2018年高考物理一轮复习专题48理想变压器远距离输电(测)(含解析)

专题48 理想变压器远距离输电【满分：110分 时间：90分钟】一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。

在每小题给出的四个选项中. 18题只有一项符合题目要求； 912题有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

)1．为了浴室用电安全，某同学用理想变压器降压给浴室供电；如图所示，理想变压器原线圈输入交变电压311sin100()u t V π=,变压器原副线圈匝数比为5:1,已知照明灯额定功率为66W,排气扇电动机内阻为1Ω，电流表示数为3A ，各用电器均正常工作，电表均为理想电表，则： （ ）A.电压表示数为62VB.变压器的输入功率为186WC.排气扇输出功率为63.75WD.保险丝熔断电流不得低于3A. 【答案】C【名师点睛】此题是关于变压器及交流电的计算；理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时当电路中有变压器时，只要将变压器的有效值求出，则就相当于一个新的恒定电源，其值就是刚才的有效值。

2．如图所示，理想变压器原副线圈各接一个电阻1R 和2R ，原线圈中接有220V 交流电源，此时两只电阻上的电压都是10V ，设变压器原副线圈的匝数比为n ：1，电阻1R 和2R 消耗的功率之比为k ：1，则： （ ）A 、121,21n k ==B 、121,576n k ==C 、1441,24n k == D 、1441,576n k ==【答案】A【名师点睛】对于变压器需要掌握公式1122U n U n =、1222I n I n =，以及知道副线圈的电流以及功率决定了原线圈中的电流和功率，理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时当电路中有变压器时，只要将变压器的有效值求出，则就相当于一个新的恒定电源，3．如图所示，一理想变压器原线圈匝数n 1=1100匝，副线圈匝数n 2=200匝，原线圈接交变电源，电压()u t V π=。

副线圈接电动机，电动机内阻为5Ω，电流表A 2示数为2A ，电表对电路的影响忽略不计。

则： （ ）A ．此交流电的频率为100HzB ．电压表示数为220VC ．此电动机输出功率为60WD ．电流表A 1示数为10A 【答案】BC【解析】此交流电的频率为1005022f Hz ωπππ===，所以A 错误．电压表的示数为电路的有效电压的大小为1220U V ==，选项B 正确；变压器次级电压为2211200220401100n U U V V n ==⨯=,则电动机输出功率为60W 2222=60P I U I r W -=出；电流表A 1示数为212120042110011n I I V A n ==⨯=，选项D 错误； 【名师点睛】掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决。

注意电动机的输出功率等于输入的总功率与内阻上的热功率之差。

4．如图所示，一个匝数为N=100匝的线圈以固定转速50转/秒在匀强磁场中旋转，其产生的交流电通过一匝数比为n 1：n 2=10：1的理想变压器给阻值R=20Ω的电阻供电，已知电压表的示数为20V ，从图示位置开始计时，则下列说法正确的是： （ ）A ．t=0时刻流过线圈的电流最大B ．原线圈中电流的有效值为10A C．穿过线圈平面的最大磁通量为50πWb D ．理想变压器的输入功率为10W 【答案】C【名师点睛】本题考查了交流发电机的工作原理和变压器的变压比公式，要记住最大电压的公式m E NBS ω=。

5．如图甲所示，交流电发电机的矩形线圈边长ab=cd =0.2m ，ad=bc =0.4m ，线圈匝数为50匝，线圈的总电阻r =1Ω，线圈在磁感应强度B =0.2T 的匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以100/r s π的转速匀速转动，外接电阻R =9Ω，电压表为理想交流电表，则： （ ）A 、图甲中交流电压表的示数为B 、图甲中电阻R 上消耗的电功率为C 、如图乙所示，在外电路接上原副线圈匝数比12:3:1n n =的理想变压器时，电阻R 上消耗的电功率最大D 、如图乙所示，在外电路接上原副线圈匝数比12:1:3n n =的理想变压器时，电阻R 上消耗的电功率最大 【答案】D【名师点睛】掌握交变电流最大值、有效值和瞬时值的关系，平时所说、电表所测、铭牌所标均为有效值，计算交流电功率、电功等都用到有效值。

6．如图甲为理想变压器的示意图，其原、副线圈的匝数比为4：1，电压表和电流表均为理想电表，R 1为阻值随温度升高而变小的热敏电阻，R 1为定值电阻．若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦交流电．下列说法中正确的是： （ ）AB．变压器原、副线圈中的电流之比为4：lC．t=0.0ls时，发电机的线圈平面位于中性面D．R1温度升高时，变压器的输入功率变小【答案】C【名师点睛】根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键。

