專題12變壓器遠(yuǎn)距離輸電

專題12變壓器遠(yuǎn)距離輸電【母題來源一】2021年高考廣東卷【母題題文】（2021·廣東高考真題）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)充電裝置，如圖所示，假設(shè)永磁鐵的往復(fù)運(yùn)動在螺線管中產(chǎn)生近似正弦式交流電，周期為0.2s，電壓最大值為0.05V，理想變壓器原線圈接螺線管，副線圈接充電電路，原、副線圈匝數(shù)比為1∶60，下列說法正確的是（）A．交流電的頻率為10HzB．副線圈兩端電壓最大值為3VC．變壓器輸入電壓與永磁鐵磁場強(qiáng)弱無關(guān)D．充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率【母題來源二】2021年高考湖南卷【母題題文】（2021·湖南高考真題）如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，輸入端、接入電壓有效值恒定的交變電源，燈泡L1、L2的阻值始終與定值電阻的阻值相同。在滑動變阻器的滑片從端滑動到端的過程中，兩個(gè)燈泡始終發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是（）A．L1先變暗后變亮，L2一直變亮B．L1先變亮后變暗，L2一直變亮C．L1先變暗后變亮，L2先變亮后變暗D．L1先變亮后變暗，L2先變亮后變暗【母題來源三】2021年高考河北卷【母題題文】（2021·河北高考真題）（多選）如圖，發(fā)電機(jī)的矩形線圈長為、寬為L，匝數(shù)為N，放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為、和，兩個(gè)副線圈分別接有電阻和，當(dāng)發(fā)電機(jī)線圈以角速度勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，理想電流表讀數(shù)為I，不計(jì)線圈電阻，下列說法正確的是（）A．通過電阻的電流為 B．電阻兩端的電壓為C．與的比值為 D．發(fā)電機(jī)的功率為【母題來源四】2021年高考山東卷【母題題文】（2021·山東高考真題）（多選）輸電能耗演示電路如圖所示。左側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶3，輸入電壓為的正弦交流電。連接兩理想變壓器的導(dǎo)線總電阻為r，負(fù)載R的阻值為。開關(guān)S接1時(shí)，右側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，R上的功率為；接2時(shí)，匝數(shù)比為1∶2，R上的功率為P。以下判斷正確的是（）A． B．C． D．【命題意圖】考查變壓器的工作原理、歐姆定律、閉合電路歐姆定律和電功率等知識，意在考查考生的理解能力和綜合分析能力?！究荚嚪较颉繉硐胱儔浩鞯膭討B(tài)分析的考查：一是負(fù)載不變，通過匝數(shù)變化求解原副線圈的各參量；二是匝數(shù)不變，負(fù)載變化，討論各量的變化?！镜梅忠c(diǎn)】1、電壓器的幾個(gè)常用關(guān)系：（1）電壓關(guān)系：或者或者（多個(gè)副線圈時(shí)），即原副線圈兩端電壓之比等于線圈的匝數(shù)之比。（2）電流關(guān)系：根據(jù)P入=P出可求出，或者n1I1=n2I2或者n1I1=n2I2+n3I3+n4I4+n5I5+…（有多個(gè)副線圈時(shí)）。（3）功率關(guān)系：P入＝P出，即I1U1＝I2U2（一個(gè)副線圈）或者I1U1＝I2U2+I3U3+I4U4+…（多個(gè)副線圈）。（4）各物理量之間的制約關(guān)系：輸入電壓U1決定輸出電壓U2；輸出功率P出決定輸入功率P入；輸出電流I2決定輸入電流I1。對于動態(tài)變化問題，求解思路是：通過某一電阻變化判斷整體電阻變化，據(jù)閉合電路歐姆定律判斷干路電流變化；再抓住“原線圈電壓決定副線圈電壓、副線圈電路決定原線圈電流、副線圈輸出功率決定輸入功率”這個(gè)結(jié)論。[來源:Z&xx&k.Com]2、解遠(yuǎn)距離輸電問題必備技巧（1）正確畫出輸電過程示意圖，并在圖上標(biāo)出各物理量。（2）抓住變壓器變壓前、后各量間關(guān)系，求出輸電線上的電流。（3）計(jì)算電路功率問題時(shí)常用關(guān)系式：，注意輸電線上的功率損失和電壓損失。（4）電網(wǎng)送電遵循“用多少送多少”的原則，說明原線圈電流由副線圈電流決定。一、單選題1．（2021·黑龍江高三二模）如圖所示的電路中，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比，原線圈輸入端a、b接的交變電壓。副線圈接有電阻箱R、定值電阻、，阻值恒為、額定電壓為的燈泡L。為使燈泡正常工作，電阻箱R接入電路的電阻（）A． B． C． D．2．（2021·山西高三三模）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1，R1=20Ω，R2=40Ω，C為電容器，已知通過R1的電流如圖乙所示，則（）A．通過R1的電流方向每秒改變50次B．原線圈輸入電壓的有效值為200VC．