2019高考物理二轮小题狂做专练二十六：理想变压器：远距离输电（含答案解析）

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1、1 【山西摸底调研】为消除 200 kV 高压输电线路中输电线上的凌冰，有人设计了利用电流的热效应除冰的方法。当输送功率和输电线电阻一定时，为使输电线上损耗的热功率增大为原来的 16 倍，则输电电压应变为( )A50 kV B110 kV C440 kV D880 kV2 【随州质量检测】(多选)如图所示，MN 和 PQ 为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨，垂直导轨放置金属棒 ab 与导轨接触良好。N、Q 端接理想变压器的初级线圈，理想变压器的输出端有三组次级线圈，分别接有电阻元件 R、电感元件 L 和电容元件 C。在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场，若用IR、I L、Ic 分别表

2、示通过 R、 L 和 C 的电流，则下列判断中正确的是( )A 在 ab 棒 匀 速 运 动 且 ab 棒 上 的 电 流 已 达 到 稳 定 后 ， IR0、 IL0、 IC 0B 在 ab 棒 匀 速 运 动 且 ab 棒 上 的 电 流 已 达 到 稳 定 的 ， IR 0、 IL 0、 IC 0C 若 ab 棒 在 某 一 中 心 位 置 附 近 做 v vmsin t 的 运 动 ， 则 IR0、 IL0、 IC0D若 ab 棒匀加速运动，则 IR0、I L0、I C03 【山西质量检测】(多选)如图所示，R 是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小，理想变压器原、副线圈的匝数比

3、为 101，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为 (V)，则( )20sinutA电压表的示数为 VB在天逐渐变黑的过程中，电流表 A2 的示数变小C在天逐渐变黑的过程中，电流表 A1 的示数变大D在天逐渐变黑的过程中，理想变压器的输入功率变小4 【岭南中学二模】如图所示，有一矩形线圈的面积为 S，匝数为 N，电阻不计，绕 OO轴在水平方向的磁感应强度为 B 的匀强磁场中以角速度 做匀速转动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过铜滑环接理想变压器的原线圈，副线圈接固定电阻 R0 和滑动变阻器 R，下列判断正确的是( )A矩形线圈产生的感应电动势的瞬

4、时值表达式为 e=NBScos tB矩形线圈从图示位置经过 时间内，通过电流表 A1 的电荷量为 02C当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电流表 A1 和 A2 示数都变小D当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表 V1 示数不变， V2 和 V3 的示数都变小一、选择题二十六 理想变压器 远距离输电5 【高安质检】如图，理想变压器的原、副线圈匝数比为 15，原线圈两端的交变电压 (V)。20sin1ut氖泡在两端电压达到 100 V 时开始发光。下列说法中正确的有( )A开关接通后，氖泡的发光频率为 50 HzB开关接通后，电压表的示数为 100 VC开关断开后，电压表的示数变大D开关断开后

5、，变压器的输出功率不变6 【青岛 2019 届调研检测】(多选) 理想变压器原线圈 a 的匝数 n1100 匝，副线圈 b 的匝数 n250 匝，线圈a 接在 (V)的交流电源上， “12 V 6 W”的灯泡恰好正常发光，电阻 R224 ，电压表为理想电502sin314ut表。下列说法正确的是( )A交变电流的频率为 100 HzB原线圈两端的电压为 50 VC电压表的示数为 24 VDR 1 消耗的功率是 0.5 W7 【福建月考】如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压 U1 一定，通过理想升压变压器 T1 和理想降压变压器 T2 向远处用户供电，输电线的总电阻为 R。T 1 的

6、输入电压和输入功率分别为 U1 和 P1，它的输出电压和输出功率分别为 U2 和 P2。T 2 的输入电压和输入功率分别为 U3 和 P3，它的输出电压和输出功率分别为 U4 和 P4。下列说法正确的是 ( )A当用户的用电器增多时， U2 减小，U 4 变大B当用户的用电器增多时，P 1 变大，P 3 减小C输电线上损失的功率为2RD要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比 ，同时应增大降压变压器的匝数比21n 34n8 【天一中学 2019 届调研】如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 n1n 231，L 1、L 2 为两相同灯泡，R、L 、 D 和 C 分别为定值电阻、理想线圈、理

