2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（三十五）變壓器 電能的輸送

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1、2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（三十五）變壓器 電能的輸送 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：理想變壓器 1．(多選)在如圖1所示的電路中，理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為2∶1，四個(gè)燈泡完全相同。其額定電壓為U，若已知燈泡L3和L4恰能正常工作，那么(　　) 圖1 A．L1和L2都能正常工作 B．L1和L2都不能正常工作 C．交流電源電壓為2U D．交流電源電壓為4U 圖2 2.(xx·孝感聯(lián)考)如圖2所示，理想變壓器的原副線(xiàn)圈匝數(shù)比為1∶5，原線(xiàn)圈兩端的交變電壓為u＝20sin 100πt V，氖泡在兩端電壓達(dá)到100 V時(shí)開(kāi)始發(fā)光，下列說(shuō)法中正確的有(　　) A．開(kāi)

2、關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為50 Hz B．開(kāi)關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為100 V C．開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，電壓表的示數(shù)變大 D．開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，變壓器的輸出功率不變 圖3 3．(多選)(xx·河南十所名校高三聯(lián)考)如圖3所示，一只理想變壓器原線(xiàn)圈與頻率為50 Hz的正弦交變電源相連，兩個(gè)阻值均為20 Ω的電阻串聯(lián)后接在副線(xiàn)圈的兩端。圖中的電流表、電壓表均為理想交流電表，原、副線(xiàn)圈分別為200匝和100匝，電壓表的示數(shù)為5 V。則(　　) A．電流表的讀數(shù)為0.5 A B．流過(guò)電阻的交變電流的頻率為100 Hz C．交變電源的輸出電壓的最大值為20 V D．交變電源的輸出功率為2.5

3、W 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析 4．(多選)(xx·焦作聯(lián)考)如圖4所示，理想變壓器原線(xiàn)圈的匝數(shù)n1＝1 100匝，副線(xiàn)圈的匝數(shù)n2＝110匝，R0、R1、R2均為定值電阻，且R0＝R1＝R2，電流表、電壓表均為理想電表。原線(xiàn)圈接u＝220 sin(314t) V的交流電源。起初開(kāi)關(guān)S處于斷開(kāi)狀態(tài)。下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖4 A．電壓表示數(shù)為22 V B．當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，電壓表示數(shù)變小 C．當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，電流表示數(shù)變大 D．當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，變壓器的輸出功率增大 5．(多選)一理想自耦變壓器的原線(xiàn)圈接有正弦交變電壓，如圖5甲所示，副線(xiàn)圈接有可調(diào)電阻R，觸頭P與線(xiàn)圈

4、始終接觸良好，下列判斷正確的是(　　) 圖5 A．交變電源的電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律是u＝U0cos 100πt V B．若僅將觸頭P向A端滑動(dòng)，則電阻R消耗的電功率增大 C．若僅使電阻R增大，則原線(xiàn)圈的輸入電功率增大 D．若使電阻R增大的同時(shí)，將觸頭P向B端滑動(dòng)，則通過(guò)A處的電流一定增大 圖6 6.(多選)(xx·杭州模擬)如圖6所示，理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為10∶1，b是原線(xiàn)圈中心的抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，從某時(shí)刻開(kāi)始在原線(xiàn)圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1＝220sin 100πt V，則(　　) A．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接時(shí)，電壓表V

5、1的示數(shù)為22 V B．當(dāng)t＝ s時(shí)，電壓表V0的讀數(shù)為220 V C．單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過(guò)程中，電壓表V1的示數(shù)增大，電流表示數(shù)變小 D．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a扳向b時(shí)，電壓表V1和電流表的示數(shù)均變小 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：遠(yuǎn)距離輸電 圖7 7．如圖7所示，某小型發(fā)電站發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓為500 V，輸出的電功率為50 kW，用電阻為3 Ω的輸電線(xiàn)向遠(yuǎn)處送電，要求輸電線(xiàn)上損失功率為輸電功率的0.6%，則發(fā)電站要安裝一升壓變壓器，到達(dá)用戶(hù)再用降壓變壓器變?yōu)?20 V供用戶(hù)使用(兩個(gè)變壓器均為理想變壓器)。對(duì)整個(gè)送電過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．輸電線(xiàn)上

