2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)提升練30 變壓器 電能的輸送題組一變壓器基本關(guān)系的應(yīng)用1(xx海南高考)理想變壓器上接有三個(gè)完全相同的燈泡，其中一個(gè)與該變壓器的原線圈串聯(lián)后接入交流電源，另外兩個(gè)并聯(lián)后接在副線圈兩端已知三個(gè)燈泡均正常發(fā)光該變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為()A12B21C23D.32【解析】設(shè)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為I，由題意可知，通過(guò)原線圈的電流I1I，通過(guò)副線圈的電流I22I，根據(jù)變壓器的電流關(guān)系.【答案】B2(xx陜西渭南質(zhì)檢(一)如圖10221所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n241，電壓表V和電流表A均為理想電表，燈泡電阻RL12 ，AB端電壓u124 sin 100t(V)下列說(shuō)法正確的是()圖10221A電流頻率為100 HzB電壓表V的讀數(shù)為96 VC電流表A的讀數(shù)為0.5 AD變壓器輸入功率為6 W【解析】由u124sin 100t(V)可知交流電的頻率為50 Hz，A錯(cuò)誤；原線圈輸入的電壓有效值為24 V，由于n1n2U1U2，可知，U26 V，即電壓表的示數(shù)為6 V，B錯(cuò)誤；電流表的示數(shù)I A0.5 A，C正確；燈泡消耗的功率PU2I3 W，而變壓器為理想變壓器，本身不消耗能量，因此變壓器輸入功率也為3 W，D錯(cuò)誤【答案】C3(xx昆明一中模擬)如圖10222所示，理想變壓器初級(jí)線圈的匝數(shù)為n1，次級(jí)線圈的匝數(shù)為n2，初級(jí)線圈的兩端a、b接正弦交流電源，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() 圖10222A初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的匝數(shù)比為21B初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的匝數(shù)比為51C電流表A2的示數(shù)為1.0 AD電流表A2的示數(shù)為0.4 A【解析】對(duì)于理想變壓器，P1U1I12200.20 W44 W，則負(fù)載電阻消耗的功率P2P144 W，據(jù)P2，得U2 V44 V，則5，故B正確、A錯(cuò)誤；A2的讀數(shù)I2 A1 A，故C正確、D錯(cuò)誤【答案】BC題組二變壓器的動(dòng)態(tài)分析4(xx山東威海一模)利用如圖10223所示的理想變壓器給用電器供電在原線圈ab端接交變電壓u1 000sin 100t(V)，原線圈匝數(shù)n11 000匝，副線圈匝數(shù)n250匝下列說(shuō)法正確的是()圖10223A通過(guò)原副線圈的交流電的頻率均為100 HzB副線圈兩端電壓為U250 VC通過(guò)原副線圈的電流之比為I1I2201D閉合電鍵K，變壓器輸入功率增加【解析】由交流電壓的表達(dá)式U1 000sin 100t(V)知，原副線圈交流電的頻率均為50 Hz，A項(xiàng)錯(cuò)；副線圈兩端的電壓U2U125 A，B項(xiàng)錯(cuò)；原副線圈的電流之比為，C項(xiàng)錯(cuò)；閉合電鍵K，負(fù)載電阻R減小，輸出功率P2增加，輸入功率P1P2增加，D項(xiàng)對(duì)【答案】D5(xx河北邯鄲質(zhì)檢)如圖10224是街頭變壓器通過(guò)降壓給用戶供電的示意圖，變壓器輸入電壓是市電網(wǎng)的電壓，不會(huì)有很大的波動(dòng)，可以認(rèn)為輸入電壓是不變的輸出電壓通過(guò)輸電線輸送給用戶，輸電線的電阻用R0表示，變阻器只表示用戶用電器的總電阻，當(dāng)滑動(dòng)變阻器觸頭P向下移時(shí)()圖10224AA2表的示數(shù)隨A1表的示數(shù)的增大而增大BV1表的示數(shù)隨V2表的示數(shù)的增大而增大C變壓器的輸入功率在增大D相當(dāng)于在減少用電器的數(shù)目【解析】理想變壓器的輸出電壓是由輸入電壓和匝數(shù)比決定的，雖然滑動(dòng)變阻器觸頭P向下移動(dòng)，但由于輸入電壓和匝數(shù)比不變，所以副線圈的輸出的電壓也不變，即B錯(cuò)誤；V2的示數(shù)不變，副線圈的電阻減小了，由歐姆定律知A2的示數(shù)變大，由PUI知輸出功率變大了，由于變壓器的輸入功率和輸出功率相等，所以原線圈的輸入的功率也要變大，C正確；原線圈的輸入的功率變大，因?yàn)檩斎氲碾妷翰蛔?