1、高中同步测试卷(五)第五单元变压器和远距离输电(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1原线圈两端电压恒定时用理想变压器给纯电阻负载供电时，用下列哪种办法可以增大输入电流()A增加原线圈的匝数 B增加副线圈的匝数C在副线圈上多串联一个电阻 D使绕制线圈的导线粗一些2(2016高考四川卷)如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则()A小灯泡变亮 B小灯泡变暗C原、副线圈两端电压的比值不变 D通过原、副线圈电流的比值不变3理想变压器连接电路如图甲所示
2、，已知原副线圈匝数比为101，当输入电压波形如图乙时，电流表读数为2 A，则()A电压表读数为282 V B电压表读数为28.2 VC输入功率为56.4 W D输入功率为40 W4如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n，原线圈接正弦交流电压U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一重物匀速上升，下列判断正确的是()A原线圈中的电流为nI B变压器的输入功率为 C电动机输出的总功率为I2R D电动机两端电压为IR5如图所示是变压器通过降压给用户供电的示意图变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动输出电压通过输电线输
3、送给用户，输电线的电阻用R0表示，滑动变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器的滑片P向下移动时，下列说法不正确的是()A相当于增加用电器的数目 BA1表的示数随A2表示数的增大而增大CV1表的示数随V2表示数的增大而增大D变压器的输入功率增大6超导材料电阻降为零的温度称为临界温度.1987年我国科学家制成了临界温度为90 K的高温超导材料，利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 ，它提供给用电器的电功率为40 kW，电压为800 V如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为()A1 kW B1
4、.6103 kW C1.6 kW D10 kW7如图所示为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为21，原线圈接有交流电压u220sin 100t V，图中电压表和电流表均为理想交流电表，R2为负温度系数的热敏电阻(即当温度升高时，阻值减小)，R1为定值电阻，C为电容器下列说法正确的是()A交流电压表的示数是110 VB交流电的频率为100 HzC通过R1的电流始终为零D当R2处温度升高时，交流电压表的示数不变，交流电流表的示数变大二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意)8.(2016高考全国卷丙)如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同
5、的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光下列说法正确的是()A原、副线圈匝数之比为91B原、副线圈匝数之比为19C此时a和b的电功率之比为91D此时a和b的电功率之比为199汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的；而汽油机做功冲程开始时，汽缸中汽油和空气的混合气是靠火花塞点燃的但是汽车蓄电池的电压只有12 V，不能在火花塞中产生火花，因此，要使用如图所示的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连到蓄电池上，副线圈接到火花塞的两端，开关由机械控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，从而在副线圈中产生10 000 V以上
6、的电压，这样就能在火花塞中产生火花了下列说法中正确的是()A柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增加的B汽油机点火装置的开关始终闭合，副线圈的两端也会有高压C接该变压器的原线圈的电源必须是交流电源，否则就不能在副线圈中产生高压D汽油机的点火装置中变压器的副线圈匝数必须远大于原线圈的匝数10如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为41，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中Rt为热敏电阻(随温度升高其电阻变小)，R为定值电阻下列说法正确的是()A副线圈两端电压的瞬时值表达式为u9sin 50t VBt0.02 s时电压表V2的示数为9 VC变压器原、副线圈中的电