6、的損失功率為300 W B．升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶100 C．輸電線(xiàn)上的電流為100 A D．降壓變壓器的輸入電壓為4 700 V 圖8 8．(多選)某小型水電站的電能輸送示意圖如圖8所示，發(fā)電機(jī)通過(guò)升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶(hù)供電。已知輸電線(xiàn)的總電阻為R，降壓變壓器T2的原、副線(xiàn)圈匝數(shù)之比為4∶1，降壓變壓器副線(xiàn)圈兩端交變電壓u＝220 sin(100πt) V，降壓變壓器的副線(xiàn)圈與阻值R0＝11 Ω的電阻組成閉合電路。若將變壓器視為理想變壓器，則下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．通過(guò)R0電流的有效值是20 A B．降壓變壓器T2原、副線(xiàn)圈的電壓比為4∶1 C．升

7、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 9．(xx·四川高考)如圖9所示，甲是遠(yuǎn)距離輸電線(xiàn)路的示意圖，乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的圖像，則(　　) 圖9 A．用戶(hù)用電器上交流電的頻率是100 Hz B．發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值是500 V C．輸電線(xiàn)的電流只由降壓變壓器原副線(xiàn)圈的匝數(shù)比決定 D．當(dāng)用戶(hù)用電器的總電阻增大時(shí)，輸電線(xiàn)上損失的功率減小 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：三種特殊的變壓器 圖10 10.(xx·開(kāi)封模擬)如圖10所示，理想變壓器有兩個(gè)副線(xiàn)圈，匝數(shù)分別為n1和n2，所接負(fù)載4R1＝R2，當(dāng)只閉

8、合S1時(shí)，電流表示數(shù)為1 A，當(dāng)S1和S2都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為2 A，則n1∶n2為(　　) A．1∶1　　　　　　　 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4 圖11 11.如圖11所示，自耦變壓器輸入端A、B接交流穩(wěn)壓電源，其電壓有效值U1＝100 V，R0＝40 Ω，當(dāng)滑動(dòng)片處于線(xiàn)圈中點(diǎn)位置時(shí)，C、D兩端電壓的有效值U2為_(kāi)_______V，通過(guò)電阻R0的電流有效值為_(kāi)_______A。 12．電壓互感器使用時(shí)應(yīng)將其原線(xiàn)圈________聯(lián)接入被測(cè)電路；而電流互感器則應(yīng)________聯(lián)接入被測(cè)電路。 考點(diǎn)綜合訓(xùn)練 13．(多選)(xx·青島模擬)如圖12甲所示，理

9、想變壓器的原、副線(xiàn)圈匝數(shù)之比為11∶1，R＝1 Ω，原線(xiàn)圈允許通過(guò)電流的最大值為1 A，副線(xiàn)圈ab兩端電壓隨時(shí)間變化圖像如圖乙所示。則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖12 A．原線(xiàn)圈輸入電壓的有效值為242 V B．原線(xiàn)圈兩端交變電壓的頻率為550 Hz C．副線(xiàn)圈中電流的最大值為11 A D．為保證電路安全工作，滑動(dòng)變阻器R′的阻值不得小于1 Ω 14．(多選)(xx·濟(jì)寧市高三聯(lián)考)一臺(tái)理想變壓器的原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比是5∶1，原線(xiàn)圈接入電壓220 V的正弦交流電，各元件正常工作，一只理想二極管和一個(gè)滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)接在副線(xiàn)圈上，如圖13所示。電壓表和電流表均為理想交流電表，則下

10、列說(shuō)法正確的是 (　　) 圖13 A．原、副線(xiàn)圈中的電流之比為5∶1 B．電壓表的讀數(shù)約為31.11 V C．若滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為20 Ω，則1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為2.9×103 J D．若將滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)，則兩電表讀數(shù)均減小 15．(多選) 圖14 (xx·臨川二中高三月考)如圖14所示，理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)之比是10∶1，原線(xiàn)圈輸入交變電壓u＝100sin 50πt V，O是副線(xiàn)圈中心抽出的線(xiàn)頭，R1＝5 Ω，R2＝15 Ω，則(　　) A．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.05 A B．開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為0.05 A C．開(kāi)關(guān)S閉

11、合時(shí)，兩電阻總的電功率為 W D．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，兩電阻總的電功率為 W 答 案 1．選AD　根據(jù)燈泡L3和L4恰能正常工作，變壓器原線(xiàn)圈輸入電壓為燈泡L3和L4額定電壓U的2倍，輸入電流為燈泡L3和L4的額定電流。所以L(fǎng)1和L2都能正常工作，交流電源電壓為4U，選項(xiàng)A、D正確，B、C錯(cuò)誤。 2．選B　由u＝20sin 100πt V可知，交流電壓頻率為50 Hz，在一個(gè)周期內(nèi)，交變電流兩次超過(guò)100 V電壓，所以氖泡的發(fā)光頻率為100 Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；變壓器輸入電壓有效值為U1＝20 V，輸出電壓有效值U2＝U1＝5×20 V＝100 V，開(kāi)關(guān)接通與斷開(kāi)后，電壓表的示數(shù)均為

