2022年广东高考物理一轮复习第十章第二讲变压器电能的输送试题

这是一份2022年广东高考物理一轮复习第十章第二讲变压器电能的输送试题，共7页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分)
1．如图1所示为理想变压器原线圈所接交流电压的波形．原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1，串联在原线圈电路中的电流表示数为1 A，下列说法中不正确的是 ( )
A．变压器的输出功率为200eq \r(2) W 图1
B．变压器的输出功率为200 W
C．变压器输出端的交变电流的频率为50 Hz
D．穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为eq \f(20\r(2),n2) Wb/s
解析：由图象知，电压的最大值Um＝200eq \r(2) V，有效值U＝200 V，周期T＝0.02 s，频率f＝50 Hz，输出功率P＝UI＝200 W，故A说法不正确，B、C说法正确；由变压器变压比公式eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，得U2＝20 V，U2的最大值U2m＝20eq \r(2) V，而U2m＝n2eq \f(ΔΦ,Δt)，所以eq \f(ΔΦ,Δt)的最大值应为eq \f(20\r(2),n2) Wb/s，故D说法正确．
答案：A
2．(2008·天津高考)一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R.设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2.当R增大时 ( )
A．I1减小，P1增大 B．I1减小，P1减小
C．I2增大，P2减小 D．I2增大，P2增大
解析：设副线圈两端的电压为U2，由eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)知，由于U1不变，故U2应不变，再根据I2＝eq \f(U2,R)知，当R增大时，I2应减小，根据I1＝eq \f(n2,n1)I2推得I1也减小；由P2＝eq \f(U22,R)，知P2减小，根据能量守恒P1＝P2，故P1减小；只有选项B是正确的．
答案：B
3．如图2所示，理想变压器的两线圈匝数之比n1∶n2＝2∶1，电
源电动势E V ( )
A．闭合电键S后，UAB＝1.5 V 图2
B．闭合电键S后，UAB＝3 V
C．断开电键S前，UAB＝0.75 V
D．断开电键S瞬间，UAB≠0
解析：由于电源是直流电源，根据变压器工作原理可知，闭合电键S后和断开电键S前，UAB＝0，选项A、B、C均错．断开电键S瞬间，由于电磁感应，原线圈两端产生自感电动势，UAB≠0，D选项正确．
答案：D
4．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线电阻为R，通过导线的电流为I，学校输入电压为U2.下列4个计算输电线损耗的功率的式子中错误的是 ( )
A.eq \f(U12,R) B.eq \f((U1－U2)2,R)
C．I2R D．I(U1－U2)
解析：输出电压U1不是输电线上损耗的电压，故不能用eq \f(U12,R)计算导线上损耗的功率，A错；导线损耗电压为ΔU＝U1－U2，故P损＝eq \f(ΔU2,R)＝eq \f((U1－U2)2,R)，B正确；P损＝I2R＝ΔUI＝(U1－U2)I，故C、D项正确．
答案：A
5．如图3所示的甲、乙两电路中，当a、b两端与e、f两端
分别加上220 V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电
压均为110 V．若分别在c、d两端与g、h两端加上110 V
的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为 ( ) 图3
A．220 V,220 V B．220 V,110 V
C．110 V,110 V D．220 V,0
解析：图甲中只要加交变电流，其电压比就等于线圈的匝数比，所以a、b间电压为220 V；图乙中e、f两端加220 V的交流电压时，测得g、h间的电压为110 V，此时为变阻器的分压接法(滑片正好在变阻器的中央位置)；如果在g、h两端加上110 V的交流电压，则e、f间的电压与g、h两端的电压相等(此时变阻器的上半部分电阻相当于导线)，故B正确．
答案：B
二、双项选择题(本题共5小题，共35分．在每小题给出的四个选项中，只有两个选项正确，全部选对的得7分，只选一个且正确的得2分，有选错或不答的得0分)
6．(2008·海南高考)如图4所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，
原线圈接入一电压为U＝U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5 Ω
负载电阻．若U0＝220eq \r(2) V，ω＝100π rad/s，则下述结论正确的是( ) 图4
A．副线圈中电压表的读数为55 V
B．副线圈中输出交变电流的周期为eq \f(1,100π) s
C．原线圈中电流表的读数为0.5 A
D．原线圈中的输入功率为110eq \r(2) W
解析：副线圈中电压表读数为副线圈电压的有效值U2＝eq \f(n2U0,\r(2)n1)＝55 V，A对．副线圈
中交变电流的周期等于原线圈中交流电源电压的周期T＝eq \f(2π,ω)＝eq \f(1,50) s，B错．原线圈中
的电流I1＝eq \f(I2n2,n1)＝eq \f(U2n2,Rn1)＝0.5 A，C对．原线圈中的输入功率P＝eq \f(U0I1,\r(2))＝110 W，D错．
答案：AC
7．(2009·山东高考)某小型水电站的电能输送示意图如图5所示，发电机的输出电压为200
