2021届高考物理一轮复习课后限时集训33变压器电能的输送含解析

2021届高考物理一轮复习课后限时集训33变压器电能的输送含解析

变压器　电能的输送 建议用时：45分钟 ‎1．(2019·黄冈中学模拟)下列关于交变电流、变压器和远距离输电的说法中不正确的是(　　)‎ A．理想变压器的输出电压由输入电压和原、副线圈匝数比决定 B．交变电流的最大值是有效值的倍 C．降低输电损耗有两个途径：减小输电线的电阻和提高输电电压 D．如果把升压变压器的原线圈串联在电路中，副线圈的两端接在普通的交流电流表上，可以制成电流互感器 B　[理想变压器的输出电压由输入电压和原副线圈匝数比决定，选项A正确；正弦交变电流的最大值是有效值的倍，选项B错误；降低输电损耗有两个途径：减小输电线的电阻和提高输电电压，选项C正确；如果把升压变压器的原线圈串联在电路中，副线圈的两端接在普通的交流电流表上，可以制成电流互感器，选项D正确。]‎ ‎2．(多选)如图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。已知输电线的总电阻R＝10 Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，副线圈与用电器R0组成闭合电路。若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压u＝220sin(100πt)V。当用电器电阻R0＝11 Ω时，下列说法正确的是(　　)‎ A．通过用电器R0的电流有效值是20 A B．当用电器R0的阻值减小时，输电线损耗的功率也随着减小 C．发电机中的电流变化频率为100 Hz D．升压变压器的输入功率为4 650 W AD　[通过用电器R0的电流有效值I＝＝ A＝20 A，A正确；当用电器R0的阻值减小时，由于电压不变，电流增大，输电线上的电流也增大，输电线上损失的功率增大，B错误；变压器不改变交流电的频率，f＝50 Hz，C错误；降压变压器的输出功率为P1＝UI＝220×20 W＝4 400 W，由理想变压器原、副线圈电流与匝数成反比，得输电线上的电流为I′＝5 A，输电线上损失的功率ΔP＝I′2R＝52×10 W＝250 W，升压变压器的输入功率P＝P1＋ΔP＝4 650 W，D正确。]‎ ‎3.一含有理想变压器的电路如图所示，变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝3∶1，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别是4 Ω、 Ω和 Ω，U 9‎ 为有效值恒定的正弦交流电源。当开关S断开时，理想电流表的示数为I。当S闭合时，电源电压增加到2U，则电流表的示数为(　　)‎ A．6I B．8I ‎ C．10I D．12I B　[S断开时，由＝得I2＝3I，副线圈两端的电压U2＝I2(R2＋R3)＝12I，由＝得U1＝36I，故U＝U1＋IR1＝40I。S闭合时，电流表示数为I′，副线圈中电流I′2＝3I′，副线圈两端的电压U′2＝I′2R2＝2I′，原线圈两端的电压U′1＝6I′，故2U＝I′R1＋U′1＝10I′，联立解得I′＝8I，B正确。]‎ ‎4.如图所示，一理想变压器，左右两边共接有额定电压均为U的6盏完全相同的灯泡(额定功率均为P)，左端接在一电压恒为U0的交流电源两端。此时6盏灯刚好正常发光。下列说法中不正确的是(　　)‎ A．该变压器的原、副线圈匝数比为1∶2‎ B．此时交流电源输出的功率为6P C．U0＝6U D．如果灯L6突然烧断，灯L1和L2将变暗，而其余3盏灯将变得更亮 A　[由于各盏灯相同且均正常发光，所以流过每盏灯的电流均相同，原线圈中的电流I1等于灯泡的额定电流I，而副线圈中的总电流为I2＝4I，故n1∶n2＝I2∶I1＝4∶1，A错误；由于理想变压器本身不消耗能量，所以交流电源输出功率为6盏灯的总功率6P，B正确；设原、副线圈两端的电压分别为U1、U2，则U2＝U，U0＝U1＋2U，而U1∶U2＝n1∶n2＝4∶1，代入得U0＝6U，C正确；当灯L6突然烧断，变压器输出的功率将减小，所以输入功率也将减小，由P1＝U1I1得I1减小，所以灯L1和L2将变暗，同时因L1和L2分得的电压减小，变压器输入端的电压U1将增大，所以变压器输出的电压也将增大，使其余3盏灯变得更亮，D正确。]