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高中物理《变压器 远距离输电》典型题(精品含答案)

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《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 ，。

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高考物理 母题题源系列 专题12 变压器 远距离输电(含解析)

高考物理 母题题源系列 专题12 变压器 远距离输电(含解析)

专题12 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WB ．电流表的读数为1 AC ．电压表的读数为VD ．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 =1.5 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==== 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）。

2024届全国高考复习物理历年好题专项(变压器、远距离输电)练习(附答案)

2024届全国高考复习物理历年好题专项(变压器、远距离输电)练习(附答案)

2024届全国高考复习物理历年好题专项（变压器、远距离输电）练习1.[2023ꞏ广东汕头第一次模拟]图乙是图甲中降压变压器给用户供电的电路示意图，R0表示输电线的总电阻、假设用户端为纯电阻用电器，总电阻为R.若变压器视为理想变压器、输入电压恒定，电表视为理想电表，当用户使用的用电器减少时，则（ ）A．用户总电阻R减少B．电压表V2示数增大C．用电器R两端电压升高D．电流表A1示数保持不变2.[2022ꞏ北京卷]某理想变压器的原线圈接在220 V的正弦交流电源上，副线圈输出电压为22 000 V，输出电流为300 mA.该变压器（ ）A．原、副线圈的匝数之比为100∶1B．输入电流为30 AC．输入电流的最大值为15 2 AD．原、副线圈交流电的频率之比为1∶1003.[2023ꞏ北京人大附中三模]某同学通过学习电磁感应的相关知识，利用实验室里的线圈自制了一个放大版的手机扬声器，装置如图所示．两个匝数不同的线圈A、B之间没有导线相连，线圈A与手机的音频输出端连接，线圈B与音响连接．为检验该装置是否能正常工作及其播放效果，现将线圈A插入线圈B中，则下列说法正确的是（ ）A．因A、B两线圈之间未用导线连通，所以该扬声装置不可能发出声音B．线圈B中产生变化的电流使音响发声C．将A、B线圈互换，音响的播放效果不变D．在A线圈中插入铁芯，音响的播放效果不变4.[2022ꞏ重庆卷]低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压．若将“12 V50 W”的交流卤素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为220 V的交流电后能正常工作，则（ ）A．卤素灯两端的电压有效值为6 2 VB．变压器原、副线圈的匝数比为55∶3C．流过卤素灯的电流为0.24 AD．卤素灯的电阻为968 Ω5.[2022ꞏ湖北卷]（多选）近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示．发射线圈的输入电压为220 V、匝数为1 100匝，接收线圈的匝数为50匝.若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，下列说法正确的是（ ）A．接收线圈的输出电压约为8 VB．接收线圈与发射线圈中电流之比约为22∶1C．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同D．穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同6.（多选）输电能耗演示电路如图所示．左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为7.5 V的正弦交流电．连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为10 Ω.开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为10 W；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P.以下判断正确的是（ ）A．r＝10 ΩB．r＝5 ΩC．P＝45 W D．P＝22.5 W7.[2022ꞏ河北卷]张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为1∶n 的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，t＝0时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U.忽略线圈电阻，下列说法正确的是（ ）A．发电机输出的电压为 2 πNBSzB．发电机输出交变电流的频率为2πnzC．变压器原、副线圈的匝数比为 2 πNBSnz∶UD．发电机产生的瞬时电动势e＝ 2 πNBSnz sin（2πnz）t8.[2023ꞏ河南郑州模拟]如图所示，汽车点火装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连接到12 V 的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的两端，开关由机械控制．当开关由闭合变为断开时，副线圈中产生10 000 V 以上的电压，火花塞中产生火花．下列说法正确的是（ ）A ．变压器的原线圈要用粗导线绕制，而副线圈可以用细导线绕制B ．若该点火装置的开关始终闭合，火花塞的两端会持续产生高压C ．变压器原线圈输入的12 V 电压必须是交流电，否则就不能在副线圈中产生高压D ．该点火装置中变压器的副线圈匝数必须小于原线圈的匝数 9.[2023ꞏ天津南开一模]（多选）我国领先全球的特高压输电技术将为国家“碳中和”做出独特的贡献．