專題24 變壓器和電能輸送（高考物理專項(xiàng)沖擊波講練測(cè)系列）

1、高考物理專項(xiàng)沖擊波講練測(cè)系列 專題24 變壓器和電能輸送【重點(diǎn)知識(shí)解讀】1. 變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象工作的。變壓器原副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比，即=；理想變壓器的輸入功率等于輸出功率。對(duì)于變壓器，輸入電壓決定輸出電壓，輸出功率決定輸入功率?！靖呖济}動(dòng)態(tài)】交變電流與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活息息相關(guān)，也是高考必考內(nèi)容。高考對(duì)變壓器和電能輸送的考查涉及變壓器、動(dòng)態(tài)電路、電能輸送等，難度中等。【最新模擬題專項(xiàng)訓(xùn)練】。1.（2013安徽黃山七校聯(lián)考）如圖所示的交流電路中，理想變壓器輸入電壓為U1，輸入功率為P1，輸出功率為P2，各交流電表均為理想電表當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)頭向下移動(dòng)時(shí)( )A燈L變亮 B

2、各個(gè)電表讀數(shù)均變大C因?yàn)閁1不變，所以P1不變 DP1變大，且始終有P1= P2答案：D解析：當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)頭向下移動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)增大，變壓器輸出電流增大，電阻R兩端電壓增大，電壓表讀數(shù)減小，電燈L變暗，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器功率關(guān)系，P1變大，且始終有P1= P2 ，選項(xiàng)C錯(cuò)誤D正確。3.（2013遼寧沈陽二中測(cè)試）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，R120 ，R230，C為電容器。已知通過R1的正弦交流電如圖乙所示，則( )A.交流電的頻率為0.02 HzB.原線圈輸入電壓的最大值為200 V C.電阻R2的電功率約為6.67 W D.通過R3的電流始終為零單向?qū)?/p>

3、電性等知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力?！窘忸}思路】由圖2可知，原線圈電壓最大值為311V，有效值為220V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由變壓公式可知，副線圈輸出電壓為22V，根據(jù)二極管單向?qū)щ娦院陀行е档亩x可得，電壓表示數(shù)為U=11V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；變壓器輸出功率為P=U2/R=24.2W，變壓器輸入電流即電流表示數(shù)為0.11A，選項(xiàng)C正確；當(dāng)二極管反向電壓時(shí)，電壓最大，二極管兩端的最大電壓為副線圈輸出電壓最大值22V，選項(xiàng)D正確。 【技巧點(diǎn)撥】由交變電流圖象可以直接得出交變電流的最大值和周期，利用相關(guān)知識(shí)可以得出有效值和頻率。交變電流表和電壓表示數(shù)都是交變電流的有效值。理想變壓器輸入功率等于輸出功

4、率，由此可以得出變壓器輸入電流。5（2013山東青島二中測(cè)試）隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)能源的需求也日益擴(kuò)大，節(jié)能變得越來越重要。某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電，用戶通過降壓變壓器用電，若發(fā)電廠輸出電壓為U1，輸電導(dǎo)線總電阻為R，在某一時(shí)段用戶需求的電功率為P0，用戶的用電器正常工作的電壓為U2。在滿足用戶正常用電的情況下，下列說法正確的是 （ ）A輸電線上損耗的功率為B輸電線上損耗的功率為C若要減少輸電線上損耗的功率可以采用更高的電壓輸電D采用更高的電壓輸電會(huì)降低輸電的效率6.（2013安徽師大摸底）一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2115，原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u隨

5、時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示，副線圈僅接入一個(gè)10 的電阻，則()A流過電阻的最大電流是20 AB與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是141 VC變壓器的輸入功率是2.2×103WD在交變電流變化的一個(gè)周期內(nèi)，電阻產(chǎn)生的焦耳熱是20 J柴油發(fā)電機(jī)安置區(qū)火線零線7（2012年2月河北省五校聯(lián)盟模擬）“5·12”汶川大地震發(fā)生后，常州常發(fā)集團(tuán)向?yàn)?zāi)區(qū)人民捐贈(zèng)一批柴油發(fā)電機(jī)。該發(fā)電機(jī)說明書的部分內(nèi)容如表所示，現(xiàn)在用一臺(tái)該型號(hào)的柴油發(fā)電機(jī)給災(zāi)民臨時(shí)安置區(qū)供電，如圖所示發(fā)電機(jī)到安置區(qū)的距離是400m，,輸電線路中的火線和零線均為GBCZ60型單股銅導(dǎo)線，該型號(hào)導(dǎo)線單位長度的電阻為2.5×1

