2017年高考物理母题题源系列专题11变压器远距离输电
高中物理【变压器 远距离输电】典型题(带解析)
高中物理【变压器 远距离输电】典型题 1．如图所示，半径为L ＝1 m 的金属圆环，其半径Oa 是铜棒，两者电阻均不计且接触良好．今让Oa 以圆心O 为轴，以角速度ω＝10 rad/s 匀速转动，圆环处于垂直于环面、磁感应强度为B ＝2 T 的匀强磁场中．从圆心O 引出导线，从圆环上接出导线，并接到匝数比为n 1∶n 2＝1∶4的理想变压器原线圈两端．则接在副线圈两端的理想电压表的示数为( )A ．40 VB ．20 VC ．80 VD ．0解析：选D ．由于Oa 以圆心O 为轴，以角速度ω＝10 rad/s 匀速转动，产生恒定的感应电动势，变压器铁芯中磁通量不变，接在副线圈两端的理想电压表的示数为0，选项D 正确．2.在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝22∶1，原线圈接u 1＝2202sin 100πt (V)的交变电流，电阻R ＝10 Ω，电流表、电压表均为理想电表，则( )A ．电压表的读数为10 2 VB ．电流表的读数为22 AC ．电阻R 消耗的功率为10 2 WD ．变压器的输入功率为10 W解析：选D ．输入电压的有效值为U 1＝E m 2＝220 V ，根据U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝10 V ，故选项A 错误；电流表的示数为I 2＝U 2R＝1 A ，故选项B 错误；电阻消耗的功率为P 2＝U 2I 2＝10 W ，故选项C 错误；理想变压器的输入电功率等于副线圈回路负载消耗功率，故选项D 正确．3.如图所示，理想变压器原、副线圈中分别接有电阻R 1、R 2，R 1＝R 2＝10 Ω，原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2＝2∶1，R 2两端电压为10 V ，则R 1两端的电压为( )A ．5 VB ．10 VC ．15 VD ．20 V解析：选A ．设R 1两端的电压为U R 1，原、副线圈回路中电流分别为I 1、I 2，由理想变压器的电流关系I 1∶I 2＝n 2∶n 1，而I 1＝U R 1R 1，I 2＝U 2R 2，联立以上三式并代入数据得U R 1＝5 V ，所以选项A 正确．4.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V 的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R 上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I 1，负载两端电压的有效值为U 2，且变压器是理想的，则U 2和I 1分别约为( )A ．380 V 和5.3 AB ．380 V 和9.1 AC ．240 V 和5.3 AD ．240 V 和9.1 A解析：选B ．当变压器输出电压调至最大时，由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝1 9001 100×220 V ＝380 V ，由P 1＝P 2，P 1＝U 1I 1，P 2＝U 2I 2，得I 1＝P 2U 1＝2 000220A ＝9.1 A ，选项B 正确． 5．如图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、副线圈匝数分别为n 1、n 2，在T 的原线圈两端接入一电压u ＝U m sin ωt 的交流电源，若输送电功率为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为( )A ．⎝⎛⎭⎫n 1n 2U 2m 4rB ．⎝⎛⎭⎫n 2n 1U 2m 4r C ．4⎝⎛⎭⎫n 1n 22⎝⎛⎭⎫P U m 2r D ．4⎝⎛⎭⎫n 2n 12⎝⎛⎭⎫P U m 2r解析：选C ．升压变压器T 的原线圈两端电压的有效值为U 1＝U m 2；由变压关系可得U 1U 2＝n 1n 2，则U 2＝n 2U m 2n 1；因为输送电功率为P ，输电线中的电流为I 2＝P U 2＝2n 1P n 2U m ，则输电线上损失的电功率为ΔP ＝I 22(2r )＝4n 21P 2rn 22U 2m，故选项C 正确． 6.如图所示，理想变压器的原线圈接在u ＝2202·sin 100πt (V)的交流电源上，副线圈接有R ＝55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表．下列说法正确的是( )A ．原线圈的输入功率为220 2 WB ．电流表的读数为1 AC ．电压表的读数为110 2 VD ．副线圈输出交流电的周期为50 s解析：选B ．由交流电压的表达式可知，原线圈两端所加的电压最大值为220 2 V ，故有效值为U 1＝220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2，故副线圈电压的有效值为U 2＝110 V ，故输出功率P 2＝U 22R＝220 W ，再由输入功率等于输出功率知，P 1＝P 2＝220 W ，A 项错误；根据欧姆定律知，I 2＝U 2R ＝2 A ，由I 1I 2＝n 2n 1，得I 1＝1 A ，故电流表读数为1 A ，所以B 项正确；电压表的读数为有效值，即U 2＝110 V ，C 项错误；由交流电压的表达式可知，ω＝100π rad/s ，又T ＝2πω，解得T ＝0.02 s ，所以D 项错误．7．(多选)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，图中电表均为理想电表，R 为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，L 1和L 2是两个完全相同的灯泡．原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u ，下列说法正确的是( )A ．交流电压的频率为50 HzB ．电压表的示数为11 VC ．当照射R 的光强增大时，电流表的示数变大D ．若L 1的灯丝烧断后，电压表的示数会变小解析：ABC ．由题图乙可知交流电压周期T ＝0.02 s ，所以频率为f ＝1T＝50 Hz ，故A 正确；原线圈接入电压的最大值是220 2 V ，所以原线圈接入电压的有效值是U ＝220 V ，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，所以副线圈两端电压是11 V ，所以电压表的示数为11 V ，故B 正确；R 阻值随光强增大而减小，根据I ＝U R知副线圈电流增加，副线圈输出功率增加，根据能量守恒定律，可知原线圈输入功率也增加，原线圈电流增加，所以电流表的示数变大，故C 正确；当L 1的灯丝烧断后，变压器的输入电压不变，根据变压比公式，输出电压也不变，故电压表读数不变，故D 错误．8．如图甲所示电路中，L 1、L 2、L 3为三只“6 V 3 W ”的灯泡，变压器为理想变压器．各电表均为理想电表．当ab 端接如图乙所示的交变电压时，三只灯泡均正常发光．下列说法正确的是( )A ．变压器原副线圈的匝数比为1∶2B ．副线圈两端输出的交流电频率为50 HzC ．电流表的示数为0.5 AD ．电压表的示数为18 V解析：选B ．灯泡正常发光时的电流I 0＝36A ＝0.5 A ，则副线圈中电流I 2＝2I 0，而原线圈中电流I 1＝I 0，则变压器原副线圈的匝数比n 1∶n 2＝I 2∶I 1＝2∶1，选项A 错误；由乙图可知交流电的周期T ＝0.02 s ，则频率f ＝1T＝50 Hz ，变压器不改变交流电的频率，选项B 正确；电流表的示数I A ＝I 2＝2I 0＝1 A ，选项C 错误；因灯泡正常发光，则副线圈的两端电压U 2＝6 V ，则原线圈两端电压U 1＝n 1n 2U 2＝12 V ，电压表示数为12 V ，选项D 错误． 9．如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原、副线圈的匝数比为1∶10的理想变压器给一个灯泡供电如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22 W ．现闭合开关，灯泡正常发光．则( )A ．t ＝0.01 s 时刻穿过线框回路的磁通量为零B ．交流发电机的转速为100 r/sC ．变压器原线圈中电流表示数为1 AD ．灯泡的额定电压为220 2 V解析：选C ．由图乙可知，当t ＝0.01 s 时，感应电动势为零，则此时穿过线框回路的磁通量最大，故选项A 错误；由图乙可知，交流电的周期为0.02 s ，则转速为n ＝1T＝50 r/s ，故选项B 错误；原线圈输入电压有效值为22 V ，则副线圈的电压为22×10 V ＝220 V ；由P＝UI 可知，副线圈电流I 2＝P U ＝22220 A ＝0.1 A ，则由I 1I 2＝n 2n 1求得I 1＝1 A ，故选项C 正确；灯泡正常发光，故额定电压为220 V ，故选项D 错误．10. (多选)如图所示，矩形线圈abcd 与理想变压器原线圈组成闭合电路．线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc 边匀速转动，磁场只分布在bc 边的左侧，磁感应强度大小为B ，线圈面积为S ，转动角速度为ω，匝数为N ，线圈电阻不计．下列说法正确的是( )A ．