2013高考物理专题练习：24 变压器和电能输送

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2013高考物理专题练习：24 变压器和电能输送

【重点知识解读】

1. 变压器是根据电磁感应现象工作的。变压器原副线圈的电压之比等于匝数之比，即

U1n1=；理想变压器的输入功率等于输出功率。对于变压器，输入电U2n2压决定输出电压，输出功率决定输入功率。

【高考命题动态】

交变电流与工农业生产和人们生活息息相关，也是高考必考内容。高考对变压器和电能输送的考查涉及变压器、动态电路、电能输送等，难度中等。

【最新模拟题专项训练】。

1.（2013安徽黄山七校联考）如图所示的交流电路中，理想变压器输入电压为U1，输入功率为P1，输出功率为P2，各交流电表均为理想电表．当滑动变阻器R的滑动头向下移动时( ) A．灯L变亮

B．各个电表读数均变大

C．因为U1不变，所以P1不变 D．P1变大，且始终有P1= P2 答案：D

解析：当滑动变阻器R的滑动头向下移动时，电流表读数增大，变压器输出电流增大，电阻R两端电压增大，电压表读数减小，电灯L变暗，选项AB错误；根

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据变压器功率关系，P1变大，且始终有P1= P2 ，选项C错误D正确。 3.（2013辽宁沈阳二中测试）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1＝20 Ω，R2＝30Ω，C为电容器。已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则( )

A.交流电的频率为0.02 Hz

B.原线圈输入电压的最大值为2002 V C.电阻R2的电功率约为6.67 W D.通过R3的电流始终为零

单向导电性等知识点，意在考查考生综合运用知识的能力。

【解题思路】由图2可知，原线圈电压最大值为311V，有效值为220V，选项A

错误；由变压公式可知，副线圈输出电压为22V，根据二极管单向导电性和有效值的定义可得，电压表示数为U=112V，选项B错误；变压器输出功率为P=U2/R=24.2W，变压器输入电流即电流表示数为0.11A，

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选项C正确；当二极管反向电压时，电压最大，二极管两端的最大电压为副线圈输出电压最大值222V，选项D正确。

【技巧点拨】由交变电流图象可以直接得出交变电流的最大值和周期，利用相关知识可以得出有效值和频率。交变电流表和电压表示数都是交变电流的有效值。理想变压器输入功率等于输出功率，由此可以得出变压器输入电流。 5．（2013山东青岛二中测试）随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩

大，节能变得越来越重要。某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U1，输电导线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常工作的电压为U2。在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是 （ ）

P02RA．输电线上损耗的功率为2

U2P02RB．输电线上损耗的功率为2

U1C．若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电 D．采用更高的电压输电会降低输电的效率

6.（2013安徽师大摸底）一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图所示，副线圈仅接入一个10 Ω的电阻，则( ) A．流过电阻的最大电流是20 A B．与电阻并联的电压表的示数是141 V C．变压器的输入功率是2.2×103W

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D．在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是20 J

7．（2012年2月河北省五校联盟模拟）“5·12”汶川大地震发生后，常州常发集团向

灾区人民捐赠一批柴油发电机。该发电机说明书的部分内容如表所示，现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示．发电机到安置区的距离是400m，,输电线路中的火线

和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5×10-4Ω。安置区家用电器的总功率为44kW，当这些额定电压为220V的家用电器都正常工作时：

A．输电线路中的电流为20A B．发电机的实际输出电压为300V C．在输电线路上损失的电功率为8kW D．如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300V .答案：C

解析：当这些额定电压为220V的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流为

I=P/U=200A，选项A错误；发电机的实际输出电压为U+Ir×2×400=220V+200×2.5×10-4×2×400V=260V，选项B错误；在输电线路上损失的电功率为P损= I2r×2×400= 2002×2.5×10-4×2×400W=8000W=8kW，选项C正确；如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是260×1.4V=364V，选项D错误。

8．（2012年2月武汉调研）如图所示，某变电站用10kV的高压向10km外的小区

供电，输送的电功率为200kW。现要求在输电线路上损耗的功率不超过输

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柴油 发电机 火线

安置区 零线 型号 最大输出功率 输出电压范围

AED6500S 60kW 220～300V

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8.答案：CD解析：由P=UI解得输电电流I=P/U=20A。输电线路上损耗的功率不超过P损=200kW×2%=4kW，由P损=I2R解得R=10Ω.由于输电线长度需要20km，所以可以选择千米电阻0.5Ω/km以下的型号DYD100/C或型号DYD150/C，符合要求的是选项CD。

