高考物理变压器习题

变压器电能输送选择题(本大题共10个小题，共70分，每小题最少有一个选项正确，全部选正确得7分，选对但不全得4分，有选错得0分)1．(·北京高考)一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图1所表示．副线圈仅接入一个10Ω电阻．则()图1A．流过电阻电流是20AB．与电阻并联电压表示数是100eq\r(2)VC．经过1分钟电阻发出热量是6×103JD．变压器输入功率是1×103W2．（双选）(·济南模拟)正弦式电流经过匝数比为eq\f(n1,n2)＝eq\f(10,1)变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按如图2甲所表示方式连接，R＝10Ω.图乙所表示是R两端电压U随时间改变图象，Um＝10eq\r(2)V，则以下说法中正确是()图2A．经过R电流iR随时间t改变规律是iR＝eq\r(2)cos100πt(A)B．电流表A读数为0.1AC．电流表A读数为eq\f(\r(2),10)AD．电压表读数为Um＝10eq\r(2)V3．如图3所表示，有一理想变压器，原、副线圈匝数比为n.原线圈接正弦交流电压U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机．电动机线圈电阻为R.当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一重物匀速上升．以下判断正确是()A．电动机两端电压为IRB．电动机消耗功率为I2RC．原线圈中电流为nID．变压器输入功率为eq\f(UI,n)4．如图4所表示，左侧圆形导电环半径为r＝1.0cm，导电环与一个理想变压器原线圈相连，变压器副线圈两端与一个电容为C＝100pF电容器相连，导电环电阻不计，环中有垂直于圆环平面改变磁场，磁感应强度B改变率为eq\f(ΔB,Δt)＝100eq\r(2)πsinωt，若电容器C所带电荷量最大值为1.41×10－9C，则所用理想变压器原、副线圈匝数之比为(取π2＝10) ()A．1∶100 B．100∶1C．1∶100eq\r(2) D．100eq\r(2)∶15．如图5所表示，一理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1，原线圈中串一个灯泡L，副线圈上接三个与L相同灯泡，这三个灯泡均能正常发光，则()A．灯L也能正常发光B．灯L比另三灯都暗C．灯L将会被烧坏D．不能确定6．（双选）(·江苏高考)如图6所表示，理想变压器原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端交变电压为u＝20eq\r(,2)sin100πtV．氖泡在两端电压达成100V时开始发光．以下说法中正确有()图6A．开关接通后，氖泡发光频率为100HzB．开关接通后，电压表示数为100VC．开关断开后，电压表示数变大D．开关断开后，变压器输出功率不变7．（双选）如图7所表示是霓虹灯供电电路，电路中变压器可视为理想变压器．已知变压器原线圈与副线圈匝数比eq\f(n1,n2)＝eq\f(1,20)，加在原线圈上电压为u1＝311sin100πt(V)，霓虹灯正常工作电阻R＝440kΩ，I1、I2表示原、副线圈中电流．以下判断正确是()图7A．副线圈两端电压6220V，副线圈中电流14.1mAB．副线圈两端电压4400V，副线圈中电流10.0mAC．I1＜I2D．I1＞I28．（双选）在某交流电路中，有一正在工作变压器，原、副线圈匝数分别为n1＝600匝、n2＝120匝，电源电压为U＝311sin100πt(V)，原线圈中串联一个额定电流为0.2A保险丝，为确保保险丝不被烧毁，则()A．负载功率不能超出44WB．副线圈电流最大值不能超出1AC．副线圈电流有效值不能超出1AD．不论副线圈电流有多大，保险丝总不会被烧毁9．（双选）(·山东高考)某小型水电站电能输送示意图如图8所表示，发电机输出电压为200V，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220V用电器正常工作，则()图8A.eq\f(n2,n1)＞eq\f(n3,n4)B.eq\f(n2,n1)＜eq\f(n3,n4)C．升压变压器输出电压等于降压变压器输入电压D．升压变压器输出功率大于降压变压器输入功率10．1月份，我国南方大部分地域遭遇特大雪灾，输电线表面结冰严重，造成线断塔倒．某学校试验兴趣小组设计了利用输电导线本身电阻发烧除冰救灾方案，处理后电路原理如图9所表示，输电线路终端降压变压器用模拟负载R0代替，RL为输电线电阻，并将电阻RL放入冰雪中，在变压器原线圈两端加上交变电流后即出现冰雪融化现象．为了研究最好除冰方案，以下模拟试验除给定操作外，其余条件不变，不考虑其可行性，你认为其中最合理是()图9A．将调压变压器滑动触头P向上移动一些B．将调压变压器滑动触头P向下移动一些，同时延长通电时间C．经过计算，选择适当输出电压，并闭合S将模拟负载R0短时短路D．经过计算，选择适当输出电压，并将模拟负载R0阻值增大一些11．如图10所表示，理想变压器副线圈上经过输电线接有两个相同灯泡L1、L2，输电线上等效电阻为R，开始时，开关S断开。当S接通时，以下说法中不正确是（） A、副线圈两端M、N输出电压降低。B、副线圈输电线等效电阻R上电压增大。C、经过灯泡L1电流减小。D、两线圈中电流增大。12．（双选）如图11所表示为一理想变压器电路图，图中S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器R滑片，U1为加在原线圈两端交变电压，I1为原线圈中电流，则以下说法中正确是（）A、若保持U1及P位置不变，S由a合到b时，I1将增大；B、若保持U1及P位置不变，S由b合到a时，R消耗功率将增大；C、若保持U1不变，S接在a处，使P向上滑时，I1将增大；D、若保持P位置不变，S接在a处，使U1增大时，I1将增大。