2023年高考物理一轮复习课时练32《变压器 电能的输送》(含答案详解)

1、2023年高考物理一轮复习课时练32变压器 电能的输送一、选择题如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n1n2=12，副线圈与阻值R=10 的电阻相连，原线圈两端所加的电压u=10sin 100t(V)，下列说法正确的是()A.交流电压表的示数为14.1 VB.原线圈中的电流为4 AC.电阻R消耗的电功率为400 WD.副线圈中交流电的频率为100 Hz如图所示，面积为0.02 m2，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO匀速转动，转动的角速度为100 rad/s，匀强磁场的磁感应强度为 T。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R=100 ，电表均为

2、理想交流电表，当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，下列说法正确的是()A.线圈中感应电动势的表达式为e=50cos(100t)VB.P上移时，电流表示数减小C.t=0时刻，电压表示数为100 VD.当原、副线圈匝数比为12时，电阻上消耗的功率为400 W如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为201，原线圈接正弦交流电源上，副线圈接入“3 V6 W”灯泡一只，且灯泡正常发光。则()A.原线圈电压为3 VB.电源输出功率为120 WC.电流表的示数为0.1 AD.电流表的示数为40 A如图甲所示，理想变压器的原线圈电路中装有0.5 A的保险丝L(电阻忽略不计)，原线圈匝数n1=600，副线圈匝数

3、n2=120。当原线圈接在如图乙所示的交流电源上，要使整个电路和用电器正常工作，则副线圈两端可以接()A.阻值为12 的电阻B.并联两盏“36 V40 W”的灯泡C.工作频率为10 Hz的用电设备D.耐压值为36 V的电容器如图，理想变压器原、副线圈匝数比为201，两个标有“12 V，6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是()A.120 V,0.10 A B.240 V,0.025 A C.120 V,0.05 A D.240 V,0.05 A一理想降压变压器原、副线圈匝数比为k，原线圈与阻值为4R0的电阻串联后，接入有

4、效值为25 V的正弦式交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，当负载电阻的阻值R5R0时，理想电压表的示数为5 V。保持变压器输入电流不变，现将负载电阻的阻值增大到R11R0，此时输入电压有效值为U，则()A.k，U49 V B.k，U48 VC.k4，U49 V D.k4，U48 V在图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为21。a、b两端电压与时间的关系如图乙所示，二极管可视为理想二极管，电表均为理想电表，电阻R10 ，则下列说法正确的是()A.电压表示数为4.5 V B.电压表示数为0C.电流表示数为0.9 A D.电路消耗功率为16.2 W如图所示，甲是远距离输电线路的示意图

5、，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则()A.用户用电器上交流电的频率是100 HzB.发电机输出交流电的电压有效值是500 VC.输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D.当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小 (多选)如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1 100匝，副线圈匝数n2=200匝，原线圈接交变电源，电压u=220sin 100t(V)。副线圈接电动机，电动机内阻为5 ，电流表A2示数为2 A，电表对电路的影响忽略不计。则()A.此交流电的频率为100 HzB.电压表示数为220 VC.此电动机输出功率为60 WD.电流表A1示数为10 A (多选)理想

6、变压器原线圈a匝数n1=200匝，副线圈b匝数n2=100匝，线圈a接在u=44sin 314t V的交流电源上，“12 V6 W”的灯泡恰好正常发光，电阻R2=16 ，电压表V为理想电表。下列推断正确的是()A.交变电流的频率为100 HzB.穿过铁芯的磁通量的最大变化率为 Wb/sC.电压表V的示数为22 VD.R1消耗的功率是1 W (多选)图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55 ，、为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，下列表述正确的是()A.电流表的示数为2 AB.原、副线圈匝数比为12C.电压表的示数为电压的有效值D.

