優(yōu)化探究（新課標(biāo)）2017屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 第10章 交變電流 傳感器 第2講 變壓器 電能的輸送知能提升演練

1、變壓器 電能的輸送 隨堂反饋1下列關(guān)于減小遠(yuǎn)距離輸電導(dǎo)線上熱損耗的說法中，正確的是()A因?yàn)闊峁β蔖，所以應(yīng)降低輸送電壓，增大輸電導(dǎo)線電阻，才能減小輸電導(dǎo)線上的熱損耗B因?yàn)闊峁β蔖IU，所以應(yīng)采用低電壓、小電流輸電，才能減小輸電導(dǎo)線上的熱損耗C因?yàn)闊峁β蔖I2R，所以可采用減小輸電線電阻或減小輸送電流的方法來減小輸電導(dǎo)線上的熱損耗D以上說法均不正確解析：不能盲目看公式，要注意其物理意義的表達(dá)，在求熱損耗時(shí)可用P損IR線或用P熱U線I線，也可用P，但U必須為輸電線上等效電阻兩端的電壓，并不是輸電電壓答案：C2如圖所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為n1，副線圈的匝數(shù)為n2，原線圈的兩端a、b接正弦交流

2、電源，電壓表V的示數(shù)為220 V，負(fù)載電阻R44 ，電流表A1的示數(shù)為0.20 A下列判斷中正確的是()A原線圈和副線圈的匝數(shù)比為21B原線圈和副線圈的匝數(shù)比為51C電流表A2的示數(shù)為0.1 AD電流表A2的示數(shù)為0.4 A解析：由電壓表V的示數(shù)和電流表A1的示數(shù)可得原線圈中的功率P1U1I1，P1P2IR，所以電流表A2的示數(shù)為I2 A1.0 A，C、D錯誤；原線圈和副線圈的匝數(shù)比，A錯誤，B正確答案：B3(多選)(2016·河南八市質(zhì)檢)理想變壓器原線圈a匝數(shù)n1200匝，副線圈b匝數(shù)n2100匝，線圈a接在u44sin 314t V交流電源上，“12 V,6 W”的燈泡恰好正常

3、發(fā)光電阻R216 ，電壓表V為理想電表下列推斷正確的是()A交變電流的頻率為100 HzB穿過鐵芯的磁通量的最大變化率為 Wb/sC電壓表V的示數(shù)為22 VDR1消耗的功率是1 W解析：由u44sin 314t V，知f50 Hz，A錯誤；燈泡正常發(fā)光，由PUI得燈泡中的電流I20.5 A，電壓表的示數(shù)U212 V0.5×16 V20 V，C錯誤；穿過鐵芯的磁通量的最大變化率為 Wb/s Wb/s，B正確；根據(jù)，得U140 V，則R1兩端電壓UR144 V40 V4 V，由原、副線圈的電流與匝數(shù)成反比，可得通過R1的電流I10.25 A，則R1的功率PUR1I11 W，D正確答案：B

4、D4.(多選)(2015·高考海南卷)如圖所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為41，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負(fù)載電阻的阻值R11R0，是理想電壓表現(xiàn)將負(fù)載電阻的阻值減小為R5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時(shí)電壓表的讀數(shù)為5.0 V，則()A此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為34 VB此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為24 VC原線圈兩端原來的電壓有效值約為68 VD原線圈兩端原來的電壓有效值約為48 V解析：副線圈兩端電壓U2×6R06 V，根據(jù)，得U124 V，即此時(shí)原線圈兩端電壓有效值為24 V，最大值U1mU134

5、V，A正確，B錯誤由于前后兩次保持輸入、輸出電流不變，此時(shí)副線圈兩端電壓U26R0I，原來副線圈兩端電壓U212R0I，原來副線圈兩端電壓U22U2，原線圈兩端電壓應(yīng)為U12U1，即原來原線圈兩端電壓有效值為48 V，C錯誤，D正確答案：AD5如圖為學(xué)校配電房向各個教室的供電示意圖，T為理想變壓器，V1、A1為監(jiān)控市供電端的電壓表和電流表，V2、A2為監(jiān)控校內(nèi)變壓器的輸出端的電壓表和電流表，R1、R2為教室的負(fù)載電阻，V3、A3為教室內(nèi)的監(jiān)控電壓表和電流表，配電房和教室間有相當(dāng)長的一段距離，則當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)()A電流表A1、A2和A3的示數(shù)都變大B只有電流表A1的示數(shù)變大C電壓表V3的示數(shù)變小

