2021高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第2讲理想变压器电能的输送练习含解析新人教版

1、第2讲理想变压器电能的输送一、单项选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1(2020江苏南京六校)我国北方地区在冬季经常遭遇雨雪冰冻灾害。为清除高压输电线上的凝冰，有人设计了这样的融冰方法：利用电流的热效应除冰。若在正常供电时，高压输电电压为u，电流为i，热损耗功率为p；除冰时，输电线上的热损耗功率需变为9p(输电功率和输电线电阻不变)，则除冰时(b)a输电电流为b输电电流为3ic输电电压为3ud输电电压为9u解析本题考查电能输送问题。除冰时输电线上的热损耗功率需变为9p，根据pi2r，可得除冰时输电电流为3i，由pui知，输电电压变为，故b正确。2(2019山东济南期末

2、)用220 v的正弦交流电通过理想变压器对灯泡供电，变压器输出电压是110 v，通过灯泡的电流图象如图所示，则(a)a变压器输入功率约为110 wb输出电压的最大值是110 vc变压器原、副线圈匝数比是12d变压器原线圈电路中电流的函数表达式为isin 100t(a)解析本题考查变压器及其相关知识点。根据灯泡中电流的it图象可知，灯泡中电流有效值为1 a，灯泡消耗电功率力pui110 w，变压器输入电功率为110 w，选项a正确；变压器输出电压的最大值为110 v，选项b错误；根据，变压器原、副线圈匝数比为21，选项c错误；变压器原线圈中电流的有效值为0.5 a，原线圈中电流的函数表达式为i0

3、.5sin 100t(v)，选项d错误。3(2019辽宁沈阳效联体联考)如图，t1、t2是监测交流高压输电参数的互感器，其中a、b是交流电压表或交流电流表。若高压输电线间的电压为220 kv，t1的原、副线圈匝数比为1100，交流电压表的示数为100 v，交流电流表的示流为1 a，则(a)ab是交流电压表bt2的原、副线圈匝数比为1001c高压线路输送的电流为1 ad高压线路输送的电功率为220 kw解析本题考查互感器及其相关知识点。右侧的互感器原线圈并联在高压线上，则b是交流电压表，选项a正确；若高压输电线间的电压为220 kv，副线圈交流电压表的示数为100 v，根据变压器变压公式，t2的

4、原、副线圈匝数比为2 2001，选项b错误；t1的原、副线圈匝数比为1100，a是交流电流表，交流电流表的示数为1 a，根据变压器变流公式，高压线路输送的电流为100 a，选项c错误；高压线路输送的电功率为pu1i1220 kv100 a22 000 kw，选项d错误。4(2020山东青岛一模)如图为某小型水电站电能输送的示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器t1的原、副线圈匝数比为120，降压变压器t2的原、副线圈匝数比为31。升压变压器原线圈两端接入一电压uumsin t的交流电源，用户的总电阻为r(可视为纯电阻)，输电线总电阻rr，不考虑其他因素的影响，用户获得的电压u为(b)a2um

5、b3umc4umd6um解析升压变压器原线圈两端电压的有效值为u1，升压变压器副线圈两端的电压为u22010um，设输电线路上的电流为i，则输电线路上损失的电压为uirir，故降压变压器原线圈两端的电压为u3u2u，因此在降压变压器副线圈两端电压为uu3，副线圈电流为i3i，则u3ir；联立解得u3um，故b正确。5(2019黑龙江牡丹江一中期末)一含有理想自耦变压器的电路如图所示，变压器副线圈匝数可调，原线圈串联定值电阻r后接在有效值为220 v的正弦式交流电源上，定值电阻r4r。当副线圈匝数调至某位置时，r和r的功率恰好相等。则此时原、副线圈匝数比为(c)a21b41c12d14解析本题考

6、查自耦变压器及其相关知识点。由电功率公式pi2r，当r和r的功率恰好相等时，有iri4r，所以i2i1，并且已知，则，故a、b、d错误，c正确。6(2020福建漳州质检)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点顺时针转到n点的过程中(c)au2u1，u2降低bu2u1，u2升高cu2u1，u2降低du2n2，知u2u1；滑动触头从m点顺时针旋转至n点过程中，n2减小，则u2降低，c项正确。7(2019江西名校联考)一含有理想

