2022届高三物理大一轮复习-第10章-第2节-变压器-远距离输电-课后达标检测-.docx

一、单项选择题
1．抱负变压器原、副线圈两侧确定不相同的物理量是(　　)
A．交变电流的频率　　
B．交变电流的功率
C．磁通量的变化率
D．交变电流的电压的最大值
答案：D
2．(2021·云南统测)如图所示，将抱负变压器原线圈接入电压随时间变化规律为u＝220sin 100πt(V)的沟通电源上，在副线圈两端并联接入规格为“22 V　22 W”的灯泡10个，灯泡均正常发光．除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是(　　)

A．变压器原、副线圈匝数比为10∶1
B．电流表示数为1 A
C．电流表示数为10 A
D．副线圈中电流的频率为5 Hz
解析：选B.由原线圈电压瞬时值表达式可知，原线圈输入电压有效值为220 V，交变电流的频率f＝＝＝50 Hz，D项错；副线圈上灯泡正常发光，说明副线圈输出电压有效值为22 V，由抱负变压器变压规律可知，＝＝10，A项错；由灯泡电功率P＝UI可知，通过每只灯泡的电流为1 A，故副线圈输出电流为10 A，由抱负变压器变流规律可知，＝10，所以原线圈中电流的有效值为1 A，B项正确，C项错．
3.如图所示，一抱负变压器原、副线圈匝数比为3∶1，副线圈上接三个相同的灯泡，均能正常发光，原线圈中再串一个相同的灯泡L，则(　　)

A．灯L也能正常发光
B．灯L比另外三个灯都暗
C．灯L将会被烧坏
D．不能确定
解析：选A.原、副线圈中的电流之比为＝＝，而副线圈中通过每盏灯的电流均为其额定电流I额＝.又I1＝I2，所以通过原线圈中灯L的电流恰为其额定电流，灯L正常发光，所以A正确．
4．(2021·成都七中模拟)如图甲所示，抱负变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为抱负沟通电表，定值电阻R＝10 Ω，其余电阻均不计，从某时刻开头在原线圈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(　　)

A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 V
B．当单刀双掷开关与a连接且t＝0.01 s时，电流表示数为零
C．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变小
D．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25 Hz
解析：选A.原线圈输入电压的有效值为U1＝ V＝220 V，当单刀双掷开关与a连接时，U2＝U1＝22 V，A正确；电流表测量的是有效值，当t＝0.01 s时，电流表示数不为零，B错误；当单刀双掷开关由a拨向b时，U′2＝U1＝44 V，输出功率增大，原线圈的输入功率也增大，此时输出电压的频率不变，C、D错误．
5．(2022·高考浙江卷)如图所示为远距离沟通输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一抱负变压器，流入用户端的电流为I2.则(　　)

A．用户端的电压为
B．输电线上的电压降为U
C．抱负变压器的输入功率为Ir
D．输电线路上损失的电功率为I1U
解析：选A.依据抱负变压器的工作原理，得I1U1＝I2U2，所以用户端的电压U2＝，选项A正确；输电线上的电压降U′＝I1r＝U－U1，选项B错误；变压器的输入功率P1＝I1U－Ir＝I1U1，选项C错误；输电线路上损失的功率P′＝Ir＝I1(U－U1)，选项D错误．
6．(2021·江西师范高校附中月考)如图所示，匝数为50匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝ T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5 m2，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝100 rad/s匀速转动，并与抱负变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V,60 W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法正确的是 (　　)

A．在图示位置线框中产生的感应电动势最大
B．线框中产生感应电动势的有效值为250 V
C．变压器原、副线圈匝数之比为25∶22
D．允许变压器输出的最大功率为1 000 W
解析：选C.在图示位置线框平面和磁感线垂直，磁通量最大，线框中产生的感应电动势为零，选项A错误；线框中产生的感应电动势的最大值Em＝NBSω＝250 V，其有效值E＝Em＝250 V，选项B错误；灯泡能正常发光，则电压U2＝220 V，由＝，可知变压器原、副线圈匝数之比为25∶22，选项C正确；熔断器允许通过的最大电流为10 A，即I1＝10 A，P1＝U1I1＝250×10 W＝2 500 W，因此变压器允许输出的最大功率为2 500 W，选项D错误．
二、多项选择题
7．(2021·江西景德镇模拟)如图甲所示，抱负变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电阻R＝22 Ω，各电表均为抱负电表．副线圈输出电压的变化规律如图乙所示．下列说法正确的是(　　)

