发布时间 : 星期四 文章高考物理大一轮复习第十章第二节变压器远距离输电课后达标检测更新完毕开始阅读4af70a3c25284b73f242336c1eb91a37f011324e
第十章 第二节 变压器 远距离输电
一、单项选择题
1．理想变压器原、副线圈两侧一定不相同的物理量是( ) A．交变电流的频率 B．交变电流的功率 C．磁通量的变化率
D．交变电流的电压的最大值 答案：D
2．(2015·云南统测)如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为u＝2202sin 100πt(V)的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“22 V 22 W”的灯泡10个，灯泡均正常发光．除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是( )
A．变压器原、副线圈匝数比为102∶1 B．电流表示数为1 A C．电流表示数为10 A
D．副线圈中电流的频率为5 Hz
解析：选B.由原线圈电压瞬时值表达式可知，原线圈输入电压有效值为220 V，交变电
1ω流的频率f＝＝＝50 Hz，D项错；副线圈上灯泡正常发光，说明副线圈输出电压有效值
T2π为22 V，由理想变压器变压规律可知，＝＝10，A项错；由灯泡电功率P＝UI可知，通过每只灯泡的电流为1 A，故副线圈输出电流为10 A，由理想变压器变流规律可知，＝10，所以原线圈中电流的有效值为1 A，B项正确，C项错．
3.如图所示，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( )
n1U1n2U2
I2I1
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
I1n21
解析：选A.原、副线圈中的电流之比为＝＝，而副线圈中通过每盏灯的电流均为
I2n13
I21
其额定电流I额＝.又I1＝I2，所以通过原线圈中灯L的电流恰为其额定电流，灯L正常
33
发光，所以A正确．
4．(2015·成都七中模拟)如图甲所示，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，图中电表均为理想交流电表，定值电阻R＝10 Ω，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是( )
A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 V
B．当单刀双掷开关与a连接且t＝0.01 s时，电流表示数为零 C．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变小
D．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25 Hz
311
解析：选A.原线圈输入电压的有效值为U1＝ V＝220 V，当单刀双掷开关与a连接
2
1
时，U2＝U1＝22 V，A正确；电流表测量的是有效值，当t＝0.01 s时，电流表示数不为
10
1
零，B错误；当单刀双掷开关由a拨向b时，U′2＝U1＝44 V，输出功率增大，原线圈的输
5
入功率也增大，此时输出电压的频率不变，C、D错误．
5．(2014·高考浙江卷)如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2.则( )
A．用户端的电压为
I1U1
I2
B．输电线上的电压降为U
2
C．理想变压器的输入功率为I1r D．输电线路上损失的电功率为I1U
I1U1
，I2
选项A正确；输电线上的电压降U′＝I1r＝U－U1，选项B错误；变压器的输入功率P1＝I1U22
－I1r＝I1U1，选项C错误；输电线路上损失的功率P′＝I1r＝I1(U－U1)，选项D错误．
6．(2015·江西师范大学附中月考)如图所示，匝数为50匝的矩形闭合导线框ABCD处
解析：选A.根据理想变压器的工作原理，得I1U1＝I2U2，所以用户端的电压U2＝22 T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5 m，线框电阻不计．线框10
绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝100 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“220 V,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 ( ) 于磁感应强度大小B＝
A．在图示位置线框中产生的感应电动势最大 B．线框中产生感应电动势的有效值为250 2 V C．变压器原、副线圈匝数之比为25∶22 D．允许变压器输出的最大功率为1 000 W
解析：选C.在图示位置线框平面和磁感线垂直，磁通量最大，线框中产生的感应电动势为零，选项A错误；线框中产生的感应电动势的最大值Em＝NBSω＝2502 V，其有效值
2U1n1
