高考物理总复习 第十一章第2课 变压器 电能的输送课时

题号1234567891011 答案
一、单项选择题
1．如图所示，L1、L2是理想变压器的两个线圈．如果把它当作降压变压器，则( )
A．L1接电源，原、副线圈两端电压之比为15
B．L1接电源，原、副线圈两端电压之比为51
C．L2接电源，原、副线圈两端电压之比为51
D．L2接电源，原、副线圈两端电压之比为15
答案：B
2．
(2013·东莞模拟)某变电站用原、副线圈匝数比为n1n2的变压器，将远距离输来的电能送到用户，如图所示．将变压器看成理想变压器，当正常工作时，下列说法正确的是( ) A．原、副线圈电压之比为n2n1
B．原、副线圈电压之比为n1n2
C．原、副线圈电流之比为n1n2
D．变压器的输入功率与输出功率的比为n1n2
解析：理想变压器原、副线圈电压比等于其匝数比，故A项错误、B项正确；只有一组原、副线圈的理想变压器电流比与匝数比成反比，C项错误；理想变压器输入功率等于输出功率，D项错误．
答案：B
3．
如图所示的理想变压器，对于原、副线圈，不一定相等的物理量是( )
A．交流电的最大值
B．磁通量的变化率
C．电功率
D．交变电流频率
解析：根据理想变压器的工作原理，原、副线圈中磁通量变化率一定相等，交变电流频率一定相等．根据能量守恒，原、副线圈中电功率一定相等，但交流电的最大值不一定相等，故选A.
答案：A
4．如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S闭合时( )
A．交流电压表V2和V3的示数一定都变小
B．交流电压表V3的示数变小
C．交流电流表A1、A2和A3的示数一定变大
D．只有A1的示数变大
解析：在理想变压器中，因为U不变，故V2示数不变；闭合S后，负载电阻变小，副线圈中电流I2增大，A2示数增大，由P入＝P出，即I1U1＝I2U2可知A1示数增大，因为ab和cd导线的电阻不可忽略，故导线上损失的电压较大，V3示数变小．R1两端电压减小，故流过R1处的电流I3变小，A3示数变小，故B项正确．
答案：B
5．(2012·江西重点中学联考)照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时( )
A．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低
B．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小
C．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大
D．供电线路上的电流恒定，但开的灯比深夜时多，通过每盏灯的电流小
解析：照明供电线路的用电器是并联的，晚上七、八点钟用电高峰时，用电器较多，总电阻较小，供电线路上的电流较大，输电线上损失的电压较大，用户得到的电压较小，所以C项正确．
答案：C
6．下图为某小型水电站的电能输送示意图，A为升压变压器，其输入功率为P1，输出功率为P2，输出电压为U2；B为降压变压器，其输入功率为P3，输入电压为U3.A、B均为理想变压器，输电线的总电阻为r，则下列关系式正确的是( )
A．P1>P2 B．P2＝P3
C．U2>U3 D．U2＝U3
解析：由变压器原理知，P1＝P2＝P3＋ΔP＝P4＋ΔP，U2＝U3＋ΔU，选C项．
答案：C
二、双项选择题
7．如图甲，一理想变压器原、副线圈匝数比n1n2＝115，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图乙所示，副线圈仅接入一个10 Ω的电阻．则( )
A．变压器的输入电压最大值是220 2 V
B．正弦交变电流的周期是1×10－3 s
C．变压器的输入功率是1×103 W
D ．电压表的示数是100 2 V
解析：由图乙可知，输入电压最大值为220 2 V ，有效值为220 V ，周期为2×10－2
s ，故A 项正确，B 项错误；根据变压器原副线圈电压关系得输出电压有效值为U 2＝100 V ，则
电压表的示数为100 V ，D 项错误；变压器的输入功率为P ＝U 22
R
＝1 000 W ，C 项正确．
答案：AC
8．(2013·淮安模拟)如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD 处于磁感应强度大小为B ＝210
T 的水平匀强磁场中，线框面积S ＝0.5 m 2