6、D電壓表V2和V3的示數(shù)都變小解析：在電路中，S閉合前，由可知，電壓表V2的示數(shù)為U2U1，電路中電流表A2與A3是串聯(lián)關(guān)系，則由歐姆定律可得I2I3(r為電線電阻)，電壓表V3的示數(shù)為U3R1I2，再由可知電流表A1的示數(shù)為I1I2.同理，在電路中S閉合后，可知因U1不變，電壓表V2示數(shù)為U2U1U2不變，I2(r為電線電阻)，因R并<R1，則有I2>I2，又I1I2，則I1>I1，由U2UrU3I2rU3，可知U3<U3，又I3，則I3<I3，則可判斷V1不變，V2不變，V3變小，A1變大、A2變大、A3變小，A、B、D項(xiàng)錯誤，C項(xiàng)正確答案：C課時(shí)作業(yè)一、單項(xiàng)

7、選擇題1如圖，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為12；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220 V，額定功率為22 W；原線圈電路中接有電壓表和電流表現(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光若用U和I分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)，則()AU110 V，I0.2 ABU110 V，I0.05 ACU110 V，I0.2 ADU110 V，I0.2 A解析：由變壓原理可得U1110 V，即電壓表示數(shù)為110 V由P入P出，燈泡正常發(fā)光可得P入U(xiǎn)1I1P出22 W，I1 A0.2 A，故A正確答案：A2中國已投產(chǎn)運(yùn)行的1 000 kV特高壓輸電項(xiàng)目，是目前世界上輸電電壓最高的輸電工程假設(shè)甲、乙兩地原來用500

8、kV的超高壓輸電，在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下，現(xiàn)改用1 000 kV特高壓輸電，不考慮其他因素的影響，則()A輸電電流變?yōu)樵瓉淼?倍B輸電線上降落的電壓將變?yōu)樵瓉淼?倍C輸電線上降落的電壓將變?yōu)樵瓉淼腄輸電線上損耗的電功率將變?yōu)樵瓉淼慕馕觯河蒔UI可知，電壓加倍，電流減半，A、B錯誤；輸電線上的功率損失PI2r變?yōu)樵瓉淼模珼錯誤；輸電線上降落的電壓UIr變?yōu)樵瓉淼模珻正確答案：C3(2016·福州師大附中質(zhì)檢)如圖，理想變壓器原線圈輸入電壓uUmsin t，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動變阻器，和是理想交流電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；和是理想交流電流表，示

9、數(shù)分別用I1和I2表示下列說法正確的是()AI1和I2表示電流的瞬時(shí)值BU1和U2表示電壓的最大值C滑片P向下滑動過程中，U2不變，I1變大D滑片P向下滑動過程中，U2變小，I1變小解析：交流電壓表和交流電流表的示數(shù)均為有效值，A、B均錯誤理想變壓器電壓與匝數(shù)成正比，匝數(shù)一定，U1一定，則U2也一定，當(dāng)P向下滑動時(shí)，滑動變阻器接入電路的電阻變小，U2一定，所以I2增大，又n1I1n2I2，所以I1也增大，C正確，D錯誤答案：C4通過一理想變壓器，經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P，原線圈的電壓U保持不變，輸電線路的總電阻為R.當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時(shí)，線路損耗的電功率為P1，若將副線圈與原線圈

10、的匝數(shù)比提高到nk，線路損耗的電功率為P2，則P1和分別為()A.，B2R，C.， D2R，解析：由理想變壓器得，副線圈電壓UkU，而理想變壓器P入P出，副線圈電流I，線路損耗的電功率P1I2R2R.同理可知P2I2R2R，得，D正確答案：D5(2016·遼寧五校聯(lián)考)如圖所示，有一矩形線圈的面積為S，匝數(shù)為N，電阻不計(jì)，繞OO軸在水平方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以角速度做勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計(jì)時(shí)矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器，滑動觸頭P上下移動時(shí)可改變輸出電壓，副線圈接有可調(diào)電阻R，下列判斷正確的是()A矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為eNBScos tB矩形線圈從

11、圖示位置經(jīng)過時(shí)間時(shí)，通過電流表的電荷量為零C當(dāng)P不動、R增大時(shí)，電壓表讀數(shù)也增大D當(dāng)P向上移動、R不變時(shí)，電流表讀數(shù)減小解析：矩形線圈切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流為正弦式交變電流，圖示時(shí)刻線圈切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，最大值為EmNBS，則其瞬時(shí)值表達(dá)式為eNBScos t，選項(xiàng)A正確；矩形線圈從圖示位置經(jīng)過時(shí)間，剛好為周期，磁通量的變化量不為零，通過電流表的電荷量不為零，選項(xiàng)B錯誤；電壓表讀數(shù)為電壓的有效值，矩形線圈的電阻不計(jì)，故電壓表的示數(shù)為交變電壓的有效值，恒定不變，選項(xiàng)C錯誤；當(dāng)P向上移動、R不變時(shí)，原線圈的電壓不變，副線圈的電壓增大，輸出功率變大，故原線圈中的電流增大，選項(xiàng)D錯誤答

