高中物理【变压器远距离输电】典型题(带解析)

1、高中物理【变压器 远距离输电】典型丿1. 如图所示，半径为L=I m的金属圆环，其半径Oa是铜棒，两者电阻均不计且接 触良好.今让Oa以圆心O为轴，以角速度=10rads匀速转动，圆环处于垂直于环面、 磁感应强度为B=2T的匀强磁场中.从圆心O引出导线，从圆环上接出导线，并接到匝数 比为/1 : «2=1 : 4的理想变压器原线圈两端.则接在副线圈两端的理想电压表的示数为A. 40 VC 80 V解析：选D 由于Oa以圆心O为轴，以角ig=10rads匀速转动，产生恒定的感 应电动势，变压器铁芯中磁通量不变，接在副线圏两端的理想电压表的示数为0,选项D正 确2. 在如图所示的电路中，

2、理想变压器原、副线圈的匝数比血：心=22： 1,原线圈接 =2202sin 100(V)的交变电流，电阻R=IOQ,电流表.电压表均为理想电表，则()A. 电压表的读数为K2 VB. 电流表的读数为22 AC. 电阻R消耗的功率为102 VVD. 变压器的输入功率为10 W解析：选D输入电压的有效值为5二舉二220 V,根据頁二2得咕 ¾r = 10 V, 故选项A错误；电流表的示数为/2二等二1 A,故选项B错误；电阻消耗的功率为PI二U2I2 二10 W,故选项C错误；連想变压器的输入电功率等于副线圈回路负载消耗功率，故选项D正确3如图所示，理想变压器原.副线圈中分别接有电阻川、

3、R29 Rl=R2=10 O9原.副线圈的匝数之比/1 : 112=2 : If心两端电压为IOVr则乩两端的电压为（）.A. 5 VB IoVC 15 VD 20 V解析：选A 设乩两端的电压为t,原、副线圈回路中电流分别为人、H,由理想变压器的电流关系/1 :72 = /2 ：小，而仆二欝,h二驚，联立以上三式并代入数据得UIii = 5 V, 所以选项A正确4自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分一升压式自 耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调.己知变压器线圈总匝数为1 900匝；原 线圈为IIOO匝，接在有效值为220 V的交流电源上当变压器输出电压调至

4、最大时，负载R上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为/“负载两端电压的有效值为6,且变压器是理想的，则的和人分别约为（A 380 V 和 53 AB. 380 V 和 9.1 AC. 240 V 和 53 AD. 240 V 和 91 A解析：选B 当变压器输出电压调至最大时，由总說得3二訓二黑X22OV二380V,由 Pl=P2f Pl = UIIIt P2 = U2I2f 得厶二羔二蛰VA二9.1A,选项 B 正确.5如图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈 匝数分别为/!> /2,在T的原线圈两端接入一电压M = UnSin曲的交流电源，

5、若输送电功率为几 输电线的总电阻为"，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（）A- (S c 40(0r解析：选C 升压变压器T的原线圈两端电压的有效值为Ui = ；由变压关系可得总 二务则的二瓷;因为输送电功率为P，输电线中的电流为/2二令二 ,则输电线上 损失的电功率为AP二Ii(2r)=三醫，故选项C正确.6.如图所示，理想变压器的原线圈接在/=2202sin Io(MV啲交流电源上，副线圈接 有R=55.的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2： 1,电流表、电压表均为理想电表.下 列说法正确的是()A. 原线圈的输入功率为2202 WB. 电流表的读数为IAC. 电压表

6、的读数为1102 VD. 副线圈输出交流电的周期为50 s解析：选B由交流电压的表达式可知，原线圈两端所加的电压最大值为2202 V, 故有效值为S二220 V,由总二誥，故副线圏电压的有效值为3二IIo V,故输出功率P2二 = 220W,再由输入功率等于输岀功率知，Pl=P2 = 220Nt A项错误；根据欧姆定律知, /2二等二2A,由护爲 得Z1 = IA,故电流表读数为1A,所以B项正确；电压表的读数为 有效值，即tr2 =IlOV, C项错误；由交流电压的表达式可知， = 10(ht rad/s,又"弓， 解得T = 0.02 s,所以D项错误.7. (多选)如图甲所示的

