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1、【】2020年高考物理總復(fù)習(xí) 10-2 變壓器 電能的輸送 新人教版選修3-2 (時(shí)間：45分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(本題共10個(gè)小題，每小題7分，共70分，每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)) 1． 一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶5，原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u如圖所示．副線圈僅接入一個(gè)10 Ω的電阻，則(　　) A．流過(guò)電阻的電流是20 A B．與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100 V C．經(jīng)過(guò)1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6×103 J D．變壓器的輸入功率是1×103 W 解析：原線圈中電壓的有效值是220 V

2、．由變壓比知副線圈中電壓為100 V，流過(guò)電阻 的電流是10 A；與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100 V；經(jīng)過(guò)1分鐘電阻發(fā)出的熱量是 6×104 J；P入＝P出＝＝ V＝1×103 W．只有D項(xiàng)正確． 答案：D 2． 如圖所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比n1∶n2＝10∶1，在原線圈ab兩端加上電 壓為220·sin (100πt) V的正弦交變電流，當(dāng)原線圈中ab兩端的電壓為100 V的瞬間， 副線圈兩端理想交流電壓表的讀數(shù)為(　　) A．220 V B．22 V C．22 V D．10 V 解析：在交變電流的電路中，交流電表的讀數(shù)為交流電的有

3、效值，故副線圈交流電壓表 的讀數(shù)始終為22 V. 答案：C 3． 如右圖所示，理想變壓器原線圈輸入交變電壓u＝141sin 314t(V)，副線 圈接有一電流表和阻值為100 Ω的負(fù)載電阻R，測(cè)得電流表的示數(shù)為 0.10 A．由此可知該變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為(　　) A．141∶1 B．14.1∶1 C．100∶1 D．10∶1 解析：副線圈電壓U2＝IR＝10 V，原線圈的電壓U1＝ V＝100 V，故匝數(shù)比＝＝ ＝10∶1. 答案：D 4． (2012年南充模擬)如圖中理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比n1∶n2＝ 4∶1，原線圈兩端

4、連接光滑導(dǎo)軌，副線圈與電阻R相連組成閉合回 路．當(dāng)直導(dǎo)線AB在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌勻速地向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，安培表A1的讀數(shù)是12 mA，那么安培表A2的讀數(shù)是(　　) A．0　　　　　　　　　　 B．3 mA C．48 mA D．與R值大小無(wú)關(guān) 解析：當(dāng)直導(dǎo)線AB在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌勻速向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，原線圈中產(chǎn)生 恒定的電流，不能在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，副線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，A正確． 答案：A 5． (2020年課標(biāo)全國(guó))如圖，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1∶ 2，副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220 V，額定

5、 功率為22 W；原線圈電路中接有電壓表和電流表．現(xiàn)閉合開 關(guān)，燈泡正常發(fā)光．若用U和I分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)，則(　　) A．U＝110 V，I＝0.2 A B．U＝110 V，I＝0.05 A C．U＝110 V，I＝0.2 A D．U＝110 V，I＝0.2 A 解析：由變壓原理＝可得U1＝110 V，即電壓表示數(shù)為110 V．由P入＝P出燈泡正常 發(fā)光可得P入＝U1I1＝P出＝22 W，I1＝ A＝0.2 A，故A正確． 答案：A 6． 如圖所示是一種調(diào)壓變壓器的原理圖，線圈AB繞在一個(gè)圓形的鐵 芯上，AB間加上正弦交流電壓U，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P的位

6、置，就可 以調(diào)節(jié)輸出電壓，在輸出端連接了滑動(dòng)變阻器R和理想交流電流 表，變阻器的滑動(dòng)觸頭為Q，則下列判斷中正確的是(　　) A．保持P的位置不動(dòng)，將Q向下移動(dòng)時(shí)，R消耗的功率變大 B．保持P的位置不動(dòng)，將Q向下移動(dòng)時(shí)，R消耗的功率變小 C．保持Q的位置不動(dòng)，將P沿逆時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大 D．保持Q的位置不動(dòng)，將P沿順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)時(shí)，R消耗的功率變小 解析：由圖可知，當(dāng)P不動(dòng)時(shí)，變壓器輸出電壓不變，Q變動(dòng)帶來(lái)R的變化，從而引起 電流的變化，由歐姆定律可得Q下移時(shí)接入電路電阻變大，電流變小，消耗的功率變小； 當(dāng)Q不動(dòng)時(shí)(R不變)，由P變化引起輸出電壓的變化，當(dāng)P逆時(shí)針

7、移動(dòng)時(shí)，電壓增加， 順時(shí)針移動(dòng)時(shí)，電壓變小，又由電壓增大，電流也增大，因而功率也增加；同理，電壓 減小，電流也減小，功率也減小． 答案：BCD 7． 圖(1)中為一理想變壓器，其原線圈與一電壓有效值不變的交流電 源相連； (1) P為滑動(dòng)頭．現(xiàn)令P從均勻密繞的副線圈最底端開始，沿副線圈勻速上滑，直至白熾燈 泡L兩端的電壓等于其額定電壓為止．用I1表示流過(guò)原線圈的電流，I2表示流過(guò)燈泡的 電流，U2表示燈泡兩端的電壓，N2表示燈泡消耗的電功率(這里的電流、電壓均指有效 值；電功率指平均值)．圖(2)的4個(gè)圖中能夠正確反映相應(yīng)物理量的變化趨勢(shì)

