2022年高考物理一輪復習 課時作業(yè)30 變壓器 電能的輸送（含解析）

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1、2022年高考物理一輪復習 課時作業(yè)30 變壓器 電能的輸送（含解析） 一、單項選擇題 1．在變電站里，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測電網(wǎng)上的強電流，所用的器材叫電流互感器．如圖所示的四個圖中，能正確反映其工作原理的是(　　) 解析：電流互感器應是測電流的，應串聯(lián)在火線上，B、D錯誤；同時，由I1n1＝I2n2知要使I2n1，A正確，C錯誤． 答案：A 2. 如圖所示，在鐵芯上、下分別繞有匝數(shù)n1＝800和n2＝200的兩個線圈，上線圈兩端與u＝51sin314t V的交流電源相連，將下線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的讀數(shù)可能是(　　) A．2.0 V B

2、．9.0 V C．12.7 V D．144.0 V 解析：由＝得U2＝，其中U1＝ V，解得U2＝ V≈9.0 V，因題中兩線圈并非處于理想狀態(tài)，會出現(xiàn)漏磁，所以交流電壓表的讀數(shù)小于9.0 V，A正確． 答案：A 3．隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對能源的需求也日益擴大，節(jié)能變得越來越重要．某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電，用戶通過降壓變壓器用電，若發(fā)電廠輸出電壓為U1，輸電導線總電阻為R，在某一時段用戶需求的電功率為P0，用戶的用電器正常工作的電壓為U2.在滿足用戶正常用電的情況下，下列說法正確的是(　　) A．輸電線上損耗的功率為 B．輸電線上損耗的功率為 C．若要減少

3、輸電線上損耗的功率可以采用更高的電壓輸電 D．采用更高的電壓輸電會降低輸電的效率 解析：設發(fā)電廠輸出功率為P，則輸電線上損耗的功率ΔP＝P－P0，ΔP＝I2R＝，A、B錯誤；采用更高的電壓輸電，可以減小導線上的電流，故可以減少輸電線上損耗的功率，C正確；采用更高的電壓輸電，輸電線上損耗的功率減少，則發(fā)電廠輸出的總功率減少，故可提高輸電的效率，D錯誤． 答案：C 4．下圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1n2＝51，副線圈上的電阻R＝20 Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關．原線圈接正弦式交變電源，輸入電壓u隨時間t的變化關系如圖乙所示．現(xiàn)將S1接1、S2閉

4、合，此時L2正常發(fā)光．下列說法正確的是(　　) A．輸入電壓u的表達式u＝20sin50πt V B．只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光 C．只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大 D．若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8 W 解析：由題圖知，Um＝20 V，T＝0.02 s，則ω＝＝100π rad/s，輸入電壓u＝20sin 100πt V，A錯誤；由變壓器的變壓規(guī)律知＝，故U2＝＝ V＝4 V，由題中將S1接1、S2閉合時，燈泡L2正常發(fā)光可得，燈泡L2額定電壓為4 V，當只斷開S2后，副線圈兩端電壓不變，此時副線圈的負載為L1、L2串聯(lián)，故L1、L2均不能正常發(fā)光，B錯誤

5、；此時P出＝，副線圈負載R總增大，故P出減小，又P入＝P出，故原線圈的輸入功率減小，C錯誤；當S1換接到2后，副線圈的負載僅是電阻R，故P＝＝ W＝0.8 W，D正確． 答案：D 5. 為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦式交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2，導線電阻不計，如圖所示．當開關S閉合后(　　) A．A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值變小 B．A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值變大 C．V2示數(shù)變小，V1與V2示數(shù)的比值變大 D．V2示數(shù)不變，V1與V2

6、示數(shù)的比值不變 解析：因為變壓器的匝數(shù)與輸入電壓U1不變，所以電壓表V1的示數(shù)和電壓表V2的示數(shù)不變，C錯誤，D正確；當S閉合后，因為負載電阻減小，故副線圈中的電流I2增大，由于輸入功率等于輸出功率，所以I1也將增大，但因為變壓器的匝數(shù)不變，A1與A2示數(shù)的比值不變，A、B錯誤． 答案：D 二、多項選擇題 6．某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電．已知輸電線的總電阻為R，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為41，降壓變壓器副線圈兩端交變電壓u＝220sin100πt V，降壓變壓器的副線圈與阻值R0＝11 Ω的電阻組成閉合電路．若將

7、變壓器視為理想變壓器，則下列說法中正確的是(　　) A．通過R0電流的有效值是20 A B．降壓變壓器T2原、副線圈的電壓比為41 C．升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓 D．升壓變壓器T1的輸出功率大于降壓變壓器T2的輸入功率 解析：降壓變壓器副線圈兩端交變電壓有效值為220 V，負載電阻為11 Ω，所以通過R0電流的有效值是20 A，A正確；降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為41，所以T2原、副線圈的電壓比為41，B正確；升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓加上輸電線上損失的電壓，C錯誤，D正確． 答案：ABD 7．如圖所示，邊長