13．发电厂发电机输出电压为U1。发电厂到学校输电导线总电阻为R，经过导线电流为I，学校得到电压为U2，则输电线上损耗功率不可表示为（）A、U12/RB、（U1—U2）2/RC、I2RD、I（U1—U2）14．（双选）在电能输送过程中，若输送电功率一定，输电线电阻一定时，则在输电线上损耗电功率（）A、和输送电线上电压降平方成反比；B、和输送电流平方成反比；C、和输送电线上电压降平方成正比；D、和输送电流平方成正比。Lab15LabA、灯L也能正常发光；B、灯L比另外三个等都暗；C、灯L将会被烧坏；D、不能确定。16．将输入电压为220v，输出电压为6v变压器，改装成输出电压为30v变压器，副线圈原来匝数为30匝，原线圈匝数不变，则副线圈应增加匝数为（）A、150匝B、144匝C、130匝D、120匝17．如图所表示，理想变压器原线圈匝数为1000匝，两个副线圈匝数分别为n2=50匝、~U1n1n2n3L1L2n3=100匝，L1是“6v、2w”小灯泡，L~U1n1n2n3L1L2A、1/60AB、1/30AC、1/20AD、1/40ARn2n1~Rn2n1~A、原线圈匝数n1增加；B、副线圈匝数n2增加；C、负载电阻R阻值增大；D、负载电阻R阻值降低19．如图理想变压器输入电压一定，每个副线圈匝数分别为n2、n3，当把一电热器接在a、b间，让c、d空载时，安培表示数为I1；当把同一电热器接在c、d间让a、b空载时，安培表示数为I2，则I：I`值为（）A、（n2/n3）2B、（n3/n2）2C、n2/n3D、n3/n220．某用电器要离供电电源L，线路上电流为I，若要求线路上电压降不超出U，以知输电导线电阻率为ρ，那么，该输电导线横截面积最小值为（）A、ρL/UB、2ρLI/UC、U/ρLID、2UI/ρL二、非选择题(本大题共2个小题，共30分，解答时应写出必要文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算要注明单位)21．(14分)理想变压器原线圈中输入电压U1＝3300V，副线圈两端电压U2为220V，输出端连有完全相同两个灯泡L1和L2，绕过铁芯导线所接电压表V示数U＝2V．求：图10(1)原线圈n1等于多少匝？(2)当开关S断开时，电流表A2示数I2＝5A．则电流表A1示数I1为多少？(3)当开关S闭合时，电流表A1示数I1′等于多少？22．(16分)三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发关键工程，是中国规模最大水利工程．枢纽控制流域面积为1.0×106km2，占长江流域面积56%，坝址处年平均流量为Q＝4.51×1011m3.水利枢纽主要任务包含防洪、发电、航运三方面．在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26台，总装机容量(指26台发电机组同时工作总发电功率)为P＝1.82×107kW，年平均发电量约为W＝8.40×1010kW·h.该工程已全部完工，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地域供电担心局面．阅读上述资料，解答以下问题(水密度ρ＝1.0×103kg/m3，g取10m/s2)：(1)若三峡电站上、下游水位差按h＝100m计算，试推导三峡电站将水流势能转化为电能效率η公式，并计算出效率η数值．(2)若26台发电机组全部建成并发电，要达成年发电量要求，每台发电机组平均年发电时间t为多少天？(3)将该电站电能输送到华中地域，送电功率为P1＝4.5×105kW，采取超高压输电，输电电压为U＝500kV，而发电机输出电压约为U0＝18kV.若输电线上损耗功率为输电功率5%，求发电站升压变压器原、副线圈匝数比和输电线路总电阻．23．有条河流，流量Q=2m3/s，落差h=5m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240v，输电线总电阻为R=30Ω，允许损失功率为输出功率6%，为满足用户需求，则该输电线路使用理想升压、降压变压器匝数比各是多少？能使多少盏“220v，100w”电灯正常发光？（g取10m/s2）B~U1nB~U1n1n2RU2Fn1：n2=2：1，交流电源电压U1=220v，F为熔断电流I0=1.0A保险丝，负载为一可变电阻。（1）、当电阻R=100Ω时，保险丝能否被熔断？（2）、要使保险丝不被熔断，电阻R阻值最小值为多少？变压器输出电功率不能超出多少？25．一台发电机输出电功率为100kw，输出电压为250v，先欲向远处输电，若输电线总电阻为8Ω，要求输电时输电线上损失电功率不超出输送电功率5%，要向用户输送200v电压，求：（1）、输电所需升压变压器和降压变压器原副线圈匝数之比分别是多少？（2）、用户得到电功率是多少？1-5D、AB、D、A、A6-10AB、BD、AC、AD、C11-15A、AD、A、CD、A16-21D、D、BD、A、B21解析：(1)由电压与变压器匝数关系可得：U1/n1＝U2/n2＝U，则n1＝1650匝．(2)当开关S断开时，有：U1I1＝U2I2，I1＝eq\f(U2I2,U1)＝eq\f(1,3)A(3)当开关S断开时，有：RL＝U2/I2＝44Ω.当开关S闭合时，设副线圈总电阻为R′，有R′＝RL/2＝22Ω，副线圈中总电流为I2′，则I2′＝U2/R′＝10A．由U1I1′＝U2I2′可知，I1′＝eq\f(U2I2′,U1)＝eq\f(2,3)A.答案：(1)1650匝(2)eq\f(1,3)A(3)eq\f(2,3)A22解析：(1)一年里水流做功(即降低势能)W′＝Qρgh.水流势能转化为电能效率η＝eq\f(W,W′)＝eq\f(W,Qρgh)，将数据代入上式得η≈67%.设每台发电机组平均年发电n天，则W＝Pt，即P×n