7、原线圈中交变电压的频率为100 Hz (多选)图(a)所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为41，RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图(b)所示。下列说法正确的是()A.变压器输入、输出功率之比为41B.变压器原、副线圈中的电流强度之比为14C.u随t变化的规律为u=51sin(50t)(国际单位制)D.若热敏电阻RT的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大三、计算题发电机输出电压为1.0103 V的交变电流，现在通过一个变压比为14的变压器升压，再通过总电阻为1.0 的输电线路向某地输电，在

8、输送的电功率为800 kW的情况下(设变压器为理想变压器)。求：(1)升压变压器的副线圈两端电压为多大？(2)输电线上通过的电流为多大？(3)输电线上造成的电压损失为多少？(4)输电线上损失的电功率占输电总功率的百分比为多少？某水电站发电机的输出功率为100 kW，发电机的电压为250 V。通过升压变压器升高电压向远处输电，输电线总电阻为8 ，在用户端用降压变压器把电压降为220 V。要求在输电线上损失的功率控制为5 kW(即用户得到的功率为95 kW。)请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算。(1)降压变压器输出的电流是多少？输电线上通过的电流是多少？(2)输电线上损失的电压是多少？升压

9、变压器输出的电压是多少？(3)两个变压器上的匝数比各应等于多少？一个次级有两个不同副线圈的理想变压器，如图甲所示。如图乙，将两盏标有“6 V0.9 W”和一盏标有“3 V0.9 W”的三盏灯泡全部接入变压器的次级线圈，且能够正常发光。已知U1220 V，匝数如图。(1)请在次级线圈中画出如何连接的示意图；(2)计算灯泡正常发光时变压器初级线圈中的电流大小。答案解析答案为：B；解析：交流电压表的示数为电压的有效值，所以电压表的示数为10 V，所以A错误。根据电压与匝数成正比可得，副线圈的电压为20 V，所以电阻R上消耗的电功率为P= W=40 W，所以C错误。副线圈的电流为I2= A=2 A，根

10、据电流与匝数成反比可得，原线圈中的电流为4 A，所以B正确。变压器不会改变电流的频率，所以副线圈输出交流电的频率为f=50 Hz，所以D错误。答案为：D；解析：矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动，产生的交流电的最大值为：Em=nBS=1000.02100 V=100 V，线圈中感应电动势的表达式为e=100 cos(100t)V，故A错误；P上移时，原线圈的匝数减小，则导致副线圈电压增大，那么副线圈电流也增大，则原线圈的电流会增大，故B错误；由于最大值为有效值的倍，所以交流电的有效值为U=100 V，当t=0时，电压表示数为100 V，故C错误；当原、副线圈匝数比为12时，次级电压有效值为U2

11、=200 V，电阻上消耗的功率为P= W=400 W，故D正确。答案为：C；解析：根据电压与匝数成正比可知，原线圈端电压为60 V，故A错误；理想变压器的输入功率和输出功率大小相等，在副线圈中只有一个6 W的灯泡正常发光，所以输入功率和输出功率的大小都为6 W，故B错误；根据理想变压器输入功率为6 W，则原线圈的电流为I= A=0.1 A，故选项C正确，选项D错误。答案为：B；解析：根据图乙可知，原线圈输入的交变电压的最大值U1m=180 V，有效值U1=180 V，周期T1=0.02 s，频率f1=50 Hz，又因为n1n2=51，所以副线圈的输出电压的最大值为U2m=36 V，有效值U2=

12、36 V，周期T2=T1=0.02 s，频率f2=f1=50 Hz，故选项C错误；若副线圈两端接阻值为12 的电阻，则I2=3 A，I1=0.6 A0.5 A，即流过保险丝的电流超过了其熔断电流，选项A错误；若并联两盏“36 V40 W”的灯泡，流过保险丝的电流I1=0.2I2=0.22 A= A36 V，即超过了电容器的耐压值，故选项D错误。答案为：D解析：副线圈电压U212 V，由得U1240 V，副线圈中电流I221 A，由得I10.05 A，D选项正确。答案为：C解析：变压器副线圈电路电流I2，此时变压器原线圈电路电流为I1；调整负载前，变压器副线圈电压U26R06 V，原线圈上的电压