6、0-4。安置區(qū)家用電器的總功率為44kW，當(dāng)這些額定電壓為220V的家用電器都正常工作時(shí)：型號(hào)AED6500S最大輸出功率60kW輸出電壓范圍220300VA輸電線路中的電流為20AB發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出電壓為300VC在輸電線路上損失的電功率為8kWD如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦式交變電流，則其輸出電壓最大值是300V.答案：C 解析：當(dāng)這些額定電壓為220V的家用電器都正常工作時(shí)，輸電線路中的電流為I=P/U=200A，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出電壓為U+Ir×2×400=220V+200×2.5×10-4×2×400V=260V，

7、選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在輸電線路上損失的電功率為P損= I2r×2×400= 2002×2.5×10-4×2×400W=8000W=8kW，選項(xiàng)C正確；如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦式交變電流，則其輸出電壓最大值是260×1.4V=364V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8（2012年2月武漢調(diào)研）如圖所示，某變電站用10kV的高壓向10km外的小區(qū)供電，輸送的電功率為200kW。現(xiàn)要求在輸電線路上損耗的功率不超過輸8.答案：CD解析：由P=UI解得輸電電流I=P/U=20A。輸電線路上損耗的功率不超過P損=200kW×2%=4kW，由P損=I

8、2R解得R=10.由于輸電線長度需要20km，所以可以選擇千米電阻0.5/km以下的型號(hào)DYD100/C或型號(hào)DYD150/C，符合要求的是選項(xiàng)CD。9（2013唐山摸底）如圖所示，理想變壓器原線圈接一交流電源，副線圈回路中有一定值電阻R和兩個(gè)小燈泡L1、L2，最初電鍵S是斷開的，現(xiàn)閉合電鍵S，則A副線圈兩端電壓變大B燈泡L1變亮C電流表A1示數(shù)變大D電阻R中的電流變小答案：C解析：閉合電鍵S，副線圈兩端電壓不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；副線圈輸出電流增大，電阻R中的電流變大，燈泡L1兩端電壓降低，燈泡L1變暗，選項(xiàng)BD錯(cuò)誤； 電流表A1示數(shù)變大，選項(xiàng)C正確。10（2013溫州八校聯(lián)考）圖10中的變壓器為

9、理想變壓器，原線圈匝數(shù)與副線圈匝數(shù)之比為10 : 1，變壓器的原線圈接如圖11所示的正弦式交流電，電阻和電容器連接成如圖10所示的電路，其中，電容器的擊穿電壓為8V，電壓表V為理想交流電表，開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，則（ ）A電壓表V的讀數(shù)約為7.07VB電流表A的讀數(shù)為0.05AC電阻上消耗的功率為2.5W V的讀數(shù)約為7.07V，選項(xiàng)A正確；變壓器輸出功率為P2=U2I2=U22/(R1+R2)=(10)2÷40W=5.0W，由P1=U1I1=5.0W可得電流表A的讀數(shù)為/40=0.035A，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電阻上消耗的功率為P2/2=2.5W，選項(xiàng)C正確；若閉合開關(guān)S，R1和R3并聯(lián)部分