白鹤滩水电站是世界第二大水电站，共安装16台我国自主研制的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组.2021年6月28日白鹤滩水电站首批初装机容量1 600万千瓦正式并网发电，在传输电能总功率不变情况下，从原先150 KV 高压输电升级为1 350 KV 特高压输电．则下列说法正确的是（ ）A ．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原先的13 B ．若输电线不变，则输电线上损失功率变为原先的181C ．如果损失功率不变，相同材料、传输到相同地方所需导线横截面积是原先的181 D ．如果损失功率不变，相同材料、相同粗细的输电线传输距离是原先的9倍10.[2023ꞏ山东菏泽二模]（多选）如图甲所示，900匝面积为S 的圆形线圈A 接入理想变压器的原线圈，变压器的副线圈接入阻值为R 的电阻，电表都是理想电表．已知每匝线圈的电阻均为0.01R ，若在线圈位置加入垂直于线圈平面的磁场，磁感应强度B 随时间t 按正弦规律变化的图像如图乙所示，得到电阻R 的热功率是圆形线圈的热功率的4倍．由此可得出（ ）A ．原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝6∶1B ．0～π4 时间内两电流表示数逐渐减小C．对线圈A中的某段导线来说，当磁感应强度最大时，受到的安培力最大D．线圈A产生感应电动势的有效值为9002πB0ST[答题区]题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案参考答案1．答案：C答案解析：当用户使用的用电器减少时，则用户总电阻R变大，因V2的读数由变压器初级电压和匝数比决定，可知V2读数不变，次级电流减小，则R0的电压减小，用电器R两端电压变大；因次级电流减小，则初级电流减小，即电流表A1示数减小，C正确．2．答案：B答案解析：原、副线圈的匝数之比为n1n2＝U1U2＝22022 000＝1100，A错误；根据n1n2＝I2I1，可得输入电流为I1＝n2n2I2＝100×300×10－3 A＝30 A，B正确；输入电流的最大值为I m＝2I1＝302A，C错误；变压器不会改变交流电的频率，故原、副线圈交流电的频率之比为1∶1，D错误．3．答案：B答案解析：该装置的原理是互感，A、B线圈不需要用导线连通，A错误；线圈B中产生变化的电流使音响发出高低不同的声音，B正确；A、B两个线圈的匝数不同，根据电压与匝数成正比的关系可知将A、B线圈互换，感应电压变化，音响的播放效果发生变化，C 错误；在A线圈中插入铁芯，增加了磁感应强度，能够增大感应电压，音响的播放效果会更好，D错误．4．答案：B答案解析：卤素灯上标记的额定电压12 V即为卤素灯两端的电压有效值，A错误；根据理想变压器的原理可知n1n2＝U1U2＝22012＝553，B正确；流过卤素灯的电流为I＝PU＝50 W12 V＝256A，C错误；卤素灯是非线性元件，电阻随着电压不同而改变，D错误．5．答案：AC答案解析：根据n1n2＝80%U1U2可得接收线圈的输出电压约为U2＝8 V，A正确；由于存在磁漏现象，电流比不再与匝数成反比，B错误；变压器是不改变其交变电流的频率的，C 正确；由于穿过发射线圈的磁通量与穿过接收线圈的磁通量大小不相同，所以穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的不相同，D错误．6．答案：BD答案解析：当开关S接1时，左侧变压器次级电压U2＝3×7.5 V＝22.5 V，电阻R上的电压，即右侧变压器的次级电压U4＝PR ＝10 V，电流I4＝U4R＝1 A，则右侧变压器初级电压U3＝21×10 V＝20 V，电流I3＝12×1 A＝0.5 A，则r＝U2－U3I3＝5 Ω，A错误，B正确．当开关S接2时，设输电电流为I，则右侧变压器的次级电流为0.5I，右侧变压器两边电压关系有U2－Irn3＝0.5IRn4，解得I＝3 A，则R上的功率P＝(0.5I)2R＝22.5 W，C错误，D正确．7．答案：C答案解析：发电机线圈的转速为nz，输出交变电流的频率为f＝ω2π＝nz，B错误；线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的为正弦交流电，最大值为E m＝NBSꞏ2πꞏnz，输出电压的有效值为E＝E m2＝2πNBSnz，A错误；变压器原、副线圈的匝数比为n1n2＝EU＝2πNBSnz，C正确；发电机产生的瞬时电动势为e＝E m sin ωt＝2πNBSnz sin (2πnz)t，D错误．8．答案：A答案解析：由题意知，该变压器为升压变压器，原线圈电压低，根据P＝UI知，原线圈流过的电流大，需用粗导线绕制，副线圈电流小，用细导线绕制，A正确；汽车的点火装置是利用变压器原理工作的，当开关始终闭合时，通过原线圈的电流恒定，原线圈中产生的磁场恒定，则在副线圈上不会产生电压，B错误；由题可知原线圈处接12 V的直流电源，当断开开关瞬间原线圈中电流迅速变化，会产生变化的磁场，则在副线圈中可能产生高压，C错误；由U1U2＝n1n2可知，U2＝U1n2n1，要在副线圈中产生高压，则原线圈匝数必须小于副线圈的匝数，D错误．9．答案：BC答案解析：根据P总＝UI可得升压后输送电流与原来电流之比为I2I1＝U1U2＝1501 350＝19，升压后输电线上损失电压与原来损失电压之比为U2损U1损＝I2r线I1r线＝19，升压后输电线上损失功率与原来损失功率之比为P2损P1损＝I22r线I21r线＝181，A错误，B正确；如果损失功率不变，可知输电线的电阻应变为原先的81倍，根据r线＝ρlS，可知相同材料、传输到相同地方所需导线横截面积是原先的181，C正确；如果损失功率不变，可知输电线的电阻应变为原先的81倍，根据r线＝ρlS，可知相同材料、相同粗细的输电线传输距离是原先的81倍，D错误．10．答案：AD答案解析：根据题意得4I21×9R＝I22×R，又I1I2＝n2n1，联立可得n1∶n2＝6∶1，A正确；电表测量的是有效值，不是瞬时值，两电流表的示数不变，B错误；对线圈A中的某段导线来说，当磁感应强度最大时，瞬时电流为零，受到的安培力为零，C错误；线圈A产生感应电动势的最大值为E max＝NB max Sω，又ω＝2πT，E有＝E m2，结合图像联立可得E有＝9002πB0ST，D正确．。

