1、2021 届高考物理二轮复习届高考物理二轮复习 恒定电流与交变电流恒定电流与交变电流 专练（专练（3）变压器与远距离输电）变压器与远距离输电 1.如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为 10：1，电流表和电压表均为理想 电表， R是光敏电阻（其阻值随光强增大而减小） 、 L是理想线圈、 C是耐压值和电容都 足够大的电容器、 D是灯泡、 K是单刀双掷开关。当原线圈接入如图乙所示的正弦交流电 时，下列说法正确的是（ ） A. 开关 K连通 1 时，若光照增强，电流表的示数变小 B. 开关 K连通 1 时，电压表的示数为 22 V C. 开关 K连通 2 时， D灯泡一定不亮 D. 开关
2、K连通 2 时，若光照增强，电压表的示数减小 2.下图为街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压， 负载变化时市网电压可视为恒定。原线圈与保护电阻 1 R串联输出电压通过输电线输送给用 户两条输电线的总电阻用 0 R表示，变阻器 R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时， 相当于 R的值减小（滑动片向下移） 。如果变压器上的能量损失可以忽略，在用电高峰，当 用户的用电器增加时，关于图中各表的读数变化情况描述正确的是（ ） A.电流表 12 AA、读数都变小 B.电压表 12 VV、读数都变小、 3 V读数变大 C.电压表 12 VV、读数不变、 3 V读数减小 D
3、.电流表 1 A读数变大，电压表 23 VV、读数变小 3.如图所示,理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表 A、理想电压表 V,副线圈上通过输 电线接有两个相同规格的灯泡 1 L和 2 L,输电线的等效电阻为 R,副线圈匝数可以通过调节滑 片 P 改变.开关 S 断开时,灯泡 1 L正常发光.保持滑片 P 位置不动,当开关 S 闭合时,以下说法中 正确的是( ) A.电压表读数增大 B.电流表读数减小 C.等效电阻 R 两端电压减小 D.为使灯泡 1 L正常发光,滑片 P 应向上滑动 4.如图所示是实验时用的理想变压器原、 副线圈都有中点抽头,原线圈上通过一个单刀双掷开 关 1 S连接一只理
4、想电流表 A,副线圈上通过另一个单刀双掷开关连接一个定值电阻 0 R,通过 12 SS、 可以改变原、 副线圈的接入匝数.导线电阻不计,在原线圈上加一电压为 U 的交流电后, 有四种接法:当 1 S接 a, 2 S接 c 时,电流表的示数为 1 I;当 1 S接 a, 2 S接 d 时,电流表的示数为 2 I;当 1 S接b, 2 S接c时,电流表的示数为 3 I;当 1 S接b, 2 S接d时,电流表的示数为 4 I,则( ) A. 12 II B. 41 II C. 23 II D. 24 II 5.如图所示为远距离交流输电的简化电路图.发电厂的输出电压是 U,用等效总电阻是 r 的两 条
5、输电线输电,输电线路中的电流是 1 I,其末端间的电压为 1 U.在输电线与用户间连有一理想 变压器,流入用户端的电流是 2 I,则( ) A.用户端的电压为 21 1 I U I B.输电线上的电压损失为 1 UU C.理想变压器的输入功率为 2 1 I r D.输电线路上损失的电功率为 1 I U 6.如图所示为远距离交流输电的简化电路图，升压变压器与发电厂相连，降压变压器与用户 相连，两变压器均为理想变压器，发电厂输出发电功率P、升压变压器原线圈两端电压和 输电线总电阻保持不变。 当升压变压器原副线圈匝数比为k时， 用户得到的功率为 1 P则当升 压变压器的原副线圈匝数比为nk时，用户得
6、到的电功率为( ) A. 2222 1 1n kPn k P B. 22 1 1 nPn P C. 1 22 1 1 P P nn D. 1 2222 1 1 P P n kn k 7.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比 12 :11:5nn ,原线圈接 1 110sin100 (V)ut 的交 流电,电阻 12 25,RRD 为理想二极管,则( ) A.通过电阻 1 R的电流为 2 A B.二极管的反向耐压值应大于 50 V C.原线圈的输入功率大于 50 W D.通过原线圈的电流为 15 A 11 8.高压输电可大幅度节能，至 2017 年 11 月，我国已建成投运 8 项1000 k
7、V特高压交流工程 和 11 项 800 kV特高压直流工程。中国全面掌握了特高压核心技术，成为世界首个也是唯 一成功掌握并实际应用特高压技术的国家。 某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示， 发 电机输出的电压恒定，通过升压变压器 1 T和降压变压器 2 T向用户供电，已知输电线的总电 阻为 R，降压变压器 2 T的原、副线圈匝数之比为 41，它的副线圈两端的交变电压如图乙 所示，若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是（ ） A.降压变压器 2 T原线圈的输入电压为880 V B.降压变压器 2 T的输入功率与输出功率之比为 41 C.当用户端用电量增大时，输电线上损耗的功率减小 D.
