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

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1、第二節(jié) 變壓器 遠(yuǎn)距離輸電 (建議用時(shí)：40分鐘) 一、單項(xiàng)選擇題 1．用220 V的正弦交流電通過理想變壓器對一負(fù)載供電，變壓器輸出電壓是110 V，通過負(fù)載的電流圖象如圖所示，則(　　) A．變壓器輸入功率約為3.9 W B．輸出電壓的最大值是110 V C．變壓器原、副線圈匝數(shù)比是1∶2 D．負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i＝0.05sin A 解析：選A.由題圖可知通過負(fù)載的電流最大值為Im＝0.05 A，周期T＝0.02 s，故電流的函數(shù)表達(dá)式i＝Imsint＝0.05sin 100πt (A)，D錯(cuò)誤；理想變壓器匝數(shù)比等于電壓比，即 n1∶n2＝U1∶U2＝2∶1，C

2、錯(cuò)誤；輸出電壓U2＝110 V，其最大值U2m＝U2＝110 V，B錯(cuò)誤；理想變壓器輸入功率等于輸出功率，即輸入功率P＝I2U2＝×110 W≈3.9 W，A正確． 2．如圖所示為遠(yuǎn)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U C．理想變壓器的輸入功率為Ir D．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I1U1＝I2U2，所以用戶端的電壓U2＝，選項(xiàng)A

3、正確；輸電線上的電壓降U′＝I1r＝U－U1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；變壓器的輸入功率P1＝I1U－Ir＝I1U1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；輸電線路上損失的功率P′＝Ir＝I1(U－U1)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 3.如圖所示，理想變壓器的原線圈接入u＝11 000·sin 100πt(V)的交變電壓，副線圈通過電阻r＝6 Ω的導(dǎo)線對“220 V　880 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50∶1 B．交變電壓的頻率為100 Hz C．副線圈中電流的有效值為4 A D．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U2＝220 V＋Ur，＝＝＜，

4、故A錯(cuò)誤；2πf＝100π Hz，f＝50 Hz，故B錯(cuò)誤；I2＝ A＝4 A，故C正確；由于理想變壓器P入＝P出＝Ir＋880 W＞880 W，故D錯(cuò)誤． 4.在如圖所示的鐵芯上繞有4個(gè)線圈，匝數(shù)之比為n1∶n2∶n3∶n4＝1∶1∶2∶1，今在線圈1兩端接正弦交流電源，下列判斷正確的是(　　) A．U1＝U2＝U3＝U4 B．U1＝U2＝U3，U4＝0 C．U1＝U2＋U3＋U4 D．以上均不對 解析：選B.線圈1、2、3的電壓關(guān)系遵守變壓比公式，線圈4中的磁通量始終為0，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，故U4＝0，B正確． 5．遠(yuǎn)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)

5、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(guān)系式中正確的是(　　) A.＝　　　　　　　 B．I2＝ C．I1U1＝IR D．I1U1＝I2U2 解析：選D.根據(jù)理想變壓器的工作原理得I1U1＝I2U2、＝.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(xiàng)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(guān)S1與電流表連接，副線圈通過另一單刀雙擲開關(guān)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)

6、在原線圈加一電壓有效值為U的正弦交流電，當(dāng)S1接a，S2接c時(shí)，電流表的示數(shù)為I，下列說法正確的是(　　) A．當(dāng)S1接a，S2接d時(shí)，電流表示數(shù)為2I B．當(dāng)S1接a，S2接d時(shí)，電流表示數(shù)為 C．當(dāng)S1接b，S2接c時(shí)，電流表示數(shù)為4I D．當(dāng)S1接b，S2接d時(shí)，電流表示數(shù)為 解析：選C.設(shè)S1、S2分別接a、c時(shí)，原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2，則輸出電壓U2＝U，功率P＝UI＝；在S1、S2分別接a、d時(shí)，輸出電壓U2′＝，功率P′＝UI′＝，聯(lián)立得I′＝I，A、B項(xiàng)均錯(cuò)；同理可知，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 7.如圖所示，電路中變壓器原線圈匝數(shù)n1＝1 000，兩個(gè)副線圈匝

7、數(shù)分別為n2＝500、n3＝200，分別接一個(gè)R＝55 Ω的電阻，在原線圈上接入U(xiǎn)1＝220 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.＝，I1＝2.8 A　　　 B．＝，I1＝2.8 A C.＝，I1＝1.16 A D．＝，I1＝1.16 A 解析：選C.對兩個(gè)副線圈有＝、＝，所以U2＝110 V，U3＝44 V，又因?yàn)镻＝，所以＝＝；由歐姆定律得I2＝＝2 A，I3＝＝0.8 A，對有兩個(gè)副線圈的變壓器有n1I1＝n2I2＋n3I3，得I1＝1.16 A，故C正確． 8．如圖所示，甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的圖

8、象，則(　　) A．用戶用電器上交流電的頻率是100 Hz B．發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值是500 V C．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(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí)，輸電線上損失的功率減小 解析：選D.由u－t圖象可知，交流電的周期T＝0.02 s，故頻率f＝＝50 Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；交流電的最大值Um＝500 V，故有效值U＝＝250 V，選項(xiàng)B錯(cuò)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(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí)，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)P＝IR，得輸電線上損失的