高考物理考点《变压器、远距离输电》真题练习含答案

高考物理考点《变压器、远距离输电》真题练习含答案

高考物理考点《变压器、远距离输电》真题练习含答案1．[2024·江西省九江市十校联考]IT之家2023年3月4日消息，河北省张家口国际首套百兆瓦先进压缩空气储能国家示范项目压缩机通过具有CNAS资质的第三方测试，达到了国际领先水平，项目鸟瞰图如图所示．若发电机产生的电压经升压变压器后升高到100 kV，以10万千瓦的功率(始终不变)经输电线远距离送往变电站，输电线上损耗的功率为3 000千瓦，则输电线的总电阻为()A．3 Ω B．6 ΩC．9 Ω D．30 Ω答案：A解析：根据题意可知变压器的输出电压为100 kV，功率为10万千瓦，则输电线上的电＝I2R，解得R＝3 Ω，A正确．流为I＝PU＝1 000 A，输电线上损耗的功率P损2．[2024·黑龙江省大庆市期末考试]如图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间接电压有效值U恒定的交变电源，输出端接通了两个相同的灯泡L1和L2，Q为滑动变阻器的滑动触头．当开关S闭合，P处于如图所在的位置时，两灯均能发光．下列说法正确的是()A.P不动，将Q向左移动，两灯均变亮B．P不动，将Q向右移动，输入功率变大C．将P沿逆时针方向转动，两灯均变暗D．断开开关S，L1将变暗答案：A解析：P不动，将Q向左移动，则R减小，则次级电流变大，两灯均变亮，A正确；P 不动，将Q向右移动，则R变大，次级电流减小，根据P2＝U2I2，可知次级功率减小，则变压器的输入功率变小，B错误；将P沿逆时针方向移动，则次级匝数变大，变压器次级电压变大，次级电流变大，次级功率变大，两灯均变亮，C错误；P、Q都不动，断开开关S，则次级电阻变大，次级电流减小，R上的电压减小，则L1电压变大，则L1将变亮，D错误．3．在无线电电路中常遇到负载与电源不匹配的情况，这时可用变压器来耦合，通过变压器使负载和电源匹配起来，如图所示，正弦交流信号源的电动势U1＝6 V，内阻r＝100 Ω，扬声器(可看作纯电阻)的电阻R＝8 Ω.理想变压器原线圈的匝数n1＝300匝，副线圈的匝数n2＝100匝．扬声器的输出功率为()A．250 mW B．88 mWC．360 mW D．500 mW答案：B解析：等效信号源的等效电动势和内阻分别为E′＝n2n1U1＝2 V，r′＝(n2n1)2r＝11.1 Ω，所以输出功率为P＝(E′r′＋R )2R＝(2 V8 Ω＋11.1 Ω)2×8 Ω＝88 mW，B正确．4．互感式钳形电流表内部结构如图所示，电流表与次级线圈相连，用手柄控制钳形铁芯上方开口的开合，则()A．该电流表可用来测量直流电B．次级线圈匝数越少，电流表读数越大C．该电流表测电流时相当于降压变压器D．测量时电流表应串联在被测通电导线中答案：B解析：互感式钳形电流表利用的是电磁感应的互感原理，不能测量直流电，A错误；电流大小与线圈匝数成反比，所以次级线圈匝数越少，电流表读数越大，B正确；该电表原线圈为单匝，是升压变压器，C错误；测量时，用手柄控制钳形铁芯上方开口打开，将被测通电导线圈放入其中，不需要将电流表串联在被测通电导线中，D错误．5．[2024·全国甲卷](多选)如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻R0和R1、开关S.S处于闭合状态，在原线圈电压U0不变的情况下，为提高R1的热功率，可以()A．保持T不动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动B．