2023年度高二物理期末复习单元检测 变压器和远距离输

第6页变压器和远距离输电1．如下图，一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝5∶1，其原线圈接一交流电源，电压u＝220eq\r(2)sin100πtV，副线圈接一电动机，电阻为11Ω.假设电流表A2示数为1A，电表对电路的影响忽略不计，那么()A．交流电的频率为100HzB．电动机输出功率为33WC．电流表A1示数为5AD．变压器原线圈的输入功率为33W2．普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，那么()A．ab接MN、cd接PQ，Iab＜IcdB．ab接MN、cd接PQ，Iab＞IcdC．ab接PQ、cd接MN，Iab＜IcdD．ab接PQ、cd接MN，Iab＞Icd3．如下图，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．以下说法正确的选项是()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．假设闭合开关S，那么电流表A1示数变大，A2示数变大4.如下图的电路中，变压器为理想变压器，原线圈接一正弦交变电流，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，那么当该装置附近有火源而导致其所在位置温度升高时(不考虑仪器的损坏)()A．电流表示数不变B．电压表的示数不变C．R0的功率变小D．变压器的输出功率减小5．图中理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，现在原线圈两端加上交变电压u＝311sin100πtV时，灯泡L1、L2均正常发光，电压表和电流表可视为理想电表，那么以下说法中正确的选项是()A．该交流电的频率为100HzB．电压表的示数为155.5VC．假设将变阻器的滑片P向上滑动，那么电流表的示数变大D．假设将变阻器的滑片P向上滑动，那么L1将变暗，L2将变亮6.一自耦变压器如下图，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局部，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()A．U2>U1，U2降低B．U2>U1，U2升高C．U2<U1，U2降低D．U2<U1，U2升高7.如下图，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，其它条件不变，那么()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8．(多项选择)如图是一个理想变压器的示意图，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器的滑动触头，R0是定值电阻，保持交变电压U1不变．以下说法正确的选项是()A．假设P的位置不变，S由a合到b处，那么电流表示数减小B．假设P的位置不变，S由a合到b处，那么电压表示数增大C．假设S置于b处，将P向上滑动，那么电流表示数增大D．假设S置于b处，将P向上滑动，那么电压表示数增大9．(多项选择)如下图，理想变压器原线圈匝数n1＝1210匝，副线圈匝数n2＝121匝，原线圈电压u＝311sin100πtV，负载电阻R＝44Ω，不计电表对电路的影响，各电表的读数应为()A．的示数约为0.05AB．的示数约为311VC．的示数约为0.5AD．的示数约为31.1V10．如图甲所示的电路中，S为单刀双掷开关，电表为理想电表，Rt为热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，理想变压器原线圈接图乙所示的正弦交流电．那么()A．变压器原线圈中交流电压u的表达式u＝110eq\r(2)sin100πt(V)B．S接在a端，Rt温度升高时，变压器的输入功率变小C．S接在a端，Rt温度升高时，电压表和电流表的示数均变大D．S由a切换到b，Rt消耗的功率变大11．利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电．现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4Ω，它提供应用电器的电动率为40kW，电压为800V．如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供应用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为()A．1kWB．1.6×103kWC．1.6kWD．10kW12．(多项选择)在如下图的远距离输电电路中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．随着发电厂输出功率的增大，以下说法中正确的有()A．升压变压器的输出电压增大B．输入用户的电压增大C．输电线上损耗的功率增大D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大13．(多项选择)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，输电线的总电阻R＝10Ω，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．假设T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压u＝220eq\r(2)sin100πt(V)，当用电器电阻R0＝11Ω时()A．通过用电器R0的电流有效值是20AB．升压变压器的输入功率为4650WC．发电机中的电流变化频率为100HzD．当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小14．(多项选择)一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电．输电线路总电阻R＝1kΩ.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220V、60W)．假设在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，那么()A．T1原、副线圈电流分别为103A和20AB．T2原、副线圈电压分别为1.8×105V和220VC．T1和T2的变压比分别为1∶50和40∶1D．有6×104盏灯泡(220V、60W)正常发光参考答案1.