7、流之比和输入、输出功率之比均为14DRt处温度升高时，电流表的示数变大，电压表V2的示数不变11为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过升压变电站升压后通过远距离输送，再经过降压变电站将高压变为低压某降压变电站将电压U011 000sin(100t)V的交流电降为220 V供居民小区用电，则降压变电站变压器()A原、副线圈匝数比为501 B副线圈中电流的频率是50 HzC原线圈的导线比副线圈的要粗 D输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和12图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n1与副线圈匝数n2之比为101，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，三个阻值均为20 的
8、电阻R1、R2、R3和电容器C构成的电路与副线圈相接，其中，电容器的击穿电压为8 V，电压表V为理想交流电表，开关S处于断开状态，则()甲乙A交流电压表V的读数约为7.07 V B交流电流表A的读数为0.05 AC电阻R2上消耗的功率为2.5 W D若闭合开关S，电容器C会被击穿题号123456789101112答案三、计算题(本题共4小题，共42分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)如图所示为一台理想变压器，其原线圈200匝，副线圈400匝，并接一个R110 的负载电阻，其他电阻均不计求：
9、(1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为多大？(2)当原线圈接在输出电压U220sin 100t V的交变电源上时，电压表示数和电流表的示数各为多大？此时变压器的输入功率为多大？14(10分)如图所示，图甲是一理想变压器的电路连接，图乙是在原线圈两端所加的电压随时间变化的关系已知原、副线圈的匝数之比为101，电流表A2的示数为2 A，开关S断开(1)求变压器输入功率和电压表的示数；(2)将开关闭合，定性分析电路中三个电表的示数变化情况15.(10分)一居民小区有440户，以前每户平均消耗电功率为100 W，使用的区间变压器匝数比为1656，恰好能使额定电压为220 V的用电器正常工
10、作，现在因家用电器增加，每户平均消耗的电功率为250 W，若变压器输入电压仍为6 600 V，区间输电线线路不变，为了使家用电器正常工作，需换用区间变压器，则此变压器的匝数比为多少？16(12分)风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展如图所示，风车阵中发电机输出功率为100 kW，输出电压为250 V，用户需要的电压为220 V，输电线电阻为10 .若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%.(1)试求：在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；(2)画出此输电线路的示意图；(3)用户得到的电功率是多少？参考答案与解析1导学号26020065【解析】选B.根据，增加副线圈
11、的匝数，可以增大次级电压，从而增大次级电流，由I1n1I2n2，次级电流增加则初级电流必增大，A错，B对；在副线圈上多串联一个电阻，则次级电流会减小，根据I1n1I2n2，则初级电流必减小，C错；使绕制线圈的导线粗一些，只要匝数不变就不会影响输入电流，D错2导学号26020066【解析】选B.设原、副线圈减少的匝数为n，则根据变压比有，由于U2U1，U2U1，因此U2小于U2，即副线圈两端的电压变小，小灯泡变暗，A项错误，B项正确；由于匝数比变化，因此原、副线圈两端电压的比值和通过原、副线圈电流的比值均发生变化，C、D项错误3导学号26020067【解析】选D.初级电压有效值为 V200 V，
12、所以次级电压U220 V，输出功率PI2U240 W，由于输入功率等于输出功率，所以输入功率也为40 W，选项D正确4导学号26020068【解析】选B.电流表的读数为副线圈电流，所以原线圈电流为，故A错误；原线圈的输入功率则为U，故B对；电动机上的热功率为I2R，电动机消耗功率为U，两端电压为，故C、D错误5导学号26020069【解析】选C.输入电压U几乎不变，故变压器原、副线圈的电压不变，即V1表与V2表的示数不变，C错；滑动变阻器的滑片P向下移动，电阻减小相当于增加负载，A正确；因副线圈电压U2不变，由I2知，电流I2增大，由知，I1也增大，B正确；由P2U2I2知，P2增大，变压器输