7、电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为20： L图中电表均 为理想电表，R为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，Ll和L2是两个完全相同的灯泡.原A. 交流电压的频率为50 HZB. 电压表的示数为IlvC. 当照射R的光强增大时，电流表的示数变大D. 若Ll的灯丝烧断后，电压表的示数会变小解析：ABC由题图乙可知交流电压周期T =0.02 s,所以频率为=50 Hz,故A 正确；原线圈接入电压的最大值是220i V,所以原线圏接入电压的有效值是X 220 V, 理想变压器原、副线圏匝数比为20： 1,所以副线圏两端电压是11V,所以电压表的示数为 H V,故B正确；R阻值随光强增大而减小，根据

8、/二訓副线圈电流增加，副线圈输岀功 率增加，根据能量守恒定律，可知原线圈输入功率也増加，原线圏电流増加，所以电流表的 示数变大，故C正确；当Ll的灯丝烧断后，变压器的输入电压不变，根据变压比公式，输 岀电压也不变，故电压表读数不变，故D错误8. 如图甲所示电路中，4、L2、LJ为三只“6 V 3 W”的灯泡，变压器为理想变压器.各 电表均为理想电表.当血端接如图乙所示的交变电压时，三只灯泡均正常发光.下列说法 正确的是（）A. 变压器原副线圈的匝数比为1 : 2B. 副线圈两端输出的交流电频率为50 HZC. 电流表的示数为0.5 AD. 电压表的示数为18 V解析：选B 灯泡正常发光时的电流

9、Io = I A = 0,5A,则副线圈中电流I2 = Ih,而原线 圏中电流Il=IOt则变压器原副线圈的匝数比Mi ： h2 = 2 ：A = 2 ： L选项A错误；由乙图 可知交流电的周期T = 0.02 s,则频率八卜50 Hz,变压器不改变交流电的频率，选项B 正确；电流表的示数 = 2 = 2Zo=1A,选项C错误；因灯泡正常发光，则副线圈的两端电 压L,2 = 6V,则原线圈两端电压“二細2二12 V,电压表示数为12V,选项D错误.9. 如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交 流电的电动势图象如图乙所示，经原、副线圈的匝数比为1 : 10的理想

10、变压器给一个灯泡 供电如图丙所示,副线圈电路中灯泡额定功率为22 W.现闭合开关,灯泡正常发光.则（）A. /=0.01 S时刻穿过线框回路的磁通量为零B. 交流发电机的转速为IOOI'/SC. 变压器原线圈中电流表示数为IAD. 灯泡的额定电压为220i V解析：选C由图乙可知，当20.01 S时，感应电动势为零，则此时穿过线框回路的 磁通量最大，故选顷A错误；由图乙可知，交流电的周期为002s,则转速为W=I = 50rs, 故选顷B错误；原线圈输入电压有效值为22 V,则副线圈的电压为22 XIoV = 220 V ；由P = UIDJmt副线圏电流B二卜佥A二0.1 A,则由半

11、二養求得XlA,故选项C正确； 灯泡正常发光，故额定电压为220 V,故选项D错误.10. （多选）如图所示，矩形线圈血Cd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be边匀速转动,磁场只分布在be边的左侧,磁感应强度大小为B, 线圈面积为S,转动角速度为少，匝数为线圈电阻不计.下列说法正确的是（）A. 将原线圈抽头P向上滑动时，灯泡变暗B. 电容器的电容C变大时，灯泡变暗C. 图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大D. 若线圈血Cd转动的角速度变为则变压器原线圈电压的有效值为NBSe解析：选AD在图中将原线圈抽头P向上滑动时，原线圈的匝数变大，故输岀的电压 变小，