，所以輸入的電流要變大，即A1的示數(shù)變大，是A1表的示數(shù)隨A2表的示數(shù)的增大而增大，故A錯(cuò)誤；D項(xiàng)當(dāng)滑動(dòng)變阻器觸頭P向下移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致總電阻減小，由于用電器是并聯(lián)接入電路，所以電阻減小相當(dāng)于用電器數(shù)目增加，故D錯(cuò)誤【答案】C6圖10225甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1n251，電阻R20 ，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關(guān)原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖10225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()甲乙圖10225A輸入電壓u的表達(dá)式u20sin 50t(V)B只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光C只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大D若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8 W【解析】由圖乙知周期為0.02 s，因此輸入電壓的表達(dá)式u20sin 100t (V)，A錯(cuò)；只斷開S2，L1、L2兩端的電壓小于額定電壓，都不能正常發(fā)光，B錯(cuò)；只斷開S2，負(fù)載電阻變大，功率變小，C錯(cuò)；S1換接到2后，據(jù)P和得R消耗的功率為0.8 W，故選D.【答案】D題組三遠(yuǎn)距離輸電7(xx浙江高考)如圖10226所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡(jiǎn)化電路圖發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1.在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流為I2.則()圖10226A用戶端的電壓為B輸電線上的電壓降為UC理想變壓器的輸入功率為IrD輸電線路上損失的電功率為I1U【解析】根據(jù)理想變壓器的工作原理，得I1U1I2U2，所以用戶端的電壓U2，選項(xiàng)A正確；輸電線上的電壓降為UI1rUU1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；變壓器的輸入功率P1I1UIrI1U1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；輸電線路上損失的功率PIrI1(UU1)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤【答案】A8(多選)一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4 000 kW，電壓為4 000 V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠(yuǎn)方輸電輸電線路總電阻為R1 k.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負(fù)載為多個(gè)正常發(fā)光的燈泡(220 V60 W)若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的10%，變壓器T1和T2的耗損可忽略，發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，則()AT1原、副線圈電流分別為103 A和20 ABT2原、副線圈電壓分別為1.8105 V和220 VCT1和T2的變壓比分別為150和401D有6104盞燈泡(220 V60 W)正常發(fā)光【解析】遠(yuǎn)距離輸電的模型如圖所示T1原線圈的電流為I1 A1103 A，輸電線上損失的功率為P損IR10%P1，所以I2 A20 A，選項(xiàng)A正確；T1的匝數(shù)比為，T1上副線圈的電壓為U250U12105 V，T2原線圈的電壓為U3U2I2R2105 V20103 V1.8105 V，選項(xiàng)B正確；T2上原、副線圈的變壓比為，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；能正常發(fā)光的燈泡的盞數(shù)為：N6104，選項(xiàng)D正確【答案】ABDB組深化訓(xùn)練提升應(yīng)考能力9(多選)(xx河南六市一聯(lián))如圖10227甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為51，原線圈接交流電源和交流電壓表，副線圈接有“220 V440 W”的熱水器、“220 V220 W”的抽油煙機(jī)如果副線圈電壓按圖10227乙所示規(guī)律變化，則下列說(shuō)法正確的是()甲乙圖10227A副線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u220sin 