（新课标）高考物理总复习课时检测（七十）变压器电能的输送（重点突破课）（含解析）

课时检测(七十)变压器、电能的输送(重点突破课)1.如图所示，理想变压器原线圈接在u＝220eq\r(2)sin100πtV的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“22V22W”的小灯泡10盏，小灯泡均正常发光。除小灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是()A．变压器原、副线圈匝数比为10eq\r(2)∶1B．电流表示数为1AC．电流表示数为10AD．副线圈中电流的频率为5Hz解析：选B由u＝220eq\r(2)sin100πtV可知，输入电压的有效值U1＝eq\f(220\r(2),\r(2))V＝220V，又知在副线圈两端并联接入10盏小灯泡均正常发光，则知副线圈电压的有效值U2＝22V，则n1∶n2＝U1∶U2＝10∶1，A错；小灯泡正常发光时的电流I＝eq\f(P,U)＝1A，副线圈10盏小灯泡均正常发光，总电流I2＝10I＝10A，根据I1∶I2＝n2∶n1，得电流表示数I1＝1A，B对，C错；变压器中输出电流的频率与输入电流的频率是一致的，f＝eq\f(100π,2π)Hz＝50Hz，D错。2.如图所示，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，接入有效值为25V的正弦式交流电源；副线圈电路中定值电阻的阻值为R0，当负载电阻的阻值R＝5R0时，理想电压表的示数为5V。保持变压器输入电流不变，现将负载电阻的阻值增大到R′＝11R0，此时输入电压有效值为U′，则()A．k＝eq\f(25,6)，U′＝49V B．k＝eq\f(25,6)，U′＝48VC．k＝4，U′＝49V D．k＝4，U′＝48V解析：选C变压器副线圈电路电流I2＝eq\f(UR,R)＝eq\f(5,5R0)＝eq\f(1,R0)，由匝数与电流的关系可得，此时变压器原线圈电路电流为I1＝eq\f(1,kR0)；调整负载前，变压器副线圈电压U2＝I2×6R0＝6V，原线圈上的电压U1＝kU2＝6kV，则U＝U1＋I1×4R0，即25＝6k＋eq\f(4,k)，解得k＝4或k＝eq\f(1,6)(舍去)；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R′＝11R0，则变压器副线圈两端电压为U2′＝eq\f(1,R0)×(11R0＋R0)＝12V，原线圈两端电压U1′＝kU2′＝48V，故U′＝U1′＋I1·4R0＝49V，故C正确，A、B、D错误。3．(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻R＝10Ω。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是()A．当S与a连接后，理想交流电流表的示数为2.2AB．当S与a连接后，t＝0.01s时理想交流电流表示数为零C．当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的4倍D．当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频率变为25Hz解析：选ACS与a连接后，eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，U1＝eq\f(220\r(2),\r(2))V＝220V，得U2＝22V，则理想交流电压表的示数为22V，又知定值电阻R＝10Ω，可得理想交流电流表示数为I＝eq\f(U2,R)＝2.2A，故A选项对，B选项错；当S由a拨到b后，n1∶n2＝5∶1，则U1∶U2′＝5∶1，得U2′＝2U2，据P＝eq\f(U2,R)得功率变为原来的4倍，故C选项对；输出电压频率不变，频率为f＝eq\f(1,0.02)Hz＝50Hz，故D选项错。4．(多选)(2019·张家口模拟)如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝eq\f(\r(2),10)T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5m2，线框平面与磁感线垂直，以此时刻为计时起点，线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝200rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一盏“220V60W”小灯泡，且小灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10A，除小灯泡外其余电阻均不计，下列说法正确的是()A．图示位置穿过线框的磁通量变化率最大B．线框中交变电压的表达式为e＝500eq\r(2)sin200tVC．变压器原、副线圈匝数之比为50∶11D．允许变压器输出的最大功率为5000W解析：选BD题图所示位置穿过线框的磁通量最大，磁通量的变化率为零，A错误；产生的交流电的最大值Em＝NBSω＝500eq\r(2)V，从题图所示位置计时，交变电压的瞬时值表达式e＝500eq\r(2)sin200tV，B正确；变压器原、副线圈的匝数比eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(500,220)＝eq\f(25,11)，C错误；变压器允许输出的最大功率P＝U1I1max＝500×10W＝5000W，D正确。5．(2018·江苏高考)采用220kV高压向远方的城市输电。当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的eq\f(1,4)，输电电压应变为()A．55kV B．110kVC．440kV D．880kV解析：选C输送功率P＝UI，输电线上损耗的功率P损＝I2r＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))2r∝eq\f(1,U2)。当P损减小为原来的eq\f(1,4)时，输电电压应变为原来的2倍，C正确。6．如图所示为某发电站电能输送示意图。已知发电机的输出电压、输电线的电阻及理想升压、降压变压器匝数均不变。若用户电阻R0减小，下列说法正确的是()A．发电机的输出功率减小B．输电线上的功率损失减小C．用户得到的电压减小D．输电线输电电压减小解析：选C根据题意，发电机的输出电压不变，升压变压器的原线圈输入电压不变，由于升压变压器的原、副线圈匝数比不变，则输电线上输电电压不变，选项D错误；若用户电阻减小，用户电流增大，则降压变压器输出功率增大，导致发电机的输出功率增大，输电线上电流增大，输电线上电压损失增大，输电线上的功率损失增大，选项A、B错误；输电线上电压损失增大，降压变压器原线圈输入电压减小，由于降压变压器的原、副线圈匝数比不变，降压变压器副线圈输出电压(即用户得到的电压)减小，选项C正确。7.(多选)(2019·江苏四市联考)如图所示，在某一输电线路的起始端接入两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为100∶1和1∶100，图中a、b表示电压表或电流表，已知电压表的示数为22V，电流表的示数为1A，则()A．a为电流表，b为电压表B．a为电压表，b为电流表C．线路输送电功率是220kWD．输电线路总电阻为22Ω解析：选BC左侧的互感器原线圈并联在输电线路上，测量的是输电电压，所以a为电压表；右侧的互感器原线圈串联在输电线路上，测量的是输电电流，b为电流表，选项B正确，A错误；电压表的示数为22V，根据变压公式，eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)＝100，输电电压为U1＝100×22V＝2200V；电流表的示数为1A，根据变流公式，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2′,n1′)＝100，输电电流为I1＝100×1A＝100A，线路输送电功率为P＝U1I1＝220kW，选项C正确；根据题述条件，不能求出输电线路总电阻，选项D错误。8．(多选)图甲为某恒温装置的电路原理图，理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，原线圈接正弦式电流，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，D为理想二极管，R1为电阻恒定的电热丝，AB间电压变化情况如图乙所示。下列说法中正确的是()A．AB间电压的有效值为44VB．原线圈两端电压的有效值为220VC．R处温度升高时，R1消耗的电功率减小D．理想变压器原、副线圈中的电流之比为1∶5解析：选BC根据电流的热效应有eq\f(44V2,R)·eq\f(T,2)＝eq\f(UAB2,R)