9、功率減小，選項(xiàng)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(jìn)行高壓輸電，接近用戶端時(shí)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(shè)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(dāng)于用戶用電器的總電阻．當(dāng)用電器增加時(shí)，相當(dāng)于R變小，則當(dāng)用電進(jìn)入高峰時(shí)(　　) 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

10、耗功率不變 解析：選C.因?yàn)檩斎腚妷汉驮褦?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(cuò)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(cuò)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(xiàng)D錯(cuò)誤． 10．(2019·江西八校聯(lián)考)有一種調(diào)壓變壓器的構(gòu)造如圖所示．線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上，C、D之間加上輸入電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭P就可以調(diào)節(jié)輸出電壓．圖中A為交流電流

11、表，V為交流電壓表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)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(dāng)R3不變，滑動(dòng)觸頭P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小 B．當(dāng)R3不變，滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小 C．當(dāng)P不動(dòng)，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小 D．當(dāng)P不動(dòng)，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大，電壓表讀數(shù)變大 解析：選A.當(dāng)R3不變，P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，nMN減小，由＝，知UMN減小，則電壓、電流表讀數(shù)均減小，A項(xiàng)正確，同理知B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)P不動(dòng)時(shí)，匝數(shù)nMN不變，

12、輸出電壓UMN不變，滑片向上滑動(dòng)，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(xiàng)錯(cuò)誤，同理知D項(xiàng)也錯(cuò)誤． 二、多項(xiàng)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(guān)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 W B．通過原線圈的電流的有效值為0.6 A C．通過副線圈的電流的最大值為2.2 A D．變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶3 解析：選ABD.變壓器的輸入功率P1＝P2＝I2U2＝2.2×60 W＝132 W

13、，選項(xiàng)A正確；由＝得＝＝＝，選項(xiàng)D正確；由＝得I1＝I2＝×2.2 A＝0.6 A，選項(xiàng)B正確；根據(jù)I＝得副線圈上的電流的最大值I2m＝I2＝2.2 A，選項(xiàng)C錯(cuò)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(dòng)觸頭Q來調(diào)節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)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(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大 B．保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小 C．保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大 D．保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流

14、表讀數(shù)變小 解析：選BC.保持Q的位置不動(dòng)，則U2不變，將P向上滑動(dòng)時(shí)，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(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，U2變大，則根據(jù)P2＝知副線圈輸出功率變大，由P1＝P2知，變壓器原線圈輸入功率P1變大，而P1＝I1U，輸入電壓U一定，I1變大，即電流表讀數(shù)變大，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 13.如圖所示理想變壓器的三個(gè)線圈的匝數(shù)n1∶n2∶n3＝1∶4∶4，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(　　) A．U1＝U2＝4U3 B．U2＝U3＝2U1 C．I

15、1＝4I2＝4I3 D．P1＝2P2＝2P3 解析：選BCD.由于副線圈有兩個(gè)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(guān)系為：Φ1＝2Φ2＝2Φ3，磁通量變化率關(guān)系為：＝2＝2，故每匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢關(guān)系為：e1＝2e2＝2e3，對理想變壓器有：U1＝n1e1，U2＝n2e2，U3＝n3e3，因此，可得：＝＝，代入n1∶n2∶n3＝1∶4∶4得U2＝U3＝2U1，故A錯(cuò)誤，B正確；由能量守恒得：P1＝P2＋P3＝2P2＝2P3，D正確；由I1U1＝2I2U2＝2I3U3得：I1＝4I2＝4I3，C正確． 14．如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝10∶1，b

16、是原線圈的中心抽頭，S為單刀雙擲開關(guān)，定值電阻R1、R2均為10 Ω.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(dāng)S與a連接后，理想電流表示數(shù)為2.2 A B．當(dāng)S與a連接后，理想電壓表示數(shù)為22 V C．當(dāng)S由a撥到b后，副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5 Hz D．當(dāng)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(dāng)S接a時(shí)，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.

17、2 A，故選項(xiàng)A、B正確；當(dāng)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(xiàng)C錯(cuò)誤；副線圈兩端電壓加倍，負(fù)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(xiàng)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(　　) A．A為電流互感器，且n1n2，a是電壓表 C．B為電流互感器，且n3n4，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

18、器，因此a是電流表，b是電壓表，在A中，有I1n1＝I2n2，要把大電流變?yōu)樾‰娏?，有n2>n1；在B中，有＝，要把高電壓變?yōu)榈碗妷海瑒t有n3>n4.綜上所述可知，選項(xiàng)A、D正確． 16．如圖所示的電路中，T為一降壓式自耦調(diào)壓變壓器．開始時(shí)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(diào)壓變壓器的滑片P適當(dāng)上滑 B．將自耦調(diào)壓變壓器的滑片P適當(dāng)下滑 C．適當(dāng)增大滑動(dòng)變阻器R2的阻值 D．適當(dāng)減小滑動(dòng)變阻器R2的阻值 解析：選AC.若保持負(fù)載總電阻不變，電源電壓U略降低時(shí)，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U2＝U，由此可知，n2應(yīng)增大，自耦調(diào)壓變壓器的滑片P應(yīng)適當(dāng)上滑，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)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(yīng)不變，則加在R1兩端的電壓應(yīng)減小，故總電流應(yīng)減小，負(fù)載總電阻應(yīng)增大，R2應(yīng)增大，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 8