将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变C．将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动D．将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动答案：AC解析：保持T不动，根据理想变压器的性质可知副线圈中电压不变，当滑动变阻器R 的滑片向f端滑动时，R与R1串联后的总电阻减小，电流增大，根据P＝I2R1可知，此时热功率增大，故A正确；将T向b端移动，副线圈匝数变小，故副线圈两端电压变小，滑动变阻器R的滑片位置不变时，通过R1的电流减小，故热功率减小，故B错误；将T向a端移动，副线圈匝数增加，故副线圈两端电压变大，滑动变阻器R的滑片向f端滑动，R与R1串联后的总电阻减小，电流增大，此时热功率增大，故C正确；将T向b端移动，副线圈匝数减少，故副线圈两端电压变小，滑动变阻器R的滑片向e端滑动，R与R1串联后的总电阻增大，电流减小，此时热功率减小，故D错误．故选AC.6．[2024·黑龙江省齐齐哈尔市期中考试]互感器又称仪用变压器，是电流互感器和电压互感器的统称．它能将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于测量或保护系统．如图所示，T1、T2是监测交流高压输电参数的互感器，a、b是交流电压表或交流电流表，若高压输电线间电压为220 kV，T1的原、副线圈匝数比为1∶100，交流电压表的示数为100 V，交流电流表的示数为1 A，则()A．a是交流电压表，b是交流电流表B．T2的原、副线圈匝数比为2 200∶1C．高压线路输送的电流为1 AD．高压线路输送的电功率为2×104 kW答案：B解析：T 1两端接在同一根电线上，因此a 是交流电流表，T 2两端接在两根电线上，因此b 是交流电压表，A 错误；变压器原、副线圈电压之比等于匝数之比，所以T 2原、副线圈匝数之比为220 000∶100＝2 200∶1，B 正确；变压器原、副线圈电流与匝数成反比，则高压线路输送的电流为100 A ，C 错误；高压线路输送的电功率为P ＝UI ＝220 kV ×100 A ＝2.2×104 kW ，D 错误．7．[2024·山东省济南市统考]如图所示，理想变压器上有三个线圈，匝数分别为n 1、n 2、n 3，线圈n 1连接交流电源和一个小灯泡，线圈n 2串联两个小灯泡，线圈n 3连接一个小灯泡．四个小灯泡完全相同且均正常发光，则n 1∶n 2∶n 3的比值为( )A ．3∶1∶1B ．2∶1∶1C ．3∶2∶1D ．4∶2∶1答案：C解析：设每个灯泡额定电压为U ，额定电流为I ，由于四个小灯泡完全相同且均正常发光，则I 1＝I 2＝I 3＝I ，线圈n 2串联两个小灯泡，线圈n 3连接一个小灯泡，灯泡都正常发光，故U 2＝2U 3＝2U ，可得n 2n 3 ＝21，根据理想变压器输入功率等于输出功率可得U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3，即U 1＝U 2＋U 3＝3U ，可得n 1n 3 ＝31，联合解得U 1∶U 2∶U 3＝3∶2∶1，故n 1∶n 2∶n 3＝3∶2∶1，C 正确．8．[2024·广东省部分学校联考]“西电东送”就是把煤炭、水能、风能资源丰富的西部省区的能源转化成电力资源，输送到电力紧缺的东部沿海地区．远距离输电的电路示意图如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压器且都有一个线圈可调，发电厂输出电压恒定，升压变压器和降压变压器之间输电线的总电阻R 不变．