8、的是(　　) (2) 解析：由U2＝U1＝U1知，燈泡兩段的電壓和時(shí)間成正比，則C項(xiàng)對(duì)；隨著燈泡功 率的增大，變壓器的輸入功率也要增大，則I1也增大，A項(xiàng)錯(cuò)；燈泡的溫度升高，電阻 增加，流過(guò)燈泡的電流與時(shí)間不成正比關(guān)系；B選項(xiàng)對(duì)；燈泡的功率N2＝，當(dāng)電壓和 時(shí)間成正比時(shí)，功率不可能也和時(shí)間成正比關(guān)系，則D項(xiàng)錯(cuò)． 答案：BC 8．(2020年山東理綜)為保證用戶電壓穩(wěn)定在220 V，變電所需適時(shí)進(jìn)行調(diào)壓，圖甲為調(diào)壓變 壓器示意圖．保持輸入電壓u1不變，當(dāng)滑動(dòng)接頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓．某次 檢測(cè)得到用戶電壓u2隨時(shí)間t變化的曲線如圖乙所示．以下正確的是(　　) A

9、．u2＝190sin (50πt) V B．u2＝190sin (100πt) V C．為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V，應(yīng)將P適當(dāng)下移 D．為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V，應(yīng)將P適當(dāng)上移 解析：由乙圖知交變電流的周期T＝2×10－2 s，所以ω＝＝100π rad/s，故u2＝Umsin ωt＝190sin (100πt) V，A錯(cuò)誤B正確．由＝得U2＝U1，欲使U2升高，n1應(yīng)減 小，P應(yīng)上移，C錯(cuò)誤、D正確． 答案：BD 9．(2020年濟(jì)南模擬)正弦交流電經(jīng)過(guò)匝數(shù)比為＝的變壓器與電阻R、交流電壓表V、交 流電流表A按如下圖甲所示方式連接，R＝10 Ω.圖乙是R兩端電壓U隨時(shí)

10、間變化的圖 象．Um＝10 V，則下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．通過(guò)R的電流iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是iR＝cos 100πt(A) B．電流表A的讀數(shù)為0.1 A C．電流表A的讀數(shù)為 A D．電壓表的讀數(shù)為Um＝10 V 解析：由圖象知T＝2×10－2 s，f＝50 Hz，ω＝2πf＝100π rad/s，故iR＝cos 100πt(A)， A正確．再根據(jù)＝知，I1有效值為0.1 A，B正確、C錯(cuò)誤．電壓表讀數(shù)應(yīng)為副線圈 電壓有效值，U＝＝10 V，故D錯(cuò)誤． 答案：AB 10．(2020年四川理綜)圖甲所示電路中，A1、A2、A3為相同的電流表，C為電容器，電阻

11、 R1、R2、R3的阻值相同，線圈L的電阻不計(jì)．在某段時(shí)間內(nèi)理想變壓器原線圈內(nèi)磁場(chǎng)的 變化如圖乙所示，則在t1～t2時(shí)間內(nèi)(　　) A．電流表A1的示數(shù)比A2的小 B．電流表A2的示數(shù)比A3的小 C．電流表A1和A2的示數(shù)相同 D．電流表的示數(shù)都不為零 解析：理想變壓器原線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，穿過(guò)副線圈的磁通量也將隨 時(shí)間均勻增加，副線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，副線圈中的電流為恒定電流，電感線 圈對(duì)恒定電流無(wú)阻礙作用，因而電流表A1、A2的示數(shù)相同，C項(xiàng)正確，A、B選項(xiàng)均錯(cuò)； 恒定電流不能通過(guò)電容器，因而電流表A3的示數(shù)為零，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：C 二、非選

12、擇題(本題共2個(gè)小題，共30分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 11．(15分)一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)的額定輸出功率P＝4.0×103 kW，以400 V電壓將其接在升壓器 上向遠(yuǎn)方輸電．若輸電導(dǎo)線的總電阻為10 Ω，允許輸電線損失的功率為輸出功率的10%， 問(wèn)： (1)升壓變壓器的變壓比應(yīng)為多大？ (2)為了使遠(yuǎn)方用電器能得到220 V的工作電壓，降壓變壓器的變壓比應(yīng)為多大？ 解析：(1)由P損＝P×10%＝Ir，得I2＝200 A， 由P＝U1I1得I1＝1×104 A 所以＝＝. (2)U2＝U1×＝2×104 V 所以U3＝U2－I2

13、r＝1.8×104 V 又U4＝220 V　所以＝＝. 答案：(1)1∶50　(2)900∶11 12．(15分)某小型實(shí)驗(yàn)水電站輸出功率是20 kW，輸電線總電阻為6 Ω. (1)若采用380 V輸電，求輸電線路損耗的功率； (2)若改用5 000 V高壓輸電，用戶端利用n1∶n2＝22∶1的變壓器降壓，求用戶得到的 電壓． 解析：(1)輸電線上的電流為 I＝＝ A≈52.63 A 輸電線路損耗的功率為 P損＝I2R＝52.632×6 W≈16 620 W＝16.62 kW. (2)改用高壓輸電后，輸電線上的電流為 I′＝＝ A＝4 A 用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓 U1＝U′－I′R＝(5 000－4×6) V＝4 976 V 根據(jù)＝， 用戶得到的電壓為U2＝U1＝×4 976 V≈226.18 V. 答案：(1)16.62 kW　(2)226.18 V