(2018四川省成都市模拟)如图7所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1n2551，原线圈接入电压u220sin100t(V)的交流电源，图中电表均为理想电表，闭合开关后，当滑动变阻器的滑动触头P从最上端滑到最下端的过程中，下列说法正确的是()图7A.副线圈中交变电流的频率为100HzB.t0.02s时，电压表的示数为0C.电流表的示数先变小后变大D.定值电阻R消耗的功率先变大后变小8.(2018河北省石家庄市质检)如图8所示，理想变压器三个线圈的匝数比n1n2n31051，其中匝数为n1的原线圈接到220V的交流电源上，匝数为n2和n3的两个副线圈分别与电阻R2、R3组成闭合回路.已知通过电阻R3的电流I32A，电阻R2110，则通过电阻R2的电流I2和通过原线圈的电流I1分别是()图8A.10A,12AB.10A,20AC.1A,0.7AD.1A,3A9.(2018重庆一中月考)调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图9所示，线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间加上输入电压，当滑动触头P转动时，改变了副线圈匝数，从而调节输出电压.图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C、D两端接恒压交流电源，变压器可视为理想变压器，则()图9A.当滑动变阻器滑片向下滑动时，电压表读数变大B.当滑动变阻器滑片向下滑动时，电流表读数变小C.当变压器滑动触头P逆时针转动时，M、N之间的电压变大D.当变压器滑动触头P顺时针转动时，变压器输出功率变大10.(多选)(2018云南师大附中月考)如图10所示为模拟远距离输电的实验电路图.两理想变压器的匝数n1n4n2n3，模拟输电线上的四个电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻RL2R，忽略灯丝电阻随温度的变化.在A、B端接入输出电压为U的低压交流电源，下列说法正确的是()图10A.A1的示数I1B.灯泡L1比灯泡L2亮C.R1消耗的功率大于R3消耗的功率D.R2两端的电压小于R4两端的电压11.(2018广西桂林、百色、崇左联考)如图11所示，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路.线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁感应强度大小为B，线圈转动的角速度为，匝数为N，线圈电阻不计.下列说法正确的是()图11A.电容器的电容C变小时，灯泡变亮B.将原线圈滑动触头P向下滑动时，灯泡变暗C.若线圈转动的角速度变为2，灯泡变亮D.线圈处于图示位置时，电压表读数为零12.如图12所示，一理想变压器的原线圈接在电压有效值为220V的正弦式交流电源上，两副线圈匝数分别为n216，n3144，通过理想二极管(具有单向导电性)、单刀双掷开关与一只“36V18W”的灯泡相连(灯泡电阻不变)，当开关接1时，灯泡正常发光，则下列说法中不正确的是()图12A.原线圈的匝数为880B.当开关接2时，灯泡两端电压的有效值为20VC.当开关接2时，灯泡消耗的功率约为18WD.当开关接2时，灯泡消耗的功率为W答案精析1.BD由u220sin100t (V)知交变电流的频率f50Hz，变压器不改变交变电流的频率，A错误；由理想变压器的变压规律，可知U2U122V，故电压表的示数为22V，B正确；变压器原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，为PU2I266W，C错误；流过小灯泡的电流I1A，故流过电动机的电流IM2A，电动机的输出功率P出U2IMIM2r40W，D正确.2.B由于二极管具有单向导电性，在一个周期内相当于只有一个电阻能够正常工作，由理想变压器变压规律可知，输出电压U250V，所以电流表读数IA2A，故B正确.3.AD在题图所示位置时，穿过矩形线圈的磁通量最大，产生的电动势为零，故A正确；矩形线圈产生的交流电周期为T0.04s，故B错误；矩形线圈产生的电动势最大值为EmaxNBS100.0850V80V，矩形线圈产生的电动势有效值为E有80V，故C错误；变压器原、副线圈匝数之比为51，故D正确.4.D设用户用电的总功率为P，流过用户电阻的电流为I4，故在输电线路上的电流为I3；升压变压器原线圈两端电压的有效值为U1；输电线路上损失的电压为UI32r；升压变压器副线圈两端的电压为U2，故降压变压器原线圈两端电压为U3U2U，又因为U3k2Uk2I4R，联立解得U，故选D.5.BD从题图所示位置开始计时，线圈转动时产生感应电动势的瞬时值表达式为eBScost，故选项A错误；减小光照强度时，R2电阻增大，副线圈的电压由匝数和输入电压决定，电压表的示数不变，通过R2的电流减小，电流表示数减小，故选项B正确；由于理想二极管具有单向导电性，在一个周期内有0T，电阻消耗的功率减小，原线圈输入功率减小，电流表示数将减小，故选项C错误；开关S断开时，电阻R1和理想变压器串联，根据串联电路规律有：U1I1R1，n，I2，联立解得：I1，U2，故选项D正确.6.C电表的示数均为有效值，故电压表V2的示数为20V，因原、副线圈匝数之比为101，故电压表V1的示数为U12010V200V，故A、B错误；电流表的示数为1A，根据电流大小与匝数成反比得原线圈电流I11A0.1A，原线圈的最大电流为A，故C正确；由PUI可知，灯泡实际消耗的功率为P201W20W，故D错误.7.C由电压公式知100rad/s，fHz50Hz，A项错误；原线圈两端的输入电压有效值为220V，由电压与匝数成正比知，所以副线圈两端电压为：U2U1220V4V(即为电压表的读数)，B项错误；由题图可知，滑动变阻器的上、下两部分并联后与R串联，根据串并联电路的特点可知，当P位于中间位置时，并联电阻的电阻值最大，所以当滑动变阻器的滑动触头P从最上端滑到最下端的过程中，电路中的总电阻先增大后减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流先减小后增大，定值电阻R消耗功率将先减小后增大.变压器的输出电流先减小后增大，则输入的电流也是先减小后增大，即电流表的示数先变小后变大，C项正确，D项错误.8.C由于，且n1n2n31051，U1220V，解得U2110V，U322V，根据欧姆定律得I2A1A，根据理想变压器的输入功率和输出功率相等可得U1I1U2I2U3I3，代入数据得I10.7A，故C正确，A、B、D错误.9.C当保持P的位置不动，即保持变压器的原、副线圈的匝数比不变，则M、N两端的电压不变，将滑片向下移动时，连入电路的电阻的阻值变小，因而总电流增大，R1分得的电压增大，并联支路的电压即电压表的示数减小，R2中电流减小，R3中电流变大，即电流表读数变大，故A、B错误；保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，将P沿逆时针方向移动时，变压器的原线圈的匝数不变，副线圈的匝数增大，M、N两端的电压变大，C正确；将P沿顺时针方向移动时，变压器的原线圈的匝数不变，副线圈的匝数减少，M、N两端的电压减小，总电流减小，则变压器输出功率变小，D错误.10.BD根据，联立解得L1两端电压UL1U4，A1的示数为I1，将U4代入可知A错误；L2所在回路中，由欧姆定律可知电流I，L2两端电压UL2IRLUL1，由P可得灯泡L1比灯泡L2亮，B正确；电阻消耗功率PI2R，由过程分析知II，所以P1P3，C错误；因II，又根据欧姆定律UIR得，R2两端的电压小于R4两端的电压，D正确.11.C电容器的电容C变小时，其容抗变大，故副线圈回路中电流减小，灯泡变暗，故A错误；将原线圈滑动触头P向下滑动时，原线圈匝数减小，根据，知输出电