7、变压器的电路如图所示，图中电阻r1、r2和r3的阻值分别为3 、1 和4 ，为理想交流电流表，u为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关s断开时，电流表的示数为i；当s闭合时，电流表的示数为4i。该变压器原、副线圈匝数比为(b)a2b3c4d5解析设原、副线圈匝数比为n，根据能量守恒，当s断开时，uii2r1(ni)2(r2r3)；当s闭合时，4ui(4i)2r1(4ni)2r2，联立解得n3，所以b正确。二、多项选择题：在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。8(2019北京海淀区期末)如图所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比n1n251，原线圈的两端a、b接正弦交流电源，

8、电压表v1的示数为110 v，负载电阻r22 。若电压表和电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是(abd)a电压表v2的示数为22 vb电流表a的示数为1.0 ac电流表a的示数为5.0 ad变压器的输入功率为22 w解析本题考查理想变压器及其相关知识点。根据理想变压器的特点可知，原、副线圈电压u1u2n1n251，因为电压表v1示数为u1110 v，所以电压表v2示数为22v，选项a正确；根据欧姆定律i，可知电流表示数为i21.0 a，选项b正确，c错误；变压器的输入功率等于副线圈的输出功率，则pu2i222 w，选项d正确。9(2020河南中原名校联盟质检)如图所示是变压器通过降压给用户

9、供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动，可以认为电压表v1示数不变。两条输电线的总电阻用r0表示，滑动变阻器r表示用户用电器的总电阻。如果变压器上的能量损失忽略不计，当用户的用电器增加时，图中各表的示数变化的情况是(ad)a电流表a1示数变大b电流表a2示数变小c电压表v2示数变大d电压表v3示数变小解析理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出电压不变，所以电压表v2的示数不变，c错误；当用电器增加时，相当于r的值减小，副线圈的总电阻减小，所以电流变大，即电流表a2的示数变大，b错误；由于变压器的输入功

10、率和输出功率相等，副线圈的电阻减小时，输出功率变大，所以原线圈的输入功率也变大，因为输入电压不变，所以输入电流变大，所以电流表a1的示数变大，a正确；由于副线圈的电流变大，电阻r0两端的电压变大，又因为电压表v2的示数不变，所以电压表v3的示数变小，d正确。10(2020安徽皖东县中联盟联考)如图所示为远距离输电的示意图(匝数如图)，升压变压器t1和降压变压器t2均为理想变压器，输电线的电阻为r20 ，发电厂的发电机输出电压为500 v，输出功率为50 kw，输电线损耗的功率是输送功率的4%，用电设备得到的电压为220 v，则(ad)abc发电机的输出电压不变，输出功率变小，则输电线上损耗的功

11、率与输送功率的比值变大d发电机的输出功率不变，输出电压变小，则输电线上损耗的功率与输送功率的比值变大解析本题考查电能输送、降损问题。由题意知，输电线损耗的功率为50 kw0.042 000 w，则输送电流i210 a，发电机输出的电流i1100 a，因此，a项正确；根据变压比可知，输送电压为u25 000 v，输电线上损失的电压u损i2r200 v，因此降压变压器输入电压u3u2u损4 800 v，则，b项错误；输送电流i2，则输电线上损耗的功率与输送功率的比值为，分析可知c错误，d项正确。11(2019云南昆明二模)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为101，原线圈的输入电压u随

12、时间t变化图象如图乙所示，d为理想二极管，r为电阻箱，当电阻箱阻值r11 时，下列说法正确的是(ac)a原线圈输入电压的频率为50 hzb电阻箱r两端电压的有效值为11 vc电阻箱r消耗的功率为22 wd若电阻箱r阻值变小，原线圈中的电流减小解析本题考查含二极管的动态电路问题。由题图乙可知，t0.02 s, f hz50 hz，故a正确；原线圈电压的有效值为u1 v220 v，由匝数比可知，副线圈两端的电压u222 v，由于二极管具有单向导通性，由电流的热效应可知，t，解得ur11 v，故b错误；电阻箱r消耗的功率pw22 w，故c正确；若电阻箱r阻值变小，由于原线圈电压和变压器原副线圈匝数比

13、不变，所以副线圈的电压不变，副线圈电流变大，则原线圈电流变大，故d错误。三、非选择题12(2020湖北荆州模拟)某水电站，水流的高度差为h5 m，流量q2 m3/s，若发电机的总效率为50%，输出电压为250 v，输电线路总电阻r30 ，允许损失功率为发电机输出功率的6%，为使用户获得220 v电压，则该输电线路所使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220 v100 w”的电灯正常发光？答案12023511470盏解析本题考查远距离输电及负载限度问题。发电机的输出功率p总()qgh1.0103210550% w5104 w，由题意可知输电线上的功率损失p损i2rp总6%，所以输电线中电流为i