【答案】B【解析】[由ω＝100πrad/s＝2πf，解得f＝50Hz，A错误；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得副线圈两端的电压U2＝44V，电动机的输出功率P出＝U2I2－I22R＝33W，B正确；由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，解得I1＝0.2A，C错误；变压器原线圈的输入功率P＝U1I1＝220×0.2W＝44W，D错误．]2.【答案】B【解析】[利用变压器工作原理eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，所以输入端ab接MN，输出端cd接PQ，所以B正确，D错误．电流互感器的作用是使大电流变成小电流，所以Iab＞Icd，所以A、C错误．]3.【答案】B【解析】[滑动变阻器的触头向上滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，R1中的电流变小，R1消耗的功率变小，选项A错误；滑动变阻器的触头向上滑动时，R1两端的电压变小，电压表V示数变大，选项B正确；滑动变阻器的触头向上滑动时，副线圈电路的总电阻变大，总功率变小，原线圈的功率也变小，电流表A1的示数变小，选项C错误；闭合开关S，R1两端的电压变大，电压表V示数变小，A2示数变小，选项D错误．]4.【答案】B【解析】[根据变压器原理可知，变压器输出电压由输入电压和线圈匝数比决定，故输出电压不变，电压表示数不变，因热敏电阻阻值减小，那么副线圈总电流增大，那么输入电流增大，故A错误，B正确；因输出电流增大，那么由P＝I2R0可知，R0的功率变大，故C错误；因输出电压不变，输出电流增大，那么由P＝UI可知，变压器的输出功率增大，故D错误．]5.【答案】C【解析】[交流电的角速度ω＝100πrad/s＝2πf，解得f＝50Hz，A错误；由eq\f(U1,U2)∶eq\f(n1,n2)及U1＝220V，解得U2＝110V，B错误；假设将变阻器的滑片P向上移动，变阻器接入电路的电阻变小，电流表的示数增大，副线圈两端的电压不变，L1的亮度不变，L2两端的电压增大，L2的亮度增大，C正确，D错误．]6．【答案】C【解析】[由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，n1>n2知U2<U1；滑动触头从M点顺时针旋转至N点过程，n2减小，那么U2降低，C项正确．]7．【答案】B【解析】[原、副线圈减去相同的匝数n后，有eq\f(n1′,n2′)＝eq\f(n1－n,n2－n)，可以得出，eq\f(n1,n2)－eq\f(n1′,n2′)＝eq\f(n〔n2－n1〕,n2〔n2－n〕)<0，那么说明eq\f(n1′,n2′)的比值变大，由eq\f(n1′,n2′)＝eq\f(U1,U2′)＝eq\f(I2′,I1′)知，选项C、D错误；由eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)和eq\f(n1′,n2′)＝eq\f(U1,U2′)知，U2′<U2，再由P＝eq\f(U2′2,R)知，灯泡变暗，选项A错误，B正确．]8．【答案】BD【解析】[此题考查变压器的根本规律和电路的动态分析．假设P的位置不变，S由a合到b处时，原线圈的匝数减小，由eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)知副线圈的电压U2增大，所以副线圈的电流I2增大，故电压表的示数增大，由U2I2＝U1I1知原线圈电流增大，选项A错误，B正确；假设S置于b处，将P向上滑动，滑动变阻器的有效阻值变大，所以副线圈的电流I2减小，所以R0分担的电压减小，故电压表的示数增大，由U2I2＝U1I1知原线圈电流减小，选项C错误，D正确．]9．【答案】AC【解析】[此题考查的是理想变压器电压比、电流比及交流电表读数．交流电表示数均为有效值，那么U1＝eq\f(311,\r(2))V＝220V，即电表V1的读数为220V，选项B错误；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，解得U2＝eq\f(n2,n1)U1＝22V，即电表V2的读数为22V，选项D错误；通过电阻R的电流大小为I2＝eq\f(U2,R)＝0.5A，即电表A2的读数为0.5A，选项C正确；由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，解得I1＝eq\f(n2,n1)I2＝0.05A，即电表A1的读数为0.05A，选项A正确．]10．【答案】A【解析】[由图乙易知交流电压的瞬时值表达式，A项正确；S接a端，电压表示数不变，温度升高Rt阻值减小，故电流表示数增大，由P＝UI知输出功率增大，输入功率也增大，B、C项均错误；S由a切换到b，电压表示数减小，由P＝eq\f(Ueq\o\al(2,2),R)，Rt消耗的功率减小，D项错误，应选A.]11．【答案】A【解析】[输电线上的电流为：I＝eq\f(P,U)＝eq\f(40×103,800)A＝50A，输电线上消耗的功率P线＝I2R＝502×0.4W＝1000W＝1kW，所以假设采用超导电缆代替原来的输电线，线路上节约的电功率为1kW.]12．【答案】CD【解析】[根据题意，发电厂的输出电压保持不变，那么升压变压器的输入电压就不变，输出电压也不变，A错误；由于发电厂输出功率增大时，通过输电线的电流增大，输电线上损失的电压和损失的功率均增大，降压变压器的输入电压减小，输出电压也减小，输入用户的电压减小，选项B错误，C正确；设升压变压器的输出电压为U(恒定不变)，通过输电线的电流为I(逐渐增大)，那么输电线上损耗的功率占总功率的比例eq\f(I2R,UI)＝eq\f(IR,U)增大，选项D正确．]13．【答案】AB【解析】[由T2的副线圈两端电压的表达式知，副线圈两端的电压有效值为220V，电流为I＝eq\f(220,11)A＝20A，A对；由于输电线电流I′＝eq\f(20,4)A＝5A，所以升压变压器的输入功率为P＝P线＋PR0＝52×10W＋202×11W＝4650W，B对；发电机中的电流变化频率与T2的副线圈两端电压的频率相同，也为50Hz，C错；当用电器的电阻R0减小时，其消耗的功率变大，发电机的输出功率变大，D错．]14．【答案】ABD【解析】[T1原线圈的电流为I1＝eq\f(P1,U1)＝eq\f(4000×103,4000)A＝1×103A，输电线上损失的功率为P损＝Ieq\o\al(2,2)R＝10%P1，所以I2＝eq\r(\f(10%P1,R))＝eq\r(\f(4000×103×0.1,