高考物理总复习专题12 变压器 远距离输电（原卷版）

专题12变压器远距离输电【母题来源一】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国Ⅱ卷）【母题原题】(2020·全国Ⅱ卷)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550kV的超高压向B处输电,输电线上损耗的电功率为ΔP,到达B处时电压下降了ΔU。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下,改用1100kV特高压输电,输电线上损耗的电功率变为ΔP',到达B处时电压下降了ΔU'。不考虑其他因素的影响,则 ()A．∆P′=∆P B．∆P′=∆P C．∆U′=∆U D．∆U′=∆U【母题来源二】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国Ⅲ卷）(2020·全国Ⅲ卷)在图(a)所示的交流电路中,电源电压的有效值为220V,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,R1、R2、R3均为固定电阻,R2=10Ω,R3=20Ω,各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示。下列说法正确的是 ()A.所用交流电的频率为50HzB.电压表的示数为100VC.电流表的示数为1.0AD.变压器传输的电功率为15.0W【母题来源三】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（江苏卷）(2020·江苏高考)电流互感器是一种测量电路中电流的变压器,工作原理如图所示。其原线圈匝数较少,串联在电路中,副线圈匝数较多,两端接在电流表上。则电流互感器 ()A.是一种降压变压器B.能测量直流电路的电流C.原、副线圈电流的频率不同D.副线圈的电流小于原线圈的电流【母题来源四】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（山东卷）(2020·山东等级考)图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=22∶3,输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15Ω,额定电压为24V。定值电阻R1=10Ω、R2=5Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。为使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路的电阻应调节为 ()A.1ΩB.5ΩC.6ΩD.8Ω【母题来源四】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（浙江卷）(2020·浙江7月选考)如图所示,某小型水电站发电机的输出功率P=100kW,发电机的电压U1=250V,经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻R线=8Ω,在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。已知输电线上损失的功率P线=5kW,假设两个变压器均是理想变压器,下列说法正确的是 ()A.发电机输出的电流I1=40AB.输电线上的电流I线=625AC.降压变压器的匝数比n3∶n4=190∶11D.用户得到的电流I4=455A【命题意图】考查变压器的工作原理、欧姆定律、闭合电路欧姆定律和电功率等知识，意在考查考生的理解能力和综合分析能力。【考试方向】对理想变压器的动态分析的考查：一是负载不变，通过匝数变化求解原副线圈的各参量；二是匝数不变，负载变化，讨论各量的变化。【得分要点】1、电压器的几个常用关系：（1）电压关系：或者或者（多个副线圈时），即原副线圈两端电压之比等于线圈的匝数之比。（2）电流关系：根据P入=P出可求出，或者n1I1=n2I2或者n1I1=n2I2+n3I3+n4I4+n5I5+…（有多个副线圈时）。（3）功率关系：P入＝P出，即I1U1＝I2U2（一个副线圈）或者I1U1＝I2U2+I3U3+I4U4+…（多个副线圈）。（4）各物理量之间的制约关系：输入电压U1决定输出电压U2；输出功率P出决定输入功率P入；输出电流I2决定输入电流I1。对于动态变化问题，求解思路是：通过某一电阻变化判断整体电阻变化，据闭合电路欧姆定律判断干路电流变化；再抓住“原线圈电压决定副线圈电压、副线圈电路决定原线圈电流、副线圈输出功率决定输入功率”这个结论。[来源:Z&xx&k.Com]2、解远距离输电问题必备技巧（1）正确画出输电过程示意图，并在图上标出各物理量。