13、U1kU26k V，则UU1I14R0，即256k，解得k4；保持变压器输入电流不变，则副线圈电流也不变，将负载电阻的阻值增大到R11R0，则变压器副线圈两端电压为U2(11R0R0)12 V，原线圈两端电压U1kU248 V，故UU1I14R048 V4R049 V，故C正确，A、B、D错误。答案为：C解析：原线圈电压的有效值为U118 V，副线圈的电压为U29 V，电压表为理想电表，电阻极大，由于二极管单向导电，故其读数为 V，故选项A、B错误；通过电阻R的电流有效值为I20.9 A，故选项C正确；电路消耗的功率为PIR8.1 W，故选项D错误。答案为：D解析：由图乙知，交流电的周期为0.

14、02 s，所以频率f50 Hz，A选项错误。发电机输出交流电的电压最大值为Um500 V，故有效值U250 V，B选项错误。输电线电流I线，可见I线与R线及用户电路有关，C选项错误。当用户用电器总电阻增大时，P用减小，I用减小，I线减小，输电线上损失的电功率P损IR线减小，D选项正确。答案为：BC；解析：此交流电的频率为f=50 Hz，所以A错误；电压表的示数为电路的有效电压值，其大小为U1= V=220 V，选项B正确；变压器次级电压为U2=U1=220 V=40 V，则电动机的总功率为U2I2=80 W，电动机输出功率为P出=I2U2I22r=60 W，选项C正确；电流表A1示数为I1=I

15、2=2 A= A，选项D错误。答案为：BD；解析：由u=44sin 314t V知2f=314得：f=50 Hz，A错；在副线圈中，小灯泡正常发光，知副线圈中的电流为0.5 A，进而可求出R2两端的电压为8 V，故副线圈两端的电压为20 V，电压表的示数为20 V，C错；副线圈两端电压的最大值为20 V；由法拉第电磁感应定律知：n2=20 V，可得：= Wb/s，B对；由=和=，可知原线圈两端的电压为40 V，电流为0.25 A，故加在R1两端的电压为44 V40 V=4 V，故R1消耗的功率为 1 W，D对。答案为：AC；解析：由题图乙可知，交流电的周期T=0.02 s，频率f=50 Hz，

16、故D错误；输入电压的最大值U1m=220 V，有效值U1=220 V，电压表测副线圈电压有效值，U2=110 V，电流表示数I2=2 A，故A正确；原、副线圈匝数比=，故B错误；交流电流表、交流电压表测交流电的有效值，故C正确。答案为：BD；解析：由题意，理想变压器输入、输出功率之比为11，选项A错误；变压器原、副线圈中的电流强度与匝数成反比，即=，故选项B正确；由题图(b)可知交流电压最大值Um=51 V，周期T=0.02 s，角速度=100 rad/s，则可得u=51sin(100t)(V)，故选项C错误；RT的温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，电压表示数不变，故选项D正确。三、计算

17、题解：(1)升压变压器的原、副线圈匝数比为，所以，得U24103 V。(2)副线圈上通过的电流I A200 A。(3)电压损失U损Ir2001 V200 V。(4)损失的电功率占输电总功率的百分比为100%5%。解：如图为输送电路图。(1)降压变压器输出电流I4，也就是用户得到的电流I4 A4.32102 A，输电线上通过的电流为I2。因为P线IR，所以I2 A25 A。(2)输电线上损失的电压U线，U线I2R258 V200 V，因为升压变压器为理想变压器，输入功率等于输出功率，所以升压变压器输出的电压U2计算如下：因为P2I2U2P1，所以U2 V4103 V。(3)升压变压器的匝数比：，降压变压器的匝数比：。解：(1)由电压和匝数的关系知，。代入