-第十二章交變電流-第2講-變壓器-遠(yuǎn)距離輸電-課時(shí)精練(解析版)

1、2022屆高考一輪復(fù)習(xí) 第十二章交變電流 第2講 變壓器遠(yuǎn)距離輸電 課時(shí)精練（解析版）1.(2020江蘇卷2)電流互感器是一種測(cè)量電路中電流的變壓器，工作原理如圖1所示.其原線(xiàn)圈匝數(shù)較少，串聯(lián)在電路中，副線(xiàn)圈匝數(shù)較多，兩端接在電流表上.則電流互感器()圖1A.是一種降壓變壓器B.能測(cè)量直流電路的電流C.原、副線(xiàn)圈電流的頻率不同D.副線(xiàn)圈的電流小于原線(xiàn)圈的電流答案D解析電流互感器原線(xiàn)圈匝數(shù)小，副線(xiàn)圈匝數(shù)多，是一種升壓變壓器，故A錯(cuò)誤；變壓器的原理是電磁感應(yīng)，故它不能測(cè)量直流電路的電流，故B錯(cuò)誤；變壓器不改變交變電流的頻率，故C錯(cuò)誤；變壓器的電流與匝數(shù)成反比，因此副線(xiàn)圈的電流小于原線(xiàn)圈的電流，故D

2、正確.2.(多選)如圖2，發(fā)電廠(chǎng)的輸出電壓為U1，發(fā)電廠(chǎng)至用戶(hù)間輸電導(dǎo)線(xiàn)的總電阻為R，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的電流為I，用戶(hù)得到的電壓為U2.下列輸電導(dǎo)線(xiàn)上損耗功率的表達(dá)式中正確的是()圖2A.(U1U2)I B.I2RC.eq f(U12,R) D.eq f(U1U22,R)答案ABD3.(2020陜西西安中學(xué)三模)在如圖3所示的電路中，理想變壓器原副線(xiàn)圈的匝數(shù)比n1n2n3631，電流表均為理想交流電流表，兩電阻阻值相同.當(dāng)在原線(xiàn)圈兩端加上大小為U的交變電壓時(shí)，三個(gè)電流表的示數(shù)之比I1I2I3為()圖3A.123 B.121C.136 D.593答案D解析由公式eq f(U1,U2)eq f(n1,n2

3、)，可知U2eq f(U,2)，同理可得U3eq f(U,6)，由歐姆定律可知I23I3，由變壓器原、副線(xiàn)圈功率相等有I1U1I2U2I3U3，即I1UI2eq f(U,2)eq f(I2,3)eq f(U,6)，得eq f(I1,I2)eq f(5,9)，則I1I2I3593，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤.4.(2019山東濟(jì)寧市第二次摸底)高壓輸電線(xiàn)路常因結(jié)冰而損毀嚴(yán)重.為消除高壓輸電線(xiàn)上的冰，有人設(shè)想利用電流的熱效應(yīng)除冰的融冰思路.若在正常供電時(shí)，高壓線(xiàn)上輸電電壓為U，輸電電流為I，熱耗功率為P；除冰時(shí)，在輸電功率、用戶(hù)的輸入電壓和輸電線(xiàn)電阻不變的情況下，通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)變壓器的變壓比，使輸電線(xiàn)

4、上的熱耗功率變?yōu)?6P，則除冰時(shí)()A.輸電電流為4I B.輸電電流為16IC.輸電電壓為4U D.輸電電壓為eq f(U,16)答案A解析高壓線(xiàn)上的熱耗功率PI2R線(xiàn)若熱耗功率變?yōu)?6P，則16PI2R線(xiàn)解得I4I，故A正確，B錯(cuò)誤.輸電功率不變，由PUIUI得Ueq f(1,4)U，故C、D錯(cuò)誤.5.(多選)(2020河南中原名校聯(lián)考)如圖4所示是變壓器通過(guò)降壓給用戶(hù)供電的示意圖.變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，負(fù)載變化時(shí)輸入電壓不會(huì)有大的波動(dòng)，可以認(rèn)為電壓表V1示數(shù)不變.兩條輸電線(xiàn)的總電阻用R0表示，滑動(dòng)變阻器R表示用戶(hù)用電器的總電阻.如果變壓器上的能量損失忽略不計(jì)，當(dāng)用戶(hù)的用電器增加

5、時(shí)，圖中各表的示數(shù)變化的情況是()圖4A.電流表A1示數(shù)變大 B.電流表A2示數(shù)變小C.電壓表V2示數(shù)變大 D.電壓表V3示數(shù)變小答案AD6.(2018天津卷4)教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流.利用該發(fā)電機(jī)(內(nèi)阻可忽略)通過(guò)理想變壓器向定值電阻R供電，電路如圖5所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P.若發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的eq f(1,2)，則()圖5A.R消耗的功率變?yōu)閑q f(1,2)PB.電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閑q f(1,2)UC.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID.通過(guò)R的交變電流頻率不變答案B解析發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的eq f(1,2)，由Ee