10、電壓最大值為7V，電容器不會(huì)被擊穿，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。11. （2013湖北摸底）用電高峰期，電燈往往會(huì)變暗。我們可將這一現(xiàn)象簡化為如下問題進(jìn)行研究:如圖所示，原線圈輸入有效值恒定的交變電壓，在理想變壓器的副線圈上，通過等效電阻為R的輸電線連接兩只燈泡L1和L2。當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，下列說法正確的是A.副線圈中的電流增大B.原線圈中的電流減小C.加在R兩端的電壓增大D.加在L1兩端的電壓減小答案：ACD解析：當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，副線圈中的電流增大，加在R兩端的電壓增大，加在L1兩端的電壓減小，選項(xiàng)ACD正確B錯(cuò)誤。解析：當(dāng)R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，阻值減小，變壓器輸出電流增大，輸出功率增大，電阻R1兩端電壓增大

11、，電阻R1的功率變大，電壓表V2的示數(shù)變小，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；由輸入功率等于輸出功率可知，當(dāng)R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，電流表A的示數(shù)變大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由變壓器變壓公式，變壓器輸出電壓為22V，電壓表V1示數(shù)為22V，選項(xiàng)D正確。13. （2012江蘇蘇州期末）如圖甲所示，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為10:1，b是原線圈的中心抽頭，圖中電表均為理想的交流電表，定值電阻R=10，其余電阻均不計(jì)從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上如圖乙所示的交變電壓。則下列說法中正確的有A當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為31.1VB當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與b連接且在0.01s時(shí)，電流表示數(shù)為2.2AC當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b

12、時(shí)，副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5HzD當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時(shí)，原線圈的輸入功率變大解析：當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為22V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與b連接且在0.01s時(shí)，電流表示數(shù)為2.2A，選項(xiàng)B正確；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時(shí)，副線圈輸出電壓的頻率仍為50Hz，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時(shí)，副線圈輸出電壓為44V，副線圈輸出功率增大，原線圈的輸入功率變大，選項(xiàng)D正確。14（2012河北衡水中學(xué)期末）如圖是一種理想自耦變壓器示意圖線圈繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上，P是可移動(dòng)的滑動(dòng)觸頭AB間接交流電壓U，輸出端接通了兩個(gè)相同的燈泡L1和L2，Q為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭當(dāng)

13、開關(guān)S閉合，P處于如圖所示的位置時(shí)，兩燈均能發(fā)光下列說法正確的是（ ）URL2L1QSAP不動(dòng)，將Q向右移動(dòng)，變壓器的輸入功率變大BP不動(dòng)，將Q向左移動(dòng)，兩燈均變暗CQ不動(dòng)，將P沿逆時(shí)針方向移動(dòng)，變壓器的輸入功率變大DP、Q都不動(dòng)，斷開開關(guān)S，L1將變暗.答案：C解析：P不動(dòng)，將Q向右移動(dòng)，變壓器輸出電流減小，輸出功率減小，變壓器的輸入功率變小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；P不動(dòng)，將Q向左移動(dòng)，變壓器輸出電流增大，兩燈均變亮，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；Q不動(dòng)，將P沿逆時(shí)針方向移動(dòng)，變壓器的副線圈匝數(shù)增多，輸出電壓增大，輸出功率增大，輸入功率變大，選項(xiàng)C正確；P、Q都不動(dòng)，斷開開關(guān)S，L1將變亮，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。圖2uRLC12

14、3u/V0-36t/10-2s乙36甲15（2012北京海淀期末）如圖2甲所示，一個(gè)理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1：n2=6：1，副線圈兩端接三條支路，每條支路上都接有一只燈泡，電路中L為電感線圈、C為電容器、R為定值電阻。當(dāng)原線圈兩端接有如圖2乙所示的交流電時(shí)，三只燈泡都能發(fā)光。如果加在原線圈兩端的交流電的最大值保持不變，而將其頻率變?yōu)樵瓉淼?倍，則對(duì)于交流電的頻率改變之后與改變前相比，下列說法中正確的是 （ ）A副線圈兩端的電壓有效值均為216VB副線圈兩端的電壓有效值均為6VC燈泡變亮D燈泡變亮16（2012唐山調(diào)研）2011年入夏以來，中國南方貴州、云南、重慶等省市部分地區(qū)出現(xiàn)持續(xù)高

