（江蘇專用）2020版高考物理大一輪復習 第十一章 交變電流 傳感器 第二節(jié) 變壓器 遠距離輸電檢測

第二節(jié) 變壓器 遠距離輸電(建議用時：40分鐘)一、單項選擇題1用220 V的正弦交流電通過理想變壓器對一負載供電，變壓器輸出電壓是110 V，通過負載的電流圖象如圖所示，則()A變壓器輸入功率約為3.9 WB輸出電壓的最大值是110 VC變壓器原、副線圈匝數(shù)比是12D負載電流的函數(shù)表達式i0.05sin A解析：選A.由題圖可知通過負載的電流最大值為Im0.05 A，周期T0.02 s，故電流的函數(shù)表達式iImsint0.05sin 100t (A)，D錯誤；理想變壓器匝數(shù)比等于電壓比，即 n1n2U1U221，C錯誤；輸出電壓U2110 V，其最大值U2mU2110 V，B錯誤；理想變壓器輸入功率等于輸出功率，即輸入功率PI2U2×110 W3.9 W，A正確2如圖所示為遠距離交流輸電的簡化電路圖發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1.在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流為I2.則()A用戶端的電壓為B輸電線上的電壓降為UC理想變壓器的輸入功率為IrD輸電線路上損失的電功率為I1U解析：選A.根據(jù)理想變壓器的工作原理，得I1U1I2U2，所以用戶端的電壓U2，選項A正確；輸電線上的電壓降UI1rUU1，選項B錯誤；變壓器的輸入功率P1I1UIrI1U1，選項C錯誤；輸電線路上損失的功率PIrI1(UU1)，選項D錯誤3.如圖所示，理想變壓器的原線圈接入u11 000·sin 100t(V)的交變電壓，副線圈通過電阻r6 的導線對“220 V880 W”的電器RL供電，該電器正常工作由此可知()A原、副線圈的匝數(shù)比為501B交變電壓的頻率為100 HzC副線圈中電流的有效值為4 AD變壓器的輸入功率為880 W解析：選C.由題可知，副線圈輸出電壓U2220 VUr，故A錯誤；2f100 Hz，f50 Hz，故B錯誤；I2 A4 A，故C正確；由于理想變壓器P入P出Ir880 W880 W，故D錯誤4.在如圖所示的鐵芯上繞有4個線圈，匝數(shù)之比為n1n2n3n41121，今在線圈1兩端接正弦交流電源，下列判斷正確的是()AU1U2U3U4BU1U2U3，U40CU1U2U3U4D以上均不對解析：選B.線圈1、2、3的電壓關系遵守變壓比公式，線圈4中的磁通量始終為0，不產生感應電動勢，故U40，B正確5遠距離輸電的原理圖如圖所示， 升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2, 電壓分別為U1、U2，電流分別為 I1、I2，輸電線上的電阻為R.變壓器為理想變壓器，則下列關系式中正確的是()A.BI2CI1U1IR DI1U1I2U2解析：選D.根據(jù)理想變壓器的工作原理得I1U1I2U2、.U2不是加在R兩端的電壓，故I2，而I1U1等于R上消耗的功率IR與下一級變壓器的輸入功率之和只有選項D正確6.如圖是原、副線圈有中心抽頭(匝數(shù)一半處)的理想變壓器，原線圈通過單刀雙擲開關S1與電流表連接，副線圈通過另一單刀雙擲開關S2與定值電阻R0相連接，通過S1、S2可以改變原、副線圈的匝數(shù)，現(xiàn)在原線圈加一電壓有效值為U的正弦交流電，當S1接a，S2接c時，電流表的示數(shù)為I，下列說法正確的是()A當S1接a，S2接d時，電流表示數(shù)為2IB當S1接a，S2接d時，電流表示數(shù)為C當S1接b，S2接c時，電流表示數(shù)為4ID當S1接b，S2接d時，電流表示數(shù)為解析：選C.設S1、S2分別接a、c時，原、副線圈匝數(shù)比為n1n2，則輸出電壓U2U，功率PUI；在S1、S2分別接a、d時，輸出電壓U2，功率PUI，聯(lián)立得II，A、B項均錯；同理可知，C項正確，D項錯誤7.如圖所示，電路中變壓器原線圈匝數(shù)n11 000，兩個副線圈匝數(shù)分別為n2500、n3200，分別接一個R55 的電阻，在原線圈上接入U1220 V的交流電源則兩副線圈輸出電功率之比和原線圈中的電流I1分別是()A.，I12.8 AB，I12.8 AC.，I11.16 A D，I11.16 A解析：選C.