1、变压器交流电与远距离输电(限时：45分钟)一、单项选择题1 (2013福建15)如图1所示，实验室一台手摇交流发电机，内阻r1.0 ，外接R9.0 的电阻闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e10sin 10t (V)，则()图1A该交变电流的频率为10 HzB该电动势的有效值为10 VC外接电阻R所消耗的电功率为10 WD电路中理想交流电流表的示数为1.0 A答案D解析由e10sin 10t (V)知电动势的有效值E有 V10 V，故B选项错误；电路中的理想电流表示数为电流的有效值：I有1.0 A，故D选项正确；电阻R消耗的电功率PIR9.0 W，故C选项错误；交流电的
2、角速度10 rad/s，所以频率f5 Hz，故A选项错误. 2 如图2甲所示，在匀强磁场中有一个匝数n10的矩形线圈匀速转动，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为5 .从图甲所示位置开始计时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图象如图乙所示，那么()图2A在t0.2 s时，线圈中的感应电流改变方向B在t0.4 s时，线圈中的感应电动势为零C线圈转过60时的感应电流为 AD线圈转动过程中消耗的电功率为102 W答案D解析当线圈与磁场方向平行时，磁通量为零，但感应电动势最大，当线圈与磁场方向垂直时，磁通量最大，但感应电动势为零，由此可知在t0.2 s时，线圈的磁通量为零，感应电动势最大，感应电流方
3、向不改变，选项A错误；同理，在t0.4 s时，感应电动势最大，选项B错误；线圈转动的角速度为5 rad/s，感应电动势峰值为EmnBSnm10 V，感应电流瞬时值表达式为icos t，因此线圈转过60时感应电流为Icos 60 A，选项C错误；电压的有效值为U5 V，电功率为P102 W，选项D正确3 一般发电机组输出的电压在十千伏上下，不符合远距离输电的要求要在发电站内用升压变压器，升压到几百千伏后再向远距离输电到达几百千米甚至几千千米之外的用电区之后，再经“一次高压变电站”“二次变电站”降压已知经低压变电站降压变压器(可视为理想变压器)后供给某小区居民的交流电u220sin 100t V，
4、该变压器原、副线圈匝数比为501，则()A原线圈上的电压为11 000 VB原线圈中电流的频率是100 HzC原线圈使用的导线应该比副线圈的要粗D采用高压输电有利于减少输电线路中的损耗答案D解析降压变压器副线圈电压的有效值U2 V220 V，根据，可得原线圈的电压为11 000 V，选项A错误；根据100 rad/s2f，可得频率f50 Hz，选项B错误；原、副线圈的功率是相同的，原线圈电压大，副线圈电压小，原线圈电流小，副线圈电流大，所以副线圈使用的导线应该比原线圈要粗，选项C错误；采用高压输电，可以减小输电线上的电流，根据PI2r可知，有利于减少输电线路中的损耗，选项D正确4 如图3所示，
5、某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出的电功率为50 kW，用电阻为3 的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)对整个送电过程，下列说法正确的是()图3A输电线上的损失功率为300 WB升压变压器的匝数比为1100C输电线上的电流为100 AD降压变压器的输入电压为4 700 V答案A解析输电线上的损失功率为0.6%50 kW300 W，选项A正确由I2R300 W可得输电线上电流I10 A，升压变压器副线圈电压为5 000 V，升压变压器的匝数比为110，选
6、项B、C错误输电线损失电压为IR30 V，降压变压器的输入电压为4 970 V，选项D错误5 如图4所示，一自耦变压器(可看做理想变压器)输入端AB间加一正弦式交流电压，在输出端CD间接灯泡和滑动变阻器转动滑片P可以改变副线圈的匝数，移动滑片Q可以改变接入电路电阻的阻值则()图4A只将P逆时针转动，灯泡变亮B只将P顺时针转动，灯泡变亮C只将Q向上移动，灯泡变暗D只将Q向下移动，灯泡变亮答案A解析只将P逆时针转动，输出端匝数增多，输出电压增大，灯泡变亮，选项A正确，B错误只将Q向上或向下移动，输出电压不变，灯泡亮度不变，选项C、D错误6 如图5所示，理想变压器副线圈通过导线接两个相同的灯泡L1和
7、L2.导线的等效电阻为R.现将开关S闭合，若变压器原线圈两端的交流电压保持不变，则下列说法中正确的是()图5A电阻R两端的电压变小B通过灯泡L1的电流增大C原线圈中的电流减小D变压器的输入功率变大答案D解析原线圈输入电压不变，原、副线圈匝数比不变，则副线圈输出电压不变，开关闭合，总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律得输出总电流变大，故R两端的电压变大，A错误；根据闭合电路欧姆定律得并联电路分得的电压变小，通过灯泡L1的电流减小，B错误；原线圈输入电流与副线圈输出电流成正比，故原线圈电流增大，C错误；由PUI得输入功率变大，D正确7 图6甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为41，原线圈接图乙所示的