V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副
线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V的用电器正
常工作，则 ( )
图5
A.eq \f(n2,n1)＞eq \f(n3,n4)
B.eq \f(n2,n1)＜eq \f(n3,n4)
C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率
解析：由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入
功率，P出－P损＝P入，故D正确.eq \f(U2,U1)＝eq \f(n2,n1)，eq \f(U3,U4)＝eq \f(n3,n4)，因为U1＝200 V＜U4＝220 V，
U2＞U3＝U2－U线，故eq \f(n2,n1)＞eq \f(n3,n4)，A正确．
答案：AD
8．某理想变压器的原、副线圈按如图6所示电路连接，图中电表均为
理想交流电表，且R1＝R2，电键S原来闭合．现将S断开，则电压
表的示数U、电流表的示数I、电阻R1上的功率P1、变压器原线圈
的输入功率P的变化情况分别是 ( ) 图6
A．U增大 B．I增大
C．P1减小 D．P减小
解析：将副线圈看成电源，其输出电压不变，电键S断开，电压表的示数U增大，
A正确；S断开，副线圈电流I′减小，由eq \f(n1,n2)＝eq \f(I′,I)知电流表的示数I减小，B错误；
由P1＝eq \f(U2,R1)知电阻R1上的功率P1增大，C错误；由P＝U原I知变压器原线圈的输入
功率P减小，D正确．
答案：AD
9．在家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，如图7所示．当变压器输
入电压发生变化时，可上下调节P1、P2的位置，使输出电压稳定在220 V上．现发现
输出电压低于220 V，下列措施正确的是 ( )
图7
A．P1不动，将P2向上移
B．P2不动，将P1向上移
C．将P1向上移，同时P2向下移
D．将P1向下移，同时P2向上移
解析：由变压器原、副线圈的电压比等于线圈匝数比eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)可知，输出电压低于220
V，可以增加副线圈匝数或减少原线圈匝数，A、D正确，B、C错误．
答案：AD
10．如图8所示，理想变压器初级线圈接一交变电流，交变电流的电压有效值恒定不变．则下列说法中正确的是 ( )
图8
A．只将S1从2拨向1时，电流表示数变小
B．只将S2从4拨向3时，电流表示数变小
C．只将S3从闭合变为断开，电阻R2两端电压增大
D．只将变阻器R3的滑动触头上移，变压器的输入功率减小
解析：由eq \f(n1,n2)＝eq \f(U1,U2)可得A项中n1变小，U1、n2不变，则U2变大，I2变大，又eq \f(n1,n2)＝eq \f(I2,I1)可
得I1变大，A错；B项中n2变小，n1、U1不变，则U2变小，I2变小，又eq \f(n1,n2)＝eq \f(I2,I1)，所
以I1变小，B正确；C项中，R增大，U2不变，所以UR2＋UR3不变，又R3不变，
所以UR2不变，C项错；D项中，R3变大，R总变大，U2不变，则I2变小，P出＝U2I2
变小，R入＝P出变小，D项正确．
答案：BD
三、非选择题(本题共2小题，共30分)
11．(14分)一台理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100 Ω的负载电阻，如图9所示．
图9
(1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为多少？电流表示数为多少？
(2)当原线圈接在220 V交变电源上时，电压表示数为多少？电流表示数为多少？此
时输入功率为多大？变压器效率为多大？
解析：(1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，所以穿过原、副线
圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流
表示数也为零．
(2)由eq \f(U2,U1)＝eq \f(n2,n1)得U2＝U1eq \f(n2,n1)＝220×eq \f(440,2200) V＝44 V.
I2＝eq \f(U2,R)＝eq \f(44,100) A＝0.44 A
P入＝P出＝I2U2×44 W＝19.36 W，
效率η＝100%.
答案：(1)0 0 (2)44 V 0.44 A 19.36 W 100%
12．(16分)学校有一台应急备用发电机，内阻为r＝1 Ω，升压变压器匝数比为1∶4，降
压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R＝4 Ω，全校22个教室，每个教室
用“220 V 40 W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则：
(1)发电机的输出功率多大？
(2)发电机的电动势多大？
(3)输电线上损耗的电功率多大？
解析：输电示意图如图所示．
(1)所有灯都正常工作的总功率为22×6×40 W=5280 W，用电器总电流为I2′
= A=24 A，输电线上的电流I1′=IR=I2= =6 A，降压变压器上U2=
4U2′=880 V，输电线上的电压损失为UR=IRR=24 V，因此升压变压器的输出电压
为U1′=UR+U2=904 V，输入电压为U1=U1′/4=326 V，输入电流为I1=4I1′=24 A
所以发电机输出功率为P出=U1I1=5424 W.
(2)发电机的电动势E=U1+I1r=250 V.
(3)输电线上损耗的电功率PR=IR2R=144 W.
答案：(1)5424 W (2)250 V (3)144 W