将原线圈抽头P 向上滑动时，灯泡变暗B ．电容器的电容C 变大时，灯泡变暗C ．图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大D ．若线圈abcd 转动的角速度变为2ω，则变压器原线圈电压的有效值为NBS ω解析：选AD ．在图中将原线圈抽头P 向上滑动时，原线圈的匝数变大，故输出的电压变小，灯泡变暗，选项A 正确；电容器的电容C 变大时，电容器对电流的阻碍作用变小，故灯泡变亮，选项B 错误；图示位置时，线圈位于中性面位置，故矩形线圈中瞬时感应电动势最小，选项C 错误；若线圈abcd 转动的角速度变为2ω，且线圈转动一周只有半周产生感应电压，在这半周中，电压的最大值是2NBS ω，设变压器原线圈电压的有效值为U ，则(2NBS ω)2R ·T 2＝U 2R·T ，即U ＝NBS ω，选项D 正确．11．(多选)国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1 400座．变电站起变换电压作用的设备是变压器，如图所示，理想变压器原线圈输入电压u ＝2002·sin (100πt )V ，电压表、电流表都为理想电表．下列判断正确的是( )A ．输入电压有效值为200 V ，电流频率为50 HzB ．S 打到a 处，当变阻器的滑片向下滑动时，两电压表的示数都增大C ．S 打到a 处，当变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小D ．若变阻器的滑片不动，S 由a 处打到b 处，电压表V 2和电流表A 1的示数都减小解析：选AD ．输入电压的最大值U 1m ＝200 2 V ，有效值U 1＝20022V ＝200 V ，由瞬时值表达式知，角速度ω＝100π rad/s ，频率f ＝ω2π＝100π2πHz ＝50 Hz ，故A 正确；S 打到a 处，滑片向下滑动，原线圈电压不变，原、副线圈匝数比不变，副线圈电压不变，副线圈电阻减小，电流增大，电流表A 2示数增大，故B 、C 错误；若变阻器的滑片不动，S 由a 处打到b 处，副线圈匝数减少，输入电压不变，输出电压减小，电压表V 2示数减小，输出功率P 2＝U 22R减小，根据输入功率等于输出功率，P 1＝U 1I 1减小，U 1不变，则I 1减小，即电流表A 1的示数减小，故D 正确．12．教学用发电机能够产生正弦式交变电流．利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R 供电，电路如图所示，理想交流电流表A 、理想交流电压表V 的读数分别为I 、U ，R 消耗的功率为P .若发电机线圈的转速变为原来的12，则( )A ．R 消耗的功率变为12P B ．电压表V 的读数变为12U C ．电流表A 的读数变为2ID ．通过R 的交变电流频率不变解析：选B ．发电机线圈的转速变为原来的12时，电动势的最大值、有效值均变为原来的12，所以电压表的读数变为原来的12，B 正确；R 两端的电压变为原来的12，根据P ＝U 2R 可知，R 消耗的功率变为原来的14，A 错误；由于输出功率变为原来的14，电压减小到一半，根据P ＝UI 可知，电流变为原来的12，电流表的读数变为原来的12，C 错误；由于转速变为原来的12，则交变电流的频率变为原来的12，D 错误． 13．如图所示，为了浴室用电安全，某同学用理想变压器给浴室降压供电，理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，原线圈输入交变电压u ＝311sin (100πt ) V ．已知照明灯额定功率为44 W ，排气扇电动机内阻为1 Ω，电流表示数为2 A ，各用电器均正常工作，电表均为理想表．则( )A ．电压表示数为62 VB ．变压器的输入功率为186 WC ．排气扇输出功率为43 WD ．保险丝熔断电流不得低于2 A解析：选C ．原线圈输入电压最大值为U m ＝311 V ，原线圈输入电压为U 1＝220 V ，根据变压器变压公式，U 1∶U 2＝5∶1，可知副线圈输出电压U 2＝44 V ，选项A 错误；变压器的输出功率为P 出＝U 2I 2＝44×2 W ＝88 W ，根据变压器输入功率等于输出功率，可知变压器输入功率为P 入＝88 W ，选项B 错误；由P 出＝P 灯＋P ＝44 W ＋P ＝88 W 可得，P ＝44 W ，照明灯中电流I 灯＝P 灯U 2＝1 A ，排气扇中电流I ＝I 2－I 灯＝1 A ，排气扇内阻发热功率为P 内＝I 2r ＝1 W ，由P ＝P 内＋P 出′可得排气扇输出功率为P 出′＝43 W ，选项C 正确；由P 入＝U 1I 1，解得保险丝中电流I 1＝0.4 A ，即保险丝熔断电流不得低于0.4 A ，选项D 错误．14．(多选)如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2.原线圈通过一理想电流表A 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U a b 和U c d ，则( )A ．U a b ∶U c d ＝n 1∶n 2B ．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，cd 间的电压U c d 越大D ．将二极管短路，电流表的读数加倍解析：选BD ．变压器的变压比U 1U 2＝n 1n 2，其中U 1、U 2是变压器原、副线圈两端的电压．U 1＝U a b ，由于二极管的单向导电特性，U c d ≠U 2，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＝I 1U a b ，所以原线圈上的电流I 1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U a b 决定，负载电阻R 的阻值变小时，U c d 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U a b I 1T ＝U 2R ·T 2＋0(U 为副线圈两端的电压)，二极管短路时有U a b I 2T ＝U 2RT ，由以上两式得I 2＝2I 1，选项D 正确．。
高中物理-变压器 远距离输电练习
高中物理-变压器 远距离输电练习【母题原题】16．图示电路中,变压器为理想变压器,a 、b 接在电压有效值不变的交流电源两端,R 0为定值电阻,R 为滑动变阻器。
现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置,观察到电流表A 1的示数增大了0.2A,电流表A 2的示数增大了0.8A 。
则下列说法正确的是： （ ）A ．电压表V 1示数增大B ．电压表V 2、V 3示数均增大C ．该变压器起升压作用D ．变阻器滑片是沿c d →的方向滑动【母题原题】15. 图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、副线圈匝数分别为n 1、n 2 。
在T 的原线圈两端接入一电压sin m u U t ω=的交流电源,若输送电功率为P ,输电线的总电阻为2r ,不考虑其它因素的影响,则输电线上损失的电功率为： （ ）212.()4m U n A n r 221B.()4m U n n r 2212C.4()()m n P r n U 2221D.4()()mn P r n U【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：2121n n U U =或者t n U n U ∆∆Φ==2211或者t n U n U n U ∆∆Φ==== 332211（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,1221n n I I =或者n 1I 1=n 2I 2或者n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+n 4I 4+n 5I 5+…（有多个副线圈时）。
（3）功率关系：P 入＝P 出,即I 1U 1＝I 2U 2（一个副线圈）或者I 1U 1＝I 2U 2+I 3U 3+I 4U 4+…（多个副线圈）。
高中物理 变压器 远距离输电(附答案)高考基础训练题