8、為L、匝數(shù)為N，電阻不計的正方形線圈abcd在磁感應強度為B的勻強磁場中繞轉軸OO′轉動，轉軸OO′垂直于磁感線，在線圈外接一含有理想變壓器的電路，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2.保持線圈以恒定角速度ω轉動，下列判斷正確的是(　　) A．兩電壓表的示數(shù)之比U1U2＝n1n2 B．電壓表V1示數(shù)等于NBωL2 C．當可變電阻R的滑片P向上滑動時，電壓表V2的示數(shù)變大 D．當可變電阻R的滑片P向上滑動時，變壓器的輸入功率減小 解析：由理想變壓器原副線圈電壓比等于匝數(shù)比可知，A正確；電壓表V1示數(shù)為電壓的有效值，等于，B錯誤；當可變電阻R的滑片P向上滑動時，R的有效阻值增大

9、，U2不變，輸出功率減小，輸入功率減小，C錯誤，D正確． 答案：AD 8．如圖所示，理想變壓器原線圈接有交流電源，當副線圈上的滑片P處于圖示位置時，燈泡L能發(fā)光．要使燈泡變亮，可以采取的方法有(　　) A．向下滑動P B．增大交流電源的電壓 C．增大交流電源的頻率 D．減小電容器C的電容 解析：向下滑動P，變壓器副線圈電壓降低，燈泡變暗，A錯誤；增大交流電源電壓，副線圈電壓升高，燈泡變亮，B正確；增大交流電源頻率，電容器容抗減小，電流變大，燈泡變亮，C正確；減小電容器的電容，容抗增大，電流減小，燈泡變暗，D錯誤． 答案：BC 三、非選擇題 9．圖甲為一理想變壓器，ab為

10、原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的u－t圖象如圖乙所示．若只在ce間接一只Rce＝400 Ω的電阻，或只在de間接一只Rde＝225 Ω的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為P＝80 W. (1)請寫出原線圈輸入電壓瞬時值uab的表達式； (2)求只在ce間接400 Ω電阻時，原線圈中的電流I1； (3)求ce和de間線圈的匝數(shù)比. 解析：(1)由圖乙知周期T＝0.01 s，Uab最大值為Um＝400 V，所以角速度ω＝＝200π rad/s 電壓瞬時值uab＝400sin200πt V (2)電壓有效值U1＝＝200 V 理想變壓器輸入

11、電壓P1＝P 原線圈中的電流I1＝ 解得I1＝ A≈0.28 A (3)設ab間匝數(shù)為n1，則＝ 同理＝ 由題意知＝，解得＝ 代入數(shù)據(jù)得＝ 答案：(1)uab＝400sin200πt V　(2)0.28 A (3) 10．某小型實驗水電站輸出功率是20 kW，輸電線總電阻為6 Ω. (1)若采用380 V輸電，求輸電線路損耗的功率； (2)若改用5 000 V高壓輸電，用戶端利用n1n2＝221的變壓器降壓，求用戶得到的電壓． 解析：(1)輸電線上的電流為 I＝＝ A≈52.63 A 輸電線路損耗的功率為 P損＝I2R＝52.632×6 W≈16 620 W＝

12、16.62 kW. (2)改用高壓輸電后，輸電線上的電流為 I′＝＝ A＝4 A 用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓 U1＝U′－I′R＝(5 000－4×6) V＝4 976 V 根據(jù)＝，用戶得到的電壓為 U2＝U1＝×4 976 V≈226.18 V. 答案：(1)16.62 kW　(2)226.18 V 11．如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)n1n2＝31，原線圈電路中接有一量程為3 A的理想交流電流表，副線圈兩端接有理想交流電壓表一只和可變電阻R以及若干“6 V、6 W”的相同燈泡．輸入端交變電壓u的圖象如圖乙所示． (1)求圖甲中電壓表的讀數(shù)； (2)要

13、求燈泡均正常發(fā)光，求電路中最多允許接入的燈泡個數(shù)； (3)為滿足第(2)問中要求，求可變電阻R應調(diào)到的電阻值． 解析：(1)根據(jù)圖象可得原線圈電壓的最大值 U1m＝27 V 其有效值為U1＝27 V 根據(jù)n1n2＝U1U2 代入數(shù)據(jù)后可得U2＝9 V 即為電壓表的讀數(shù)． (2)設原線圈中通過的電流為I1，副線圈中通過的電流為I2 為使副線圈接入的燈泡最多，則I1取允許通過的最大電流的有效值為3 A 根據(jù)U1I1＝U2I2 代入數(shù)據(jù)后可得I2＝9 A 正常發(fā)光時每個燈泡中電流為I燈＝＝1 A 所以允許接入的燈泡個數(shù)為n＝＝9盞． (3)電阻R兩端電壓為UR＝U2－U燈＝3 V 電阻阻值為R＝＝ Ω 答案：(1)9 V　(2)9盞　(3) Ω