10.2变压器电能的输送—2021届高考物理一轮复习检测

1、10.2变压器电能的输送A 组题组一理想变压器基本规律的应用1. （单选）如图10-2-21所示，理想变压器原、副线圈匝数比为20： 1,两个 标有“ 12V, 6W”的小灯泡并联在副线圈的两端.当两灯泡都正常工作时, 原线圈电路中电压表和电流表（可视为理想的）的示数分别是（）.5 / 10图 10-2-21A. 120 V,0.10 AB. 240 V,0.025 AC. 120V0.05 AD. 240 V,0.05 A解析副线圈电压咕沙，由#綁X240V,副线圈中电流卷=2X令A=1A,由=牛得/i=0.05 A.答案D2. （多选）在绕制变压器时，某人将两个线圈误绕在如图10-2-22

2、所示的变压 器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半 通过另一个线圈，而另一半则通过中间的臂，已知线圈1和2的匝数比为2 ： 1,在不接负载的情况下（）.图 10-2-22A. 当线圈1输入电压为220 V时，线圈2输岀电压为110 VB. 当线圈1输入电压为220 V时，线圈2输出电圧为55 V 解析 当线圈1接220 V的交流电压时，设穿过线圈1的磁通量为0,依题 意则穿过线圈2的磁通量为孚，若线圈1的匝数为心则线圈2的匝数为殳C.当线圈2输入电压为110V时,线圈1输出电压为220 VD.当线圈2输入电压为110 V时,线圈1输出电压为110 VA011TJ,

3、根据法拉第电磁感应定律得5=煜,5=切晋去整理得5=于=55V.当线圈2接110 V的交流电压时，设穿过线圈2的磁通量为O,则穿 过线圈1的磁通量为等，由法拉第电磁感应定律得：Ui=乡邕厂，1 y=nX-X-9 整理得 3 =u2f =110 V,选项 B、D 正确答案BD3. （单选）用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输岀电压是110V,通过负载的电流图象如图10-2-23所示，贝IJA. 变压器输入功率约为3.9 WB. 输出电压的最大值是110VC. 变压器原、副线圈匝数比是1 : 2D. 负载电流的函数表达式=0.05 sin（100 tt/+A解析 由题意知：

4、f/i=220V, 5=110 V,所以说=*=2 : 1, 5m=110 2V,选项B、C均错误.由图象可知：/2m=O.O5A, 7=0.02 s,则负载电流的 表达式为/ = 0.05 sin（100 tiOA,选项D错误.变压器的输入功率P=PHh答案A110W39W,选项A正确.4. （单选）如图10-2-24所示，匝数为50匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B= T的水平匀强磁场中，线框面积S=0.5 m2,线框电阻 不计.线框绕垂直于磁场的轴OO以角速度o=100rad/s匀速转动，并与理 想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V, 60 W”灯泡，且灯泡正常 发

5、光，熔断器允许通过的最大电流为10A,下列说法正确的是（）.熔断器图 10-2-24A. 在图示位置线框中产生的感应电动势最大B. 线框中产生电动势的有效值为25（h/2 VC. 变压器原、副线圈匝数之比为25： 22D. 允许变压器输出的最大功率为1 000 W解析在图示位置线框和磁感线垂直，磁通量最大，线框中产生的感应电动 势为零，选项A错误；线框中产生的感应电动势的最大值NBS3=25giV,其有效值E=Em=250 V,选项B错误；灯泡能正常发光，则电压5= 220 V,由肖=寻，可知变压器原、副线圈匝数之比为25 : 22,选项C正 确；熔断器允许通过的最大电流为10A,即/i =

6、10A, P| = 3/i=250X 10W= 2500W,因此变压器允许输出的最大功率为2 500W,选项D错误.答案C题组二理想变压器的动态分析5. （单选）如图10-2-25所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想 电压表W后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L和滑动变阻器R, R上 并联一只理想电压表V2.下列说法中正确的是（）.图 10-2-25A.滑片P向下滑动时,Vi示数变大，V2示数变小B.若F不动,滑片P向下滑动时,灯泡消耗的功率变小C.滑片F向下移动时,Vi、V?的示数均变小D.滑片F向下移动时,灯泡消耗的功率变大解析 若F不动，滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路中

7、的电阻变大,则副线圈回路中总电阻变大，则回路中电流减小，灯泡两端电压减小，功率变小，滑动变阻器两端电压变大，V2的示数变大，而原线圈两端电压不变,则A错误；B正确；若P不动，滑片F向下移动时，根据理想变压器特点可 知原线圈两端电压不变，电压表W示数不变，副线圈两端电压减小，则副线圈回路中电流变小，灯泡L消耗的功率减小，电压表V2的示数变小，C、D错误.答案B6. （多选）如图10-2-26中所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10： 1, h 是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R=10Q, 其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、两端加上如图乙所示的交变电 压，则下列说法

8、中正确的是（）.图 10226A. 当单刀双掷开关与连接时，电压表的示数为22 VB. 当单刀双掷开关与。连接，且f=0.01s时，电流表示数为零C. 当单刀双掷开关曲拨向方时，原线圈的输入功率变大D. 当单刀双掷开关山。拨向b时，副线圈输岀电压的频率变为25 Hz解析原线圈输入电压的有效值为3 = 220 V,当单刀双掷开关与连接时，（/2=22V, A选项正确；当/=0.01s时，电流表示数不为零,图 10-2-28A. 只将Si从1拨向2时，电流表示数变小B. 只将S?从3拨向4时，电流表示数变大C. 只将R的滑片上移，心的电功率变大D. 只将R的滑片上移，忌的电功率减小解析 只将S从1