7、想二极管和电容器，其中 C10 F。当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电压时，下列说法中正确的是( )A灯泡 L1 一定比 L2 暗B电容器 C 所带电荷量的最大值为 C36210C电容器 C 充电周期为 s210D副线圈两端的电压有效值为 V二、解答题9 【济宁 2019 届摸底】如图所示是交流发电机模型示意图，N100 匝的矩形闭合导线框 abcd 处于磁感应强度大小 的水平匀强磁场中，线框面积 S0.48 m2。线框绕垂直2T10B于磁场的轴 OO以角速度 100 rad/s 逆时针匀速转动，并与理想升压变压器相连，变压器副线圈接入一只“12 V 24 W”的灯泡，且灯泡正常发光，线框、

8、输电线路的电阻都不计。(1)将图示时刻记为 t0，请判断此刻线圈 ab 边中的电流方向，并写出该线框产生正弦交变电动势的瞬时值表达式；(2)求变压器的原副线圈匝数比；(3)求灯泡正常发光时，电流表的读数。10 【临沂月考】发电机输出功率 P50 kW，输出电压 500 V，用户需要的电压 220 V，连接升压变1 4压器和降压变压器的输电线电阻 R3 。若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的 0.6%，试求：(1)用户得到的电功率是多少？(2)输电线中的电流和输电线上损失电压分别是多少？(3)在输电线路中的升压、降压变压器原副线圈的匝数比分别是多少？答案与解析1 【解析】高压线上的热耗功率

9、P=I 2R 线 ；若热耗功率变为 16P ，则 16P=I 2R 线 ；得 I=4I，又输送功率不变，由 P=UI=UI得 U= U=50kV，A 正确。14【答案】A2 【解析】在 ab 棒匀速运动过程中，ab 棒产生恒定的感应电动势，左边原线圈中产生恒定的电流，形成恒定的磁场，穿过右侧的三个副线圈的磁通量不变，则副线圈中没有感应电动势产生，所以IR=0、I L=0、I C=0，故 A 错误， B 正确；若 ab 棒在某一中心位置附近做简谐运动，原线圈中产生正弦式交变电流，副线圈中将有感应电流产生，故 IR0、I L0、I C0，故 C 正确；若 ab 棒匀加速运动，原线圈中感应电流均匀增

10、大，穿过副线圈的磁通量均匀增大，副线圈中产生恒定的感应电动势，由于电容器有隔直的特性，IC=0，而电感线圈有通直的特性，I L0，故 IR0、I L0、I C=0，故 D 正确。【答案】BCD3 【解析】根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为 ，根据电压之比等于线圈匝数之2202V比可知，副线圈的电压的最大值为 ，电压表的示数为电压的有效值，所以示数为 ，222V U=2222V=22V故 A 错误；在天变黑的过程中，光照变弱， R 阻值增大，电路的总电阻减大，由于电压是由变压器决定的，输出的电压不变，所以电流变小，电流表 A2 的示数变小，故 B 正确；由于变压器的输入和输出的功率

11、是相等的，副线圈的电流减小，电压不变，所以由 P=UI 可知，输出的功率要减小，故输入的功率也要减小，因输入电压不变，故输入电流变小，故 C 错误，D 正确。【答案】BD4 【解析】因为线圈是从垂直中性面开始计时，所以矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBScost，故 A 正确；t= 时，线圈从垂直中性面转到中性面，磁通量一直增大，感应电流方向不变，2=4平均感应电动势不为 0，平均电流不为 0，q= t，所以通过电流表 A1 的电荷量不为 0，故 B 错误；滑动变阻器滑片向上滑动过程中，变阻器阻值变大，根据欧姆定律，副线圈电流变小，根据电流与匝数成反比，知原线圈电流减小，即电流表

