2012届高考物理一轮复习考点专题训练变压器电能的输送(人教版)

2012届高考物理一轮复习考点专题训练：变压器、电能的输送1．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为11∶2，原线圈两端的输入电压u＝2202sin100πt(V)，电表均为理想电表，滑动变阻器R接入电路部分的阻值为10Ω.下列叙述中正确的是()A．该交流电的频率为50HzB．电压表的读数为422VC．电流表的读数为4AD．若滑动变阻器的滑片P向a端移动，电流表的读数变大【答案】AC【详解】根据原线圈两端输入电压的表达式可知，交流电的频率f＝ω2π＝100π2πHz＝50Hz，A正确；变压器原线圈电压的有效值为U1＝220V，利用变压器的变压比U1∶U2＝n1∶n2，可求得U2＝40V，电压表的读数为40V，B错误；电流表的读数为I＝U2R＝4A，C正确；若滑动变阻器的滑片P向a端移动，接入电路的电阻增大，而U2不变，电流表示数变小，D错误．2．图甲是线圈绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电图象，把该交流电压加在图乙中变压器的A、B两端．已知理想变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为5∶1，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻R＝1Ω，其他各处电阻不计，以下说法正确的是()[来源:学科网]A．在t＝0.1s、0.5s时，穿过线圈的磁通量最大[来源:学。科。网Z。X。X。K]B．线圈转动的角速度为10πrad/sC．电压表的示数为2VD．电流表的示数为0.40A【答案】D【详解】t＝0.1s,0.5s时，电压达最大值，此时线圈平面与磁场平行，A错误；由图知T＝0.4s，所以角速度w＝2πT＝2π0.4s＝5πrad/s，B错误；由U1U2＝n1n2得输出电压的最大值为22V，所以电压表示数应为2V，C错误，R中电流IR＝2V1Ω＝2A，由变压器的电流与匝数关系知电流表示数为0.40A，D正确，正确答案D.[来源:Zxxk.Com][来源:学_科_网Z_X_X_K]3．如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S闭合时()【答案】B【详解】在理想变压器中，因为U不变，故示数不变；闭合S时，负载电阻变小，副线圈中电流I2增大，示数增大，由P入＝P出可知示数增大，因ab和cd导线的电阻不可忽略，所以U3减小，示数变小．由I3＝U3/R1得，流过R1处的电流I3变小，示数变小，故B对．4.(2011·华南师大附中模拟)在变电站里,经常要用交流电表去监测电网上的强电流,所用的器材叫电流互感器.如下所示的四个图中,能正确反映其工作原理的是()[来源:Z.xx.k.Com]【答案】选A.【详解】电流互感器应是测电流的,应串联在火线上,故B、D选项错误.同时,由I1n1=I2n2知要使I2＜I1,须n2＞n1,故A选项正确,C选项错误.5.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1＝20Ω，R2＝30Ω，C为电容器.已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则()A.交流电的频率为0.02HzB.原线圈输入电压的最大值为200VC.电阻R2的电功率约为6.67WD.通过R3的电流始终为零【答案】选C.【详解】根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、频率相同，周期为0.02s、频率为50Hz，A错；由图乙可知通过R1的电流最大值为Im＝1A、根据欧姆定律可知其最大电压为Um＝20V，再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为200V，B错；因为电容器有通交流、阻直流的作用，则有电流通过R3和电容器，D错；根据正弦交流电的峰值和有效值关系及并联电路特点可知电阻R2的电流有效值为I＝、电压有效值为U＝Um/V，电阻R2的电功率为P2＝UI＝W,C对.6.如图所示，为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则()A.保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大B.保持U1及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗的功率减小C.保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大D.保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大【答案】选A、B、D.【详解】K由a合到b时，n1减小，由U1/U2=n1/n2，可知U2增大，P2=/R随之增大，而P1=P2，又P1=I1U1，从而I1增大，A正确；K由b合到a时，与上述情况相反，P2将减小，B正确；P上滑时，R增大，P2=/R减小，又P1=P2，P1=I1U1，从而I1减小，C错误；U1增大，由U1/U2=n1/n2可知，U2增大，I2=U2/R随之增大，由I1/I2=n2/n1可知I1也增大，D正确.