适用于新高考新教材浙江专版2025届高考物理一轮总复习第12单元交变电流电磁振荡电磁波传感器作业31变压器远距离输电新人教版

作业31变压器远距离输电

A组基础达标微练一志向变压器1.(2024浙江6月选考)我国1100kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将沟通变换成直流,用户端用“逆变”设备再将直流变换成沟通。下列说法正确的是()A.送电端先升压再整流B.用户端先降压再变沟通C.1100kV是指交变电流的最大值D.输电功率由送电端电压确定2.如图所示,志向变压器的原线圈接在有效值为100V的正弦式沟通电源上,原、副线圈匝数比为2∶1,定值电阻R1、R2、R3的阻值分别为10Ω、20Ω、20Ω,电流表为志向沟通电流表。下列说法正确的是()A.R1的电功率为40WB.电流表示数为1AC.副线圈两端电压为20VD.副线圈的输出功率为80W微练二变压器的动态分析3.如图所示,志向变压器原线圈输入电压u=Umsinωt,副线圈电路中R0为定值电阻,R是滑动变阻器,V1和V2是志向沟通电压表,示数分别用U1和U2表示;A1和A2是志向沟通电流表,示数分别用I1和I2表示,变压器原、副线圈匝数分别为n1和n2。下列说法正确的是()A.UB.IC.滑片P向下滑动过程中,U2不变、I1变大D.滑片P向下滑动过程中,U2变小、I1变小微练三远距离输电4.如图所示,某小型水电站发电机的输出功率P=100kW,发电机的电压U1=250V,经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻R线=8Ω,在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。已知输电线上损耗的功率P线=5kW,假设两个变压器均是志向变压器,下列说法正确的是()A.发电机输出的电流I1=40AB.输电线上的电流I线=625AC.降压变压器的匝数比n3∶n4=190∶11D.用户得到的电流I4=455A微练四特别变压器的问题5.(多选)如图所示,L1和L2是输电线,甲、乙是两个互感器(可视为志向变压器),其中的线圈匝数关系为n1∶n2=200∶1,n3∶n4=1∶100,电流表和电压表均为志向沟通电表。下列说法正确的是()A.甲是电流互感器,乙是电压互感器B.甲是电压互感器,乙是电流互感器C.若电压表示数为30V,则输电线两端的电压最大值为6000VD.若电流表示数为5A,则通过输电线的电流有效值为500A6.(多选)图乙中,志向变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=5∶1。原线圈接入如图甲所示的正弦式交变电流,电路中电表均为志向电表,定值电阻R1=R2=4Ω,D为志向二极管(该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大),则()A.电阻R2两端的电压频率为50HzB.电流表的示数为5AC.原线圈的输入功率为150WD.将R1摘掉,电压表的示数不变B组综合提升7.(2024浙江台州模拟)降压变压器给用户供电的电路示意图如图所示,R0表示输电线的总电阻,假设用户端为纯电阻用电器,总电阻为R。若变压器视为志向变压器、输入电压恒定,电表视为志向电表,当用户运用的用电器削减时,则()A.用户总电阻R削减B.电压表V2示数增大C.用电器R两端电压上升D.电流表A1示数保持不变8.(多选)志向变压器原、副线圈所接的电路如图甲所示,原、副线圈的匝数比为n1∶n2=5∶1,其中定值电阻R1=R2=R3=110Ω,两电表为志向沟通电表,原线圈两端接有如图乙所示的交变电流。当t=1600s时,原线圈的瞬时电压为u=1102V。断开S1、S2,电源消耗的电功率为P1;闭合S1、S2,电源消耗的电功率为P2。则下列说法正确的是(A.闭合S1、断开S2,电压表的示数为44VB.闭合S1、S2,电流表的示数为4.0AC.断开S1、S2,电流表的示数为0.04AD.P1∶P2=1∶49.(多选)在如图所示的含有志向变压器的电路中,电阻R1、R2的阻值分别为2Ω、3Ω,电流表A1、A2和电压表V1、V2均为志向沟通电表,U为正弦式沟通电源,输出电压的有效值恒定。此时,电流表A1、A2的示数之比为1∶2,下列说法正确的是()A.电压表V1、V2示数之比为2∶1B.电压表V1、V2示数之比为7∶3C.电阻R1、R2电功率之比为1∶3D.电阻R1、R2电功率之比为1∶610.(多选)如图,发电机的矩形线圈长为2L、宽为L,匝数为N,放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。志向变压器的原、副线圈匝数分别为n0、n1和n2,两个副线圈分别接有电阻R1和R2。当发电机线圈以角速度ω匀速转动时,志向电流表读数为I。不计线圈电阻,下列说法正确的是()A.通过电阻R2的电流为nB.电阻R2两端的电压为nC.n0与n1的比值为2D.发电机的功率为211.(2024湖南卷)如图所示,志向变压器原、副线圈总匝数相同,滑片P1初始位置在副线圈正中间,输入端接入电压有效值恒定的沟通电源。定值电阻R1的阻值为R,滑动变阻器R2的最大阻值为9R,滑片P2初始位置在最右端。志向电压表V的示数为U,志向电流表A的示数为I。下列说法正确的是 ()A.保持P1位置不变,P2向左缓慢滑动的过程中,I减小,U不变B.保持P1位置不变,P2向左缓慢滑动的过程中,R1消耗的功率增大C.保持P2位置不变,P1向下缓慢滑动的过程中,I减小,U增大D.保持P2位置不变,P1向下缓慢滑动的过程中,R1消耗的功率减小