6、q f(nBS,r(2)知，原線(xiàn)圈中輸入電壓變?yōu)樵瓉?lái)的eq f(1,2)，頻率變?yōu)樵瓉?lái)的eq f(1,2).根據(jù)eq f(U1,U2)eq f(n1,n2)，知U2變?yōu)樵瓉?lái)的eq f(1,2)，即U2eq f(1,2)U，則通過(guò)R的電流變?yōu)樵瓉?lái)的eq f(1,2)，R消耗的功率P2eq f(U22,R)eq f(1,4)P，根據(jù)eq f(I1,I2)eq f(n2,n1)，原線(xiàn)圈上的電流也變?yōu)樵瓉?lái)的eq f(1,2)，即電流表A的讀數(shù)變?yōu)閑q f(1,2)I，故選B.7.(2019四川達(dá)州市第二次診斷)如圖6所示，一自耦變壓器接在交流電源上，V1、V2為理想交流電壓表.下列說(shuō)法正確的是()圖6

7、A.若P不動(dòng)，滑片F(xiàn)向下滑動(dòng)時(shí)，V1示數(shù)不變，V2示數(shù)變小B.若P不動(dòng)，滑片F(xiàn)向下滑動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的功率變大C.若F不動(dòng)，滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，V1示數(shù)不變，V2示數(shù)變大D.若F不動(dòng)，滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的功率變小答案A解析設(shè)變壓器的輸入電壓為U1，輸出電壓為U2；若P不動(dòng)，滑片F(xiàn)向下滑動(dòng)時(shí)，輸入電壓U1不變，V1示數(shù)不變，根據(jù)變壓比公式eq f(U1,U2)eq f(n1,n2)，由于n2減小，故輸出電壓U2減小，故燈泡消耗的功率減小，V2的示數(shù)變小，故A正確，B錯(cuò)誤；若F不動(dòng)，根據(jù)變壓比公式eq f(U1,U2)eq f(n1,n2)，輸入電壓U1不變，則輸出電壓U2也不變，V1示數(shù)不變

8、；滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻值減小，則副線(xiàn)圈回路中的電流增大，燈泡中的電流、電壓都增大，燈泡消耗的功率變大；由UV2U2UL可知電壓表V2示數(shù)變小，故C、D錯(cuò)誤.8.(2020山東卷5)圖7甲中的理想變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比n1n2223，輸入端a、b所接電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示.燈泡L的電阻恒為15 ，額定電壓為24 V，定值電阻R110 、R25 ，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為10 .為使燈泡正常工作，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻應(yīng)調(diào)節(jié)為()圖7A.1 B.5 C.6 D.8 答案A解析由題圖乙可得U1220 V，由eq f(U1,U2)eq f(n1,n2)得U230

9、V，燈泡正常工作時(shí)，UL24 V，Ieq f(UL,RL)eq f(24,15) A1.6 AR1兩端電壓UR1U2UL30 V24 V6 V通過(guò)R1的電流I1eq f(UR1,R1)0.6 A通過(guò)R的電流IRII11 A由歐姆定律得RR2eq f(UR1,IR)eq f(6,1) 6 可解得R1 ，選項(xiàng)A正確.9.(2020廣東汕頭市調(diào)研)如圖8所示為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖.發(fā)電廠(chǎng)輸出的電壓恒定，升壓、降壓變壓器均為理想變壓器.由于用戶(hù)負(fù)載的變化會(huì)造成其得到的電壓變化，供電部門(mén)要實(shí)時(shí)監(jiān)控.監(jiān)控電表為理想電表.若某次監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)V2表的示數(shù)減小.則下列判斷正確的是()圖8A.電流表A1的示數(shù)增大B.電

10、流表A2的示數(shù)減小C.電壓表V1的示數(shù)增大D.輸電線(xiàn)損失的功率減小答案A解析根據(jù)題意知，發(fā)電廠(chǎng)的輸出電壓恒為U，升壓變壓器的變壓比不變，所以電壓表V1的示數(shù)不變，故C錯(cuò)誤；某次監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)V2表的示數(shù)減小，根據(jù)降壓變壓器變壓比不變可知，降壓變壓器的輸入電壓U20減小，又U1U20I1R線(xiàn)，則I1增大，即電流表A1的示數(shù)增大，故A正確；根據(jù)電流表A1的示數(shù)增大及降壓變壓器電流比：eq f(I1,I2)eq f(n4,n3)，可知電流表A2的示數(shù)增大，故B錯(cuò)誤；輸電線(xiàn)上損失功率為P損I12R線(xiàn)，由于電流表A1的示數(shù)增大，故輸電線(xiàn)損失的功率增大，故D錯(cuò)誤.10.(2020云南昆明市五校聯(lián)考)圖9甲中理想

