\【高考领航】上海市2014高考物理总复习 10-2 电能的输送与变压
器练习
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一、选择题(本题共10个小题，每小题7分，共70分，每小题至少有一个选项正确，请将
正确选项前的字母填在题后的括号内)
1．(2012·高考山东卷)图甲是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为图乙
所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，○V为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是( )
A．电压表的示数等于5 V B．电压表的示数等于52V
C．实现点火的条件是>1 000 D．实现点火的条件是<1 000
解析：由图乙知电压的最大值为5 V，故有效值为误、B正确．
要想实现点火，则U2的最大值至少为5 000 V
52
V．电压表的读数为有效值，A错
n2
n1
n2n1
n1U1n151n2由＝知<＝即>1 000.C对、D错． n2U2n25 0001 000n1
答案：BC
2．如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝10∶1，在原线圈ab两端加上电
压为2202·sin (100πt) V的正弦交变电流，当原线圈中ab两端的电压为100 V的瞬间，副线圈两端理想交流电压表的读数为( ) A．220 V C．22 V
B．222 V D．10 V
1
解析：在交变电流的电路中，交流电表的读数为交流电的有效值，故副线圈交流电压表的读数始终为22 V. 答案：C
3．如右图所示，理想变压器原线圈输入交变电压u＝141sin
314t(V)，副线圈接有一电流表和阻值为100 Ω的负载电阻R，
测 得电流表的示数为0.10 A．由此可知该变压器的原、副线圈的匝
数比为( ) A．141∶1 B．14.1∶1 C．100∶1 D．10∶1
141n1U1
解析：副线圈电压U2＝IR＝10 V，原线圈的电压U1＝ V＝100 V，故匝数比＝＝
n2U22100
＝10∶1. 10答案：D
4．(2013·南充模拟)如图中理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶
1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路．当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，安培表A1的读数是12 mA，那么安培表A2的读数是( ) A．0 C．48 mA
B．3 mA
D．与R值大小无关
解析：当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速向右做切割磁感线运动时，原线圈中产生恒定的电流，不能在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中不会产生感应电流，A正确． 答案：A
5．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( )
2
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
解析：由于升压变压器的匝数比不变，所以升压变压器的输出电压U2不变，选项A错误；随着发电厂输出功率的增大，输电线电流增大，则降压变压器的输入电流也增大，即输电线上的损耗功率和损耗电压都将增大，则降压变压器的输入电压和输出电压都将减小，选项B错误、C正确；由于输送总功率P增大，输电线损耗功率为P损＝??R线，所以?P?2
?U2?
P损P＝R线，故选项D正确． PU22
答案：CD
6．(2013·青岛模拟)如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B＝
的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5 m，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝200 rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“220 V、60 W”的灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法正确的是( ) A．图示位置穿过线框的磁通量为零
B．线框中产生的交变电压的有效值为5002 V C．变压器原、副线圈匝数之比为25∶11 D．允许变压器输出的最大功率为5 000 W
解析：图示位置线框平面与磁场方向垂直，穿过线框的磁通量最大，A错；电压的有效值E＝
2
2
T 10
nBSω
2
50×＝
2
×0.5×20010n150025
V＝500 V，B错；灯泡正常发光，则＝＝，C正确；允许