對兩個副線圈有、，所以U2110 V，U344 V，又因為P，所以；由歐姆定律得I22 A，I30.8 A，對有兩個副線圈的變壓器有n1I1n2I2n3I3，得I11.16 A，故C正確8如圖所示，甲是遠距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機輸出電壓隨時間變化的圖象，則()A用戶用電器上交流電的頻率是100 HzB發(fā)電機輸出交流電的電壓有效值是500 VC輸電線的電流只由降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定D當用戶用電器的總電阻增大時，輸電線上損失的功率減小解析：選D.由ut圖象可知，交流電的周期T0.02 s，故頻率f50 Hz，選項A錯誤；交流電的最大值Um500 V，故有效值U250 V，選項B錯誤；輸電線上的電流由降壓變壓器副線圈上的電阻和降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定，選項C錯誤；當用戶用電器的總電阻增大時，副線圈上的電流減小，根據(jù)，原線圈(輸電線)上的電流減小，根據(jù)PIR，得輸電線上損失的功率減小，選項D正確9(2019·湖南師大附中等四校聯(lián)考)如圖所示是發(fā)電廠通過升壓變壓器進行高壓輸電，接近用戶端時再通過降壓變壓器降壓給用戶供電的示意圖；圖中變壓器均可視為理想變壓器，圖中電表均為理想交流電表；設發(fā)電廠輸出的電壓一定，兩條輸電線總電阻用R0表示，變阻器R相當于用戶用電器的總電阻當用電器增加時，相當于R變小，則當用電進入高峰時()A電壓表V1、V2的讀數(shù)均不變，電流表A2的讀數(shù)增大，電流表A1的讀數(shù)減小B電壓表V3、V4的讀數(shù)均減小，電流表A2的讀數(shù)增大，電流表A3的讀數(shù)減小C電壓表V2、V3的讀數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值不變D線路損耗功率不變解析：選C.因為輸入電壓和匝數(shù)比都不變，電壓表V1、V2的讀數(shù)均不變，用電高峰期，電阻減小，電流增大，根據(jù)電流比等于匝數(shù)比的倒數(shù)且匝數(shù)比不變知電流都增大，故A錯誤；輸電線上的電壓損失增大，故電壓表V3、V4的讀數(shù)均減小，電流表A2的讀數(shù)增大，電流表A3的讀數(shù)增大，故B錯誤；電壓表V2、V3的讀數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值不變，等于輸電線的電阻值，故C正確；線路上的電流變大，則線路消耗的功率變大，選項D錯誤10(2019·江西八校聯(lián)考)有一種調壓變壓器的構造如圖所示線圈AB繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上，C、D之間加上輸入電壓，轉動滑動觸頭P就可以調節(jié)輸出電壓圖中A為交流電流表，V為交流電壓表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動變阻器，C、D兩端接正弦交流電源，變壓器可視為理想變壓器，則下列說法正確的是()A當R3不變，滑動觸頭P順時針轉動時，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小B當R3不變，滑動觸頭P逆時針轉動時，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小C當P不動，滑動變阻器滑動觸頭向上滑動時，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小D當P不動，滑動變阻器滑動觸頭向下滑動時，電流表讀數(shù)變大，電壓表讀數(shù)變大解析：選A.當R3不變，P順時針轉動時，nMN減小，由，知UMN減小，則電壓、電流表讀數(shù)均減小，A項正確，同理知B項錯誤；當P不動時，匝數(shù)nMN不變，輸出電壓UMN不變，滑片向上滑動，根據(jù)串反并同，得電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小，C項錯誤，同理知D項也錯誤二、多項選擇題11.如圖，將額定電壓為60 V的用電器，通過一理想變壓器接在正弦交變電源上閉合開關S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220 V和2.2 A以下判斷正確的是()A變壓器輸入功率為132 WB通過原線圈的電流的有效值為0.6 AC通過副線圈的電流的最大值為2.2 AD變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2113解析：選ABD.變壓器的輸入功率P1P2I2U22.2×60 W132 W，選項A正確；由得，選項D正確；由得I1I2×2.2 A0.6 A，選項B正確；根據(jù)I得副線圈上的電流的最大值I2mI22.2 A，選項C錯誤12.