12、案：A二、多項(xiàng)選擇題6關(guān)于理想變壓器的工作原理，以下說法正確的是()A通過正弦式交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變B穿過原、副線圈的磁通量在任何時(shí)候都相等C穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢D原線圈中的電流通過鐵芯流到了副線圈解析：由于是交變電流，交變電流的磁場不斷變化，磁通量也在變化，A錯誤；因理想變壓器無漏磁，故B正確；由變壓器工作原理知C正確；原線圈中的電能轉(zhuǎn)化為磁場能又轉(zhuǎn)化為電能，故D錯誤答案：BC7.(2014·高考山東卷)如圖，將額定電壓為60 V的用電器通過一理想變壓器接在正弦交變電源上閉合開關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)

13、分別為220 V和2.2 A以下判斷正確的是()A變壓器輸入功率為484 WB通過原線圈的電流的有效值為0.6 AC通過副線圈的電流的最大值為2.2 AD變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2113解析：對于理想變壓器，P入P出，所以輸入功率P入60×2.2 W132 W，A錯誤I1 A0.6 A，B正確通過副線圈的電流的最大值I2mI22.2 A，C錯誤變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2U1U2113，D正確答案：BD8(2016·洛陽模擬)如圖所示是自耦變壓器的示意圖，負(fù)載變化時(shí)輸入電壓不會有大的波動，輸電線的電阻用R0表示如果變壓器上的能量損失可以忽略，以下說法正確的是()A開關(guān)

14、S1接a，閉合開關(guān)S后，電壓表V示數(shù)減小，電流表A示數(shù)增大B開關(guān)S1接a，閉合開關(guān)S后，原線圈輸入功率減小C斷開開關(guān)S，開關(guān)S1接a時(shí)電流表的示數(shù)為I1，開關(guān)S1接b時(shí)電流表的示數(shù)為I2，則I1>I2D斷開開關(guān)S，開關(guān)S1接a時(shí)原線圈輸入功率為P1，開關(guān)S1接b時(shí)原線圈輸入功率為P2，則P1<P2解析：因?yàn)檩斎腚妷簬缀醪蛔?，原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)之比，則開關(guān)S1不動時(shí)副線圈的電壓幾乎不變，閉合開關(guān)S后，總電阻減小，電流增大，R0分壓增大，電壓表V示數(shù)減小，電流表A示數(shù)增大，輸出功率PUI增大，輸入功率增大，A正確，B錯誤開關(guān)S1接a比開關(guān)S1接b時(shí)原線圈的匝數(shù)多，副線圈的電壓接

15、b時(shí)大，則I1<I2，根據(jù)P，知P1<P2，C錯誤，D正確答案：AD9.(2016·汕頭質(zhì)檢)如圖為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，若電廠輸出電壓u1220sin 100t(V)，則下列表述正確的是()AU1<U2，U3>U4BU1220 VC若U2提高為原來的10倍，輸電線上損失的功率為原來的D用戶得到的交變電流頻率為25 Hz解析：遠(yuǎn)距離采用高壓輸電，然后降壓后再使用，所以A正確；U1為有效值，應(yīng)該是220 V，所以B錯誤；輸電線上損失的功率為P損2R線，所以C正確；由交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式可得交變電流的頻率為f Hz50 Hz，所以D錯誤答案：AC10如圖所示，某變

16、電站用10 kV的高壓向10 km外的小區(qū)供電，輸送的電功率為200 kW.現(xiàn)要求在輸電線路上損耗的功率不超過輸送電功率的2%，下列不同規(guī)格的輸電線中，符合要求的是()選項(xiàng)型號千米電阻(/km)ADYD30/C1BDYD50/C0.6CDYD100/C0.3DDYD150/C0.2解析：由PUI解得輸電電流I20 A，輸電線路上損耗的功率不超過P線200 kW×2%4 kW，由P線I2R，解得R10 ，由于輸電線長度需要20 km，所以可以選擇千米電阻0.5 /km以下的型號DYD100/C或型號DYD150/C，符合要求的是選項(xiàng)C、D.答案：CD三、非選擇題11某發(fā)電站的輸出功率為

17、104 kW，輸出電壓為4 kV，通過理想變壓器升壓后向125 km遠(yuǎn)處用戶供電已知輸電線的電阻率為2.4×108 ·m，導(dǎo)線橫截面積為1.5×104 m2，輸電線路損失的功率為輸出功率的4%，求：(1)畫出遠(yuǎn)距離輸電的示意圖；(2)所用的理想升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是多少？(3)如果用戶用電器的額定電壓為220 V，所用理想降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比是多少？解析：(1)遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，如圖所示(2)導(dǎo)線電阻R線代入數(shù)據(jù)得R線40 ，升壓變壓器副線圈電流I2I線又I·R線4%P解得I2100 A根據(jù)PU2I2得U2100 kV根據(jù)變壓比公式有.(3)降壓變壓器的輸入電壓為U3U2I2R線96 kV由，得.答案：(1)圖見解析(2)125(3)4 8001112圖甲為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的uabt圖象如圖乙所示若只在ce間接一只Rce400