2024版新教材高考物理复习特训卷考点78变压器远距离输电A

这是一份2024版新教材高考物理复习特训卷考点78变压器远距离输电A，共5页。试卷主要包含了24 A，[2022·湖北卷]等内容，欢迎下载使用。


A．用户总电阻R减少
B．电压表V2示数增大
C．用电器R两端电压升高
D．电流表A1示数保持不变
2.[2022·北京卷]某理想变压器的原线圈接在220 V的正弦交流电源上，副线圈输出电压为22 000 V，输出电流为300 mA.该变压器（ ）
A．原、副线圈的匝数之比为100∶1
B．输入电流为30 A
C．输入电流的最大值为15 eq \r(2) A
D．原、副线圈交流电的频率之比为1∶100
3.
[2023·北京人大附中三模]某同学通过学习电磁感应的相关知识，利用实验室里的线圈自制了一个放大版的手机扬声器，装置如图所示．两个匝数不同的线圈A、B之间没有导线相连，线圈A与手机的音频输出端连接，线圈B与音响连接．为检验该装置是否能正常工作及其播放效果，现将线圈A插入线圈B中，则下列说法正确的是（ ）
A．因A、B两线圈之间未用导线连通，所以该扬声装置不可能发出声音
B．线圈B中产生变化的电流使音响发声
C．将A、B线圈互换，音响的播放效果不变
D．在A线圈中插入铁芯，音响的播放效果不变
4.[2022·重庆卷]低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压．若将“12 V 50 W”的交流卤素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为220 V的交流电后能正常工作，则（ ）
A．卤素灯两端的电压有效值为6 eq \r(2) V
B．变压器原、副线圈的匝数比为55∶3
C．流过卤素灯的电流为0.24 A
D．卤素灯的电阻为968 Ω
5.[2022·湖北卷]（多选）近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示．发射线圈的输入电压为220 V、匝数为1 100匝，接收线圈的匝数为50匝.若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，下列说法正确的是（ ）
A．接收线圈的输出电压约为8 V
B．接收线圈与发射线圈中电流之比约为22∶1
C．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同
D．穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同
6.（多选）输电能耗演示电路如图所示．左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为7.5 V的正弦交流电．连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为10 Ω.开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为10 W；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P.以下判断正确的是（ ）
A．r＝10 ΩB．r＝5 Ω
C．P＝45 WD．P＝22.5 W
7.[2022·河北卷]张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为1∶n的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，t＝0时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U.忽略线圈电阻，下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出的电压为 eq \r(2) πNBSz
B．发电机输出交变电流的频率为2πnz
C．变压器原、副线圈的匝数比为 eq \r(2) πNBSnz∶U
D．发电机产生的瞬时电动势e＝ eq \r(2) πNBSnz sin （2πnz）t
8.
[2023·河南郑州模拟]如图所示，汽车点火装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连接到12 V的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的两端，开关由机械控制．当开关由闭合变为断开时，副线圈中产生10 000 V以上的电压，火花塞中产生火花．下列说法正确的是（ ）
A．变压器的原线圈要用粗导线绕制，而副线圈可以用细导线绕制
B．若该点火装置的开关始终闭合，火花塞的两端会持续产生高压
C．变压器原线圈输入的12 V电压必须是交流电，否则就不能在副线圈中产生高压
D．该点火装置中变压器的副线圈匝数必须小于原线圈的匝数
9.
[2023·天津南开一模]（多选）我国领先全球的特高压输电技术将为国家“碳中和”做出独特的贡献．白鹤滩水电站是世界第二大水电站，共安装16台我国自主研制的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组.2021年6月28日白鹤滩水电站首批初装机容量1 600万千瓦正式并网发电，在传输电能总功率不变情况下，从原先150 KV高压输电升级为1 350 KV特高压输电．则下列说法正确的是（ ）
A．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原先的 eq \f(1,3)
B．若输电线不变，则输电线上损失功率变为原先的 eq \f(1,81)
C．如果损失功率不变，相同材料、传输到相同地方所需导线横截面积是原先的 eq \f(1,81)
D．如果损失功率不变，相同材料、相同粗细的输电线传输距离是原先的9倍
10.[2023·山东菏泽二模]（多选）如图甲所示，900匝面积为S的圆形线圈A接入理想变压器的原线圈，变压器的副线圈接入阻值为R的电阻，电表都是理想电表．已知每匝线圈的电阻均为0.01R，若在线圈位置加入垂直于线圈平面的磁场，磁感应强度B随时间t按正弦规律变化的图像如图乙所示，得到电阻R的热功率是圆形线圈的热功率的4倍．由此可得出（ ）
A．原、副线圈匝数比n1∶n2＝6∶1
B．0～ eq \f(π,4) 时间内两电流表示数逐渐减小
C．对线圈A中的某段导线来说，当磁感应强度最大时，受到的安培力最大