11、變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比n1n251，電阻R20 ，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開(kāi)關(guān).原線(xiàn)圈接正弦交變電流，輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示.現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時(shí)L2正常發(fā)光.下列說(shuō)法正確的是()圖9A.輸入電壓u的表達(dá)式u20eq r(2)sin (50t) VB.只斷開(kāi)S2后，L1、L2均正常發(fā)光C.只斷開(kāi)S2后，原線(xiàn)圈的輸入功率增大D.若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8 W答案D解析由題圖乙可知Um20eq r(2) V，T0.02 s，故eq f(2,T)100 rad/s，即輸入電壓u的表達(dá)式u20eq r(2)sin (100t) V，所以A

12、項(xiàng)錯(cuò)誤；副線(xiàn)圈兩端電壓U2eq f(n2,n1)eq f(Um,r(2)4 V，斷開(kāi)S2后兩燈泡串聯(lián)，總電壓仍為4 V，所以L(fǎng)1、L2均不能正常發(fā)光，B項(xiàng)錯(cuò)誤；斷開(kāi)S2后R總增大，根據(jù)P入P出eq f(U22,R總)可知P入變小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；若S1接2，由PReq f(U22,R)可得PReq f(42,20) W0.8 W，故D項(xiàng)正確.11.如圖10所示，某小型水電站的發(fā)電機(jī)輸出電壓為220 V，正常情況下輸出的總功率P08.8104 W，為了減少遠(yuǎn)距離輸電過(guò)程中的電能損失，往往采用高壓輸電.輸送電壓為U1 100eq r(2)sin 200t V，輸電導(dǎo)線(xiàn)的總電阻為r5 ，現(xiàn)要使額定電壓為2

13、20 V的用電器正常工作，下列說(shuō)法正確的是()圖10A.輸電線(xiàn)上的電流為220 AB.降壓變壓器匝數(shù)比eq f(n3,n4)eq f(5,1)C.用電器的額定功率P5.6104 WD.用電器上交流電的頻率是50 Hz答案C解析因?yàn)檩斔碗妷簽閁1 100eq r(2)sin 200t V，則輸電電壓的有效值為：U輸eq f(1 100r(2) V,r(2)1 100 V，根據(jù)：P0U輸I輸，解得輸電線(xiàn)上的電流為：I輸80 A，故A錯(cuò)誤；降壓變壓器的輸入電壓為：頻率為feq f(1,T)eq f(1,f(2,)eq f(,2)100 Hz，變壓器不改變電壓的頻率，則用電器上交流電的頻率是100 H

14、z，故D錯(cuò)誤.12.如圖11所示的電路中，理想20eq r(2)sin (100t) V的交變電流，則()圖11A.交變電流的頻率為100 HzB.通過(guò)R2的電流為1 AC.通過(guò)R2的電流為eq r(2) AD.變壓器的輸入功率為200 W答案C解析由原線(xiàn)圈交流電瞬時(shí)值表達(dá)式可知，交變電流的頻率feq f(1,T)eq f(,2)50 Hz，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由理想變壓器變壓規(guī)律eq f(U1,U2)eq f(n1,n2)可知，輸出電壓U250 V，由理想二極管單向?qū)щ娦钥芍?，交變電流每個(gè)周期只有一半時(shí)間有電流通過(guò)R2，由電流的熱效應(yīng)可知，eq f(U22,R2)eq f(T,2)eq f(U2,R2

15、)T，解得Ueq f(r(2),2)U225eq r(2) V，由歐姆定律可知，通過(guò)R2的電流為eq r(2) A，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；電阻R2的功率P2UI50 W，而電阻R1的電功率P1eq f(U22,R1)100 W，由理想變壓器輸入功率等于輸出功率可知，變壓器的輸入功率為PP1P2150 W，D項(xiàng)錯(cuò)誤.13.(2016全國(guó)卷16)一含有理想變壓器的電路如圖12所示，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3 、1 和4 ，為理想交流電流表，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定.當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為I；當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為4I.該變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為()圖12A.2 B.3 C.4 D.5答案B解析開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電路如圖甲所示，原、副線(xiàn)圈的電流比eq f(I,I2)eq f(n2,n1)，通過(guò)R2的電流I2eq f(In1,n2)，副線(xiàn)圈的輸出電壓U2I2(R2R3)eq f(5In1,n2)，由eq f(U1,U2)eq f(n1,n2)可得原線(xiàn)圈兩端的電壓U15Ieq blc(rc)(avs4alco1(f(n1,n2)2，則UU1IR15Ieq blc(rc)(avs4alc