12、 A1 和 A2 示数都变小，故 C 正确；滑动变阻器滑片向上滑动过程中，变阻器连入电路电阻变大，原线圈电压 U1 不变，匝数比不变，副线圈两端的电压不变，所以电压表 V1 的示数不变，副线圈电阻变大，电流变小，电阻 R0 两端的电压变小，变阻器两端的电压变大，即电压表 V3 的示数变大，故D 错误。【答案】AC5 【解析】交变电压的频率为 ，一个周期内电压两次大于 100V，即一个周期内氖泡能两次发=1002=50光，所以其发光频率为 100Hz，故 A 错误；由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为，由 得副线圈两端的电压为 ，电压表的示数为交流电的有效值，故 B 正确；1=2

13、022=2012=12 2=100开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，故 C 错误；断开后，电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，故 D 错误。【答案】B6 【解析】由公式可知，角速度 =100，则 ，故 A 错误；灯泡正常发光，故副线圈中电流=1002=50为 ，所以电压表示数为：U 2=12+IR2=12+0.524=24V，故 C 正确；根据理想变压器电压比：=612=0.5，可得原线圈两端的电压为： ，故 B 错误；输出端电压为 48V，R 1 两端的电压为12=12 1=48，根据电流之比等于电匝数的反比可得：I 1=0.25A；则功率 ，故1=504

14、8=2 =20.25=0.5D 正确。【答案】CD7 【解析】交流发电机的输出电压 U1 一定，匝数比没变，根据 ，知 U2 不变，故 A 错误；当用户的用12=12电器增多时，用户消耗的电功率变大，则输入功率增大，即 P3 变大，故 B 错误；输电线上损失的功率，输电线上损失的电压 U 损 小于 U2，故 C 错误；输送功率一定时，根据 P=UI 和 P 损 =I2R 知，要减小=2损线路的损耗，应增大输送电压，又 U1 一定，根据 ，可知应增大升压变压器的匝数比 ，U 3=U2-IR，U 212=12 21增大，I 2 减小，所以 U3 增大，用户电压不变，根据 知，应增大降压变压器的匝数

15、比 ，故 D 正确。34=34 34【答案】D8 【解析】原线圈有正弦交流电，则副线圈中也有正弦式交流电。由于 L1 与电阻相串联，而 L2 与电感器相串联，灯泡 L1 与 L2 的亮度，取决于电感和电阻的阻碍作用，本题未给条件无法判断，故 A 错误；电容器与二极管串联，含有电容的支路经 1.010-2s 充电后，再经过 1.010-2s 再次充电，则周期为 2.010-2s，故 C 正确；由题意可知，原线圈的电压的最大值为 36 V，由于原、副线圈的匝数比 n 1：n 2=3：1，所以副线圈的2电压最大值为 12 V，则有效值为 12V，故 D 错误；二极管具有单向导电性，电容器两端电压的最

16、大值为212 V，所以电容器带电量的最大值为 QCU1010 -612 C1.2 10-4C，故 B 错误。2 2 2【答案】C9 【解析】(1)线框逆时针转动，根据右手定则，电流俯视为逆时针电动势最大值为： =1002100.48100=4802从中性面位置开始计时，故瞬时值为：e=E msint=480 sin100t (V)。2(2)升压变压器的输入电压为： 1=48022=480一只“12V 24W”的灯泡，且灯泡正常发光，根据变压比公式，有12=12二、解答题解得：12=48012=401(3)理想变压器的输入功率等于输出功率，则 11=2=24代入数据解得：I 1=0.05A。10 【解析】 （1）输电线上损耗的功率 损 =0.6%=300W用户得到的功率 4=损 =49700W（2）由 得：损 =22 2=10A输电线上损失电压： =2=103V=30V（3）升压变压器原线圈输入电流为： 1=1=100A升压变压器原、副线圈匝数之比：12=21=10100=110升压变压器的输出电压为： 2=101=5000V降压变压器的输入电压为： 3=2=4970V降压变压器原、副线圈两端的匝数之比： 。34=34=49722