变压器远距离输电（附答案）1．(淄博模拟)某水利发电站发电机发电后，先通过电站附近的升压变压器升压后，再通过输电线路把电能输送到远处的降压变压器，降压后，再用线路输送到各用户．设发电机输出电压稳定且两变压器均为理想变压器．在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率却增加较大，这时与用电低谷时比较()A ．升压变压器的副线圈两端的电压变小B ．高压输电线路的电压损失变大C ．降压变压器副线圈中的电流变小D ．降压变压器副线圈两端的电压变大2．(苏锡常镇四市教学)在家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈分别带有滑动头P 1、P 2，如图13－2－12所示．当变压器的输入电压发生变化时，可上下调节滑动头P 1、P 2的位置，使输出电压稳定在220V ．若输出电压高于220V ，则下列措施正确的是()A ．P 1不动，将P 2向下移B ．P 1不动，将P 2向上移C ．P 2不动，将P 1向下移D ．将P 1向下移，同时将P 2向上移3．(广州测试)如图13－2－13所示，原、副线圈匝数之比为2∶1的理想变压器正常工作时()图13－2－13A ．原、副线圈磁通量之比为2∶1B ．原、副线圈电流之比为1∶2C ．输入功率和输出功率之比为1∶1D ．原、副线圈磁通量变化率之比为1∶14．在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈的匝数分别为n 1＝600匝、n 2＝120匝，电源的电压为U ＝311sin100πt (V)，原线圈中串联一个额定电流为0.2A 的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则()图13－2－12A ．负载功率不能超过62WB ．副线圈电流的最大值不能超过1AC ．副线圈电流的有效值不能超过1AD ．无论副线圈电流有多大，保险丝总不会被烧毁5．如图13－2－14所示为一理想变压器，电路中的开关S 原来闭合，在原线圈输入电压不变的条件下，要提高变压器的输入功率，可采用的方法是()A ．只增加原线圈的匝数B ．只增加副线圈的匝数C ．只增加用电器R 1的电阻D ．断开开关S 6．如图13－2－15所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1，副线圈上接三个相同的灯泡，均能正常发光，原线圈中再串一个相同的灯泡L ，则()A ．灯L 也能正常发光B ．灯L 比另外三个灯都暗C ．灯L 将会被烧坏D ．不能确定7.(高考四川理综卷)如图13－2－16甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R 1＝20Ω，R 2＝30Ω，C 为电容器，已知通过R 1的正弦交流电如图乙所示，则()图13－2－16A ．交流电的频率为0.02HzB ．原线圈输入电压的最大值为2002VC ．电阻R 2的电功率约为6.67WD ．通过R 3的电流始终为零图13－2－14图13－2－158．(高考江苏卷)如图13－2－17所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u ＝202sin100πt (V)．氖泡在两端电压达到100V 时开始发光，下列说法中正确的有()A ．开关接通后，氖泡的发光频率为100HzB ．开关接通后，电压表的示数为100VC ．开关断开后，电压表的示数变大D ．开关断开后，变压器的输出功率不变9．(高考海南卷)一台发电机最大输出功率为4000kW ，电压为4000V ，经变压器T 1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T 2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220V,60W)．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T 1和T 2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则()A ．T 1原、副线圈电流分别为103A 和20AB ．T 2原、副线圈电压分别为1.8×105V 和220VC ．T 1和T 2的变压比分别为1∶50和40∶1D ．有6×104盏灯泡(220V,60W)正常发光10．交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S ＝0.05m 2，线圈转动的频率为50Hz ，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B ＝2πT ．为用此发电机所发出交流电带动两个标有“220V,11kW ”的电机正常工作，需在发电机的输出端a 、b 与电机之间接一个理想变压器，电路如图13－2－18所示，求：图13－2－18(1)发电机的输出电压的有效值为多少？(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？图13－2－17答案：(1)1100V(2)5∶1(3)20A11．如图13－2－19所示，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的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U＝2V．求：图13－2－19(1)原线圈n1等于多少匝？(2)当开关S断开时，电流表A2的示数I2＝5A．则电流表A1的示数I1为多少？(3)当开关S闭合时，电流表A1的示数I1′等于多少？答案：(1)1650匝(2)0.3A(3)0.7A12.某发电厂发电机的输出功率P＝100kW，发电机端电压U＝250V，向远处送电的输电线的总电阻R＝8Ω.要使传输电线上的功率损失不超过输送功率的5%，用户得到的电压又正好是220V，那么：(1)应该怎样安装变压器？画出输电线路的示意图．(2)求出所用的变压器的原、副线圈的匝数比．答案：(1)见解析(2)升压：1∶16降压：190∶11答案：1B2A3BCD4C5B6A7C8AB9ABD。
高中物理《变压器 远距离输电》典型题(精品含答案)
《变压器远距离输电》典型题1．如图所示，半径为L＝1 m的金属圆环，其半径Oa是铜棒，两者电阻均不计且接触良好．今让Oa以圆心O为轴，以角速度ω＝10 rad/s匀速转动，圆环处于垂直于环面、磁感应强度为B＝2 T的匀强磁场中．从圆心O引出导线，从圆环上接出导线，并接到匝数比为n1∶n2＝1∶4的理想变压器原线圈两端．则接在副线圈两端的理想电压表的示数为( )A．40 V B．20 VC．80 V D．02．有一理想变压器，副线圈所接电路如图所示，灯L1、L2为规格相同的两只小灯泡．当S断开时，灯L1正常发光．S闭合后，下列说法正确的是( )A．灯L1、L2都能正常发光B．原线圈的输入功率减小C．原、副线圈的电流比增大D．电阻R消耗的功率增大3．如图所示，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，其他条件不变，则( )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4．一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U2，在将滑动触头从M点顺时针旋转到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5．如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线输送给用户(电灯等用电器)，R表示输电线的电阻，则( )A．用电器增加时，变压器输出电压增大B．要提高用户的电压，滑动触头P应向上滑C．用电器增加时，输电线的热损耗减小D．用电器增加时，变压器的输入功率减小6．如图所示，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．下列说法正确的是( )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．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大7．图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、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u＝U m sin ωt的交流电源，若输送电功率为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为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 2U 2m 4rB.⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2n 1U 2m 4r C ．4⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22⎝ ⎛⎭⎪⎫P U m 2r D ．4⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2n 12⎝ ⎛⎭⎪⎫P U m 2r 8．一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示．发电机到安置区的距离是400 m ，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5×10－4 Ω，安置区家用电器的总功率为44 kW ，当这些额定电压为220 V 的家用电器都正常工作时( )型号 AED6500S输出电压范围 220～300 V最大输出功率60 kWA.输电线路中的电流为20 AB ．发电机的实际输出电压为300 VC ．在输电线路上损失的电功率为8 kWD ．如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300 V9．(多选)交流发电机和理想变压器如图连接，灯泡的额定电压为U 0，灯泡与定值电阻的阻值均为R .当该发电机以转速n 匀速转动时，电压表示数为U ，灯泡恰能正常发光．设电表均为理想电表，图示位置时磁场恰与线圈平面垂直，则( )A ．变压器原副线圈匝数比为2U 0∶UB ．电流表的示数为2U 20RUC ．在图示位置时，发电机输出电压的瞬时值恰为零D ．