（2）抓住变压器变压前、后各量间关系，求出输电线上的电流。（3）计算电路功率问题时常用关系式：，注意输电线上的功率损失和电压损失。（4）电网送电遵循“用多少送多少”的原则，说明原线圈电流由副线圈电流决定。1．(2020·云南昆明质检)如图所示为一理想变压器，其中a、b、c为三个额定电压相同的灯泡，输入电压u＝Umsin(100πt)V．当输入电压为灯泡额定电压的8倍时，三个灯泡刚好都正常发光．下列说法正确的是()A．三个灯泡的额定电压为Um/8B．变压器原、副线圈匝数比为9∶2C．此时灯泡a和b消耗的电功率之比为2∶7D．流过灯泡c的电流，每0.02s方向改变一次2．（2019·天津高考模拟）高压输电可大大节能，至2017年11月，我国已建成投运8项1000kV特高压交流工程和11项kV特高压直流工程。中国全面掌握了特高压核心技术，成为世界首个也是唯一成功掌握并实际应用特高压技术的国家。某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机输出的电压恒定，通过升压变压器和降压变压器向用户供电，已知输电线的总电阻为，降压变压器的原、副线圈匝数之比为4:1，它的副线圈两端的交变电压如图乙所示，若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是A．降压变压器原线圈的输入电压为880VB．降压变压器的输入功率与输出功率之比为4:1C．当用户端用电量增大时，输电线上损耗的功率减小D．当用户端用电量增大时，发电厂输出的功率也增大3.(2020·年山西六校联考)如图甲所示，一阻值为R的电阻接在电动势为E、内阻为r的直流电源两端，电源的效率为94.1%；如图乙所示，当该阻值为R的电阻通过理想变压器接在电压有效值为E、内阻为r的交流电源上时，变压器原线圈两端的电压为eq\f(E,2)，则该变压器的原、副线圈匝数比为()A．4∶1 B．1∶4C．16∶1 D．1∶164.(多选)(2019·年海南琼海模拟)如图甲所示电路，理想变压器原线圈输入电压如图乙所示，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器，C为耐压值为22V的电容器，所有电表均为理想电表．下列说法正确的是()A．副线圈两端电压的变化频率为50HzB．电流表的示数表示的是电流的瞬时值C．原副线圈匝数比为10∶1时，可保证电容器C不被击穿D．滑动片P向下移时，电流表A1和A2示数均增大5.（2020·年福建连城县模拟）如图所示，电阻不计的正方形导线框abcd处于匀强磁场中，线框绕中心轴OO′匀速转动时，产生的电动势e=200cos100πt(V)。线框的输出端与理想变压器原线圈相连，副线圈连接着一只“20V、8W”的灯泡，且灯泡能正常发光，电路中熔断器熔断电流为0.4A，熔断器与输电导线的电阻忽略不计。下列判断正确的是A．t=0s时刻的线框中磁通量变化率最大B．理想变压器原、副线圈匝数之比为10∶1C．若副线圈两端并联多只“20V、8W”的灯泡，则最多不能超过10只D．若线框转速减半，产生的电动势e=100cos100πt(V)6．(2020·山东潍坊检测)如图为远距离输电示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，R为输电线的等效电阻．保持交流发电机输出电压不变，若电压表示数变小，下列判断正确的是(D)A．电流表示数变小B．降压变压器原副线圈两端的电压之比变小C．升压变压器输出电压变小D．输电线损失的功率变大7．（2019·内蒙古集宁一中高二月考）如图甲所示为理想变压器，其原线圈匝数n1=50匝，副线圈匝数n2=100匝，电阻R1、R2的阻值均为100Ω。副线圈两端的电压U随时间t按正弦规律变化，如图乙所示，下列说法正确的是A．电流表的示数为B．原线圈中电流变化的频率为25HzC．电阻的热功率D．a、b间的输入电压的有效值8．（2019·浙江高二期末）如图甲所示，在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压，在副线圈的输出端串接上一只理想整流二极管D和滑动变阻器R，则A．当滑片P上移时，原线圈中的电流I1变大B．当滑片P上移时，原线圈的输入功率变小C．当拿掉二极管后，副线圈中的交流电周期与原来相同D．保持滑片P不动，R上电流有效值是无二极管时的9.（2020·天津高三期末）在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化设线圈总电阻为，则A．时，线圈平面平行于磁感线B．时，线圈中的电流改变方向C．时，线圈中的感应电动势最大D．一个周期内，线圈产生的热量为10.(2020·云南师大附中月考)(多选)如图所示为模拟远距离输电的实验电路图．两理想变压器的匝数n1＝n4<n2