12、100 V，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，氖泡不發(fā)光，消耗電能變小，變壓器的輸出功率變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 3．選CD　根據(jù)歐姆定律可得副線(xiàn)圈中的電流I2＝＝0.25 A，根據(jù)理想變壓器原、副線(xiàn)圈中的電流比＝，可解得I1＝0.125 A，A錯(cuò)誤；理想變壓器原、副線(xiàn)圈中的交變電流的頻率相同，都為50 Hz，B錯(cuò)誤；副線(xiàn)圈輸出電壓的有效值是10 V，根據(jù)正弦交變電流的最大值和有效值的關(guān)系可得其最大值應(yīng)為U2m＝10 V，原、副線(xiàn)圈電壓比為＝，可得交變電源輸出電壓的最大值為U1m＝20 V，C正確；對(duì)于理想變壓器，交變電源的輸出功率等于變壓器副線(xiàn)圈消耗的功率，P＝2× W＝2.5 W，故D正確。

13、 4．選BCD　變壓器輸入電壓220 V，由變壓器變壓公式，副線(xiàn)圈輸出電壓為22 V，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，電壓表示數(shù)為11 V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，輸出功率增大，電壓表示數(shù)變小，原線(xiàn)圈輸入功率增大，電流表示數(shù)變大，選項(xiàng)B、C、D正確。 5．選AB　從題圖甲可看出，交流電的周期T＝2×10－2s，最大值為U0，所以交變電源的電壓 u隨時(shí)間t變化的規(guī)律是u＝U0cost V＝U0cos 100πt V，選項(xiàng)A正確；因原、副線(xiàn)圈兩端電壓與其匝數(shù)成正比，當(dāng)僅將觸頭P向A端滑動(dòng)時(shí)，副線(xiàn)圈兩端的電壓增大，即電阻R兩端的電壓增大，則電阻R消耗的電功率增大，選項(xiàng)B正確；若僅使電阻R增大，則副線(xiàn)圈兩端

14、的電壓不變，電阻R消耗的電功率P＝減小，原線(xiàn)圈的輸入電功率也減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；將觸頭P向B端滑動(dòng)，副線(xiàn)圈兩端的電壓減小，同時(shí)電阻R增大，通過(guò)R的電流I2＝減小，根據(jù)變壓器的特點(diǎn)，通過(guò)A處的電流也一定減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 6．選BC　當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接時(shí)，理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為10∶1，副線(xiàn)圈輸出電壓為U2＝22 V，但電壓表V1示數(shù)小于U2，故A錯(cuò)誤；當(dāng)t＝ s時(shí)，電壓表V0的讀數(shù)為有效值220 V，故B正確；單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接，在滑動(dòng)變阻器觸頭P向上移動(dòng)的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器的電阻變大，電路的總電阻變大，由于副線(xiàn)圈輸出電壓U2是由變壓器決定的，所以電流表示數(shù)變小，電壓表V1示數(shù)變

15、大，故C正確；當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a扳向b時(shí)，理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比變?yōu)?∶1，副線(xiàn)圈輸出電壓U2變大，電流表和電壓表V1的示數(shù)均變大，故D錯(cuò)誤。 7．選A　輸電線(xiàn)上的損失功率為0.6%×50 kW＝300 W，選項(xiàng)A正確。由I2R＝300 W可得輸電線(xiàn)上電流I＝10 A，升壓變壓器副線(xiàn)圈電壓為5 000 V，升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶10，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤。輸電線(xiàn)損失電壓為IR＝30 V，降壓變壓器的輸入電壓為4 970 V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 8．選ABD　由題知降壓變壓器副線(xiàn)圈兩端交變電壓的有效值為220 V，則通過(guò)R0的電流為20 A，A正確；由＝得降壓變壓器T2原、副線(xiàn)圈的電壓比為4∶1

