（讲练测）高考物理一轮复习 专题45 理想变压器远距离输电（练）（含解析）-人教版高三全册物理试题

专题45理想变压器远距离输电（练）1．如图所示，一台理想变压器的原副线圈匝数比为4∶1，图中五只电灯完全相同，若L2、L3、L4、L5都能正常发光，则L1将：（）A．一定正常发光B．比正常发光暗一些C．比正常发光时亮，可能烧毁D．是否正常发光，因条件不足无法判断【答案】A【名师点睛】本题通过得实际电流跟额定电流的关系判断灯泡的发光情况，难度不大，属于基础题．2．（多选）远距离输送一定功率的交流电，若输送电压升高为原来的n倍，关于输电线上的功率损失和电压损失，正确的是：（）A．输电线上的电功率损失是原来的倍

B．输电线上的电功率损失是原来的倍C．输电线上的电压损失是原来的倍

D．输电线上的电压损失是原来的倍【答案】BC【解析】功率一定，则知。输电线上的电阻一定，电功率损失由，B对；输电线上的电压损失由，知C对。【名师点睛】电能的输送：1．输电过程：2．输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q＝I2Rt．3．电压损失：（1）ΔU＝U－U′；（2）ΔU＝IR．4．功率损失（1）ΔP＝P－P′；（2）ΔP＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))eq\s\up12(2)R．5．输送电流：（1）I＝eq\f(P,U)；（2）I＝eq\f(U－U′,R)．3．（多选）如图所示，理想变压器的原线圈接有交流电源，输入电压U不变，P为滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是：（）A．将P向下滑，变压器的输出电压变大B．将P向下滑，R两端的电压变小C．将P向上滑，灯泡L1变亮D．将P向上滑，灯泡L2变亮【答案】BC【名师点睛】电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法。4．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，经原副线圈匝数比为1∶10的理想变压器给一灯泡供电如图丙所示，灯泡的额定功率为22W。现闭合开关，灯泡正常发光。则：（）A．t=0.01s时刻穿过线框回路的磁通量为零B．交流发电机的转速为100r/sC．变压器原线圈中电流表示数为1AD．灯泡的额定电压为220V【答案】C【名师点睛】本题关键是明确线圈在匀强磁场中匀速转动产生的是正弦式交变电流，会根据变压比公式、变流比公式列式求解即可；注意交流电的最大值等于有效值的倍，电流表的读数数有效值.5．在远距离输电时，要尽量考虑减少输电线上的功率损失．有一个电站，输送的电功率P＝500kW，当使用U＝5kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电能表一昼夜表示数相差4800kW·h。求（1）输效率η输电线总电阻r；（2）若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电．【答案】（1）；（2）【解析】（1）由于输送功率，一昼夜输送电能终点得到的电能，因此效率输电线上的电流可由I＝计算，而输电线损耗功率可由计算，其中Pr＝kW＝200kW因此可求得：（2）输电线上损耗功率Pr＝2r∝原来，现在要求计算可得输电电压应调节为。【名师点睛】解决本题的关键知道输送功率、输送电压、电流之间的关系，掌握输电线上损失的功率。1．（多选）如图甲所示的电路中理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，A、V均为理想电表，R、L和D分别是光敏电阻（其阻值随光强增大而减小）、理想线圈和灯泡。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是：（）A．电压u的频率为100Hz B．V的示数为C．有光照射R时，A的示数变大 D．抽出L中的铁芯，D变亮【答案】CD【名师点睛】此题是关于交流电及变压器问题的计算；要知道电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法。2．（多选）图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n1与副线圈匝数n2之比为10:1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，电阻R1=R2=R3=20Ω和电容器C连接成如图所示甲的电路，其中电容器的击穿电压为8V，电压表V为理想交流电表，开关S处于断开状态，则：（）A．电压表V的读数约为7.07VB．电流表A的读数为0.05AC．电阻R2上消耗的功率为2.5WD．若闭合开关S，电容器会被击穿【答案】AC【名师点睛】本题考查了变压器的原理及最大值与有效值之间的数量关系．能根据欧姆定律求解电路中的电流，会求功率，知道电表示数为有效值，电容器的击穿电压为最大值，难度适中。3．（多选）如图所示，理想变压器原线圈中正弦式交变电源的输出电压和电流分别为和，两个副线圈的输出电压和电流分别为和、和.接在原副线圈中的五个完全相同的灯泡均正常发光。则下列表述正确的是：（）A．∶∶=1∶1∶2B．∶∶=1∶2∶1C．三个线圈匝数之比为5∶2∶1D．电源电压与原线圈两端电压U1＇之比为5∶4【答案】BD【解析】设灯泡均正常发光时的电压为U，由图可知，则有：，，理想变压器的输入功率和输出功率相等，所以输入的功率为，输出的功率为两个副线圈的功率的和，所以，所以，故A错误；设灯泡均正常发光时的电流I，由图可知，则有：，，；所以有：，故B正确；理想变压器的电压与匝数成正比，由，可知：，故C错误；根据原线圈与电灯串联电流相等，则有电压关系：，所以D正确。【名师点睛】掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决，注意根据灯泡的正常发光电流与电压值恒定，是解题的关键之处。4．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、。在T的原线圈两端接入一电压的交流电源，若输送功率为P，输电线的总电阻为，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为：（）A．B．C．D．【答案】C【解析】【名师点睛】理想变压器输入功率和输出功率相等，通过原线圈的电压求出副线圈的电压，再根据，求出输电线上的电流，从而求出输电线上消耗的功率。5．发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线电阻为10Ω．若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：（1）在输电线路中设置的升、降压变压器的原、副线圈的匝数比分别为多少．（2）用户得到的电功率是多少？【答案】（1）1：20；240：11；（2）96kW【解析】（1）输电线因发热损耗的功率为：△P=P×4%=100×4%kW=4kW（2）用户得到的电功率，即降压变压器的输出功率为：P′=P×（1-4%）=100×96%kW=96kW【名师点睛】对于远距离输电问题，在抓住功率和电压分配关系的基础上，明确理想变压器的电流与匝数成反比，电压与匝数成正比，想法求得电流与电压之比是解题的关键。1．【2016·四川卷】如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其它条件不变，则：（）A．小灯泡变亮B．小灯泡变暗C．原、副线圈两段电压的比值不变D．通过原、副线圈电流的比值不变【答案】B【解析】根据变压器电压与匝数关系，，因为是降压变压器，则n1>n2，则当原、副线圈减少相同匝数时，由数学知识可知变大，则U2减小，故灯泡变暗，选项AC错误，B正确；根据可知通过原、副线圈电流的比值变小，选项D错误。【名师点睛】此题是对变压器原理的考查；首先要记住原副线圈的电压与匝数关系，从题目中知道为降压变压器，原线圈匝数大于副线圈匝数；判断原副线圈减小相同的匝数时原副线圈的匝数比的变化要用到数学知识，这里稍微有点难度.2．【2016·全国新课标Ⅰ卷】一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3Ω