100t(V)B交流電壓表的示數(shù)為1 100 VC1 min內(nèi)變壓器輸出的電能為3.96104 JD熱水器的發(fā)熱功率是抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的2倍【解析】由圖乙可知，T0.02 s，U2m220 V，而100 rad/s，副線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u220sin 100t(V)，A項(xiàng)正確；交流電壓表的示數(shù)為有效值U1，由，得U1U2220 V1 100 V，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤；因輸出端電壓有效值為U2220 V，則熱水器和抽油煙機(jī)均正常工作，則熱水器正常工作時(shí)的電流I1 A2 A，抽油煙機(jī)正常工作時(shí)的電流I2 A1 A，所以1 min內(nèi)變壓器輸出的電能WU2(I1I2)t220360 J3.96104 J，故C項(xiàng)正確；因?yàn)槌橛蜔煓C(jī)的內(nèi)阻和機(jī)械功率未知，故無(wú)法求它的發(fā)熱功率，所以無(wú)法比較兩個(gè)用電器的發(fā)熱功率的大小，故D項(xiàng)錯(cuò)誤【答案】AC10(多選) (xx貴陽(yáng)二中模擬)如圖10228所示的電路中變壓器為理想變壓器，S為單刀雙擲開關(guān)，P是滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈兩端的交變電壓，I1、I2分別為原線圈和副線圈中的電流下列說(shuō)法正確的是()圖10228A保持P的位置及U1不變，S由b切換到a，則R上消耗的功率減小B保持P的位置及U1不變，S由a切換到b，則I2減小C保持P的位置及U1不變，S由b切換到a，則I1增大D保持U1不變，S接在b端，將P向上滑動(dòng)，則I1減小【解析】設(shè)理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，根據(jù)理想變壓器的原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，可得：.保持P的位置及U1不變，S由b切換到a，n2變大，U2變大，由歐姆定律可知I2變大，R上消耗的功率變大，I1變大，A錯(cuò)誤、C正確；同理，保持P的位置及U1不變，S由a切換到b，I2變小，B正確；保持U1不變，S接在b端，則U2不變，P向上滑動(dòng)，R變小，由歐姆定律可知I2變大，則I1也變大，D錯(cuò)誤【答案】BC11. (14分)如圖10229所示，交流發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的有效值E20 V，內(nèi)阻不計(jì)，它通過(guò)一個(gè)R6 的指示燈連接變壓器變壓器輸出端并聯(lián)24只彩色小燈泡，每只燈泡都是“6 V0.25 W”，燈泡都正常發(fā)光，導(dǎo)線電阻不計(jì)求：圖10229(1)降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比；(2)發(fā)電機(jī)的輸出功率【解析】(1)彩色小燈泡額定電流IL A，副線圈總電流I224IL1 A.變壓器輸入功率等于U1I1U2I26 W變壓器原線圈電路中，利用歐姆定律可得EU1I1RI1R6I1，代入E值解得I1A(I13 A應(yīng)舍去，根據(jù)題意是降壓變壓器，應(yīng)I1<I21 A)，所以.(2)發(fā)電機(jī)的輸出功率PI1E6.67 W.【答案】(1)31(2)6.67 W12(xx泰安檢測(cè))如圖10230所示為泰安某學(xué)校一套校內(nèi)備用供電系統(tǒng)，由一臺(tái)內(nèi)阻為1 的發(fā)電機(jī)向全校22個(gè)教室(每個(gè)教室有“220 V40 W”的白熾燈6盞)供電如果輸電線的總電阻R是4 ，升壓變壓器和降壓變壓器(都認(rèn)為是理想變壓器)的匝數(shù)比分別是14和41，那么：圖10230(1)發(fā)電機(jī)的輸出功率應(yīng)是多大？(2)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)是多大？(3)輸電效率是多少？【解析】(1)全校教室白熾燈消耗的功率P用22406 W5 280 W.設(shè)輸電線路電流為I線，輸電電壓為U2，降壓變壓器原線圈電壓為U3，而U4220 V，則U34220 V880 V，I線 A6 A，線路損失功率P損IR線364 W144 W，所以P出P用P損5 424 W.(2)U損I線R線64 V24 V，U送U2U損U3904 V，由得：U1904 V226 V，升壓變壓器原線圈電流I1 A24 A，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)EI1rU1241 V226 V250 V.(3)100%100%97.3%.【答案】(1)5 424 W(2)250 V(3)97.3%