2021屆高考物理一輪復習電磁學專項特訓（12）變壓器及電能的輸送

1、2021屆高考物理一輪復習電磁學專項特訓（12）變壓器及電能的輸送1.如圖所示是一調(diào)壓變壓器原理圖,如將它作為升壓變壓器使用,則()A.將交流電源接在a、b端,用電器接在c、d端B.將交流電源接在c、d端,用電器接在a、b端C.將交流電源接在a、c端,用電器接在b、d端D.若要進一步升壓,應使P逆時針方向旋轉(zhuǎn)2.利用如圖所示的裝置給小燈泡供電,下列說法正確的是( )A.圖示位置穿過線框的磁通量的變化率最大B.在圖示位置線框中的電流改變方向C.使用變壓器的目的是提高輸出功率D.若燈泡亮度偏暗,可通過增加原線圈匝數(shù)來提高燈泡亮度3.有一理想變壓器，其原線圈與副線圈的匝數(shù)之比為，現(xiàn)將三個規(guī)格相同的小

2、燈泡與其連接成如圖所示的電路?，F(xiàn)給變壓器的兩端輸入一交流電壓，當開關(guān)S斷開時，電壓表的示數(shù)為，將開關(guān)S閉合后，電壓表的示數(shù)變?yōu)?，整個過程中燈泡都未被燒毀且燈泡阻值不變，則為（ ）A.2:3B.4:1C.3:7D.5:34.如圖所示，交流發(fā)電機的矩形線圈在勻強磁場中繞垂直磁場的虛線軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，線圈的電阻為r，理想變壓器的副線圈并聯(lián)兩個阻值恒定且也為r的一模一樣的燈泡A、B，原、副線圈匝數(shù)的比值為k，電路中電表均為理想電表，現(xiàn)燈泡B發(fā)生斷路，下列說法正確的是（ ）A.電壓表示數(shù)變小B.發(fā)電機的熱損耗功率增大C.燈泡A亮度變亮D.單位時間外界向發(fā)電機做的功變大5.如圖所示，理想交流電流表，定

3、值電阻，光敏電阻（光照強度增大，阻值減?。?，分別接在理想變壓器的原、副線圈上，為正弦交流電源電壓的有效值，且保持不變。若增大光照強度，則下列說法正確的是( )A.電流表示數(shù)增大、示數(shù)減小B.都不變C.的電功率都增大D.兩端電壓增大6.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，正弦交流電源電壓為，電阻，滑動變阻器最大阻值為，滑片處于中間位置，則( )A與消耗的電功率相等B通過的電流為C若向上移動，電壓表讀數(shù)將變大D若向上移動，電源輸出功率將不變7.圖甲是線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交變電壓圖像。將該電壓加在圖乙中理想變壓器的兩端。變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5：1，電阻R的阻值為

4、，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法不正確的是（ ）A.電流表的示數(shù)為2 AB.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為C.流過電阻R的電流方向每秒鐘改變50次D.時穿過線圈的磁通量最大8.采用220kV高壓向遠方的城市輸電。當輸送功率一定時,為使輸電線上損耗的功率減小為原來的,輸電電壓應變?yōu)? )A.55kVB.110kVC.440kVD.880kV9.圖為遠距離輸電示意圖,兩變壓器均為理想變壓器,升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為、,在的原線圈兩端接入一電壓的交流電源,若輸送電功率為,輸電線的總電阻為2r,不考慮其他因素的影響,則該電阻上損失的電功率為( )A. B. C. D. 10.如圖所示的遠距離輸電電

5、路圖中,升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器,發(fā)電廠的輸出電壓及輸電線的電阻均不變。在用電高峰期,發(fā)電廠輸出功率將增大,下列說法正確的是( )A.升壓變壓器副線圈中電流減小B.降壓變壓器副線圈中電流減小C.輸電線上損耗的功率減小D.用戶消耗的功率占發(fā)電廠輸出總功率的比例減小11.如圖所示，某發(fā)電機輸出功率為，輸出電壓，用原、副線圈匝數(shù)比的變壓器升壓后向遠處用戶供電，輸電線的總電阻，用戶端用一降壓變壓器把電壓降為。（變壓器均為理想變壓器）求：（1）輸電線上損失的電功率;（2）降壓變壓器的匝數(shù)比。12.某發(fā)電機輸電電路的簡圖如圖所示，發(fā)電機的矩形線框處于磁感應強度大小為的水平勻強磁場中，線框面積為