从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式为e ＝U sin 2n πt10．(多选)A.n 2n 1＞n 3n 4B.n 2n 1＜n 3n 4C ．要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比n 1n 2，同时减小降压变压器的匝数比n 3n 4D ．要减小线路的损耗，应减小升压变压器的匝数比n 1n 2，同时增大降压变压器的匝数比n 3n 411．(多选)如图所示，甲图是一理想变压器，原、副线圈的匝数比为100∶1.若向原线圈输入图乙所示的正弦交变电流，图中R t 为热敏电阻(阻值随温度升高而变小)，R 1为可变电阻，电压表和电流表均为理想电表，下列说法中正确的是( )A ．在t ＝0.005 s 时，电压表的示数约为50.9 VB ．变压器原、副线圈中的电流之比为100∶1C ．R t 温度降低时，适当增大R 1可保持R t 两端的电压不变D ．R t 温度升高时，电压表的示数不变、电流表的示数变大12．(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈接有“220 V 440 W ”的热水器、“220 V 220W”的抽油烟机．如果副线圈电压按图乙所示规律变化，则下列说法正确的是( )A．副线圈两端电压的瞬时值为u＝2202sin 100πt(V)B．交流电压表的示数为1 100 2 VC．1 min内变压器输出的电能为3.96×104 JD．热水器的发热功率是抽油烟机发热功率的2倍13．图甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u－t图象如图乙所示．若只在ce间接一只R ce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只R de＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为P＝80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab的表达式；(2)求只在ce间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比n cen de.《变压器远距离输电》典型题1．解析：选D.由于Oa以圆心O为轴，以角速度ω＝10 rad/s匀速转动，产生恒定的感应电动势，变压器铁芯中磁通量不变，接在副线圈两端的理想电压表的示数为0，选项D正确．2．解析：选D.断开S时，L1正常发光，当闭合S后，总电阻减小，回路中总电流增大，R两端电压变大，灯泡两端电压减小，两灯不能正常发光，A项错误．由P入＝P出＝U22R总，且R总减小，U2不变，则P入变大，B项错误．由I1I2＝n2n1可知，因线圈匝数比不变，则原、副线圈的电流比不变，C项错误．电阻R的功率P＝I2R，因I变大，R不变，则P变大，D项正确．3．解析：选B.变压器接在家庭电路上，可知U1＝220 V，因是降压变压器，则n1＞n2，当减少相同匝数时有n1－Δnn2－Δn＞n1n2.对理想变压器有U1U2＝n1n2，U1U2′＝n1－Δnn2－Δn，所以U2′减小，小灯泡变暗，A错误，B正确．对于理想变压器，电压之比为匝数之比，所以原、副线圈两端电压之比变大，C错误．理想变压器原、副线圈电流之比与匝数之比成反比，所以原、副线圈电流的比值变小，D错误．4．解析：选C.由图可知，cd间的线圈为整个线圈的一部分，故其匝数比作为原线圈的整个线圈的匝数少，根据变压器的电压与匝数的关系可知，U2＜U1，当触头由M点顺时针旋转到N点的过程中，cd间的线圈的匝数减少，所以输出电压降低，选项C 正确．5．解析：选 B.由于变压器原、副线圈的匝数不变，而且输入电压不变，因此增加负载不会影响输出电压，选项A 错误；根据变压器原理可知输出电压U 2＝n 2n 1U 1，当滑动触头P 向上滑时，n 2增大，所以输出电压增大，用户的电压增大，选项B 正确；由于用电器是并联的，因此用电器增加时总电阻变小，输出电压不变，总电流增大，故输电线的热损耗增大，选项C 错误；用电器增加时总电阻变小，总电流增大，输出功率增大，所以输入功率增大，选项D 错误．6．解析：选B.由题知，U 1不变，n 1n 2不变，故U 2不变．当P 向上滑动时，R 滑变大，R 总变大，R 两端电压即电压表示数变大，U R 1减小，I R 1减小，则P R 1减小，A 错误，B 正确．因为I R 1减小，n 1n 2不变．由I 1＝n 2n 1I R 1知I 1减小，C 错误．若闭合开关S ，则总电阻减小，由I R 1＝U 2R 总知I R 1增大，U R 1增大，U R 2减小，电流表A 2的示数减小，D 错误．7．解析：选C.升压变压器T 的原线圈两端电压的有效值为U 1＝U m 2；由变压关系可得U 1U 2＝n 1n 2，则U 2＝n 2U m 2n 1；因为输送电功率为P ，输电线中的电流为I 2＝P U 2＝2n 1P n 2U m ，则输电线上损失的电功率为ΔP ＝I 22(2r )＝4n 21P 2r n 22U 2m，故选项C 正确． 8．解析：选C.当这些额定电压为220 V 的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流为I ＝P U ＝200 A ，A 错误；导线电阻为R ＝2.5×10－4×400×2 Ω＝0.2 Ω，则发电机的实际输出电压为U 输＝U ＋IR ＝260 V ，B 错误；在输电线路上损失的电功率为P 损＝I 2R ＝8 kW ，C 正确；如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压的最大值是U m ＝2U 输＝368 V ，D 错误．9．(多选)解析：选BC.因灯泡正常发光，则其两端电压为额定电压U 0，又因灯泡与定值电阻的阻值相等，则定值电阻两端电压也为U 0，故副线圈两端电压为2U 0，因电压表测原线圈两端电压，则原线圈两端电压为U ，则U 1U 2＝n 1n 2可知，变压器原副线圈匝数比为n 1n 2＝U 2U 0，由I 1I 2＝n 2n 1，可知I 1I 2＝2U 0U ，又I 2＝U 0R ，所以电流表示数为I 1＝2U 20RU ，B 正确；图中线框正处于中性面位置，产生的电压瞬时值为零，所以C 正确；从图示位置开始计时，变压器的输入电压的瞬时值表达式为e ＝2U sin 2n πt ，所以D 错误．10．(多选)解析：选AD.根据变压器工作原理可知n 1n 2＝220 V U 2，n 3n 4＝U 3220 V ，由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，即U 2>U 3，所以n 2n 1>n 3n 4，A 正确，B 错误；要减小线路的损耗，应减小升压变压器的匝数比n 1n 2，使输电线上电流减小，由于用户获得的电压不变，所以应同时增大降压变压器的匝数比n 3n 4，D 正确． 11．(多选)解析：选CD.由图甲可知电压表显示的是变压器原线圈两端电压的有效值，再由图乙可知其示数为36 V ，则A 错．变压器原、副线圈中的电流之比为I 1I 2＝n 2n 1＝1100，则B 错．因副线圈两端电压U 2不变，且U R t ＋U R 1＝U 2，U R t U R 1＝R t R 1，则当R 1温度降低时，其阻值增大，为了使U R t 不变，应增大R 1，则C 正确．R t 温度升高时，其阻值下降，电压表示数不变，电流表示数变大，则D 正确．12．(多选)解析：选AC.由图乙可知，交变电流的峰值是220 2 V ，ω＝100π rad/s ，则副线圈两端电压的瞬时值表达式为u ＝2202sin 100πt (V)，故A 正确；电压与匝数成正比，有U 1＝n 1n 2U 2＝1 100 V ，则电压表示数为1 100 V ，故B 错误；输入功率等于输出功率，1 min 内变压器输出的电能为W ＝Pt ＝(220 W ＋440 W)×60 s ＝3.96×104 J ，故C 正确；热水器的发热功率为440 W ，而抽油烟机的发热功率小于220 W ，故D 错误．13．解析：(1)由题图乙知周期T ＝0.01 s ，u ab 最大值为U m ＝400 V ，所以角速度ω＝2πT ＝200π rad/s电压瞬时值u ab ＝400sin 200πt (V)(2)电压有效值U 1＝U m 2＝200 2 V 理想变压器输入功率P 1＝P原线圈中的电流I 1＝P 1U 1解得I 1＝25 A ≈0.28 A(3)设ab 间匝数为n 1，则U 1n 1＝U ce n ce 同理U 1n 1＝U de n de由题意知U 2ce R ce ＝U 2de R de ，。
高三物理一轮复习变压器远距离输电(含详解)