‎ ‎5．如图所示，某小型水电站的发电机输出电压为220 V，正常情况下输出的总功率P0＝8.8×104 W，为了减少远距离输电过程中的电能损失，往往采用高压输电。输送电压为u＝1 100sin 200πt (V)，输电导线的总电阻为r＝5 Ω，现要使额定电压为220 V的用电器正常工作，下列说法正确的是(　　)‎ 9‎ A．输电线上的电流为220 A B．降压变压器原、副线圈匝数比＝ C．用电器的额定功率P＝5.6×104 W D．用电器上的交流电的频率是50 Hz C　[由交流电瞬时值表达式u＝1 100sin 200πt (V)，可得交流电频率为100 Hz，电压有效值为U2＝1 100 V，输电线上的电流I＝＝80 A，故A错误；降压变压器的输入电压U3＝U2－Ir＝700 V，降压变压器原、副线圈匝数比＝＝，故B错误；用电器的额定功率P＝P0－I2r＝5.6×104 W，故C正确；变压器不改变交流电的频率，所以用电器上的交流电的频率是100 Hz，故D错误。]‎ ‎6.(多选)(2019·太原市三模)某50 Hz的钳形电流表的工作原理如图所示。当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，已知n2＝1 000 匝，当用该表测50 Hz交流电时(　　)‎ A．电流表G中通过的是交变电流 B．若G中通过的电流为50 mA，则导线中的被测电流为50 A C．若导线中通过的是10 A矩形脉冲交流电，G中通过的电流是10 mA D．当用该表测量400 Hz的电流时，测量值比真实值偏小 AB　[变压器只改变交流电电压，不改变交流电的频率，电流表G中通过的仍是交变电流，A正确；根据变压器原副线圈电流与匝数成反比：＝，I1＝I2＝×0.05 A＝50 A，B正确；若导线中通过的是10 A矩形脉冲交流电，当电流方向不发生改变时，电流大小不变，副线圈中无感应电流，C错误；根据法拉第电磁感应定律和变压器互感原理，改变交流电的频率，不影响测量值的准确性，D错误。]‎ ‎7.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝10∶1，a、b两点间的电压为u＝220 sin 100πt(V)，R为可变电阻，P为用铅锑合金制成的保险丝，其电阻可忽略不计，熔断电流为2 A。为使保险丝不熔断，可变电阻R连入电路的最小阻值应大于(　　)‎ 9‎ A. Ω B．1.1 Ω ‎ C．11 Ω D．11 Ω B　[由a、b两点间的电压为u＝220sin 100πt(V)，可知变压器原线圈输入电压U1＝220 V，根据变压器变压公式可得变压器输出电压U2＝ U1＝22 V，保险丝熔断电流为2 A，原线圈中电流为I1＝2 A时，由U1I1＝U2I2可得副线圈中电流为I2＝20 A，此时保险丝会熔断。为保证保险丝不熔断，由欧姆定律可得可变电阻R连入电路的最小阻值应大于＝1.1 Ω，选项B正确。]‎ ‎8．(多选)(2019·武汉联考)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，L1、L2、L3为三只规格均为“9 V,6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端接入如图乙所示的交变电压，则以下说法中正确的是(　　)‎ 甲　　　　　　　乙 A．电流表的示数为2 A B．电压表的示数为27 V C．副线圈两端接入耐压值为8 V的电容器能正常工作 D．