如圖所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑動觸頭在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，則()A保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變大B保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變小C保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變大D保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變小解析：選BC.保持Q的位置不動，則U2不變，將P向上滑動時，R接入電路的電阻變大，根據(jù)I2知，I2變小，由得I1也變小，即電流表讀數(shù)變小，選項A錯誤，選項B正確；保持P的位置不動，將Q向上滑動時，U2變大，則根據(jù)P2知副線圈輸出功率變大，由P1P2知，變壓器原線圈輸入功率P1變大，而P1I1U，輸入電壓U一定，I1變大，即電流表讀數(shù)變大，選項C正確，選項D錯誤13.如圖所示理想變壓器的三個線圈的匝數(shù)n1n2n3144，在M、N間接正弦交流電源，在a、b和c、d間接相同的電阻器R，則()AU1U24U3 BU2U32U1CI14I24I3 DP12P22P3解析：選BCD.由于副線圈有兩個相同的鐵芯，所以原線圈中的磁通量與副線圈中的磁通量關系為：12223，磁通量變化率關系為：22，故每匝線圈產生的感應電動勢關系為：e12e22e3，對理想變壓器有：U1n1e1，U2n2e2，U3n3e3，因此，可得：，代入n1n2n3144得U2U32U1，故A錯誤，B正確；由能量守恒得：P1P2P32P22P3，D正確；由I1U12I2U22I3U3得：I14I24I3，C正確14如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2101，b是原線圈的中心抽頭，S為單刀雙擲開關，定值電阻R1、R2均為10 .在原線圈c、d兩端加上如圖乙所示的交變電壓，下列說法正確的是()A當S與a連接后，理想電流表示數(shù)為2.2 AB當S與a連接后，理想電壓表示數(shù)為22 VC當S由a撥到b后，副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5 HzD當S由a撥到b后，原線圈的輸入功率變?yōu)樵瓉淼?倍解析：選ABD.由題圖可以知道，交變電流的電壓有效值為220 V、周期為0.02 s，頻率為50 Hz.當S接a時，由變壓器的原理可以知道，n2兩端電壓有效值為22 V，由閉合電路歐姆定律，得理想電壓表的示數(shù)為22 V，理想電流表示數(shù)為2.2 A，故選項A、B正確；當S由a撥到b后，原線圈電壓頻率不變，原線圈匝數(shù)減半，則副線圈頻率不變，故選項C錯誤；副線圈兩端電壓加倍，負載電阻不變，副線圈的輸出功率變?yōu)樵瓉淼?倍，原線圈的輸入功率也變?yōu)樵瓉淼?倍，故選項D正確15電流互感器和電壓互感器如圖所示其中n1、n2、n3、n4分別為四組線圈的匝數(shù)，a、b為兩只交流電表，則()AA為電流互感器，且n1<n2，a是電流表BA為電壓互感器，且n1>n2，a是電壓表CB為電流互感器，且n3<n4，b是電流表DB為電壓互感器，且n3>n4，b是電壓表解析：選AD.由題圖可知A為電流互感器，B為電壓互感器，因此a是電流表，b是電壓表，在A中，有I1n1I2n2，要把大電流變?yōu)樾‰娏?，有n2>n1；在B中，有，要把高電壓變?yōu)榈碗妷?，則有n3>n4.綜上所述可知，選項A、D正確16如圖所示的電路中，T為一降壓式自耦調壓變壓器開始時燈泡L正常發(fā)光，現(xiàn)在電源電壓U略降低，為使燈泡L仍能正常發(fā)光，可采用的措施是()A將自耦調壓變壓器的滑片P適當上滑B將自耦調壓變壓器的滑片P適當下滑C適當增大滑動變阻器R2的阻值D適當減小滑動變阻器R2的阻值解析：選AC.若保持負載總電阻不變，電源電壓U略降低時，為使燈泡L仍能正常發(fā)光，只需輸出電壓U2保持不變根據(jù)變壓比，可得U2U，由此可知，n2應增大，自耦調壓變壓器的滑片P應適當上滑，選項A正確，選項B錯誤；若保持匝數(shù)比不變，根據(jù)變壓比，可得U2減小，為使燈泡L仍能正常發(fā)光，加在L兩端的電壓應不變，則加在R1兩端的電壓應減小，故總電流應減小，負載總電阻應增大，R2應增大，選項C正確，選項D錯誤8