7．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头，交流电压表为理想的电表，下列说法正确的是：（）A.副线圈输出电压的频率小于50HzB.电压表的示数为31VC.P向右移动时，原副线圈的电流比减小D.P向右移动时，变压器的输出功率增加【答案】D【解析】由图象可知，交流电的周期为0.02s，所以交流电的频率为50Hz，所以A错误．根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为310V ，所以副线圈的电压的最大值为31V ，所以电压的有效值为222U V ==，所以B 错误．P 右移，R 变小，而电压不变，原副线的电流都变大，故C 错误．P 右移，R 变小，而电压不变，原副线的电流都变大，输入功率等于输出功率都增大，故D 正确；故选D.【名师点睛】此题靠了变压器原理、交流电的有效值以及电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路；注意电压表的读数等于交流电的有效值；变压器的输入功率由输出功率来决定的.8．一理想变压器给负载供电,变压器输入电压不变,如图所示.如果负载电阻的滑片向上移动则图中所有交流电表的读数及输入功率变化情况正确的是(均为理想电表) ： （ ）A.V 1、V 2不变，A 1增大，A 2减少，P 增大B.V 1、V 2不变，A 1 、A 2增大，P 增大C. V 1不变、V 2增大，A 1、A 2减少，P 减少D. V 1、V 2不变，A 1、A 2减少，P 减少 【答案】D【名师点睛】对于理想变压器，各电学物理量的决定因素9．如图所示，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．副线圈接有光敏电阻R（光敏电阻阻值随光照强度增大而减小）、R2和R3，则下列说法中正确的是：（）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．仅增大光照强度，原线圈的输入功率增大【答案】BD10．图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55Ω，A、V为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是：（）A．电流表的示数为2A B．原、副线圈匝数比为1∶2C．电压表的示数为电压的有效值 D．原线圈中交变电压的频率为100Hz【答案】AC【解析】由图乙可知，交流电的周期s 02.0=T ，频率Hz 501==Tf ，故D 错误；输入电压的最大值V 22201=m U ，有效值V 220211==mU U ，电压表测副线圈电压有效值，V 1102=U ，电流表示数A 222==R U I ，故A 正确；原、副线圈匝数比122121==U U n n ，故B 错误；交流电流表、交流电压表测交流电的有效值，故C 正确。

11．理想变压器原线圈a 匝数1n =200匝，副线圈b 匝数2n =100匝，线圈d 接在(V)u t =交流电源上，“12V ，6W”的灯泡恰好正常发光，电阻2R =16Ω，电压表V 为理想电表，下列推断正确的是： （ ）A ．交变电流的频率为100HzB ．副线圈磁通量的最大变化率为/5s C ．电压表V 的示数为22V D ．1R 消耗的功率是1W 【答案】BD【名师点睛】要根据理想变压器中电流、电压与匝数比之间的关系进行有关问题的解答，注意电表的示数均为有效值．12．在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有：（ ）A ．升压变压器的输出电压增大B ．降压变压器的输出电压增大C ．输电线上损耗的功率增大D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 【答案】CD 【解析】由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，故A 错误．由于发电厂的输出功率变大，则升压变压器的输出功率变大，又升压变压器的输出电压U 2不变，根据P=UI 可输电线上的电流I 线变大，根据U 损=I 线R ，输电线上的电压损失变大，根据降压变压器的输入电压U 3=U 2-U 损可得，降压变压器的输入电压U 3减小，降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压减小，故B 错误．根据P 损=I2线R ，又输电线上的电流增大，电阻不变，所以输电线上的功率损失变大，故C 正确．根据2222()R P U PR P U η=＝，发电厂的输出电压不变，输电线上的电阻不变，随着发电厂输出功率的增大，输电线上损耗的功率占总功率的比例随着发电厂输出功率的增大而增大．故D 正确 ．故选CD.【名师点睛】正确解答本题需要掌握：理想变压器的输入功率由输出功率决定，输出电压由输入电压决定；明确远距离输电过程中的功率、电压的损失与哪些因素有关，明确整个过程中的功率、电压关系．理想变压器电压和匝数关系。

二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）13．（10分）如图所示，一小型发电站通过升压变压器1B 和降压变压器2B 把电能输送给用户（1B 和2B 都是理想变压器），已知发电机的输出功率为500kW ，输出电压为500V ，升压变压器1B 原、副线圈的匝数比为1:10，两变压器间输电导线的总电阻为2Ω，降压变压器2B 的输出电压为220V ，求： （1）升压变压器副线圈的电压和电流； （2）输电导线上损失的功率；（3）降压变压器2B 的原、副线圈的匝数比。

:【答案】（1）5000V，100A；（2）20000W；（3）24011【名师点睛】先根据变压比公式求解升压变压器的输出电压；变压器不改变功率，由P=UI 求出输电线中电流；由功率公式求解输电线上损耗的电功率；求出降压变压器的中输入电压，再由电压与匝数成正比求解降压变压器原、副线圈的匝数比；对于输电问题，要搞清电路中电压、功率分配关系，注意理想变压器不改变功率。