16、，B正確；在輸電過(guò)程中，輸電線(xiàn)上有電阻，升壓變壓器T1的輸出電壓不能完全加在降壓變壓器T2的兩端，輸電線(xiàn)上有功率損失，C錯(cuò)誤、D正確。 9．選D　根據(jù)交流電的變化規(guī)律、變壓器的工作原理和遠(yuǎn)距離輸電知識(shí)解題。 由u-t圖像可知，交流電的周期T＝0.02 s，故頻率f＝＝50 Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；交流電的最大值Um＝500 V，故有效值U＝＝250 V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；輸電線(xiàn)上的電流由降壓變壓器副線(xiàn)圈上的電阻和降壓變壓器原副線(xiàn)圈的匝數(shù)比決定，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)用戶(hù)用電器的總電阻增大時(shí)，副線(xiàn)圈上的電流減小，根據(jù)＝，原線(xiàn)圈(輸電線(xiàn))上的電流減小，根據(jù)P＝IR，得輸電線(xiàn)損失的功率減小，選項(xiàng)D正確。 10．選

17、B　變壓器原副線(xiàn)圈的磁通量變化率相同，所以U∶U1∶U2＝n∶n1∶n2，根據(jù)能量守恒，輸出功率等于輸入功率，所以有當(dāng)只閉合S1時(shí)UI＝，當(dāng)S1和S2都閉合時(shí)，UI′＝＋＝，代入數(shù)據(jù)I＝1 A、I′＝2 A可得U＝4U，即U1∶U2＝1∶2，所以n1∶n2＝1∶2，選項(xiàng)B對(duì)。 11．解析：當(dāng)滑動(dòng)片位于線(xiàn)圈中點(diǎn)位置時(shí)，由變壓器電壓關(guān)系有∶＝，所以U2＝＝200 V，通過(guò)R0的電流為I＝＝ A＝5 A。 答案：200　5 12．并　　串 13．選AC　由題知變壓器副線(xiàn)圈兩端電壓有效值為22 V，由原副線(xiàn)圈兩端電壓關(guān)系＝可得，原線(xiàn)圈輸入電壓的有效值為242 V，故A項(xiàng)正確；由于原副線(xiàn)圈兩端交

18、流電的頻率相同，故原線(xiàn)圈兩端交變電壓的頻率為50 Hz，B項(xiàng)錯(cuò)；原線(xiàn)圈允許通過(guò)電流的最大值為1 A，根據(jù)原副線(xiàn)圈電流關(guān)系＝可得副線(xiàn)圈中電流的最大值為11 A，C項(xiàng)正確；根據(jù)部分電路的歐姆定律可得，副線(xiàn)圈中滑動(dòng)變阻器最小阻值為R′＝－R＝Ω－1 Ω＝(2－1)Ω，故D項(xiàng)錯(cuò)。 14．BC　原、副線(xiàn)圈中的電流與匝數(shù)成反比，所以電流之比為1∶5，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；原線(xiàn)圈接入電壓為220 V的正弦交流電，原、副線(xiàn)圈的電壓與匝數(shù)成正比，所以副線(xiàn)圈兩端電壓為44 V，由于副線(xiàn)圈接著二極管，它具有單向?qū)щ娦?，而電表示?shù)均是交流電的有效值，根據(jù)有效值的定義有×＝×T，從而求得電壓表兩端電壓有效值為U＝22 V≈31

19、.11 V，選項(xiàng)B正確；若滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為20 Ω，則1 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q＝·t＝2.9×103 J，C正確；滑片向上滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入的阻值變小，其兩端的電壓不變，所以通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流變大，即電壓表示數(shù)不變，電流表示數(shù)變大，D錯(cuò)誤。 15．選AC　由電壓公式知輸入電壓的有效值為U0＝100 V，S斷開(kāi)時(shí)，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知輸出電壓為10 V，S斷開(kāi)時(shí)，由歐姆定律知，副線(xiàn)圈中的電流為 A＝0.5 A，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比得，原線(xiàn)圈中電流為0.05 A，故A正確；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，兩電阻總的電功率為UI＝10×0.5＝5 W，故D錯(cuò)誤；S閉合時(shí)，相當(dāng)于有兩個(gè)副線(xiàn)圈，電壓仍然與匝數(shù)成正比，但電流與匝數(shù)不再成反比，因O是副線(xiàn)圈中心抽出的線(xiàn)頭，兩電阻兩端電壓均為5 V，兩副線(xiàn)圈中電流分別為I1＝ A＝1 A和I2＝ A＝ A，所以由IU0＝I1U1＋I(xiàn)2U2得，原線(xiàn)圈中電流為I＝ A＝ A，故B錯(cuò)誤；S閉合時(shí)，兩電阻總的電功率為P總＝I1U1＋I(xiàn)2U2＝ W，故C正確。