，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO ′以角速度ω＝200 rad/s 匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220V 60 W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A ，下列说法正确的是( )
A ．图示位置穿过线框的磁通量为零
B ．线框中产生交变电压的有效值为500 2 V
C ．变压器原、副线圈匝数之比为2511
D ．允许变压器输出的最大功率为5 000 W
解析：图示位置为中性面，穿过线框的磁通量为最大，A 项错误；线框中产生的交变电压的最大值为E max ＝NBSω＝500 2 V ，其有效值应为U ＝
E max
2
＝500 V ，B 项错误；副线圈接入一只“220V 60 W”灯泡，且灯泡正常发光，故副线圈的电压为220 V ，根据原、副线圈的电压比等于匝数比，得原、副线圈匝数比为2511，C 项正确；熔断器允许通过的最大电流为10 A ，即原线圈上的最大功率为5 000 W ，根据能量守恒定律知，允许变压器输出的最大功率为5 000 W ，故D 项正确．
答案：CD
9．(2013·佛山质检)图乙中，理想变压器原、副线圈匝数比n 1n 2＝101.原线圈与如图甲所示的交流电连接．电路中电表均为理想电表，定值电阻R 1＝5 Ω，热敏电阻R 2的阻值随温度的升高而减小，则( )
A ．电压表示数为10 2 V
B ．R 1的电功率为0.2 W
C ．R 1电流的频率为50 Hz
D ．R 2处温度升高时，电流表示数变小
解析：由图甲可知：原线圈电压峰值U 1m ＝10 2 V ，周期T ＝0.02 s ；则有效值U 1＝10 V ，
频率f ＝50 Hz ；根据U 2＝n 2n 1U 1，可得电压表示数为1 V ；P R 1＝U 22
R 1
＝0.2 W ；R 2处温度升高时，
电阻变小，副线圈电路电流变大，由I 1I 2 ＝ n 2
n 1
可知原线圈回路的电流变大．电流表示数变大．
答案：BC
10．(2013·河源模拟)如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a 、b 表示电表，已知电
压比为100，电流比为10，电压表的示数为220 V ，电流表的示数为10 A ，则( )
A ．a 为电流表，b 为电压表
B ．a 为电压表，b 为电流表
C ．线路输送的电功率是2 200 W
D ．线路输送的电功率是2.2×106
W
解析：左图中原线圈并联在电路中，应为电压互感器，a 表应为电压表，右图中原线圈串联在电路中，应为电流互感器，b 表为电流表，A 项错误，B 项正确；线路中的电压U 1＝
100×220 V＝2.2×104 V ，电流I 1＝10×10 A＝1×102 A ，则输送功率P ＝I 1U 1＝2.2×106
W ，C 项错误，D 项正确．
答案：BD
11．发电机的输出电压为220 V ，输出功率为44 kW ，每条输电线电阻为0.2 Ω，则用户得到的电压U 和电功率P 分别为( )
A ．U ＝80 V
B ．P ＝16 kW
C ．U ＝140 V
D ．P ＝28 kW
解析：由P 出＝U 出I 可得，输电电流I ＝200 A ，输电线上损耗的功率P 线＝2I 2
R ＝16 000 W ＝16 kW ，用户得到电功率P ＝P 出－P 线＝28 kW ，D 项正确．输电线上损失的电压U 线＝2IR ＝80 V ，用户得到电压U ＝U 出－U 线＝140 V ．C 项正确．
答案：CD
三、非选择题
12．某小型实验水电站输出功率是20 kW ，输电线路总电阻是6 Ω. (1)若采用380 V 的电压输电，求输电线路损耗的功率；
(2)若改用5 000 V 的高压输电，用户端利用n 1n 2＝221的变压器降压，求用户得到的电压．
解析：(1)输电线上的电流强度为 I ＝P U ＝20×103380
A ＝52.63 A ， 输电线路损耗的功率为：
P 损＝I 2R ＝52.632×6W ≈16 620 W＝16.62 kW. (2)改用高压输电后，输电线上的电流强度变为
I ′＝P U ′＝20×103
5 000
A ＝4 A ，
用户端在变压器降压前获得的电压：
U 1＝U ′－I ′R ＝5 000 V －4×6 V ＝4 976 V.
根据U 1U 2＝n 1n 2，用户得到的电压为 U 2＝n 2n 1U 1＝1
22
×4 976 V ＝226.18 V.
答案：(1)16.62 kW (2)226.18 V。