【备战】全国高考物理试题汇编(第四期)M2 变压器远距离输电(含解析)

M2 变压器远距离输电

【题文】（物理卷·2015届湖南省师大附中高三第一次月考（2014.09））11．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为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，R0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．下列说法正确的是

(CD)

A．图乙中电压的有效值为220 V

B．电压表的示数为44 V

C．R处出现火警时电流表示数增大

D．R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大

【答案】【知识点】变压器的构造和原理；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．M1 M2 M3

【答案解析】CD解析：A、设将此电流加在阻值为R的电阻上，电压的最大值为U m，电压的

有效值为U

．

2

2

2

2

T U

T

R R

∙=代入数据得图乙中电压的有效值为

V，故A错

误；B、变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是

5：l，所以电压表的示数为

，故B错误；C、R处温度升高时，阻值减小，副线圈电

流增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈增大，即电流表示数增大，故C正确；D、R处出现火警时通过R0的电流增大，所以电阻R0消耗的电功率增大，故D正确；故选CD．

【思路点拨】求有效值方法是将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等，则恒定电流的值就是交流电的有效值．由变压器原理可得变压器原、副线圈中的电流之比，输入、输出功率之比，半导体热敏电阻是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的电阻，R处温度升高时，阻值减小，根据负载电阻的变化，可知电流、电压变化．根据电流的热效应，求解交变电流的有效值是常见题型，要熟练掌握．根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键．

【题文】（物理卷·2015届河南省开封市高三上学期定位模拟考试（2014.09））7. 线圈与电阻R、交流电压表按如图甲所示的方式连接，R=10Ω.交流电压表的示数是 10V。变压器原副线圈的匝数比为22:1，图乙是电阻R两端电压u随时间t变化的图象，则以下说法正确的是

A.图乙中U 0=10

B. R 两端的电压U R 随时间t 变化的规律是U R =5cos 50πt V

C.交变电源的电压u 随时间t 变化的规律是U =220

sin 100πt V D.变压器原线圈中电流i 随时间t 变化的规律是i =22cos 50πt A

【答案】【知识点】变压器的构造和原理；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．M2 M3

【答案解析】AC 解析： A 、根据1122

U n U n =

，带入数据1212n U U n ==，故A 正确；B 、R 两端的电压U R 随时间t

变化的规律是R U t π=，故B 错误；C 、交变电源m U =220，交变电源的电压u 随时间t 变化的规律是U ==220sin 100πt V ，故C 正确；

D 、副线圈中电流1R U I A R

==，根据2112I n I n =，所以1110I A =，所以变压器原线圈中电流i 随时间t 变化的规律是i

sin100πt A,故D 错误；故选AC 【思路点拨】根据R 两端的电压随着时间变化的图象，可求出电压的有效值，再利用电压与匝数成正比，可算出原线圈电压的有效值；由电流与匝数成反比，可算出原线圈的电流大小正弦变化规律的交流电的有效值比最大值等于1

均是有效值．同时通过电阻电流的瞬时表达式是正弦还是余弦式是受线圈在磁场中计时位置不同而不同．

【题文】（物理卷·2015届河南省开封高级中学等中原名校高三上学期第一次摸底考试

（2014.09））6．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“220V，440W”的热水器、“220V，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 ＝

（100πt ）V

B ．变流电压表的示数为

C ．1min 内变压器输出的电能为3.96×104J

D ．热水器的发热功率是抽油烟机发热功率的2倍

【答案】【知识点】变压器的构造和原理；

M1 M2

【答案解析】AC 解析：A 、由图乙可知，交变电流的峰值是

，ω

πrad/s ，πtv ，故A 正比：U 2220=1100V ，则电压表示数为1100V ，故B 错误；C 、输入功率等于输出功率，1min W=Pt=（220W+440W ）×60s=3.96×l04J ，故C 正确；D 、热水器

的发热功率为440W ，而抽油烟机的发热功率远小于220W ，热水器的发热功率不是抽油烟机功率的2倍，故D 错误；故选：AC

【思路点拨】A 、根据图乙所示图象求出交变电流的峰值、角频率初位相，然后写出交变电流的瞬时值表达式．B 、电压表测的是电流的有效值．C 、由

W=Pt 可以求出抽油烟机消耗的电能．D 、抽油烟机是非纯电阻电路，发热功率很小，远小于额定功率．会写交变电流的瞬时值表达式，应知道电压表与电流表测的是交变电流的有效值．

【题文】（物理卷·2015届安徽省黄山市屯溪一中高三上学期第二次月考（2014.10））12．左图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P 使加在电热丝上的电压的波形如右图所示。此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为（）

A.110V

B.156V

C.220V

D.311V

【答案】

【知识点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．M2

【答案解析】B 解析： 由图象可知该交变电流的周期T=2×10-2

s 可分两段0-0.01s 和0.01-0.02S

U 案为B

【思路点拨】电压表读数为有效值，根据正弦式交变电流峰值和有效值之间的关系以及电流