在用电高峰期，用户耗电量的增大导致实际用户电压偏低，下列方案能使用户电压恢复并且能使输电线上消耗的功率减小的方案是( )A．仅将P1上调一点B．仅将P2上调一点C．将P1、P2都下调一点D．将P1上调一点、P2下调一点答案：C解析：设升压变压器的线圈匝数为n1、n2，降压变压器的线圈匝数为n3、n4，发电厂输出的电的电压U不变，根据理想变压器两端的电压比等于匝数比，可得升压变压器的输出电压为U2＝n2n1U，将用户电阻R用等效在输电线上的电阻为R效＝(n3n4)2R用，把输电电路等效为闭合电路，有I2＝U2R＋R效＝n2n1UR＋（n3n4）2R用，用电高峰的时候，R用变小，导致I2变大，从而用户耗电量的增大导致实际用户电压偏低，故将P1、P2都下调一点，n1减小，n4减小，可以使I2变小，能使输电线上消耗的功率减小，且使用户电压恢复，C正确．9．[2024·湖北省鄂东南教学改革联盟联考](多选)如图所示，正弦交流电源输出电压有效值U＝220 V，理想变压器原副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，电压表、电流表均为理想交流电表，定值电阻R1＝20 Ω，滑动变阻器的总阻值R2＝20 Ω.将滑动变阻器滑片从最上端滑到最下端的过程中，下列说法正确的是()A．电流表示数一直增大B．电压表示数一直增大C．电压表示数一直减少D．电流表示数的最大值是5.5 A答案：AD解析：根据题意，设滑动变阻器向下滑动的距离为x，R2的总长度为L，由串并联知识可得，副线圈所在回路的总电阻为R＝R1·R2xLR1＋R2xL＋R2L－xL＝20L2＋20（Lx－x2）L2＋Lx＝20－20x 2L 2＋Lx，故x 越大，R 越小，则当x ＝0时，R max ＝20 Ω；当x ＝L 时，R min ＝10 Ω.由于原线圈的输入电压不变，线圈匝数比不变，则副线圈的输出电压不变，即电压表示数不变，由于电阻一直减小，则电流表示数一直增大，B 、C 错误，A 正确；由电压与匝数关系有U 1U 2＝n 1n 2 ，解得U 2＝110 V ，电阻最小时，电流最大，有I max ＝U 2R min＝11 A ．由电流与匝数关系有I 1I max ＝n 2n 1解得I 1＝5.5 A ，即电流表示数的最大值是5.5 A ，D 正确．10．[2024·江西省智学联盟体联考](多选)如图所示为某小型发电站远距离输电示意图，其中升压变压器输入电压U 1保持不变，降压变压器原副线圈的匝数比为200∶1，输电线路总电阻r ＝20 Ω.为了安全测量输电线路中的电压和电流，现在输电线路的起始端接入甲、乙两个特殊的变压器，甲、乙两个变压器中原副线圈匝数比一个是200∶1，另一个为1∶20，其中电压表的示数为220 V ，电流表的示数为5 A ，以上变压器均为理想变压器．下列判断正确的是( )A.图中a 为电压表，b 为电流表B ．用户端的电压U 4为220 VC ．输电线路上损耗的功率约占输电总功率的4.5%D.若用户端接入的用电设备变多，电流表示数变小答案：AC解析：对变压器甲乙的连接方式分析可知，甲为电压互感器，乙为电流互感器，A 正确；由变压器甲可知U 2＝200×220 V ＝44 000 V ，由变压器乙可知I 2＝5×20 A ＝100 A ，则U 3＝U 2－I 2r ＝42 000 V ，用户端的电压U 4＝42 000200V ＝210 V ，B 错误；输电线路上损耗的功率约占输电总功率的η＝I 22 r U 2I 2 ＝122≈4.5%，C 正确；若用户端接入的用电设备变多，降压变压器次级电阻减小，次级电流变大，输电线上的电流变大，则电流表示数变大，D 错误．。