课时作业 变压器远距离输电.1．在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器．如图所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是( )A B C D2．（双选）一个探究性学习小组利用示波器绘制出了一个原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器的副线圈两端输出电压u 随时间t 变化的图象如图所示(图线为正弦曲线)，则下列说法错误的是( )A ．该变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为u ＝20sin100t VB ．接在副线圈两端的交流电压表的示数为7.1 VC ．该变压器原线圈输入频率为50 HzD ．接在副线圈两端阻值为20 Ω的白炽灯消耗的功率为2.5 W3．一台理想变压器原、副线圈匝数比为22∶1，当原线圈输入u ＝220 2sin100πt V 的交变电压时，下列说法正确的是( )A ．副线圈两端电压为10 2 VB ．变压器原副线圈的电压频率之比为22∶1C ．副线圈接一阻值为10 Ω的电阻时，通过电阻的电流为1 AD ．副线圈接一阻值为10 Ω的电阻时，原线圈中输入功率为1 W4．（双选）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电阻R ＝22 Ω，各电表均为理想电表．原线圈输入电压的变化规律如图乙所示．下列说法正确的是( )A ．该输入电压的频率为100 HzB ．电压表的示数为22 VC ．电流表的示数是1 AD ．电阻R 消耗的电功率是22 W 甲 乙5．如图所示是一种理想自耦变压器示意图．线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P 是可移动的滑动触头．AB 间接交流电压u ，输出端接有两个相同的灯泡L 1和L 2，Q 为滑动变阻器的滑动触头．当开关S 闭合，P 处于如图所示的位置时，两灯均能发光．下列说法正确的是( )A ．P 不动，将Q 向右移动，变压器的输入功率变大B ．Q 不动，将P 沿逆时针方向移动，变压器的输入功率变大C ．P 不动，将Q 向左移动，两灯均变暗D ．P 、Q 都不动，断开开关S ，L 1将变暗6． 图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2＝5∶1，电阻R ＝20 Ω，L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡，S 1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u 随时间t 的变化关系如图K45－6乙所示．现将S 1接1、S 2闭合，此时L 2正常发光．下列说法正确的是( )A ．输入电压u 的表达式为u ＝202sin50πt VB ．只断开S 2后，L 1、L 2均正常发光C ．只断开S 2后，原线圈的输入功率增大D ．若S 1换接到2后，R 消耗的电功率为0.8 W7．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为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．下列判断正确的是( )A ．原线圈中的电流为nIB ．变压器的输入功率为UI nC ．电动机消耗的功率为I 2RD ．电动机两端电压为IR8．如图K45－7所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U ，额定功率为P ，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n 1∶n 2、电源电压U 1分别为( )A ．1∶2 2UB ．1∶2 4UC ．2∶1 4UD ．2∶1 2U答案与解析【基础热身】1．A [解析] 电流互感器要把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少，副线圈的匝数多；同时监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中．2．AC [解析] 由图象知，输出电压的峰值为10 V ，周期为0.04 s ，由电压与匝数比关系知，输入电压峰值为20 V ，交变电压的频率为f ＝1T ＝25 Hz ，角频率ω＝2πT＝50π rad/s ，输入电压的瞬时值表达式为u ＝20sin50πt V ，选项A 、C 错误；输出电压的有效值为U 2＝U 2 m 2＝5 2 V ＝7.1 V ，选项B 正确；电灯的功率为P ＝U 22R＝2.5 W ，选项D 正确． 3．C [解析] 变压器副线圈电压U 2＝U 1·n 2n 1＝10 V ，原副线圈的电压频率相等，通过电阻的电流为I 2＝U 2R＝1 A ，原线圈中输入功率等于电阻消耗的功率，P ＝I 2U 2＝10 W.4．BD [解析] 由图象可知，原线圈输入电压的周期T ＝0.02 s ，频率为f ＝50 Hz ，选项A 错误；原线圈输入电压的有效值为220 V ，副线圈的输出电压为22 V ，选项B 正确；电阻R 消耗的电功率是P ＝22222W ＝22 W ，电流表的示数是I ＝22220A ＝0.1 A ，选项C 错误，D 正确． 【技能强化】5．B [解析] P 不动，则变压器输出电压不变，将Q 向右移动，电阻R 变大，据P 出＝U 22R ＋R 灯得变压器的输出功率变小，选项A 错误；Q 不动，电阻R 不变，将P 沿逆时针方向移动，则变压器输出电压变大，据P 出＝U 22R ＋R 灯得变压器的输出功率变大，选项B 正确；P 不动，输出电压不变，将Q 向左移动，电阻R 变小，变压器的输出功率变大，据P 出＝I 2U 2得I 2变大，两灯均变亮，选项C 错误；P 、Q 都不动，断开开关S ，则总电阻变大，变压器的输出功率变小，输出电流变小，滑动变阻器的电压变小，所以灯L 1两端的电压变大，L 1将变亮，选项D 错误．6．D [解析] 由图乙，T ＝0.02 s ，所以ω＝2πT＝100π rad/s ，u ＝E m sin ωt ＝202sin100πt V ，A 错；只断开S 2，副线圈电压U 2不变，但副线圈总电阻R 副增大，流过L 1、L 2的电流减小且每个小灯泡两端的电压小于其额定电压，无法正常发光，由P 副＝U 22R 副可得，副线圈的功率减小，副线圈的功率决定原线圈的功率，所以原线圈的输入功率减小，BC 错；由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝4 V ，所以S 1接到2后，R 消耗的电功率P ＝U 22R ＝4220W ＝0.8 W ，D 正确．7．B [解析] 根据变压器原、副线圈电压比等于匝数比可知，副线圈两端电压为U n，根据原、副线圈电流比等于匝数反比可知，原线圈中电流为I n ，变压器的输入功率为UI n ，电动机的热功率为I 2R ，总功率是UI n，选项B 正确，AC 错误；因电动机不是纯电阻，欧姆定律不成立，所以电压不等于IR ，选项D 错误．8．C [解析] 变压器原、副线圈电压与匝数成正比，电流与匝数成反比；电源电压等于原线圈电压与两个串联灯泡电压之和．。
高中物理-变压器 远距离输电练习
高中物理-变压器 远距离输电练习【母题原题】16．图示电路中，变压器为理想变压器，a 、b 接在电压有效值不变的交流电源两端，R 0为定值电阻，R 为滑动变阻器。
现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置，观察到电流表A 1的示数增大了0.2A ，电流表A 2的示数增大了0.8A 。
则下列说法正确的是： （ ）A ．电压表V 1示数增大B ．电压表V 2、V 3示数均增大C ．该变压器起升压作用D ．变阻器滑片是沿c d →的方向滑动【母题原题】15. 图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、副线圈匝数分别为n 1、n 2 。
在T 的原线圈两端接入一电压sin m u U t ω=的交流电源，若输送电功率为P ，输电线的总电阻为2r ，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为： （ ）212.()4m U n A n r 221B.()4m U n n r 2212C.4()()m n P r n U 2221D.4()()mn P r n U【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：2121n n U U =或者t n U n U ∆∆Φ==2211或者t n U n U n U ∆∆Φ====Λ332211（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，1221n n I I =或者n 1I 1=n 2I 2或者n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+n 4I 4+n 5I 5+…（有多个副线圈时）。
（3）功率关系：P 入＝P 出，即I 1U 1＝I 2U 2（一个副线圈）或者I 1U 1＝I 2U 2+I 3U 3+I 4U 4+…（多个副线圈）。
高中物理专题--变压器 远距离输电
高中物理专题--变压器远距离输电【母题来源一】普通高等学校招生全国统一考试物理（全国Ⅱ卷）1.【母题原题】(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550 kV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1 100 kV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′=14∆P B．∆P′=12∆P C．∆U′=14∆U D．∆U′=12∆U【答案】AD【解析】由电功率公式得ΔP=I2R, 输电线上电压下降ΔU=IR,输电电流为PIU,在输送的电功率和输电线电阻都不变时,U变为原来的2倍,电流变为原来的12,则ΔP'=14ΔP,ΔU'=12ΔU,选项A、D正确,B、C错误。