13、入功率P1P2，即P1增大，D正确6导学号26020070【解析】选A.输电线中电流IP/U，输电线上损失功率PI2R线P2R线/U21 kW.7导学号26020071【解析】选D.原线圈所接交变电压的有效值为U1 V，由理想变压器的变压比公式，可得U2U1 V55 V，选项A错误；由交变电压的瞬时值表达式u220sin 100t V可知，该交变电流的频率f Hz50 Hz，选项B错误；由于交变电流能对电容器进行充、放电，所以会有充、放电电流通过电阻R1，选项C错误；因变压器为理想变压器，线圈电阻不计，因此，交流电压表的示数不变，当R2处的温度升高时，其电阻阻值变小，所以交流电流表的示数变大，
14、选项D正确8导学号26020072【解析】选AD.因为两灯泡额定电压相同且均正常发光，且输入电压为灯泡额定电压的10倍，所以理想变压器的输入、输出电压比为91，由理想变压器变压规律可知，原、副线圈的匝数比为91，A项正确，B项错误；由理想变压器变流规律可知，原、副线圈的电流比为19，由电功率PUI可知，a和b的电功率之比为19，C项错误，D项正确9导学号26020073【解析】选AD.汽车柴油机压缩汽缸内空气，实际上是活塞对气体做功使其内能增加，当温度升高到一定温度时，柴油着火燃烧，汽油机是借助于变压器在通入原线圈中电压12 V断电时产生变化的磁通量从而在副线圈中产生瞬时高压10 000 V，
15、而达到产生火花的目的，所以电源可以是直流，且副线圈匝数要远大于原线圈匝数，故A、D正确. 10导学号26020074【解析】选BD.由题中图乙可知U136 V，T2102 s，由得U29 V，所以副线圈两端电压的瞬时值表达式为u9sin 100t V，A选项错；电压表示数为有效值，故B选项正确；由变压器原、副线圈电流关系及输入、输出功率关系知，C选项错；当Rt处温度升高时Rt电阻变小，U2不变，副线圈中电流I2变大，故D选项正确11导学号26020075【解析】选AB.原线圈电压的有效值为U111 000 V，由得，选项A正确；变压器不改变交流电的频率，故选项B正确；由得副线圈的电流大，要想导
16、线发热少，导线要粗一些(电阻小)，故选项C错误；居民小区各用电器电流总和应该等于副线圈的电流，选项D错误12导学号26020076【解析】选AC.开关断开时，副线圈电路为R1和R2串联，交流电压表测量R2两端的电压，由题图乙可知原线圈电压为U V100 V，所以副线圈电压为UU10 V，则R2两端的电压为U25 V7.07 V，故A正确；由分析可知，副线圈电流为IA A，所以原线圈电流为II A A，故B错误；电阻R2上消耗的功率P W2.5 W，故C正确；当开关闭合时，R1、R3与电容器并联后和R2串联，电容器的电压为并联部分的电压，并联部分电阻为R并10 ，所以并联部分的电压U并U10 V
17、 V，并联部分电压的最大值U并mU并 V，所以电容器C不会被击穿，故D错误故选AC.13导学号26020077【解析】(1)直流电不能产生电磁感应，故副线圈电压为零，电压表示数为零(2分)(2)原线圈输入电压的有效值U1 V220 V，(2分)电压表的示数U2U1440 V，(2分)电流表示数I24 A，(2分)变压器的输入功率P1P2U2I21 760 W(2分)【答案】(1)0(2)440 V4 A1 760 W14导学号26020078【解析】(1)由图乙可知输入电压的有效值U1200 V，(1分)由得副线圈两端的电压U2U120 V，(3分)变压器的输入功率P1等于输出功率P2，即P1
18、P2U2I2202 W40 W(3分)(2)将S闭合，U2不变，即电压表示数不变，保持20 V，由于负载增多，负载的总电阻减小，电流表A2的示数增大，(1分)副线圈的输出功率增加，原线圈的输入功率随之增加，电流表A1的示数增大，(1分)由于理想变压器不计线圈的电阻，所以原、副线圈两端的电压与负载电阻无关(1分)【答案】(1)40 W20 V(2)A1增大A2增大V不变15导学号26020079【解析】未换时输电电流IA200 A(2分)输电电压U2U16 600 V240 V(2分)则由U线U2U用IR线可知：R线0.1 (1分)换变压器后，IA500 A(2分)线路损失电压U线IR线50 V
19、(1分)变压器输出电压U2220 V50 V270 V(1分)所以变压器匝数之比为.(1分)【答案】220916导学号26020080【解析】(1)输电线损失的功率P损P4%100 kW4%4 kW(1分)输电线电流I2 A20 A(1分)升压变压器副线圈电压U2 V5103 V(1分)升压变压器原、副线圈匝数比：(1分)电压损失U损I2R线2010 V200 V(1分)降压变压器原线圈端电压U3U2U损4 800 V(1分)降压变压器原、副线圈匝数比.(1分)(2)如图所示(2分)(3)用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为P用PP损P(14%)10096% kW96 kW.(3分)【答案】(1)12024011(2)见解析图(3)96 kW