A．输入电压的频率为100 Hz
B．电压表的示数为220 V
C．电流表的示数为1 A
D．电阻R消耗的电功率是22 W
解析：选BD.由u－t图象知，电压的周期T＝2×10－2 s，则频率f＝＝50 Hz，选项A错误；副线圈电压的有效值为22 V，故原线圈电压有效值为220 V，选项B正确；副线圈的电流有效值I2＝＝1 A，I1＝I2＝0.1 A，选项C错误；电阻R消耗的电功率P2＝IR＝22 W，选项D正确．
8．(2021·高考广东卷改编)如图，抱负变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，V和A均为抱负电表，灯泡电阻RL＝6 Ω，AB端电压u1＝12sin 100πt(V)．下列说法正确的是(　　)
A．电流频率为100 Hz
B．V的读数为24 V
C．A的读数为1 A
D．变压器输入功率为6 W
解析：选CD.由u1＝12sin 100πt(V)可知，Um＝12 V，ω＝100π rad/s，则频率f＝＝50 Hz，A项错误．U1＝＝12 V，U2＝·U1＝6 V，B项错误．I2＝＝1 A，C项正确．P1＝P2＝U2I2＝6 W，D项正确．
9．(2021·汕头质检)如图为远距离输电的示意图，若电厂输出电压u1＝220sin 100πt(V)，则下列表述正确的是(　　)
A．U1<U2，U3>U4
B．U1＝220 V
C．若U2提高为原来的10倍，输电线上损失的功率为原来的
D．用户得到的交变电流频率为25 Hz
解析：选AC.远距离接受高压输电，然后降压后再使用，所以A正确；U1为有效值，应当是220 V，所以B错误；输电线上损失的功率为P损＝2R线，所以C正确；由交变电流的瞬时值表达式可得交变电流的频率为f＝ Hz＝50 Hz，所以D错误．
☆10.(2021·湖北重点中学联考)如图是手机充电器的内部电路核心部分的简化模型，将变压器和二极管都视为抱负元件，已知变压器的原、副线圈匝数比为20∶1，A、B端输入电压为U1＝220sin 100πt(V)，对于输出端CD(OD为副线圈的中心抽头)(　　)

A．输出电压的有效值为11 V
B．输出电压的有效值为5.5 V
C．CD端的输出功率和AB端的输入功率之比为1∶2
D．CD端的输出功率和AB端的输入功率之比为1∶1
解析：选BD.由于OD为副线圈的中心抽头，则AB与CD线圈匝数之比为40∶1，线圈CD间电压的最大值为 V，而本题中的两个二极管相当于把CD之间的交变电压的负半部分对称地变为正半部分，这样交变电流就全部变为正值，且周期为原来的一半，因而有效值为5.5 V，A错误，B正确．变压器AB端的输入功率等于CD端的输出功率，因而C错误，D正确．
三、非选择题
11．如图甲为一抱负变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u－t图象如图乙所示．若只在ce间接一只Rce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只Rde＝225 Ω的电阻，两种状况下电阻消耗的功率均为80 W.

(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；
(2)求只在ce间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I1；
(3)求ce和de间线圈的匝数比.
解析：(1)由题图乙知ω＝200π rad/s
电压瞬时值uab＝400sin 200πt(V)．
(2)电压有效值U1＝200 V
抱负变压器P1＝P2
原线圈中的电流I1＝，解得I1≈0.28 A.
(3)设ab间匝数为n1，＝，同理＝
由题意知＝，解得＝
代入数据得＝.
答案：见解析
12．(2021·武汉模拟)在远距离输电时，要考虑尽量削减输电线上的功率损失．有一个小型发电站，输送的电功率为P＝500 kW，当使用U＝5 kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4 800 kW·h.求：
(1)输电效率η和输电线的总电阻r；
(2)若想使输电效率提高到98%，又不转变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输电？
解析：(1)输送功率P＝500 kW，一昼夜输送电能E＝Pt＝12 000 kW·h
输电线上损失的电能ΔE＝4 800 kW·h
终点得到的电能E′＝E－ΔE＝7 200 kW·h，
所以输电效率η＝＝60%
输电线上的电流I＝＝100 A
输电线损耗功率Pr＝I2r，
其中Pr＝＝200 kW
得r＝20 Ω.
(2)输电线上损耗功率Pr＝2r∝
原来Pr＝200 kW，现在要求P′r＝10 kW，
解得输电电压应调整为U′＝22.4 kV.
答案：(1)60%　20 Ω　(2)22.4 kV