故选项A、B、D正确.7．如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1.原线圈接入一电压为u＝U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5Ω的负载电阻．若U0＝2202V，ω＝100πrad/s，则下述结论正确的是()[来源:学科网ZXXK]A．副线圈中电压表的读数为55VB．副线圈中输出交流电的周期为1100πsC．原线圈中电流表的读数为0.5AD．原线圈中的输入功率为1102W【答案】AC【详解】原线圈电压有效值U1＝220V，由电压比等于匝数比可得副线圈电压U2＝55V，A对；电阻R上的电流为2A，由原副线圈电流比等于匝数的反比，可得电流表示数为0.5A，C对；输入功率为P＝220×0.5W＝110W，D错；周期T＝2πω＝0.02s，B错．8．在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为L，输电线损失的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则P′、P用的关系式正确的是()A．P′＝U2SρLB．P′＝P2ρLU2SC．P用＝P－U2SρLD．P用＝P(1－PρLU2S)【答案】BD【详解】输电线电阻R＝ρLS，输电电流为I＝PU故输电线上损失的电功率为：P′＝I2R＝(PU)2ρLS＝P2ρLU2S[来源:学,科,网]用户得到的电功率为P用＝P－P′＝P(1－PρLU2S)．故B、D正确．9．理想变压器连接电路如图甲所示，已知原副线圈匝数比为10∶1，当输入电压波形如图乙时，电流表读数2A，则()A．电压表读数282VB．电压表读数28.2VC．输入功率为56.4WD．输入功率为40W【答案】D【详解】由图乙可知，Um＝282V，则输入电压有效值U1＝Um2＝200V．根据U1U2＝n1n2，U2＝20V，再根据I1I2＝n2n1，I1＝0.2A，输入功率P＝U1I1＝40W，故A、B、C错，D正确．10．如图20所示是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器．已知变压器原线圈与副线圈匝数比n1n2＝120，加在原线圈的电压为u1＝311sin100πt(V)，霓虹灯正常工作的电阻R＝440kΩ，I1、I2表示原、副线圈中的电流．下列判断正确的是[来源:Zxxk.Com]()A．副线圈两端电压6220V，副线圈中的电流14.1mAB．副线圈两端电压4400V，副线圈中的电流10.0mAC．I1I2D．I1I2【答案】BD【详解】原线圈电压的有效值为220V，由U1U2＝n1n2解得副线圈电压U2＝4400V；由I2＝U2R得I2＝10.0mA，选项B对．根据n1n2，而I1I2＝n2n1，故I1I2，选项D对．11．(14分)如图(a)是一理想变压器的电路连接图，图(b)是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象，已知原、副线圈的匝数比为10∶1，电流表A2的示数为2A，开关S断开，求：(1)变压器的输入功率和电压表的示数；(2)将开关S闭合，定性分析电路中三只电表的示数变化情况．【答案】(1)40W20V(2)A1示数增大A2示数增大V示数不变【详解】(1)由图(b)可知输入电压的有效值U1＝200V由U1U2＝n1n2得U2＝n2U1n1＝20V变压器的输入功率P1等于输出功率P2故P1＝P2＝U2I2＝20×2W＝40W.(2)将S闭合，U2不变，即电压表示数保持20V不变；由于负载增多，负载总电阻减小，电流表A2的示数增大；次级线圈的输出功率增加，初级线圈的输入功率随之增加，电流表A1的示数增大．12．(16分)发电机的端电压为220V，输出电功率为44kW，输电导线的电阻为0.2Ω，如果用原、副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户．(1)画出全过程的线路图．(2)求用户得到的电压和功率．(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压．[来源:学科网ZXXK]【答案】(1)见解析(2)219.6V43.92kW(3)180V36kW【详解】(1)线路图如图所示．(2)升压变压器副线圈上的输出电压U2＝n2n1U1＝2200V，升压变压器副线圈上的输出电流I2＝n1n2I1，升压变压器原线圈上的输入电流，由P＝U1I1得I1＝PU1＝44×103220A＝200A，所以I2＝n1Pn2U1＝44×10310×220A＝20A.输电线路上的电压损失和功率损失分别为UR＝I2R＝4V，PR＝I22R＝0.08kW.加到降压变压器原线圈上的输入电流和电压分别为I3＝I2＝20A，U3＝U2－UR＝2196V.降压变压器副线圈上的输出电压和电流分别为U4＝n4n3U3＝219.6V，I4＝n3n4I3＝200A.用户得到的功率P4＝U4I4＝43.92kW.(3)若不采用高压输电，线路损失电压为[来源:Zxxk.Com]UR′＝I1R＝40V，用户得到的电压U′＝U1－UR′＝180V，用户得到的功率为P′＝U′I1＝36kW.