Em＝250 V，选项B错误；灯泡能正常发光，则电压U2＝220 V，由＝，可知变压2U2n2
器原、副线圈匝数之比为25∶22，选项C正确；熔断器允许通过的最大电流为10 A，即I1＝10 A，P1＝U1I1＝250×10 W＝2 500 W，因此变压器允许输出的最大功率为2 500 W，选项D错误．
二、多项选择题
7．(2015·江西景德镇模拟)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．副线圈输出电压的变化规律如图乙所示．下列说法正确的是( )
E＝
A．输入电压的频率为100 Hz B．电压表的示数为220 V C．电流表的示数为1 A
D．电阻R消耗的电功率是22 W
1－2
解析：选BD.由u－t图象知，电压的周期T＝2×10 s，则频率f＝＝50 Hz，选项A
T错误；副线圈电压的有效值为22 V，故原线圈电压有效值为220 V，选项B正确；副线圈的电流有效值I2＝＝1 A，I1＝I2＝0.1 A，选项C错误；电阻R消耗的电功率P2＝I2R＝22 W，选项D正确．
8．(2013·高考广东卷改编)如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，V和A均为理想电表，灯泡电阻RL＝6 Ω，AB端电压u1＝122sin 100πt(V)．下列说法正确的是( )
A．电流频率为100 Hz B．V的读数为24 V C．A的读数为1 A
D．变压器输入功率为6 W
解析：选CD.由u1＝122sin 100πt(V)可知，Um＝122 V，ω＝100π rad/s，则频率f＝＝50 Hz，A项错误．U1＝＝12 V，U2＝·U1＝6 V，B项错误．I2＝＝1 A，C
2πn1RL2项正确．P1＝P2＝U2I2＝6 W，D项正确．
9．(2015·汕头质检)如图为远距离输电的示意图，若电厂输出电压u1＝2202sin 100πt(V)，则下列表述正确的是( )
A．U1
1
C．若U2提高为原来的10倍，输电线上损失的功率为原来的
100
D．用户得到的交变电流频率为25 Hz
解析：选AC.远距离采用高压输电，然后降压后再使用，所以A正确；U1为有效值，应该是220 V，所以B错误；输电线上损失的功率为P损＝??R线，所以C正确；由交变电流
U100π
的瞬时值表达式可得交变电流的频率为f＝ Hz＝50 Hz，所以D错误．
2π
☆10.(2015·湖北重点中学联考)如图是手机充电器的内部电路核心部分的简化模型，将变压器和二极管都视为理想元件，已知变压器的原、副线圈匝数比为20∶1，A、B端输入电压为U1＝2202sin 100πt(V)，对于输出端CD(OD为副线圈的中心抽头)( )
U2Rn2n1
2
ωUmn2U2
?P?2?2?
A．输出电压的有效值为11 V B．输出电压的有效值为5.5 V
C．CD端的输出功率和AB端的输入功率之比为1∶2 D．CD端的输出功率和AB端的输入功率之比为1∶1
解析：选BD.由于OD为副线圈的中心抽头，则AB与CD线圈匝数之比为40∶1，线圈
112
CD间电压的最大值为 V，而本题中的两个二极管相当于把CD之间的交变电压的负半部
2
分对称地变为正半部分，这样交变电流就全部变为正值，且周期为原来的一半，因而有效值为5.5 V，A错误，B正确．变压器AB端的输入功率等于CD端的输出功率，因而C错误，D正确．
三、非选择题
11．如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Rce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只Rde＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.
(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab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
nce. nde解析：(1)由题图乙知ω＝200π rad/s 电压瞬时值uab＝400sin 200πt(V)． (2)电压有效值U1＝2002 V 理想变压器P1＝P2
原线圈中的电流I1＝，解得I1≈0.28 A?或
P1U1
??2? A?. 5?
U1UceU1Ude，同理＝ n1ncen1ndeU2U2nceRcecede由题意知＝，解得＝ RceRdendeRdence4
代入数据得＝.
nde3
(3)设ab间匝数为n1，＝答案：见解析
12．(2015·武汉模拟)在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失．有一个小型发电站，输送的电功率为P＝500 kW，当使用U＝5 kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4 800 kW·h.求：
(1)输电效率η和输电线的总电阻r；
(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输电？
解析：(1)输送功率P＝500 kW，一昼夜输送电能E＝Pt＝12 000 kW·h