变压器副线圈中交变电流的频率为50 Hz AD　[由输入端交变电压ut图象知，输入电压的有效值为 V＝27 V，由原、副线圈匝数之比为3∶1，可得原、副线圈的电压之比为3∶1，电流之比为1∶3，设灯泡两端电压为U，所以U＝9 V，副线圈两端电压的有效值为9 V，三只灯泡均能正常发光，电流表的读数I＝3× A＝2 A，A正确；电压表的示数为有效值27 V，B错误；副线圈两端电压的最大值为9 V，C错误；变压器副线圈两端交变电流的频率为50 Hz，D正确。]‎ ‎9．(多选)(2019·武汉市部分学校起点调研)含有理想变压器的电路如图所示， L1、L2、L3 为“24 V　2 W”的灯泡，为理想交流电压表，a、b端接正弦交流电压源(输出电压的有效值恒定)。当开关S闭合时，灯泡均正常发光。下列说法正确的是(　　)‎ 9‎ A．变压器原、副线圈匝数比为1∶2‎ B．电压表的示数为72 V C．变压器的输入功率为8 W D．若在副线圈上再并联一个相同的灯泡，灯泡L1可能会烧毁 BD　[每个灯泡的额定电流：IL＝＝ A＝ A，则原线圈的电流为I1＝ A，副线圈的电流为I2＝ A，则＝＝，选项A错误；变压器输出电压为24 V，则根据匝数比可得输入电压为U1＝U2＝48 V，则电压表读数为48 V＋24 V＝72 V，选项B正确；变压器的输入功率：P1＝U1I1＝4 W，选项C错误；副线圈上再并联一个相同灯泡，则副线圈电流增大，则原线圈电流也增大，超过额定电流，灯泡L1可能烧毁，故D正确。]‎ ‎10.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1∶4，a、b两端接到交流电源上，R1、R2为阻值相同的定值电阻，下列说法正确的是(　　)‎ A．副线圈两端电压是电源电压的 B．流过R1的电流是流过R2电流的4倍 C．R1上的电功率是R2上电功率的 D．R1上的电功率是R2上电功率的16倍 C　[原线圈两端电压等于电源电压，根据电压之比等于匝数之比可得＝＝4∶1，A错误；流过R1的电流I1＝，流过R2的电流I2＝＝＝4I1，B错误；根据电功率P＝I2R可得R1上的电功率是R2上电功率的，C正确，D错误。]‎ ‎11.(多选)(2019·太原模拟)如图所示，理想变压器的原线圈接u＝U0·cos 100πt的交变电流，副线圈接有可调电阻R，触头P与线圈始终接触良好，下列判断正确的是(　　)‎ 9‎ A．交变电流的频率为50 Hz B．若仅将触头P向A端滑动，则电阻R消耗的电功率增大 C．若仅使电阻R增大，则原线圈的输入电功率增大 D．若使电阻R增大的同时，将触头P向B端滑动，则通过原线圈的电流一定减小 ABD　[根据ω＝2πf可得ω＝2πf＝100π rad/s，解得f＝50 Hz，A正确；若仅将触头P向A端滑动，则副线圈匝数增大，根据＝可得副线圈输入电压增大，即R两端的电压增大，根据P＝可得电阻R消耗的电功率增大，B正确；若仅使电阻R增大，R两端电压不变，根据P＝可得电阻R消耗的功率减小，即副线圈消耗的功率减小，所以原线圈输入功率减小，C错误；若使电阻R增大的同时，将触头P向B端滑动，根据＝可得副线圈两端的电压减小，根据I＝可得通过R的电流减小，即副线圈中的电流减小，根据公式＝，原线圈中的电流一定减小，D正确。]‎ ‎12．(2019·肇庆模拟)某科技小组在实验室中研究远距离输电。由于输电线太长，他们将导线每50 m卷成一卷，共卷成8卷来代替输电线路。第一次直接将输电线与实验电源及用电器相连，测得输电线上的输电电流和损失的功率为I1、P1；第二次采用如图所示的电路输电，其中理想变压器T1与电源相连，其原、副线圈的匝数比为n1∶n2，理想变压器T2与用电器相连，测得输电线上的输电电流和损失的功率为I2、P2。下列说法正确的是(　　)‎ A．第二次实验时因为多接了两个变压器，所以P2>P1‎ B．通过该实验可以证明，提高输电电流能减小远距离输电的能量损失 C．若输送功率一定，则I2∶I1＝n1∶n2‎ D．若输送功率一定，则P2∶P1＝n∶n C　[第二次实验时因为多接了两个变压器，先提高了输电电压，减小了输电电流，输电线上损失的电功率(P损＝I2R)减小，所以P2

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