12、灯泡变暗，选项A正确；电容器的电容C变大时，电容器对电流的阻碍作用变小， 故灯泡变亮，选项B错误；图示位置时，线圏位于中性面位置，故矩形线圈中瞬时感应电 动势最小，选顷C错误；若线圏abed转动的角速度变为N”，且线圈转动一周只有半周产 生感应电压，在这半周中，电压的最大值是2VBSe,设变压器原线圈电压的有效值为S 则ZiN管叭专二罟. gp U = NBSt选项D正确.11（多选）国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1 400座.变 电站起变换电压作用的设备是变压器，如图所示，理想变压器原线圈输入电压“ =200isin （100）V,电压表.电流表都为理想电表.下列判断

13、正确的是（）A.输入电压有效值为200 V,电流频率为50 HZB. S打到处，当变阻器的滑片向下滑动时，两电压表的示数都増大c. S打到4处，当变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小D.若变阻器的滑片不动，S由处打到b处，电压表V2和电流表扣的示数都减小解析：选AD 输入电压的最大值Uitn = 2002 V,有效值3二20Qj2V = 200 V,瞬时值表达式知，角速度二100 rad/s,频率八豈二嚟 HZ二50 Hz,故A正确；S打到Q处，滑片向下滑动，原线圈电压不变，原、副线圈匝数比不变，副线圏电压不变，副线 圏电阴减小，电流増大，电流表A2示数増大，故B. C错误；若变阴器的

14、滑片不动，S由”处打到b处，副线圈匝数减少，输入电压不变，输岀电压减小，电压表V2示数减小，输出 功率P2二等减小，根据输入功率等于输岀功率，PI二SA减小，S不变，则人减小，即电 流表Al的示数减小，故D正确12. 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的读数分别为人Uf R消耗的功率为P.若发电机线圈的转速变为原来的贝9（）B. 电压表V的读数变为扌UC. 电流表A的读数变为2/D. 通过R的交变电流频率不变解析：选B 发电机线圈的转速变为原来姓时，电动势的最大值、有效值均变为原来的所以

15、电压表的读数变为原来的£, B正确；R两端的电压变为原来的£根据P二罟可 知，R消耗的功率变为原来的£ A错误；由于输岀功率变为原来的£电压减小到一半，根 据P = Ul可知，电流变为原来的£电流表的读数变为原来的£ C错误；由于转速变为原来魅，则交变电流的频率变为原来的扌，D错误.13. 如图所示，为了浴室用电安全，某同学用理想变压器给浴室降压供电，理想变压 器原、副线圈匝数比为5： 1,原线圈输入交变电压“=311Sin（IO（W）V.已知照明灯额定功 率为44 W,排气扇电动机内阻为1Q,电流表示数为2 A,各用电器均正常工作，

16、电表均 为理想表则（）A. 电压表示数为62 VB. 变压器的输入功率为186 VC.排气扇输出功率为43 WD.保险丝熔断电流不得低于2 A解析：选C 原线圈输入电压最大值为Un二311 V,原线圈输入电压为3二220 V,根据变压器变压公式，Ui . U2 = S: If可知副线圈输岀电压6二44 V,选项A错误；变压器的输出功率为P出二2 = 44×2W = 88W,根据变压器输入功率等于输岀功率，可知变压器输入功率为P入二88 W,选项B错误油P出二P灯+ P二44 W + P二88 W可得,P二44 W,照明灯中电流心二瓦二1A,排气扇中电流Z = Z2-Zn=I A,排气

17、扇内阴发热功率为P内 = I2r=lNf由P二P内+P出'可得排气扇输岀功率为P出'二43 W,选项C正确；由戶入二 UIht解得保险丝中电流门二0.4A,即保险丝熔断电流不得低于0.4A,选项D错误.14. （多选）如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为血、”2原线圈通过一理想电 流表A接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端.假 设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大.用交流电压表测得“、端和C、端的 电压分别为S 6和Sd,则（）A. Ua b : UC（I=Hl : HlB. 壊大负载电阻的阻值R,电流表的读敦变小C. 负载电阻的阻值越小，M间的电压UCd越大D. 将二极管短路，电流表的读数加倍解析：选BD 变压器的变压比g二鈴，其