通過R3的電流始終為零D．電阻R2在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為0.1J3．（2021·安徽安慶高三三模）如圖所示的電路中，理想變壓器輸入端接在交流恒流源上，原線圈電流有效值不變，理想電壓表接在原線圈兩端，理想電流表串聯(lián)在副線圈電路上，開始時(shí)滑動變阻器的滑片置于中點(diǎn)處，現(xiàn)將滑片向上移動時(shí)，下列說法正確的是（）A．電流表的示數(shù)變小 B．電壓表的示數(shù)變大C．小燈泡亮度變暗 D．電源的輸出功率變小4．（2021·廣東高三二模）如圖所示，正方形線框abcd繞對稱軸OO′在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速ω=100rad/s，線框邊長L=0.1m，匝數(shù)N=100，感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T，圖示位置線框平面與磁感線平行閉合回路中線框的電阻r=2Ω，外接電阻R=8Ω。則（）A．圖中所示的瞬間，線框處于中性面B．轉(zhuǎn)動過程中，穿過線框的磁通量最大值為0.1WbC．電壓表讀數(shù)為D．通過電阻R電流的有效值為1A5．（2021·河南高三開學(xué)考試）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電原理圖，變壓器、為理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為，原、副線圈匝數(shù)比為，發(fā)電機(jī)的輸出功率為P，輸出電壓為U，用電器兩端的電壓為，則輸電線的電阻R為（）A． B． C． D．6．（2021·湖北）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，正弦交流發(fā)電機(jī)輸出電壓保持不變，升壓變壓器T1、降壓變壓器T2均為理想變壓器，且T2的原、副線圈匝數(shù)之比為n。若用電設(shè)備發(fā)生變化，使圖中理想電壓表V的示數(shù)變化了，理想電流表A的示數(shù)變化了，且知。則兩變壓器間輸電線的總電阻R等于（）A． B． C．k D．二、多選題7．（2021·湖南高三一模）我國地域廣闊，人口居住相對分散，特別是有些農(nóng)村地區(qū)，人口稀少，村莊分布相距較遠(yuǎn)，為了節(jié)約農(nóng)民的用電成本，有時(shí)兩個(gè)（或多個(gè)）村莊共用一個(gè)變壓器，將變電室（變壓器）建立在幾個(gè)村子之間，離每個(gè)村莊都有一段距離，如圖所示，其中R表示從變壓器到村莊（用戶）的輸電線電阻，下列說法正確的是（）A．傍晚時(shí)分比深夜時(shí)段UMN較小，同一盞燈較暗B．傍晚時(shí)分和深夜時(shí)段UMN一樣大，同一盞燈明暗相同C．傍晚時(shí)分和深夜時(shí)段UMN一樣大，但同一盞燈在傍晚時(shí)分較暗D．若將村莊合并，將變壓器移到村莊附近后，傍晚時(shí)分和深夜時(shí)段同一盞燈明暗的變化會明顯減小8．（2021·重慶市育才高三其他模擬）如圖所示，水電站，輸出的電功率為，輸出電壓，經(jīng)理想升壓變壓器變?yōu)殡妷哼h(yuǎn)距離輸送，輸電線總電阻為，最后經(jīng)理想降壓變壓器降為向用戶供電。下列說法正確的是（）A．變壓器的匝數(shù)比 B．輸電線上的電流為C．輸電線上損失的電功率為 D．變壓器的匝數(shù)比9．（2021·福建廈門高三月考）如圖甲，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5：1，，C為電容器。己知通過的正弦交流電如圖乙，則（）A．副線圈輸出的交流電的頻率為10HzB．原線圈輸入電壓的最大值為100VC．電阻的電功率為20WD．通過的電流始終為零10．（2021·全國高三月考）有一匝數(shù)為100匝的矩形導(dǎo)線框ABCD，其電阻為20Ω，處于如圖甲所示的勻強(qiáng)磁場中，線框繞垂直于磁場的軸OO'勻速轉(zhuǎn)動，穿過線框的磁通量隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示，線框輸出端與一個(gè)原、副線圈匝數(shù)比為6：1的理想變壓器的原線圈相連，副線圈接入一負(fù)載電阻R，交流電壓表及電流表為理想電表，電流表的示數(shù)為0.2A，下列說法正確的是（）A．導(dǎo)線框ABCD輸出的電功率等于負(fù)載R上消耗的熱功率B．負(fù)載電阻R的阻值為55ΩC．電壓表的示數(shù)約為67VD．如果給負(fù)載電阻R再并聯(lián)一只相同的電阻，電壓表示數(shù)不變?nèi)?、解答題11．（2021·全國高三課時(shí)練習(xí)）采用110高壓輸電，輸送電功率為4800的電能，輸電導(dǎo)線中的電流是多少？如果用110V電壓輸送同樣功率的電能，輸電導(dǎo)線中電流是多少？我們在初中曾經(jīng)做過類似的題目，那時(shí)是用直流電路的知識來處理的。在純電阻的交流電路中，同樣有公式和。想想看，這里的U和I的含義與初中有什么不同？12．（2021·盤錦市第二高級高二月考）一臺小型發(fā)電機(jī)的最大輸出功率為，輸