、1Ω

和4Ω

，eq\o\ac(○,A)为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为：（）A．2 B．3 C．4 D．5【答案】B【名师点睛】本题主要考查变压器、欧姆定律。解决这类问题的关键是掌握变压器的构造和原理，对于变压器需要掌握公式、，并能熟练运用。此题值得注意的是变压器的原线圈与电阻串联后接入交流电压。3．【2015·福建·15】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n1、n2。在T的原线圈两端接入一电压的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为：（）【答案】C【方法技巧】：本题主要是公式，理想变压器的变压规律以及电功率的计算，还有有效值与最大值的关系，区别开输电电压与导线上损耗的电压的不同。4．【2015·广东·15】如图所示为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220V降至110V，调节前后：（）A．副线圈中的电流比为1∶2B．副线圈输出功率比为2∶1C．副线圈的接入匝数比为2∶1D．原线圈输入功率比为1∶2【答案】C【解析】设原线圈中电流为I1，匝数为n1，两端输入电压为U1，输入功率为P1，幅线圈中电流为I2，匝数为n2，两端输出电压为U2，输出功率为P2，根据理想变压器原副线圈两端电压与匝数关系有：＝，所以当输出电压U2由220V降至110V时，副线圈匝数n2也应减少为一半，故选项C正确；由于副线圈两端所接用电器不变，所以当用电器电压减半时，其电流I2也减半，故选项A错误；根据功率计算式P＝UI可知，副线圈中输出功率P2变为原来的1/4，故选项B错误；由能量守恒定律可知，原线圈中输入功率P1也变为原来的1/4，故选项D错误。【方法技巧】理清理想变压器中各参量间的因果关系，究竟是谁决定谁