2017年高考物理专题冲刺专题23变压器与电能的输送含解析

1、专题23 变压器与电能的输送第I卷一、选择题（本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一项符合题目要求）1. 如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是()A.原、副线圈匝数比为91B.原、副线圈匝数比为19C.此时a和b的电功率之比为91D.此时a和b的电功率之比为19【答案】AD【题型】多选题【难度】一般2一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

2、U2，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中()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，n2减小，则U2降低，C项正确【题型】选择题【难度】较易3. 在如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为51，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，图中电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小.下列说法中正确的是()A.电压表的示数为44 VB.图乙中电压的有效值为220 VC.RT处出现火灾时，电流表示数减小D.RT处出现火灾时，电阻R0消耗的电

3、功率增大【答案】D【题型】选择题【难度】一般4. 一含有理想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()A.2 B.3 C.4 D.5【答案】B【解析】开关断开时，电路如图甲所示，原、副线圈的电流比，通过R2的电流I2，副线圈的输出电压U2I2(R2R3)，由可得原线圈两端的电压U15I，则UU1IR1甲乙【题型】选择题【难度】较难5. 如图甲所示，阻值为r4 的矩形金属线框与理想电流表、理想变压器的原线圈构

4、成回路，标有“12 V36 W”的字样的灯泡L与理想变压器的副线圈构成回路，灯泡L恰能正常发光，理想变压器原、副线圈的匝数之比为31。矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。则() A.理想变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为u40sin(100t)VB.理想电流表的示数为1 AC.t0.01 s时，矩形金属线框平面与磁场方向平行D.灯泡L与理想变压器的副线圈构成的回路中的电流方向每秒改变100次【答案】BD【解析】由于灯泡恰能正常发光，说明理想变压器的输出电压U212 V，根据理想变压器电压与匝数的关系可得U1U236 V，所以理想变压器输

5、入电压的瞬时值表达式为u36sin(100t)V，故A选项错误；根据理想变压器的电流与匝数的关系可得I1I21 A，又电流表显示的是交变电流的有效值，则理想电流表的示数为1 A，故B选项正确；t0.01 s时，电动势的瞬时值为零，发电机的线圈平面与磁场方向垂直，故C错误；由于理想变压器不改变交流电的频率，根据图乙可知，灯泡L与理想变压器的副线圈构成的回路中的电流方向每秒改变100次，故D选项正确。【题型】多选题【难度】一般6. 一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示.在副线圈输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，原线圈上加一电压为U的交流

6、电，则()A.保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B.保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数不变C.保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小D.保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大【答案】D【题型】选择题【难度】较易7. 如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则()AUabUcdn1n2B增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C负载电阻的阻值越小

7、，cd间的电压Ucd越大D将二极管短路，电流表的读数加倍【答案】BD【解析】变压器的变压比，其中U1、U2是变压器原、副线圈两端的电压U1Uab，由于二极管的单向导电特性，UcdU2，选项A错误；增大负载电阻R的阻值，负载的电功率减小，由于P入P出，且P入I1Uab，所以原线圈上的电流I1减小，即电流表的读数变小，选项B正确；c、d端的电压由输入电压Uab决定，负载电阻R的阻值变小时，Ucd不变，选项C错误；根据变压器上的能量关系有E输入E输出，在一个周期T的时间内，二极管未短路时有UabI1T0(U为副线圈两端的电压)，二极管短路时有UabI2TT，由以上两式得I22I1，选项D正确【题型】

8、多选题【难度】较难8如图为发电厂向远处用户的输电电路示意图，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若输送功率增大，下列说法中正确的有() A升压变压器的输出电压增大B降压变压器的输出电压增大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【答案】CD【题型】多选题【难度】一般9. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B T.单匝矩形线圈面积S1 m2，电阻不计，绕垂直于磁场的轴OO匀速转动.线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接，为交流电流表.调整副线圈的滑动触头P，当变压器原、副线圈匝数比为12时，副线圈电路中标有“36 V，36 W”的灯泡正常发光

9、.以下判断正确的是()A.电流表的示数为1 AB.矩形线圈产生电动势的最大值为18 VC.从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间变化的规律为e18sin 90tVD.若矩形线圈转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当下移【答案】C【题型】选择题【难度】一般10. 如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数比为k1.降压变压器T的原、副线圈匝数比为k2.原线圈两端接入一电压uUmsin t的交流电源，用户电阻为R(纯电阻)，若用户消耗功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率Pr和用户获得的电压U分别为()A.

10、PrUB.PrUC.PrUD.PrU【答案】B【题型】选择题【难度】一般第卷二、非选择题（本题共4个小题。写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11一台小型发电机的最大输出功率为100 kW，输出电压恒为500 V，现用电阻率为1.8108 m，横截面积为105 m2的输电线向4103 m远处的用户输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率不超过发电机总功率的4%，求：(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？(2)如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？【答案】(1)112(2)28811【解析】(1)输电要用两根导线，则输电线的电阻为r1.8108 14.4 由题意知P损P4%()2r1050.04()214.4U26 000 V升压变压器原、副线圈匝数比【题型】计算题【难度】一般12如图所示为某学校一套校内备用供电系统，由一台内阻为1 的发电机向全校22个教室（每个教室有“220 V40 W”的白炽灯6盏）供电如果输电线的总电阻R是4 ，升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比分别是14和41，则：（1）发电机的输出功率应是多大？（2）发电机的电动势是多大？（3）输电效率是