D．线圈A产生感应电动势的有效值为 eq \f(900\r(2)πB0S,T)
考点78 变压器 远距离输电(A)——练基础
1．答案：C
解析：当用户使用的用电器减少时，则用户总电阻R变大，因V2的读数由变压器初级电压和匝数比决定，可知V2读数不变，次级电流减小，则R0的电压减小，用电器R两端电压变大；因次级电流减小，则初级电流减小，即电流表A1示数减小，C正确．
2．答案：B
解析：原、副线圈的匝数之比为 eq \f(n1,n2)＝ eq \f(U1,U2)＝ eq \f(220,22 000)＝ eq \f(1,100)，A错误；根据 eq \f(n1,n2)＝ eq \f(I2,I1)，可得输入电流为I1＝ eq \f(n2,n2)I2＝100×300×10－3 A＝30 A，B正确；输入电流的最大值为Im＝ eq \r(2)I1＝30 eq \r(2)A，C错误；变压器不会改变交流电的频率，故原、副线圈交流电的频率之比为1∶1，D错误．
3．答案：B
解析：该装置的原理是互感，A、B线圈不需要用导线连通，A错误；线圈B中产生变化的电流使音响发出高低不同的声音，B正确；A、B两个线圈的匝数不同，根据电压与匝数成正比的关系可知将A、B线圈互换，感应电压变化，音响的播放效果发生变化，C错误；在A线圈中插入铁芯，增加了磁感应强度，能够增大感应电压，音响的播放效果会更好，D错误．
4．答案：B
解析：卤素灯上标记的额定电压12 V即为卤素灯两端的电压有效值，A错误；根据理想变压器的原理可知 eq \f(n1,n2)＝ eq \f(U1,U2)＝ eq \f(220,12)＝ eq \f(55,3)，B正确；流过卤素灯的电流为I＝ eq \f(P,U)＝ eq \f(50 W,12 V)＝ eq \f(25,6) A，C错误；卤素灯是非线性元件，电阻随着电压不同而改变，D错误．
5．答案：AC
解析：根据 eq \f(n1,n2)＝ eq \f(80%U1,U2)可得接收线圈的输出电压约为U2＝8 V，A正确；由于存在磁漏现象，电流比不再与匝数成反比，B错误；变压器是不改变其交变电流的频率的，C正确；由于穿过发射线圈的磁通量与穿过接收线圈的磁通量大小不相同，所以穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的不相同，D错误．
6．答案：BD
解析：当开关S接1时，左侧变压器次级电压U2＝3×7.5 V＝22.5 V，电阻R上的电压，即右侧变压器的次级电压U4＝ eq \r(PR)＝10 V，电流I4＝ eq \f(U4,R)＝1 A，则右侧变压器初级电压U3＝ eq \f(2,1)×10 V＝20 V，电流I3＝ eq \f(1,2)×1 A＝0.5 A，则r＝ eq \f(U2－U3,I3)＝5 Ω，A错误，B正确．当开关S接2时，设输电电流为I，则右侧变压器的次级电流为0.5I，右侧变压器两边电压关系有 eq \f(U2－Ir,n3)＝ eq \f(0.5IR,n4)，解得I＝3 A，则R上的功率P＝(0.5I)2R＝22.5 W，C错误，D正确．
7．答案：C
解析：发电机线圈的转速为nz，输出交变电流的频率为f＝ eq \f(ω,2π)＝nz，B错误；线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的为正弦交流电，最大值为Em＝NBS·2π·nz，输出电压的有效值为E＝ eq \f(Em,\r(2))＝ eq \r(2)πNBSnz，A错误；变压器原、副线圈的匝数比为 eq \f(n1,n2)＝ eq \f(E,U)＝ eq \f(\r(2)πNBSnz,U)，C正确；发电机产生的瞬时电动势为e＝Emsin ωt＝2πNBSnz sin (2πnz)t，D错误．
8．答案：A
解析：由题意知，该变压器为升压变压器，原线圈电压低，根据P＝UI知，原线圈流过的电流大，需用粗导线绕制，副线圈电流小，用细导线绕制，A正确；汽车的点火装置是利用变压器原理工作的，当开关始终闭合时，通过原线圈的电流恒定，原线圈中产生的磁场恒定，则在副线圈上不会产生电压，B错误；由题可知原线圈处接12 V的直流电源，当断开开关瞬间原线圈中电流迅速变化，会产生变化的磁场，则在副线圈中可能产生高压，C错误；由 eq \f(U1,U2)＝ eq \f(n1,n2)可知，U2＝ eq \f(U1n2,n1)，要在副线圈中产生高压，则原线圈匝数必须小于副线圈的匝数，D错误．
9．答案：BC
解析：根据P总＝UI可得升压后输送电流与原来电流之比为 eq \f(I2,I1)＝ eq \f(U1,U2)＝ eq \f(150,1 350)＝ eq \f(1,9)，升压后输电线上损失电压与原来损失电压之比为 eq \f(U2损,U1损)＝ eq \f(I2r线,I1r线)＝ eq \f(1,9)，升压后输电线上损失功率与原来损失功率之比为 eq \f(P2损,P1损)＝ eq \f(I eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) r线,I eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) r线)＝ eq \f(1,81)，A错误，B正确；如果损失功率不变，可知输电线的电阻应变为原先的81倍，根据r线＝ρ eq \f(l,S)，可知相同材料、传输到相同地方所需导线横截面积是原先的 eq \f(1,81)，C正确；如果损失功率不变，可知输电线的电阻应变为原先的81倍，根据r线＝ρ eq \f(l,S)，可知相同材料、相同粗细的输电线传输距离是原先的81倍，D错误．
10．答案：AD
解析：根据题意得4I eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ×9R＝I eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ×R，又 eq \f(I1,I2)＝ eq \f(n2,n1)，联立可得n1∶n2＝6∶1，A正确；电表测量的是有效值，不是瞬时值，两电流表的示数不变，B错误；对线圈A中的某段导线来说，当磁感应强度最大时，瞬时电流为零，受到的安培力为零，C错误；线圈A产生感应电动势的最大值为Emax＝NBmaxSω，又ω＝ eq \f(2π,T)，E有＝ eq \f(Em,\r(2))，结合图像联立可得E有＝ eq \f(900\r(2)πB0S,T)，D正确．