8、当用户端用电量增大时，发电厂输出的功率也增大 答案以及解析答案以及解析 1.答案：B 解析：A开关 K连通 1 时，若光照增强，光敏电阻阻值减小，副线圈电压不变，根据欧 姆定律可知电流增大，电流表示数增大，A 错误； B开关 K连通 1 时，输入电压的有效值为： 1 220 2V 220V 2 U 根据理想变压器的电压规律： 11 22 Un Un 解得电压表示数： 2 22 VU ， B 正确； C开关 K连通 2 时，接入输出电路中的是交流电，所以灯泡中有电流流过，所以灯泡发 光，C 错误； D电压表测的是输出端电压，输入电压和匝数不变，所以电压表的示数不变，D 错误。 故选 B。 2.答
9、案：D 解析：当负载增大时，即负载电阻 R 减小，副线圈中的电流增大，导致电流表 12 AA、读数 都变大，选项 A 错误；同时 1 R上电压增大，导致 123 VVV、读数都变小，选项 B、C 错误、 选项 D 正确。 3.答案：D 解析： 保持滑片 P 位置不动,当开关 S 闭合时,副线圈电路的总电阻变小,原线圈电压及匝数比 不变,副线圈电压不变,电压表读数不变,故 A 错误;根据 2 U P R 可知输出功率变大,所以输入 功率变大,根据 11 1 PU I 知电流表读数变大,故 B 错误;因为副线圈电路总电阻变小,副线圈电 压不变,则副线圈电流增大,所以等效电阻 R 两端的电压增大,并
10、联部分的电压减小,为了使灯 泡 1 L正常发光,必须增大副线图两端电压,滑片 P 应向上滑动,故 C 错误,D 正确. 4.答案：B 解析： 在第种情况下, 1 S接 a, 2 S接 c 时,设副线圈上 0 R两端的电压为 0 U,流过 0 R的电流为 0 I, 根据 11 22 Un Un 可得,第、种情况, 0 R两端的电压分别为 0 00 2 2 U UU、,流过 0 R的电流分 别为 0 00 2 2 I II、,根据PP 入出,可得213141 1 4 4 IIIIII、,故 B 正确. 5.答案：B 解析：由于在输电线与用户间连有一理想变压器,设用户端的电压是 2 U,则 1 12
11、2 U IU I,可得 1 1 2 2 U I U I ,故 A 错误;输电线上的电压损失 1 UUU,故 B 正确;理想变压器的输入功率 1 1 PU I,故 C 错误;输电线路上损失的电功率 2 21 1 ()UU PI r r 损 ，故 D 错误. 6.答案：B 解析：设升压变压器原线圈中的电压为 1 U，输电线路上的电阻为 r，当升压变压器原副线圈 匝数比为 k 时，升压变压器副线圈两端的电压为 2 U，则有： 1 2 U k U ，解得： 1 2 U U k ，输 电线路上的电流为： 21 PkP I UU ，用户得到的功率为： 2 1 PPI r 当当升压变压器的原副线圈匝数比为
12、nk 时，升压变压器副线圈的电压为 2 U，则有： 1 2 U nk U ，解得： 1 2 U U nk ，输电线路上的电流为： 21 PnkP I UU ，用户得到的功率为： 2 PPIr 联立解得： 22 1 1PnPn P，故 ACD 错误，B 正确； 故选：B。 7.答案：BC 解析：由交流电的表达式知,原线圈两端电压有效值 110 V55 2 V 2 U ,根据 1 22 nU Un 得,副 线圈两端电压有效值 2 25 2 VU ,则通过电阻 1 R的电流 2 1 1 25 2 A2 A 25 U I R ,故A错误; 输出电压最大值为 50 V,故要使电路正常工作,二极管反向耐压
13、值应大于 50 V,故 B 正确;根据 电流热效应,有 22 1222 2 T I RI RT,则通过 2 R的电流 2 1AI ,副线圈的输出功率 22 1122 75WPI RI R,故原线圈的输入功率也为 75 W,故 C 正确;通过原线圈的电流 7515 2 AA 2255 2 P I U ,故 D 错误. 8.答案：AD 解析：A.令降压变压器的原副线圈电压的有效值分别为 12 UU、,匝数分别为 12 nn、， 由图象得到,降压变压器副线圈两端交变电压220 2sin100 VUt， 则 2 220 VU ,降压变压器原、副线圈匝数之比为 1 2 4 1 n n ， 且 11 22 Un Un ,所以 2 T的原线圈的输入电压为 1 12 2 4220880?V n UU n ，故 A 正确； B. 降压变压器为理想变压器，故输入功率与输出功率之比为 1:1，故 B 错误； C. 当用户端的电量增大时,由于功率增大, 2 T中副线圈电压恒为220 V,故 2 T中副线圈的电流 增大，输电线上电流增大,因为输电线上损耗的功率 2 PIr，所以输电线上损耗的功率增 大，故 C 错误； D. 当用电量增大时，输电线上电流增大，故升压变压器的原线圈电流增大，又原线圈电压 不变，故发电厂输出的功率PUI增大，故 D 正确；
