2015届高考物理二轮专题专练13-变压器-交流电与远距离输电

专练13变压器交流电与远距离输电(限时：20分钟)1．一闭合矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电流如图1所示，由图可知()图1A．该交流电电流的有效值是5AB．该交流电的频率是20HzC．t＝0时刻线圈平面位于中性面D．该交流电电流的瞬时表达式为i＝5cos100πt(A)答案D解析由图线知，交流电的最大值为5A，A错误；该交流电的周期为0.02s，频率为50Hz，B错误；t＝0时刻线圈平面位于垂直中性面，C错误；该交流电电流的瞬时表达式为i＝5cos100πt(A)，D正确．2．如图2所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法错误的是()图2A．交流电b电压的有效值为1023VB．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零C．交流电a的瞬时值为u＝10sin5πt(V)D．线圈先后两次转速之比为3∶2答案B解析由题图可知TA∶TB＝2∶3，故ωA∶ωB＝3∶2，交流电最大值Um＝NBSω，故Uma∶Umb＝3∶2，故Umb＝23Uma＝203V，所以交流电b电压的有效值为2032V＝1023V，故A正确；由题图可知，t＝0时刻线圈均在中性面，穿过线圈的磁通量最大，故B错误；由题图可知，交流电a的最大值为10V，角速度为ω＝2πT＝5πrad/s，所以交流电a的瞬时值为u＝10sin5πt(V)，故C正确；由题图可知TA∶TB＝2∶3，故nA∶nB＝3∶2，故D正确．3．(2014·广东·19)如图3所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合电键S，下列说法正确的是()图3A．P向下滑动时，灯L变亮B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大答案BD解析由于理想变压器输入电压U1不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压U2也不变，灯L亮度不随P的滑动而改变，故选项A错误，选项B正确．P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，负载总电阻R总减小，由I2＝U2R总知，通过副线圈的电流I2增大，输出功率P2＝U2I2增大，再由I1I2＝n2n1知输入电流I1也增大，故选项C错误，D正确．4．如图4甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R＝10Ω，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，则下列说法正确的是()图4A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为55VB．当单刀双掷开关与a连接且t＝0.01s时，电流表示数为零C．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率增大D．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率为25Hz答案AC解析根据电压与匝数成正比可知，开关接a时副线圈的电压为55V，所以A正确．电流表示数为交变电流的有效值，不随时间的变化而变化，所以B错误．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的匝数变小，所以副线圈的输出电压要变大，电阻R上消耗的功率变大，原线圈的输入功率也要变大，所以C正确．变压器不会改变交流电的频率，应为50Hz，所以D错误．5．如图5甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为10∶1，B是原线圈的中心接头，原线圈输入电压如图乙所示，副线圈电路中R1、R3为定值电阻，R2为NTC型热敏电阻(阻值随温度升高而减小)，C为耐压值为70V的电容器，所有电表均为理想电表．下列判断正确的是()图5A．当单刀双掷开关与A连接，传感器R2所在处温度升高，A1的示数变大，A2的示数减小B．当单刀双掷开关与B连接，副线圈两端电压的频率变为25HzC．当单刀双掷开关由A→B时，电容器C不会被击穿D．其他条件不变，单刀双掷开关由A→B时，变压器的输出功率变为原来的0.5倍答案AC解析若传感器R2所在处温度升高，R2的阻值减小，根据欧姆定律知，副线圈的电流变大，所以原线圈电流跟着变大，即A1的示数变大，R2与R1并联后的总电阻减小，故在副线圈中分的电压减小，所以A2的示数减小，故A正确；交流电的频率与匝数无关，不会发生变化，还是50Hz，所以B错误；原线圈电压最大值为2202V，当单刀双掷开关由A→B时，匝数之比为5∶1，根据变压规律可得副线圈电压最大值为442V，小于电容器的耐压值，故电容器不会被击穿，所以C正确；开关由A→B时，副线圈电压U2变为原来的2倍，输出功率P2＝U22R变为原来的4倍，所以D错误．6．如图6甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻R＝10Ω.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()图6A．当S与a连接后，理想电流表的示数为2.2AB．当S与a连接后，t＝0.01s时理想电流表示数为零C．当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的4倍D．当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频率变为25Hz答案AC解析由题图乙知，原线圈的电压u1＝220V，当S与a连接后，根据变压规律u1u2＝n1n2可得u2＝22V，理想电流表的示数I2＝u2R＝2.2A，故A正确；电流表的示数对应交变电流的有效值，所以在t＝0.01s时理想电流表示数不为零，故B错误；当S由a拨到b后，原、副线圈的匝数比为5∶1，可求副线圈电压为44V，是原来的2倍，根据功率P＝U2R知，功率是原来的4倍，输入功率等于输出功率，所以C正确；交流电的频率不会发生变化，由题图乙知，频率为50Hz，所以D错误．7．(2014·四川·1)如图7所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则()图7A．用户用电器上交流电的频率是100HzB．发电机输出交流电的电压有效值是500VC．输电线上的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小答案D解析由u－t图像可知，交流电的周期T＝0.02s，故频率f＝1T＝50Hz，选项A错误；交流电的电压最大值Um＝500V，故有效值U＝Um2＝2502V，选项B错误；输电线上的电流由降压变压器副线圈上的电阻和降压变压器原、副线圈的匝数比决定，选项C错误；当用户用电器的总电阻增大时，副线圈上的电流减小，根据I1I2＝n2n1，原线圈(输电线)上的电流减小，根据P＝I21R得，输电线损失的功率减小，选项D正确．8．图8甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，降压变压器原、副线圈匝数比为100∶1，远距离输电线的总电阻为100Ω.若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750kW.下列说法中正确的有()图8A．用户端交流电的频率为50HzB．用户端电压为250VC．输电线中的电流为30AD．输电线中损耗功率为180kW答案AC解析由题图乙知交流电的周期为0.02s，故频率为50Hz，所以A正确；升压变压器原线圈电压U1＝250V，根据变压规律得副线圈电压U2＝25000V，又输入功率为750kW，输电线中电流I＝PU2＝30A，故C正确；输电线上损耗电压U＝IR＝3000V，降压变压器原线圈电压U3＝U2－U＝22000V，根据变压规律可得：用户端电压U4＝220V，故B错误；输电线损耗的功率P′＝I2R＝90kW，故D错误．