n2220112
变压器输出的最大功率P＝500×10W＝5 000 W，D正确． 答案：CD
7．(2012·高考新课标全国卷)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、
副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220 V的交流电源上．当变压器
3
输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为( ) A．380 V和5.3 A C．240 V和5.3 A 解析：由＝得：
B．380 V和9.1 A D．240 V和9.1 A
U1U2
n1n2
n21900U2＝U1＝×220 V＝380 V
n11100
由P2＝P1＝U1I1得：
P22000I1＝＝ A＝9.1 A
U1220
故B对，A、C、D错． 答案：B
8．(2013·黄山市高三七校联考)如图所示，ab间接电压恒定的交变电
源，M为理想变压器，如果R1的阻值增大，则( ) A．电压表示数增大 B．电流表的示数增大 C．灯泡L的亮度变暗 D．电阻R2的热功率增大
解析：R1的阻值增大，则输出电路总电阻增大，总功率减小，干路中电流减小，所以电阻R2的热功率减小，R2两端电压减小，而输出电压不变，所以L和R1并联电路两端的电压增大，电压表示数增大，灯泡L的亮度变亮，A正确C、D错误，输入功率等于输出功率，所以输入电路中功率减小，电流表示数减小，B错误． 答案：A
n110
9．(2012·济南模拟)正弦交流电经过匝数比为＝的变压器与电阻R、交流电压表V、交
n21
流电流表A按如下图甲所示方式连接，R＝10 Ω.图乙是R两端电压U随时间变化的图像．Um＝102 V，则下列说法中正确的是( )
A．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝2cos 100πt(A) B．电流表A的读数为0.1 A
4
C．电流表A的读数为2 A 10
D．电压表的读数为Um＝102 V
解析：由图像知T＝2×10 s，f＝50 Hz，ω＝2πf＝100π rad/s，故iR＝2cos 100πt(A)，A正确．再根据＝知，I1有效值为0.1 A，B正确、C错误．电压表读数应为副线圈电压有效值，U＝答案：AB
10．如图所示，两种情况下灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，匝数
比为n1∶n2＝3∶1，则图(a)中L1的功率和图(b)中L1的功率分别为( )
－2
I1n2
I2n1Um
2
＝10 V，故D错误．
A．P、P 4
C.P、9P 9
4
B．9P、P
99
D.P、9P 4
解析：图(a)中L2的功率为P，则L2上电压为U2＝PR，原线圈中电压U1＝3U2＝3 PR，
v29PR1
L1两端电压与U1相等，则L1所消耗功率PL1＝＝＝9P.图(b)中L2、L3功率相同，变
RR压器的输出功率为2P，原线圈电压U1′＝3U2＝3PR，原线圈中电流I1′＝4P4
上消耗功率为PL1′＝I1′R＝R＝P，故B正确．
9PR9
2
2
2P，灯L1
U1′
答案：B
二、非选择题(本题共2个小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步
骤，有数值计算的要注明单位)
11．(15分)一台交流发电机的额定输出功率P＝4.0×10 kW，以400 V电压将其接在升压
器上向远方输电．若输电导线的总电阻为10 Ω，允许输电线损失的功率为输出功率的10%，问：
(1)升压变压器的变压比应为多大？
(2)为了使远方用电器能得到220 V的工作电压，降压变压器的变压比应为多大？ 解析：(1)由P损＝P×10%＝I2r，得I2＝200 A，
2
3
5
由P＝U1I1得I1＝1×10 A
4
n1I21所以＝＝.
n2I150
(2)U2＝U1×＝2×10 V 所以U3＝U2－I2r＝1.8×10 V 又U4＝220 V
4
n2n1
4
n3U3900所以＝＝.
n4U411
答案：(1)1∶50 (2)900∶11
12．(15分)某小型实验水电站输出功率是20 kW，输电线总电阻为6 Ω.
(1)若采用380 V输电，求输电线路损耗的功率；
(2)若改用5 000 V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压．
解析：(1)输电线上的电流为
P20×103I＝＝ A≈52.63 A U380
输电线路损耗的功率为
P损＝I2R＝52.632×6 W≈16 620 W＝16.62 kW.
(2)改用高压输电后，输电线上的电流为
P20×103I′＝＝ A＝4 A
U′5 000
用户端在变压器降压前获得的电压
U1＝U′－I′R＝(5 000－4×6) V＝4 976 V
根据＝， 用户得到的电压为
U1n1U2n2
n21
U2＝U1＝×4 976 V≈226.18 V.
n122
答案：(1)16.62 kW (2)226.18 V
6