专题12-2 变压器、电能的输送（高效演练）-2018领军高考物理真题透析

专题12-2 变压器、电能的输送（高效演练）-2018领军高考物理真题透析

‎1．如图所示，半径为L＝‎1 m的金属圆环，其半径Oa是铜棒，两者电阻均不计且接触良好．今让Oa以圆心O为轴，以角速度ω＝10 rad/s匀速转动，圆环处于垂直于环面、磁感应强度为B＝2 T的匀强磁场中．从圆心O引出导线，从圆环上接出导线，并接到匝数比为n1∶n2＝1∶4的理想变压器原线圈两端．则接在副线圈两端的理想电压表的示数为(　　)‎ A．40 V　　 B．20 V C．80 V D．0‎ ‎【答案】D.‎ ‎【解析】由于Oa以圆心O为轴，以角速度ω＝10 rad/s匀速转动，产生恒定的感应电动势，变压器铁芯中磁通量不变，接在副线圈两端的理想电压表的示数为0，选项D正确．‎ ‎2．有一理想变压器，副线圈所接电路如图所示，灯L1、L2为规格相同的两只小灯泡．当S断开时，灯L1正常发光．S闭合后，下列说法正确的是(　　)‎ A．灯L1、L2都能正常发光 B．原线圈的输入功率减小 C．原、副线圈的电流比增大 D．电阻R消耗的功率增大 ‎【答案】D. ‎ ‎3．如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相 同匝数，其他条件不变，则(　　)‎ A．小灯泡变亮 B．小灯泡变暗 C．原、副线圈两端电压的比值不变 D．通过原、副线圈电流的比值不变 ‎【答案】B. ‎ ‎4．一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈．在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中(　　)‎ A．U2＞U1，U2降低 B．U2＞U1，U‎2升高 C．U2＜U1，U2降低 D．U2＜U1，U‎2升高 ‎【答案】C. ‎ ‎【解析】由图可知，cd间的线圈为整个线圈的一部分，故其匝数比作为原线圈的整个线圈的匝数少，根据变压器的电压与匝数的关系可知，U2＜U1，当触头由M点顺时针旋转到N点的过程中，cd间的线圈的匝数减少，所以输出电压降低，选项C正确．‎ ‎5．如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线输送给用户(电灯等用电器)，R表示输电线的电阻，则(　　)‎ A．用电器增加时，变压器输出电压增大 B．要提高用户的电压，滑动触头P应向上滑 C．用电器增加时，输电线的热损耗减小 D．用电器增加时，变压器的输入功率减小 ‎【答案】B. ‎ ‎6．如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表．下列说法正确的是(　　)‎ A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大 B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大 C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大 D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大 ‎【答案】B. ‎ ‎【解析】由题知，U1不变，不变，故U2不变．当P向上滑动时，R滑变大，R总变大，R两端电压即电压表示数变大，UR1减小，IR1减小，则PR1减小，A错误，B正确．因为IR1减小，不变．由I1＝IR1知I1减小，C错误．若闭合开关S，则总电阻减小，由IR1＝知IR1增大，UR1增大，UR2减小，电流表A2的示数减小，D错误．‎ ‎7．图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsin ωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为(　　)‎ A. B. C．422r D．422r ‎【答案】C. ‎ ‎【解析】升压变压器T的原线圈两端电压的有效值为U1＝；由变压关系可得＝，则U2＝；因为输送电功率为P，输电线中的电流为I2＝＝，则输电线上损失的电功率为ΔP＝I(2r)＝，故选项C正确．‎ ‎8．一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示．发电机到安置区的距离是‎400 m，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5×10－4 Ω，安置区家用电器的总功率为44 kW，当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作时(　　)‎ 型号 AED6500S 输出电压范围 ‎220～300 V 最大输出功率 ‎60 kW A.输电线路中的电流为‎20 A B．发电机的实际输出电压为300 V C．在输电线路上损失的电功率为8 kW D．如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300 V ‎【答案】C.‎ ‎9．(多选)交流发电机和理想变压器如图连接，灯泡的额定电压为U0，灯泡与定值电阻的阻值均为R.当该发电机以转速n匀速转动时，电压表示数为U，灯泡恰能正常发光．设电表均为理想电表，图示位置时磁场恰与线圈平面垂直，则(　　)‎ A．变压器原副线圈匝数比为2U0∶U B．电流表的示数为 C．在图示位置时，发电机输出电压的瞬时值恰为零 D．从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式为e＝Usin 2nπt ‎【答案】BC. ‎ ‎【解析】因灯泡正常发光，则其两端电压为额定电压U0，又因灯泡与定值电阻的阻值相等，则定值电阻两端电压也为U0，故副线圈两端电压为2U0，因电压表测原线圈两端电压，则原线圈两端电压为U，则＝可知，变压器原副线圈匝数比为＝，由＝，可知＝，又I2＝，所以电流表示数为I1＝，B正确；图中线框正处于中性面位置，产生的电压瞬时值为零，所以C正确；从图示位置开始计时，变压器的输入电压的瞬时值表达式为e＝Usin 2nπt，所以D错误．‎ ‎10．(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图所示．发电机的输出电压为220 V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4，变压器均为理想变压器．要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则(　　)‎ A.＞ B.＜ C．要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时减小降压变压器的匝数比 D．要减小线路的损耗，应减小升压变压器的匝数比，同时增大降压变压器的匝数比 ‎【答案】AD. ‎ ‎11．(多选)如图所示，甲图是一理想变压器，原、副线圈的匝数比为100∶1.若向原线圈输入图乙所示的正弦交变电流，图中Rt为热敏电阻(阻值随温度升高而变小)，R1为可变电阻，电压表和电流表均为理想电表，下列说法中正确的是(　　)‎ A．在t＝0.005 s时，电压表的示数约为50.9 V B．变压器原、副线圈中的电流之比为100∶1‎ C．Rt温度降低时，适当增大R1可保持Rt两端的电压不变 D．Rt温度升高时，电压表的示数不变、电流表的示数变大 ‎【答案】CD. ‎ ‎12．(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈接有“220 V　440 W”的热水器、“220 V　220 W”的抽油烟机．如果副线圈电压按图乙所示规律变化，则下列说法正确的是(　　)‎ A．副线圈两端电压的瞬时值为u＝220sin 100πt(V)‎ B．交流电压表的示数为1 100 V C．1 min内变压器输出的电能为3.96×104 J D．热水器的发热功率是抽油烟机发热功率的2倍 ‎【答案】AC. ‎ ‎13．图甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u－t图象如图乙所示．若只在ce间接一只Rce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只Rde＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为P＝80 W.‎ ‎(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；‎ ‎(2)求只在ce间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比.‎ ‎【答案】(1)uab＝400sin 200πt(V)‎ ‎ (2)‎0.28 A　(3) ‎ ‎【解析】(1)由题图乙知周期T＝0.01 s，uab最大值为Um＝400 V，所以角速度ω＝＝200π rad/s 电压瞬时值uab＝400sin 200πt(V)‎ ‎(2)电压有效值U1＝＝200 V 理想变压器输入功率P1＝P 原线圈中的电流I1＝ 解得I1＝ A≈0.28 A ‎(3)设ab间匝数为n1，‎ 则＝同理＝ 由题意知＝，‎ 解得＝ 代入数据得＝ ‎