高考物理總復(fù)習(xí)專題十一交變電流第2講變壓器、電能的輸送練習(xí)含答案

第2講變壓器、電能的輸送知識鞏固練1.(2023年廣州二模)如圖甲所示的黑光燈利用紫色光引誘害蟲飛近高壓電網(wǎng)罩來擊殺害蟲.圖乙是黑光燈高壓電網(wǎng)罩的工作電路，變壓器將有效值為220V的交變電壓變成高壓，當(dāng)高壓電網(wǎng)罩的電壓峰值達(dá)到3110V時，可擊殺害蟲，則變壓器的匝數(shù)比n1∶n2為()A.1∶10B.1∶20C.22∶311D.311∶22【答案】A【解析】變壓器原、副線圈的匝數(shù)比等于原、副線圈兩端的電壓比，原線圈電壓的有效值為220V，則可知其峰值為2202V，可得變壓器的匝數(shù)比為n1：n2=2202V∶3110V=1∶10，故選A.2.在我國北方部分地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)低溫雨雪冰凍天氣，高壓輸電線因結(jié)冰而造成嚴(yán)重?fù)p毀.為消除高壓輸電線上的冰凌，有人設(shè)計了這樣的融冰思路：利用電流的熱效應(yīng)除冰.在正常供電時，高壓線上輸電電壓為U，電流為I，熱耗功率為ΔP；除冰時，需要將輸電線上熱耗功率增大至16ΔP，設(shè)輸電功率和輸電線電阻不變，則除冰時需將()A.輸電電流變?yōu)?4B.輸電電流變?yōu)?6IC.輸電電壓變?yōu)?4D.輸電電壓變?yōu)?U【答案】C【解析】輸電線的熱功率ΔP=I2R，可知輸電線的電阻不變的情況下，需要將輸電線上熱耗功率增大至16ΔP，則輸電電流變?yōu)?I，A、B錯誤；由前面分析可知，在輸送功率一定的情況下，輸電線電流為I=PU，可將輸電電壓變?yōu)?4U，故C正確，D3.(2024年潮州松昌中學(xué)模擬)用一臺理想變壓器對電動汽車充電，該變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶2，輸出功率為8.8kW，原線圈的輸入電壓u=2202sin(100π)tV.關(guān)于副線圈輸出電流的有效值和頻率正確的是()A.20A，50HzB.202A，50HzC.20A，100HzD.202A，100Hz【答案】A【解析】由題可知原線圈輸入電壓的有效值為U1=22022=220V，原線圈電流為I1=PU1=40A，副線圈輸出電流的有效值為I2=n1n2I1=20A，變壓器無法改變電流的頻率，故f=ω2π=100π4.(2023年茂名二模)如圖所示，理想變壓器原線圈串聯(lián)一個定值電阻R0之后接到交流電源上，電壓表V1的示數(shù)U1恒定不變，電壓表V2和V3的示數(shù)分別用U2和U3表示，電流表A的示數(shù)用I表示，所有電表都可視為理想電表.當(dāng)滑動變阻器R的滑片P向上滑動時，下列說法正確的是()A.U1和U2的比值不變B.電流表A的示數(shù)I增大C.電壓表V2的示數(shù)U2減小D.電阻R0和滑動變阻器R消耗的功率的比值總是等于U1U【答案】D【解析】當(dāng)滑動變阻器的滑片P向上滑動時，副線圈回路中電阻增大，副線圈回路中電流減小，則原線圈電流減小，即電流表示數(shù)減小，R0兩端電壓減小，V1恒定不變，則V2增大，則U1和U2的比值變小，故A、B、C錯誤；因為是理想變壓器，滑動變阻器R消耗的功率等于原線圈輸入功率，則PR0PR=I5.如圖所示為某種電吹風(fēng)機(jī)電路圖，圖中a、b、c、d為四個固定觸點.繞O點轉(zhuǎn)動的扇形金屬觸片P，可同時接觸兩個觸點，觸片P位于不同位置時，吹風(fēng)機(jī)可處于停機(jī)、吹冷風(fēng)和吹熱風(fēng)三種狀態(tài).圖示狀態(tài)剛好為觸片P接觸c、d兩點.已知吹冷風(fēng)時的輸入功率為60W，小風(fēng)扇的額定電壓為60V，正常工作時小風(fēng)扇的輸出功率為52W，變壓器為理想變壓器，則下列說法中正確的是()A.當(dāng)扇形金屬觸片P與觸點c、d接觸時，電吹風(fēng)吹熱風(fēng)B.