9、拨向2时，输出电压升高，输出功率增大，电流表示数变 大，选项A错误；只将S2从3拨向4时，输出电压降低，输出功率减小，电 流表示数变小，选项B错误；只将R的滑片上移，/?接入回路的电阻变大， 心中电流减小，心的电功率变小，选项C错误，D正确.答案D题组三远距离输电9. （多选）如图10-2-29所示，一交流发电机经升压变压器向远处用户输电， 因某种原因发电机输出电压增大，设输电线的电阻和用户负载均不变（设用 户负载为纯电阻），电流表和电压表为理想交流电表，贝9（）.图 10-2-29A. 电流表示数增大B. 电压表示数增大C. 输电线上消耗的电功率减小D. 输电线上消耗的电功率增大解析 副线圈

10、输出电压增大，输电线和用户负载为两电阻串联，电流增大， 输电线电阻消耗功率增大，由理想变压器电流关系得，原线圈中电流增大， ABD选项正确.答案ABD10. （单选）如图10-2-30所示为重庆某中学教学区供电示意图，供电部门通过 理想变压器原线圈A、B端送电，虚线框内表示教学区内各教室的照明电路.已 知变压器副线圈C、D两端距教学区输入端E、F距离较远，电路之间输电 线电阻不能忽略，设定A、B端输入电压一定，则以下说法正确的是（）.15 U f |I图 10-2-30A. 如果教学区同时使用的电灯减少，A、B端输入功率仍不变B. C、D端电压一定为220 VC. E、F端电压一定为220 V

11、D. 教学区内同时使用的电灯越多，E、F端输入电压越低解析使用的电灯减少时，输电线与照明电路的总电阻j j 2变大，副线圈两端电压5不变，故卩出=六变小，又岀，所以A、B端输入功率变小，A项错误；由于输电线电阻的分压，要保证教室内照明灯 正常工作，则应有Ucd220 V；而（/味会因为使用的电灯数量不同而获得不 同电压，B、C项错误；当使用的电灯越多时，输电线上损失的电压就越多， EF端输入的电压就越低，D项正确.答案D11. （多选）如图10-2-31所示，某变电站用10kV的高压向10km外的小区供 电，输送的电功率为200 kW.现要求在输电线路上损耗的功率不超过输送电功 率的2%,下列

12、不同规格的输电线中，符合要求的是（）.I.IIII!变电站丨1小区丨II图 10-2-31选项型号千米电阻（G/km）ADYD30/C1BDYD50/C0.6CDYD 100/C0.3DDYD 150/C0.2解析 由P=UI解得输电电流/=P/t/=20A.输电线路上损耗的功率不超过 P线=200 kWX2%=4kW,由P 尸R解得R=10Q.由于输电线长度需要20 km,所以可以选择千米电阻0.5 dkm以下的型号DYD 100/C或型号 DYD 150/C,符合要求的是选项C、D.答案CDB 纽12. (多选)如图10-2-32所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1 ： 10,接 线柱a

13、、b接在电压为“=22迈sin(100M)V的交流电源上，Ri为定值电阻， 其阻值为100 2,心为用半导体热敬材料制成的传感器.下列说法中正确的 是()B. 戶计6 s时，电压表的读数为220VC. 当心的温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大D. 在1分钟内电阻Ri上产生的热量为2 904J解析 根据“=22siii(100M)V,知/=s时，a、b两点间电压的瞬时值 为11迈V,所以A错.根据律=鲁可知，电压表示数5瓷誓=220 V, 所以B正确.在原副线圈匝数比不变时，变压器输入电压决定输出电压，知 输出电压不变，温度升高，心变小，心、心并联，总阻值也变小，输出电流 变大，由=可知

14、输入电流也变大，C正确.电阻鸟上在1分钟内产生的 r y 2热量0=7=29O4OJ,所以D错.答案BC13. （多选）如图10-2-33屮所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5 ： 1,心 = 30Q, /?2=60Q,心=20Q,已知开关S闭合时，通过用的正弦交流电如 图乙所示，则开关S断开后（）.图 10-2-33A. 原线圈输入交流电的频率为0.02 HzB. 原线圈输入电压的最大值为30咏 VC. 电流表示数为羊AD. 心消耗的功率为14.4 W解析 根据理想变压器原理可知原、副线圈中电流的周期、频率相同，周期 为0.02 s、频率为50 Hz, A错；当开关S闭合时，由图乙可知通过

15、凡的电 流最大值为/m=l A，根据欧姆定律可知，D两端的最大电压为Un=30V, 通过计算得副线圈两端的最大电压为60 V,再根据原、副线圈的电压之比等 于匝数之比，可知原线圈输入电压的最大值为300 V, B错；当开关S断开 后，原、副线圈上的电压不变，故流过用的电流的最大值为黑用=1.2 A, 而电流表测的是电流的有效值，故电流表示数为斗C正确；由凡=尸忌 得心消耗的功率为14.4 W, D正确.答案CD14. （单选）如图10-2-34所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为 ：1, 原线圈接正弦交流电，电压为“=U）cos 100M（V）,副线圈接有一个交流电流 表和一个电动机.电动机线圈电阻为&当电键S接通后，电流表读数为/, 电动机带动一电阻为厂、质量为加、长为/的金属杆在光滑的没有电阻的导轨 上以速度匀速上升.下列判断正确的是)XXX图 10-2-34A. 电动机两端电压为用，其消耗的电功率为尸RB. 原线圈中的电流为变压器的输入功率为I2R+mgv,副线圈电流的频率