15、溫、少雨天氣，引起不同程度旱情，導(dǎo)致大面積農(nóng)作物受災(zāi)，造成群眾飲水短缺等基本生活困難。目前旱情仍在持續(xù)中，電力部門全力確保災(zāi)區(qū)的用電供應(yīng)。如下圖所示，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻、變壓器均不變，如果發(fā)電廠欲增大輸出功率，則下列說法正確的是（ ）A升壓變壓器的輸出電壓增大B降壓變壓器的輸出電壓增大C輸電線上損耗的功率增大D輸電線上損耗的功率占總功率的比例減少【最新高考題專項(xiàng)檢測(cè)】1（2012·山東理綜）圖甲是某燃?xì)鉅t點(diǎn)火裝置的原理圖。轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交變電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2。為交流電壓表。當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬

16、時(shí)值大于5000V時(shí)，就會(huì)在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w。以下判斷正確的是A電壓表的示數(shù)等于5VB電壓表的示數(shù)等于VC實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是>1000D實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是<1000【答案】BC【解析】電壓表的示數(shù)為電壓有效值，等于V，選項(xiàng)B正確A錯(cuò)誤。當(dāng)變壓器匝數(shù)比>1000，變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于5000V時(shí)，就會(huì)在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w。選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤。【考點(diǎn)定位】此題考查變壓器、交變電流有效值及其相關(guān)知識(shí)。2.（2011新課標(biāo)理綜）如圖，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1：2；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V，額定功率為22W；原線圈電

17、路中接有電壓表和電流表?，F(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光。若用U和I分別表示此時(shí)電壓3. (2012·天津理綜)通過一理想變壓器，經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P，原線圈的電壓U保持不變，輸電線路的總電阻為R。當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時(shí)，線路損耗的電功率為P1。若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk，線路損耗的電功率為P2。則P1和P2/ P1分別為A， BR， C， DR，【答案】D【解析】當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時(shí)，線路電壓為kU，線路中電流I=P/kU，線路損耗的電功率為P1=I2R=R。若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk，線路電壓為nkU，線路中電流I=P/nkU，線路損耗的電功

18、率為P2=I2R=R。P2/ P1=，選項(xiàng)D正確ABC錯(cuò)誤?！究键c(diǎn)定位】本題考查變壓器、電能輸送等，意在考查考生靈活應(yīng)用相關(guān)知識(shí)的能力?！军c(diǎn)評(píng)】此題考查電能的輸送，考查輸電功率的變化引起的其燈泡熔斷器5（浙江省六校2012年2月聯(lián)考）如圖所示，50匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=T的水平勻強(qiáng)磁場中，線框面積S=0.5m2，線框電阻不計(jì)。線框繞垂直于磁場的軸OO以角速度=200rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并與理想變壓器原線圈相連，副線圈線接入一只“220V，60W”燈泡，且燈泡正常發(fā)光，熔斷器允許通過的最大電流為10A，下列說法正確的是A圖示位置穿過線框的磁通量為零B線框中產(chǎn)生交變電壓的有

19、效值為500VC變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為2511D變壓器輸出端最多能并聯(lián)83只60瓦的燈泡6（2013四川自貢一診）如右圖所示，M是一個(gè)小型理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)之比n1：n2=10：1，接線柱a、b接一正弦交變電源，電壓。變壓器右側(cè)部分為一火警系統(tǒng)原理圖，其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器（電阻隨溫度升高而減?。?，R1為一定值電阻。下列說法正確的是（ ）A當(dāng)R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，電阻R1的功率變小B當(dāng)R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，電壓表V2的示數(shù)變大C當(dāng)R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，電流表A的示數(shù)變小D電壓表V1示數(shù)為22V答案D 解析：當(dāng)R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，阻值減小，變壓器輸出電流增大，輸出功率增大，電阻R1兩端電壓增大，電阻R1的功率變大，電壓表V2的示數(shù)變小，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；由輸入功率等于輸出功率可知，當(dāng)R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，電流表A的示數(shù)變大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由變壓器變壓公式，變壓器輸出電壓為22V，電壓表V1示數(shù)為22V，選項(xiàng)D正確。7. （2013安徽皖南八校聯(lián)考）某理