参考答案作业31变压器远距离输电1.A解析整流后,变压器不能升压,故送电端先升压再整流,选项A正确;对于直流电,变压器不能运用,故用户端先变沟通再降压,选项B错误;1100kV指直流电压,选项C错误;输电功率由用户端功率确定,选项D错误。2.A解析原、副线圈匝数比为2∶1,设原线圈电流为I1,副线圈电流为I2,则有I1=I22,又有原线圈回路U=I1R1+2I2·R2R3R2+R3,解得I1=2A,I2=4A,所以R1的电功率为P=I12R1=40W,故A正确,B错误;副线圈两端电压为U2=I2·R2R33.B解析由题图可知,原、副线圈两端电压满意电压之比为匝数之比,而U2不是副线圈两端电压,为滑动变阻器两端电压,即U1U2≠n1n2,故A错误;A1和A2是原、副线圈电路中的电流,满意I1I2=n2n1,故4.C解析依据电功率公式P=UI,发电机输出电流I1=P1U1=400A,A错误。输电线上损失功率5kW,由P线=I线2R线,可得I线=P线R线=25A,B错误。用户得到的功率为P4=P-P线=95kW,用户得到的电流I4=P45.BD解析图甲的原线圈两端并联接在高压线路中,所以是电压互感器,图乙的原线圈串联接在输电线路中,所以是电流互感器,故A错误,B正确;电压表测电压的有效值,若电压表示数为30V,已知n1∶n2=200∶1,则输电线两端的电压有效值为U1=n1n2U2=2001×30V=6000V,故C错误;电流表测电流的有效值,若电流表示数为5A,则通过输电线的电流的有效值为I3=n4n3I4=1006.ACD解析由题图甲可知,交变电流的周期为0.02s,故频率为50Hz,而变压器及二极管均不会变更交变电流的频率,故电阻R2两端的电压频率为50Hz,故A正确;经变压器后,输出电压为100V5=20V,因二极管的单向导电性,只有一半时间内有电压加在R2两端,则由有效值的定义可得U=102V,则电流表的示数为2.52A,故B错误;原线圈输入功率等于副线圈输出的功率,输出功率P=2024W+(2.52)2×4W=1507.C解析当用户运用的用电器削减时,则用户总电阻R变大,因V2的读数由变压器原线圈电压和匝数比确定,可知V2读数不变,副线圈电流减小,则R0的电压减小,用电器R两端电压变大;因副线圈电流减小,则原线圈电流减小,即电流表A1示数减小,故选项C正确。8.ACD解析由题图乙可得,周期T=0.02s,故可得ω=2πT=100πrad/s,故交变电流的表达式为u=Umsin100πtV,又因为t=1600s时原线圈瞬时电压u=1102V,所以Um=2202V,原线圈电压有效值为U1=Um2=220V,依据U1U2=n1n2可得,副线圈电压U2=44V,当闭合S1、断开S2,电压表测量副线圈电压,故电压表的示数为44V,故A正确;闭合S1、S2,副线圈电流为I2'=U2R2+U2R3=0.8A,依据I1'I2'=n2n1,可得I1'=0.16A,电流表的示数为0.16A,故B错误;断开S1、S2,副线圈总电阻为R=R1+R2=220Ω,副线圈电流为I2=U2R=0.2A,依据9.BD解析电流表A1、A2的示数之比为1∶2,则变压器的线圈匝数之比为n1n2=I2I1=21,设电流表A1的示数为I,则电流表A2的示数为2I,则电压表V2的读数为U2=2IR2,设原线圈两端的电压为U',则U'U2=n1n2=21,解得U'=2U2,依据欧姆定律可知,电阻R1两端的电压为U1'=IR1,则电压表V1的读数为U1=U1'+U',则电压表V1、V2示数之比为U1U2=710.BC解析由U1U2=n1n2=IR1U2,可得U2=n2IR1n1,则通过R2的电流为I2=U2R2=n2IR1n1R2,A11.B解析保持P1位置不变,由题意可知,变压器接入电路中原、副线圈的匝数比为2,若原线圈的电流为I,则副线圈的电流为2I,依据欧姆定律可得副线圈两端的电压有效值为U2=2IR1,则变压器原线圈两端的电压有效值为U1=2U2=4IR1,设输入电压有效值为U0,则U0=4IR1+IR2,可得I=U04R1+R2;P2向左缓慢滑动的过程中,R2减小,I变大,而U1=4IR1,可知变压器原线圈两端的电压有效值变大,输入电压有效值不变,则R2两端的电压不断变小,即电压表