【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）(全国Ⅲ卷)在图(a)所示的交流电路中,电源电压的有效值为220 V,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=10 Ω,R3=20 Ω,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50 HzB.电压表的示数为100 VC.电流表的示数为1.0 AD.变压器传输的电功率为15.0 W【答案】AD【解析】由图(b)可知,T=0.02 s,所以f=50 Hz,A正确;由图(b)可知电流i2的最大值为Im=2A,故有效值I2=2mI =1 A,R2两端的电压U2=I2R2=10 V ,由理想变压器的电压特点2121n n U U =可得原线圈的两端电压U1=100 V ,所以电压表的示数为UV=220 V-100 V=120 V ,B 错误;由欧姆定律得IA=20103233==R U R U A=0.5 A,C 错误;变压器副线圈的电流I=1 A+0.5 A=1.5 A,变压器传输的电功率P=U2I=10 V×1.5 A=15.0 W,D 正确。
课标通用版高考物理总复习第十一章02第2讲变压器远距离输电精练含解析
课标通用版高考物理总复习第十一章02第2讲变压器远距离输电精练含解析第2讲变压器远距离输电A组基础过关1.(2018河北定州中学模拟)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1,原线圈接正弦交流电源上,副线圈接入“3V6W”灯泡一只,且灯泡正常发光。
则( )A.原线圈两端电压为3VB.电源输出功率为120WC.电流表的示数为0.1AD.电流表的示数为40A答案 C 根据电压与匝数成正比可知,原线圈两端电压为60V,故A错误;理想变压器的输入功率和输出功率大小相等,在副线圈中只有一只6W的灯泡正常发光,所以输入功率和输出功率的大小都为6W,故B错误;根据理想变压器输入功率为6W,则原线圈的电流I=PP =660A=0.1A,故选项C正确,选项D错误。
2.如图所示,理想变压器的原线圈接入u=11000√2sin100πt(V)的交变电压,副线圈通过电阻r=6Ω的导线对“220V880W”的电动机M供电,该电动机正常工作。
由此可知( )A.原、副线圈的匝数比为50∶1B.交变电压的频率为100HzC.副线圈中电流的有效值为4AD.变压器的输入功率为880W答案 C 由题可知,副线圈输出电压U 2=220V+U r ,P 1P 2=P 1P 2=11000V 220V +P P<501,故A 错误;f=50Hz,故B 错误;I 2=880220A=4A,故C 正确;由于理想变压器P 入=P 出=P 22r+880W>880W,故D 错误。
3.我国已投产运行的1000kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。
假设甲、乙两地原来用500kV 的超高压输电,输电线上损耗的电功率为P 。
在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1000kV 特高压输电,若不考虑其他因素的影响,则输电线上损耗的电功率将变为( ) A.P 4B.P2C.2PD.4P答案 A 由P=UI 知,远距离输电问题中,若输送电功率不变,则输电电压与输电电流成反比,所以用1000kV 特高压输电时,输电电流变为原来输电电流的一半,由P=I 2R 知,输电线上损耗的电功率与输电电流的平方成正比,所以输电线上损耗的电功率变为原来输电线上损耗的电功率的14,即P4,A 正确。
高三物理一轮复习《11-2变压器 远距离输电》
第2节 变压器 远距离输电
[循图忆知]
高考总复习·物理
第十一章 交变电流 传感器
高考总复习·物理
第一十一、章变压交器变电的流构传造感器
铁芯
1.构造：
（1）闭合铁芯
（2）原线圈(初级线圈)
原线圈
副线圈
2.示意图
（3）副线圈(次级线圈)
3.电路图中符号
n1
n2
高考总复习·物理
理想变压器模型
——没有能量损失的变压器
理想变压 器的特点：
无铜损 无铁损 无磁损
P入= P出
高考总复习·物理
理论推导 第十一章 交变电流 传感器
请根据互感原理推导变压器原、副 线圈的电压与匝数的关系。
～
～
高考总复习·物理
第十一章 交变电流 传感器
I1
I2
根据法拉第电磁感应定律得：
原、副线圈中产生的感应电 U1 n1 n2 U2 动势分别是：
100
T
2
f 1 T 2
=50Hz
高考总复习·物理
P U2I2
第十一章 交变电流 传感器
高考总复习·物理
第十一章 交变电流 传感器
1．(多选)理想变压器的原、副线圈匝数比2∶1，R1＝10 Ω， R2＝20 Ω，两电表均为理想交流电表。若R1两端电压瞬时值表 达式u1＝10 2 sin 100πt (V)，则下列说法正确的是( )
B．若ab棒匀速运动，则IR≠0， IL＝0，IC＝0
C．若ab棒在某一中心位置两
则IR＝0，IL＝0，IC＝0
电磁感应
通直流， 阻交流
侧做往复运动，速度随时间的变
2017年高二物理试题及答案解析--变压器习题(经典)
2017年高二物理试题及答案解析--变压器习题(经典)1.当滑动变阻器的触头p向上移动时，接在理想变压器两端的四个理想电表示数会发生怎样的变化？选项A、B、C、D分别表示不同的变化情况。
2.在图示的理想变压器中，原、副线圈的匝数比为10：1，电压表和电流表均为理想交流电表。
从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为选项A。
在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电流表A2的示数会发生怎样的变化？选项B、C、D分别表示不同的变化情况。
3.图中为一理想变压器，原副线圈的总匝数比为1：2，其原线圈与一电压有效值恒为220V的交流电源相连，P为滑动头。
现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈缓慢匀速上滑，直至“220V60W”的白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止。
U1表示副线圈两端的总电压，U2表示灯泡两端的电压，用I1表示流过副线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，这里的电流、电压均指有效值。
下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是哪一个？4.为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计。
当开关S闭合后，A1示数会发生怎样的变化？A1与A2示数的比值会怎样变化？选项A、B、C、D分别表示不同的变化情况。
5.某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按图所示规律变化，副线圈接有负载。
下列判断正确的是哪一个？选项A、B、C、D分别表示不同的判断。
6、一台交流发电机通过理想升压变压器和降压变压器向远处用户供电。
输电线的总电阻为R，输入电压和输入功率分别为U1和P1，输出电压和输出功率分别为U2和P2.当用户消耗的电量减小时，输出电压和输出功率都会变小，因为输电线上的电压降低，导致输出电压降低，输出功率也会随之降低。
7、在远距离输电电路图中，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。
高中物理一轮复习-十一-专题训练题--变压器-远距离输电.doc
第十一单元练（二）变压器远距离输电1.［多选］图乙中，理想变压器原、副线圈匝数比"1 : "2=5 : 1。
原线圈接入如图甲所示的正弦交流电。
电路中电表均为理想电表，定值电阻R1=R2=4 Q, Z）为理想二极管（该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大），则（）A.电阻&两端的电压频率为50 HzB.电流表的示数为5AC.原线圈的输入功率为150 WD.将Ri摘掉，电压表的示数不变解析：选ACD 由题图甲可知，交流电的周期为0.02 s,故频率为50 Hz,而变压器及二极管均不会改变交流电的频率，故电阻&两端的电压频率为50 Hz,故A正确；经变压器后，输出电压为晋=20 V,因二极管的单向导电性，只有一半时间内有电压加在Ri 两端，则由有效值的定义可得：U=10y［2 V,则电流表的示数为：2.5^2 A,故B错误；2Q2原线圈输入功率等于副线圈输出的功率，输出功率尸=-厂W+（2.5«）2X4 W=150W,故C正确；因输出电压由输入电压决定，故将Ri摘掉，电压表的示数不变，故D正确。
2.［多选］（2018•牡丹江一中检测）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是10 : 1, 原线圈输入交变电压M=10（h/2sin 50TT Z （V）,在副线圈中串接有理想电流表和定值电阻A,电容器并联在电阻A两端，电阻阻值A=10Q,关于电路分析，下列说法中正确的是（）«UcA.电流表示数是1AB.电流表示数是皿AC.电阻X消耗的电功率为10WD.电容器的耐压值至少是lOji V解析：选CD 由题意知原线圈输入电压有效值为100 V,所以副线圈电压为10 V,由于电容器通交流，所以电流表示数大于1 A,不一定是« A,故A、B错误；电阻7?消耗Til［ n2的电功率为F=；== W=10W,故C正确；副线圈电压最大值为1卬V,电容器的耐K 1U压值至少是V,所以D正确。
