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2013高考物理专题练习：24 变压器和电能输送
【重点知识解读】
1. 变压器是根据电磁感应现象工作的。变压器原副线圈的电压之比等于匝数之比，即
U1n1=；理想变压器的输入功率等于输出功率。对于变压器，输入电U2n2压决定输出电压，输出功率决定输入功率。
【高考命题动态】
交变电流与工农业生产和人们生活息息相关，也是高考必考内容。高考对变压器和电能输送的考查涉及变压器、动态电路、电能输送等，难度中等。
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1.（2013安徽黄山七校联考）如图所示的交流电路中，理想变压器输入电压为U1，输入功率为P1，输出功率为P2，各交流电表均为理想电表．当滑动变阻器R的滑动头向下移动时( ) A．灯L变亮
B．各个电表读数均变大
C．因为U1不变，所以P1不变 D．P1变大，且始终有P1= P2 答案：D
解析：当滑动变阻器R的滑动头向下移动时，电流表读数增大，变压器输出电流增大，电阻R两端电压增大，电压表读数减小，电灯L变暗，选项AB错误；根
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据变压器功率关系，P1变大，且始终有P1= P2 ，选项C错误D正确。 3.（2013辽宁沈阳二中测试）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1＝20 Ω，R2＝30Ω，C为电容器。已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则( )
A.交流电的频率为0.02 Hz
B.原线圈输入电压的最大值为2002 V C.电阻R2的电功率约为6.67 W D.通过R3的电流始终为零
单向导电性等知识点，意在考查考生综合运用知识的能力。
【解题思路】由图2可知，原线圈电压最大值为311V，有效值为220V，选项A
错误；由变压公式可知，副线圈输出电压为22V，根据二极管单向导电性和有效值的定义可得，电压表示数为U=112V，选项B错误；变压器输出功率为P=U2/R=24.2W，变压器输入电流即电流表示数为0.11A，
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选项C正确；当二极管反向电压时，电压最大，二极管两端的最大电压为副线圈输出电压最大值222V，选项D正确。
【技巧点拨】由交变电流图象可以直接得出交变电流的最大值和周期，利用相关知识可以得出有效值和频率。交变电流表和电压表示数都是交变电流的有效值。理想变压器输入功率等于输出功率，由此可以得出变压器输入电流。 5．（2013山东青岛二中测试）随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩
大，节能变得越来越重要。某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U1，输电导线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常工作的电压为U2。在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是 （ ）
P02RA．输电线上损耗的功率为2
U2P02RB．输电线上损耗的功率为2
U1C．若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电 D．采用更高的电压输电会降低输电的效率
6.（2013安徽师大摸底）一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图所示，副线圈仅接入一个10 Ω的电阻，则( ) A．流过电阻的最大电流是20 A B．与电阻并联的电压表的示数是141 V C．变压器的输入功率是2.2×103W
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D．在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是20 J
7．（2012年2月河北省五校联盟模拟）“5·12”汶川大地震发生后，常州常发集团向
灾区人民捐赠一批柴油发电机。该发电机说明书的部分内容如表所示，现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示．发电机到安置区的距离是400m，,输电线路中的火线
和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5×10-4Ω。安置区家用电器的总功率为44kW，当这些额定电压为220V的家用电器都正常工作时：
A．输电线路中的电流为20A B．发电机的实际输出电压为300V C．在输电线路上损失的电功率为8kW D．如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300V .答案：C
解析：当这些额定电压为220V的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流为
I=P/U=200A，选项A错误；发电机的实际输出电压为U+Ir×2×400=220V+200×2.5×10-4×2×400V=260V，选项B错误；在输电线路上损失的电功率为P损= I2r×2×400= 2002×2.5×10-4×2×400W=8000W=8kW，选项C正确；如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是260×1.4V=364V，选项D错误。
8．（2012年2月武汉调研）如图所示，某变电站用10kV的高压向10km外的小区
供电，输送的电功率为200kW。现要求在输电线路上损耗的功率不超过输
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柴油 发电机 火线
安置区 零线 型号 最大输出功率 输出电压范围
AED6500S 60kW 220～300V
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8.答案：CD解析：由P=UI解得输电电流I=P/U=20A。输电线路上损耗的功率不超过P损=200kW×2%=4kW，由P损=I2R解得R=10Ω.由于输电线长度需要20km，所以可以选择千米电阻0.5Ω/km以下的型号DYD100/C或型号DYD150/C，符合要求的是选项CD。
9．（2013唐山摸底）如图所示，理想变压器原线圈接一交流电源，副线圈回路中
有一定值电阻R和两个小灯泡L1、L2，最初电键S是断开的，现闭合电键S，则
A．副线圈两端电压变大 B．灯泡L1变亮 C．电流表A1示数变大 D．电阻R中的电流变小
答案：C解析：闭合电键S，副线圈两端电压不变，选项A错误；副线圈输出电流增大，电阻R中的电流变大，灯泡L1两端电压降低，灯泡L1变暗，选项BD错误； 电流表A1示数变大，选项C正确。
10．（2013温州八校联考）图10中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n1与副线
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