6、，匝數(shù)為100匝，電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸以一定的角速度勻速轉(zhuǎn)動，并與升壓變壓器的原線圈相連，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比，降壓變壓器的副線圈接入到小區(qū)供生活用電，兩變壓器間的輸電線等效電阻，變壓器均為理想變壓器當發(fā)電機輸出功率為時，此時電壓表的示數(shù)為，燈泡正常發(fā)光.求：(1)線圈角速度的大??；(2)輸電線上損失的功率；(3)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比。參考答案1.答案：B解析：根據(jù)變壓器電壓關(guān)系可知,要升壓就必須增加副線圈的匝數(shù),即要保證輸出端的匝數(shù)多于輸入端的匝數(shù),故選項B正確,ACD錯誤。2.答案：B解析：由圖可知，此時線框和磁場垂直,線框中的磁通量最大，磁通量的變化率最小，

7、產(chǎn)生的感應電動勢最?。榱悖€框中電流方向發(fā)生改變，選項A錯誤,B正確；變壓器的輸入功率等于輸出功率，選項C錯誤;燈泡偏暗說明變壓器的輸出電壓較小，要使輸出電壓變大，應減少原線圈匝數(shù)，選項D錯誤。3.答案：D解析：設兩端輸入電壓的有效值為U，燈泡的電阻為R，當開關(guān)S斷開時，原線圈兩端的電壓為，副線圈中的電流為，原線圈中的電流為，則有；當開關(guān)S閉合時，原線圈兩端的電壓為，副線圈中的電流為，原線圈中的電流為，則，聯(lián)立解得，選項D正確。4.答案：C解析：對理想變壓器有，線圈勻速轉(zhuǎn)動，則發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的有效值不變，設為E，燈泡B斷路前，對發(fā)電機有，對副線圈有，整理得，燈泡B斷路后，同理有，可知燈

8、泡B斷路后，原線圈兩端電壓升高，A錯誤；由以上分析可知，通過原線圈的電流減小，發(fā)電機的熱損耗功率減小，單位時間外界向發(fā)電機做的功變小，BD錯誤；副線圈兩端電壓升高，燈泡A兩端電壓升高，通過的電流增大，燈泡A變亮，C正確。5.答案：C解析：由題意，光強變大，光敏電阻阻值變小，副線圈所在回路總電阻變小，變小，則原線圈所在回路電流變大，分壓變大、電功率變大，原線圈電壓減小。由理想變壓器關(guān)系可知副線圈電壓變小，電流變大，分壓變大、電功率變大，兩端電壓減小。6.答案：B解析：理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為，可知原副線圈的電流之比為，根據(jù)可知與消耗的電功率之比為，故A錯誤；設通過的電流為，則副線圈電流為，初

9、級電壓：；根據(jù)匝數(shù)比可知次級電壓為，則，解得，故B正確；若向上移動，則電阻減小，次級電流變大，初級電流也變大，根據(jù)可知電源輸出功率將變大，電阻的電壓變大，變壓器輸入電壓變小，次級電壓變小，電壓表讀數(shù)將變小，故CD錯誤；故選B。7.答案：D解析：原線圈電壓的有效值為，副線圈電壓的有效值為，副線圈上的電流，則原線圈的電流，所以電流表的讀數(shù)為2 A，故A正確；根據(jù)圖像可知，交流電的周期是0.04 s，故B正確；交流電的周期是0.04 s，在每一個周期內(nèi)交流電的方向改變2次，所以流過電阻R的電流方向每秒鐘改變次數(shù)，故C正確；由圖像可知，在時，電壓最大，此時磁通量的變化率最大，此時穿過線圈的磁通量為零，

10、故D錯誤。8.答案：C解析：設輸送功率為P,則有P=UI,其中U為輸電電壓,I為輸電電流。為使輸電線上損耗的功率減小為原來的四分之一,由P損=I2R(R為輸電線的電阻,恒定不變）可知應使I變?yōu)樵瓉淼亩种?又輸送功率不變,則輸電電壓應變?yōu)樵瓉淼?倍,即440kV,選項C正確。9.答案：C解析：電源提供的交流電最大值為,因此有效值,經(jīng)過升壓變壓器,根據(jù),得,輸電電流,所以輸電線上損失的功率,C正確.10.答案：D解析：發(fā)電廠輸出功率增大,根據(jù)知,輸出電壓不變,則升壓變壓器原線圈中電流增大,則副線圈中電流也增大,故A錯誤。用電高峰期吋,用電器增多,則降壓變壓器副線圈中電流增大,故B錯誤。升壓變壓器副線圈中的電流等于輸電線中的電流,則輸電線中的電流增大,根據(jù)知,輸電線上損耗的功率增大,故C錯誤。用戶消耗的功率占發(fā)電廠輸出總功率的比例,因為輸電線中的電流增大,則損耗的電壓增大,U不變,所以用戶消耗的功率占發(fā)電廠輸出總功率的比例減小,故D正確。11.答案：(1)變壓器原線圈電流由可得輸電線路上損失的功率(2)輸電線路上降低的電壓，則降壓變壓器匝數(shù)比解