高考物理母题题源系列 专题11 变压器 远距离输电(含解析)
专题11 变压器 远距离输电【母题来源一】 2015年安徽卷第16题【母题原题】16．图示电路中，变压器为理想变压器，a 、b 接在电压有效值不变的交流电源两端，R 0为定值电阻，R 为滑动变阻器。
现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置，观察到电流表A 1的示数增大了0.2A ，电流表A 2的示数增大了0.8A 。
则下列说法正确的是： （ ）A ．电压表V 1示数增大B ．电压表V 2、V 3示数均增大C ．该变压器起升压作用D ．变阻器滑片是沿c d →的方向滑动【母题来源二】 2015年福建卷15题【母题原题】15. 图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、副线圈匝数分别为n 1、n 2 。
在T 的原线圈两端接入一电压sin m u U t ω=的交流电源，若输送电功率为P ，输电线的总电阻为2r ，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为： （ ）212.()4m U n A n r 221B.()4mU n n r2212C.4()()m n P r n U 2221D.4()()m n P r n U【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：2121n n U U =或者t n U n U ∆∆Φ==2211或者t n U n U n U ∆∆Φ==== 332211（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，1221n n I I =或者n 1I 1=n 2I 2或者n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+n 4I 4+n 5I 5+…（有多个副线圈时）。
高中物理专题十一变压器远距离输电复习题新人教
十一、变压器 远距离输电1．用理想变压器给负载电阻R 供电，变压器输入电压一定时，在下列四个办法中，可以使变压器输入功率增加的是( )A ．增加变压器原线圈匝数，而副线圈匝数及负载电阻R 保持不变B ．减小负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变C ．增加负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变D ．减少变压器副线圈匝数，而原线圈匝数和负载电阻保持不变2．有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，在副线圈两输出端连接了定值电阻R 0和滑动变阻器R ，在原线圈上加一电压为U 的交流电，则( )A ．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变大B ．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变小C ．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变大D ．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变小3．输电导线的电阻为R ，输送电功率为P.现分别用U 1和U 2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为( )A ．U 1∶U 2B ．U 21∶U 22C ．U 22∶U 21 D ．U 2∶U 14. 发电机的路端电压为U ，经电阻为r 的输电线向远处的用户供电，发电机的输出功率为P ，则( )A ．输电线上的电流为P UB ．输电线上的功率损失为U2rC ．用户得到的功率为P －(P U )2rD ．用户得到的电压为PrU5．如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1＝800和n2＝200的两个线圈，上线圈两端与u ＝51sin 314t V 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是( )A ．2.0 V B. 9.0 V C ．12.7 V D ．144.0 V6．如图甲所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比n 1：n 2=6：1，副线圈两端接三条支路，每条支路上都接有一只灯泡，电路中L 为电感线圈、C 为电容器、R 为定值电阻。
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最新整理高三物理2017高三物理考点解析：变压器电能的输送2017高三物理考点解析：变压器电能的输送考点39变压器电能的输送考点名片考点细研究：考试说明将本考点的要求由调为，对本考点要求有所提高，主要考查内容是：(1)理想变压器；(2)远距离输电等。
其中考查到的如：全国卷第16题、全国卷第19题、天津高考第5题、四川高考第2题、江苏高考第4题、全国卷第16题、江苏高考第1题、海南高考第10题、安徽高考16题、天津高考第6题、广东高考第15题、福建高考第15题等。
备考正能量：本考点以选择题的形式考查，命题热点是变压器的电压、电流和功率关系的分析计算、变压器和交变电流的综合考查、变压器和动态电路的综合考查，远距离输电的计算。
预计今后高考考查形式不会变化，仍将围绕理想变压器的电压、电流和功率关系展开命题。
一、基础与经典1.(多选)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为21。
电池和交变电源的电动势都为6V，内阻均不计。
下列说法正确的是()A．S与a接通的瞬间，R中无感应电流B．S与a接通稳定后，R两端的电压为0C．S与b接通稳定后，R两端的电压为3VD．S与b接通稳定后，原、副线圈中电流的频率之比为21答案BC解析由理想变压器的原理可知，当S与a接通电流稳定时，由于通过原线圈与副线圈中的磁通量不发生变化，故在副线圈中无感应电流，但在刚接通瞬间，副线圈两端的电压不为零，R中有感应电流，故A错误，B正确；当S与b接通稳定后，原线圈中接有交变电流，由变压器的变压比可得副线圈两端电压为3V，C正确；变压器并不改变交变电流的频率，D错误。
2．如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电。
当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定功率10W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40Ω，图中电压表为理想电表，下列说法正确的是()A．变压器输入电压的瞬时值表达式为u＝220sinπt(V)B．电压表的示数为220VC．变压器原、副线圈的匝数比为111D．变压器的输入功率为110W答案C解析由题图乙可知ω＝＝100πrad/s，则变压器输入电压的瞬时值表达式为u＝220sin100πt(V)，A错误。
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2017年高考物理母题题源系列专题11：变压器 远距离输电【母题来源一】 2017年北京卷 【母题原题】如图所示，理想变压器的原线圈接在2202sin π(V)u t 的交流电源上，副线圈接有R =55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1，电流表、电压表均为理想电表。
下列说法正确的是： （ ）A ．原线圈的输入功率为2202WB ．电流表的读数为1 AC ．电压表的读数为1102VD ．副线圈输出交流电的周期为50 s 【答案】B【名师点睛】理想变压器原副线圈两端电压、电流、功率与匝数的关系需注意因果关系，电压由原线圈决定副线圈，电流与功率则由副线圈决定原线圈。
【母题来源二】 2017年天津卷 【母题原题】（多选）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2 Ω，则： （ ）A ．t =0时，线圈平面平行于磁感线B ．t =1 s 时，线圈中的电流改变方向C ．t = s 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28πJ 【答案】AD【名师点睛】本题要正确理解正弦交变电流的规律和法拉第电磁感应定律。
【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：2121n n U U =或者tn U n U ∆∆Φ==2211或者t n U n U n U ∆∆Φ====Λ332211（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，1221n n I I =或者n 1I 1=n 2I 2或者n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+n 4I 4+n 5I 5+…（有多个副线圈时）。