當(dāng)扇形金屬觸片P與觸點a、b接觸時，電吹風(fēng)吹冷風(fēng)C.小風(fēng)扇的內(nèi)阻為8ΩD.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n【答案】CD【解析】由電路知識可知，當(dāng)扇形金屬觸片P與c、d接觸時，電吹風(fēng)的加熱電路和吹風(fēng)電路均沒有接通，故此時電吹風(fēng)處于停機(jī)狀態(tài)，A錯誤；當(dāng)扇形金屬觸片P與觸點a、b接觸時，電吹風(fēng)的加熱電路和吹風(fēng)電路均處于接通狀態(tài)，此時電吹風(fēng)吹熱風(fēng)，B錯誤；由于小風(fēng)扇的額定電壓為U2=60V，吹冷風(fēng)時小風(fēng)扇的輸入功率為60W，故小風(fēng)扇正常工作時的電流為I=PU=1A，小風(fēng)扇內(nèi)阻消耗的電功率為P熱=P輸入-P輸出=60W-52W=8W，由P熱=I2r，代入數(shù)據(jù)解得r=8Ω，C正確；由題意可知，變壓器原線圈兩端的電壓為U1=220V，副線圈兩端的電壓為U2=60V，故有n1n26.(多選)如圖所示為理想變壓器的示意圖，其原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，電壓表和電流表均為理想電表，原線圈接圖乙所示的正弦交流電，圖甲中Rt為熱敏電阻(其阻值隨溫度的升高而變小)，R為定值電阻.下列說法正確的是()A.交流電壓u的表達(dá)式為u=362sin(100t)VB.若Rt處的溫度升高，則電流表的示數(shù)變大C.若Rt處的溫度升高，則變壓器的輸入功率變大D.變壓器原、副線圈中的磁通量隨時間的變化率之比為3∶1【答案】BC【解析】由圖乙可知交流電壓最大值Um=362V，周期T=0.02s，可由周期求出角速度值為ω=2πT=100πrad/s，則可得交流電壓u的表達(dá)式u=362sin(100πt)V，A錯誤；電壓之比等于匝數(shù)之比，匝數(shù)不變則電壓不變；因Rt處溫度升高時，阻值減小，電流表的示數(shù)變大，B正確；因Rt處溫度升高時，阻值減小，電流表的示數(shù)變大，根據(jù)P出=U2I2可知輸出功率增大，理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，可知輸入功率增大，C正確；變壓器原、副線圈中的磁通量隨時間的變化率之比為1∶1，故D錯誤綜合提升練7.如圖所示為某小型電站高壓輸電示意圖.發(fā)電機(jī)輸出功率恒定，升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U1和U2.在輸電線路的起始端接入兩個互感器，原、副線圈的匝數(shù)比分別為10∶1和1∶10，電壓表的示數(shù)為220V，電流表的示數(shù)為10A，各互感器和電表均為理想的，則下列說法正確的是()A.升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為nB.采用高壓輸電可以增大輸電線中的電流，輸電電流為100AC.線路輸送電功率是220kWD.將P上移，用戶獲得的電壓將降低【答案】C【解析】根據(jù)變壓器的原理可得升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1n2=U1U2，A錯誤；采用高壓輸電可以減小輸電線中的電流，從而減小輸電過程中的電能損失，根據(jù)電流互感器原理及匝數(shù)比為1∶10，由變壓器電流比可知I原I副=n副n原=101，得輸電電流為I2=10×10A=100A，B錯誤；電壓表的示數(shù)為220V，根據(jù)變壓器電壓比可知U原U副=n原'n副'=101，輸電電壓為U8.某小型實驗水電站輸出功率是20kW，輸電線總電阻為6Ω.(1)若采用380V輸電，求輸電線路損耗的功率；(2)若改用5000V高壓輸電，用戶端利用n1∶n2=22∶1的變壓器降壓，求用戶得到的電壓.解：(1)輸電線上的電流I=PU=20×10