8、正弦交流电图中RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表则下列说法正确的是()图6A图乙所示电压的瞬时值表达式为u51sin 50t (V)B变压器原、副线圈中的电流之比为14C变压器输入、输出功率之比为14DRT处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大答案B解析题图乙所示电压的瞬时值表达式为u51sin 100t (V)，故A选项错误；根据理想变压器的原理可知，原、副线圈中的电流之比与匝数成反比，输入、输出功率相等，所以B选项正确，C选项错误；RT处温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大，所以D选项错误8 如图7所示，电路中理想变压器原、副线圈接入电
9、路的匝数可通过单刀双掷开关改变，为交流电流表在变压器原线圈a、b两端加上一峰值不变的正弦交变电压下列分析正确的是()图7A只将S1从1拨向2时，电流表示数变小B只将S2从3拨向4时，电流表示数变大C只将R的滑片上移，R2的电功率变大D只将R的滑片上移，R2的电功率减小答案D解析只将S1从1拨向2时，输出电压升高，输出功率增大，电流表示数变大，选项A错误只将S2从3拨向4时，输出电压降低，输出功率减小，电流表示数变小，选项B错误只将R的滑片上移，R2中电流减小，R2的电功率减小，选项C错误，D正确9 一台理想变压器，开始时开关S接1，此时原、副线圈的匝数比是111，原线圈接入电压为220 V的正
10、弦交流电一只理想二极管和一个滑动变阻器串联接在副线圈上，如图8所示则下列判断正确的是()图8A原、副线圈中的功率之比为111B若滑动变阻器接入电路的阻值为10 ，则1 min内滑动变阻器产生的热量为1 200 JC若只将S从1拨到2，电流表示数增大D若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，则两电表示数均减小答案B解析根据变压器功率关系可知，原、副线圈中的功率之比为11，选项A错误根据焦耳定律，若滑动变阻器接入电路的阻值为10 ，由于二极管的单向导电性，1 min内滑动变阻器产生的热量为1 200 J，选项B正确若只将S从1拨到2，输出电压降低，输出功率减小，电流表示数减小，选项C错误若只将滑动变阻器的
11、滑片向下滑动，电压表示数不变，电流表示数减小，选项D错误二、多项选择题10(2013江苏8)如图9所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光要使灯泡变亮，可以采取的方法有()图9A向下滑动PB增大交流电源的电压C增大交流电源的频率D减小电容器C的电容答案BC解析滑片P向下滑动，副线圈匝数减小，变压器输出电压减小，灯泡变暗，则A项错误；增大原线圈的输入电压，输出电压增大，小灯泡变亮，B项正确；增大交流电源的频率，电容器对交流电的阻碍减小，因此灯泡变亮，C项正确；减小电容器的电容，电容器对交流电的阻碍会增大，灯泡会变暗，因此D项错误11将一个R36 的电阻接
12、在一正弦交流发电机的输出端，该电阻两端的ut图象如图10所示，下列说法正确的是()图10A该电阻消耗的功率是72 WB该交流发电机的转速是50 r/sC图中交流电压的瞬时值表达式为u36sin 100t (V)D并联在该电阻两端的理想交流电压表的示数是36 V答案BC解析由题图可知发电机输出电压最大值Um36 V，有效值U36 V，电阻消耗的功率P36 W，选项A错误；交流电周期T0.02 s，转速n50 r/s，选项B正确；100 rad/s，所以交流电压的瞬时值表达式u36sin 100t (V)，选项C正确；交流电压表示数为有效值36 V，选项D错误12如图11所示，理想变压器原、副线圈
13、的匝数之比是101，原线圈输入交变电压u141.4sin 50t(V)，O点是副线圈上、下匝数比为14处抽出的线头，R12 ，R28 ，则()图11A开关S断开时，电流表的示数为0.1 AB开关S闭合时，电流表的示数为0.1 AC开关S断开时，两电阻总的电功率为20 WD开关S闭合时，两电阻总的电功率为10 W答案ABD解析输入电压的有效值为100 V，由理想变压器的变压比公式可知，开关S断开时，输出电压的有效值为10 V，输出电流的有效值为1 A，输出功率为10 W，输入功率与输出功率相等，故输入功率为10 W，即输入电流为0.1 A，A正确，C错误；开关闭合时，R1、R2两端的电压分别为2
14、 V和8 V，根据P得两电阻消耗的功率分别为2 W和8 W，故两电阻的总功率为10 W，D正确；输入功率等于输出功率也为10 W，由PUI得输入电流的有效值为0.1 A，B正确13在如图12所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为21，四个灯泡完全相同，其额定电压为U，若已知灯泡L3和L4恰能正常工作，那么()图12AL1和L2都能正常工作BL1和L2都不能正常工作C交流电源电压为2UD交流电源电压为4U答案AD解析根据灯泡L3和L4恰能正常工作，变压器原线圈输入电压为灯泡L3和L4额定电压U的2倍，输入电流为灯泡L3和L4的额定电流所以L1和L2都能正常工作，交流电源电压为4U，选项A、D正确，B、C错误