高二【变压器远距离输电】练习题(带解析)

高二【变压器远距离输电】练习题(带解析)

高二【变压器远距离输电】练习题选择题（1〜8题为单项选择，9〜14题为多项选择）1.如图1所示的交流电路中，理想变压器输入电压为必=，；0小100冗t（V）,输入功率为月，输出功率为2，电压表读数为巴各交流电表均为理想电表。

由此可知（）图1A.灯泡中电流方向每秒钟改变100次B.变压器原、副线圈的匝数比为几：区C.当滑动变阻器A的滑动头向下移动时各个电表读数均变大D.当滑动变阻器A的滑动头向上移动时H变大，且始终有£=2解析由u^l^sin 100 Ji t（V）,可知交变电流频率为50 Hz,灯泡中电流方向每秒钟改变100次，选项A正确；变压器原、副线圈的匝数比为&：（V2 〃），选项B错误；当滑动变阻器斤的滑动头向下移动时，电流表读数增大，变压器输出电流增大，电阻斤:两端电压增大，电压表读数不变，选项C错误；当滑动变阻器斤的滑动头向上移动时，变压器输出电流减小，输出功率减小，根据变压器功率的制约关系，£变小，且始终有£ = £,选项D错误。

答案A2.如图2所示为汽车的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连接到12 V的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的两端，开关由机械控制，当开关由闭合变为断开时，副线圈中产生10 000 V以上的电压，火花塞中产生火花。

下列说法中正确的是（）变压器A.变压器的原线圈要用粗导线绕制，而副线圈可以用细导线绕制B.若该点火装置的开关始终闭合，火花塞的两端会持续产生高压C.变压器原线圈输入的12 V电压必须是交流电，否则就不能在副线圈中产生高压D.该点火装置中变压器的副线圈匝数必须小于原线圈的匝数解析汽车的点火装置是利用变压器原理工作的，当开关始终闭合时，通过原线圈的电流恒定，原线圈中产生的磁场恒定，则在副线圈上不会产生电压，所以B错误；由题可知原线圈处接12 V的直流电源，当断开开关瞬间原线圈中电流迅速变化，会产生变化的磁场，则在副线圈中可能产生高压，所以c错误；由可知，要在副线圈中产生高压，则原线圈匝数必须小于副线圈的匝数，所以D错误。