（3）功率关系：P 入＝P 出，即I 1U 1＝I 2U 2（一个副线圈）或者I 1U 1＝I 2U 2+I 3U 3+I 4U 4+…（多个副线圈）。
（4）各物理量之间的制约关系：输入电压U 1决定输出电压U 2；输出功率P 出决定输入功率P 入；输出电流I 2决定输入电流I 1。
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。
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：R UP R I P 22)(==∆，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．【母题1】如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，A 、V 均为理想电表，R 为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，L 1和L 2是两个完全相同的灯泡.原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u ，下列说法正确的是： （ ）A. 电压u 的频率为100 HzB. 电压表V 的示数为22 VC. 当光强增大时，变压器的输入功率变大D. 当L 1的灯丝烧断后，V 示数变小 【答案】C点睛：电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法。
【母题2】（多选）如图甲所示，理想变压器原，副线圈的匝数之比为10∶1，B 是原线圈的中心接头，原线圈输入电压如图乙所示，副线圈电路中R 1，R 3为定值电阻，R 2为NTC 型热敏电阻(阻值随温度升高而减小)，C 为耐压值为70 V 的电容器，所有电表均为理想电表．下列判断正确的是： （ ）A. 当单刀双掷开关与A连接，传感器R2所在处温度升高，A1的示数变大，A2的示数减小B. 当单刀双掷开关与B连接，副线圈两端电压的频率变为25 HzC. 当单刀双掷开关由A→B时，电容器C不会被击穿D. 其他条件不变，单刀双掷开关由A→B时，变压器的输出功率变为原来的倍【答案】AC【母题3】（多选）如图所示，发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器给用户供电，图中变压器均可视为理想变压器，电表均视为理想交流电表。
设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用R0表示，并且电阻不变，变阻器R相当于用户用电器的总电阻。
当用电器增加时，相当于R变小，则当用电进入高峰时：（）A. 电压表V1、V2的读数均不变，电流表A2的读数增大，电流表A1的读数减小B. 电压表V3、V4的读数均减小，电流表A2的读数增大，电流表A3的读数增大C. 电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变D. 线路损耗功率增大【答案】BCD【解析】当用电进入高峰时，发电机的输出功率增大，输入原线圈的电流增大，升压变压器输出端的输电电流增大，输电线的电压损失和功率损失增大，所以V1、V2的读数均不变，A1、A2增大；V3、V4的读数均减小，A3的读数增大，A、B、D错误；而电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值是输电线的电阻，是不变的，C正确；故选C。
【名师点睛】解决本题的关键知道：1、输送功率与输送电压、电流的关系；2、变压器原副线圈的电压比与匝数比的关系；3、升压变压器输出电压、降压变压器输入电压、电压损失的关系；4、升压变压器的输出功率、功率损失、降压变压器的输入功率关系．【母题4】一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝55∶3，原线圈输入电压u随时间t的变化规律u＝220sin 100πt V。
理想交流电压表V、理想交流电流表A按所示方式连接，副线圈接入一个R=6 Ω的电阻，则：（）A. 经过1分钟电阻产生的热量是24JB. 与电阻并联的电压表的示数约为C. 电流表A的示数约为 AD. 当再将一个电阻与电阻R并联时，变压器的输出电压减小【答案】C【母题5】如图甲所示为理想调压变压器，原线圈A、B端的输入电压如图乙所示，则当此变压器工作时，以下说法正确的是：（）A. 若滑动触头P处于某一确定位置，当变阻器R的滑动触头下滑时，电流表示数将变小B. 若滑动触头P处于某一确定位置，当变阻器R的滑动触头上滑时，电压表示数增大C. 若滑动触头P和变阻器R的滑动触头同时上移，则电流表示数一定变大D. 若变阻器最大阻值为，且变阻器R的滑动触头置于最上端，则在滑动触头P滑动的过程中，电流表的电流变化范围为0～ A【答案】D【母题6】（多选）如图所示，n匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一只额定电压为U的灯泡，灯泡正常发光．从线圈通过中性面开始计时，下列说法正确的是：（）A. 图示位置穿过线框的磁通量变化率最大B. 灯泡中的电流方向每秒改变次C. 变压器原、副线圈匝数之比为D. 线框中产生感应电动势的表达式为【答案】BD【点睛】掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决。
【母题7】（多选）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为5：1，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），电压表和电流表均为理想电表，R 0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．下列说法中正确的是： （ ）A. 图乙中电压的有效值为110VB. 电压表的示数为44VC. R 处出现火警时电流表示数增大D. R 处出现火警时电阻R 0消耗的电功率增大 【答案】ACD【解析】乙图是不完整的正弦交流电，根据电压有效值的定义，，所以电压有效值；根据变压器原理，电压表示数应是，R 处出现火警时，温度升高，电阻变小，电流变大，R 0消耗的电功率变大。
【母题8】如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，b 是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c 、d 两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u 1＝2202sin100πt （V ），则： （ ）A. 当单刀双掷开关与a 连接时，电压表的示数为22VB. 当t ＝6001s 时，c 、d 间的电压瞬时值为110V C. 单刀双掷开关与a 连接，在滑动变阻器触头P 向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小 D. 当单刀双掷开关由a 扳向b 时，电压表和电流表的示数均变小 【答案】A【名师点睛】电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法。
【母题9】如图，利用理想变压器进行远距离输电，发电厂的输出电压恒定，输电线路的电阻不变，当用电高峰到来时： （ ）A.输电线上损耗的功率减小B.电压表V 1的示数减小，电流表A 1增大C. 电压表V 2的示数增大，电流表A 2减小D.用户功率与发电厂输出功率的比值减小 【答案】D 【解析】当用电高峰到来时，用户消耗的功率变大，则电流表A 2读数变大，输电线上的电流变大，输电线上损耗的功率变大，选项A 错误；电流表A 1增大，因为发电厂的输出电压恒定，则升压变压器的次级电压不变，即电压表V 1的示数不变，选项B 错误；输电线上的电压损失变大，故降压变压器的初级电压减小，次级电压也减小，即电压表V 2的示数减小，选项C 错误；用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例22211P P I R UP U I U ---V 损＝＝，因为输电线上的电流增大，则电压损失增大，U 2不变，所以用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例减小．故D 正确．故选D【名师点睛】解决本题的关键知道：1、输送功率与输送电压、电流的关系；2、变压器原副线圈的电压比与匝数比的关系；3、升压变压器输出电压、降压变压器输入电压、电压损失的关系；4、升压变压器的输出功率、功率损失、降压变压器的输入功率关系。
【母题10】（多选）如图所示，矩形线圈abcd 与理想变压器原线圈组成闭合电路．线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc 边匀速转动，磁场只分布在bc 边的左侧，磁感应强度大小为B ，线圈面积为S ，转动角速度为ω，匝数为N ，线圈电阻不计．下列说法正确的是： （ ）××××××××××××ωad bcPC LA ．将原线圈抽头P 向上滑动时，灯泡变暗B ．电容器的电容C 变大时，灯泡变暗C ．图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大D ．若线圈abcd 转动的角速度变为2ω，则变压器原线圈电压的有效值为NBSω 【答案】AD。