9．（2013唐山摸底）如图所示，理想变压器原线圈接一交流电源，副线圈回路中

有一定值电阻R和两个小灯泡L1、L2，最初电键S是断开的，现闭合电键S，则

A．副线圈两端电压变大 B．灯泡L1变亮 C．电流表A1示数变大 D．电阻R中的电流变小

答案：C解析：闭合电键S，副线圈两端电压不变，选项A错误；副线圈输出电流增大，电阻R中的电流变大，灯泡L1两端电压降低，灯泡L1变暗，选项BD错误； 电流表A1示数变大，选项C正确。

10．（2013温州八校联考）图10中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n1与副线

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匝数比

n2>1000，变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金n1属板间引发电火花进而点燃气体。选项C正确D错误。 【考点定位】此题考查变压器、交变电流有效值及其相关知识。

2.（2011新课标理综）如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压

3. (2012·天津理综)通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R。当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1。若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2。则P1和P2/ P1分别为

PR11PR11?P??P?A．， B．?，2 D．??R， C．?R，2

kUnnkUnn?kU??kU?

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【答案】D

【解析】当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路电压为kU，线路中电流I=P/kU，

?P?线路损耗的电功率为P1=I2R=??R。若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，

kU??

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?P?线路电压为nkU，线路中电流I=P/nkU，线路损耗的电功率为P2=I2R=??R。

nkU??2P2/ P1=

1，选项D正确ABC错误。 2n【考点定位】本题考查变压器、电能输送等，意在考查考生灵活应用相关知识的能力。

【点评】此题考查电能的输送，考查输电功率的变化引起的其

5．（浙江省六校2012年2月联考）如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁

感应强度大小B=2T的水平匀强磁场中，线框面积S=0.5m2，线框电阻不计。10线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω=200rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“220V，60W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10A，下列说法正确的是

灯泡

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熔断器 育星教育网 http://www.ht88.com 丰富的资源 最快的更新 优质的服务 诚信的运作

A．图示位置穿过线框的磁通量为零 B．线框中产生交变电压的有效值为5002V C．变压器原、副线圈匝数之比为25︰11 D．变压器输出端最多能并联83只60瓦的灯泡

6．（2013四川自贡一诊）如右图所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝

数之比n1：n2=10：1，接线柱a、b接一正弦交变电源，电压u?311sin100?tV。变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器（电阻随温度升高而减小），R1为一定值电阻。下列说法正确的是（ ）

A．当R2所在处出现火警时，电阻R1的功率变小 B．当R2所在处出现火警时，电压表V2的示数变大 C．当R2所在处出现火警时，电流表A的示数变小 D．电压表V1示数为22V 答案．D

解析：当R2所在处出现火警时，阻值减小，变压器输出电流增大，输出功率增大，电阻R1两端电压增大，电阻R1的功率变大，电压表V2的示数变小，选项AB错误；由输入功率等于输出功率可知，当R2所在处出现火警时，电流表A的示数变大，选项C错误；由变压器变压公式，变压器输出电压为22V，电压表V1示数为22V，选项D正确。

7. （2013安徽皖南八校联考）某理想变压器原、副线圈的匝数比为44∶3，原线圈a.b间所接电原电压按图所示规律变化，副线圈接有负载电阻，电流表的示数为2.2 A，则下列判断正确的是

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A．.副线圈两端输出的电压为152V B．.原线圈中的电流为0.15 A

C．变压器的输入、输出功率之比为44∶3

D．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝2202sin100t（V）

8、（2013江苏常州模拟）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是10∶1，原线圈输入交变电压u=1002sin50πt（V），在副线圈中串接有理想电流表和定值电阻R，电容器并联在电阻R两端，电阻阻值R=10Ω，关于电路分析，下列说法中正确的是：（ ）

A、电流表示数是1A B、电流表示数是2A

C、电阻R消耗的电功率为10W D、电容器的耐压值至少是102V 答案：CD

解析：由变压公式，副线圈输出电压为10V，由于交变电流可以通过并联在电阻R两端的电容器，所以不能应用欧姆定律计算电流表示数，选项AB错误；电阻R消耗的电功率为P=102/10W=10W，选项C正确；副线圈输出电压最大值为102V，电容器的耐压值至少是102V，选项D正确。 9. （2013河南三市联考）如图所示，理想变压器与电阻 R,交流电压表V、交流电流表A按图甲 所示方式连接，已知变压器的原副线圈的匝数比为

电阻R=10ΩD图乙是R

u A R C 14 / 16

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两端电压U随时间变化的图象，Um=102V。则下列说法中正确的是 A.通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR= cos100πt (A) B. 电流表A的读数为

C. 电压表V的读数为102V D. 变压器的输人功率为1OW

[学科,]

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