2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第十一章微專題77變壓器與遠(yuǎn)距離輸電電路動態(tài)分析練習(xí)含解析教科版

PAGEPAGE1微專題77變壓器與遠(yuǎn)距離輸電電路動態(tài)分析1．變壓器聯(lián)系著兩個電路：原線圈電路、副線圈電路．原線圈在原線圈電路中相當(dāng)于一用電器．副線圈在副線圈電路中相當(dāng)于電源．2．遠(yuǎn)距離輸電示意圖中涉及三個電路，在中間的遠(yuǎn)距離輸電線路中升壓變壓器的副線圈、導(dǎo)線、降壓變壓器的原線圈相當(dāng)于閉合回路的電源、電阻、用電器．1．(多選)(2024·山東泰安市3月第一輪模擬)如圖1，志向變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡P和Q.當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的8倍時，兩燈泡均能正常發(fā)光．下列說法正確的是()圖1A．原、副線圈匝數(shù)比為1∶7B．原、副線圈匝數(shù)比為7∶1C．此時P和Q的電功率之比為7∶1D．此時P和Q的電功率之比為1∶72．(多選)(2024·四川廣元市其次次統(tǒng)考)如圖2所示，一小型發(fā)電機與志向變壓器連接給兩只完全相同的燈泡P、Q供電，電流表A為志向電表，線圈和導(dǎo)線的電阻不計，開關(guān)S閉合時兩燈泡正常發(fā)光．保持其他條件不變，開關(guān)由閉合到斷開．則()圖2A．電流表的示數(shù)不變，P中電流的頻率變?yōu)樵瓉淼?倍B．電流表的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话耄琍中電流的頻率不變C．帶動發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)動的外力的功率變小，且P燈亮度不變D．帶動發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)動的外力的功率變大，且P燈變亮3．(多選)(2024·廣東深圳市調(diào)研)如圖3所示，志向變壓器原副線圈匝數(shù)之比為1∶2，正弦溝通電源電壓為U＝12V，電阻R1＝1Ω，R2＝2Ω，滑動變阻器R3最大阻值為20Ω，滑片P處于中間位置，則()圖3A．R1與R2消耗的電功率相等B．通過R1的電流為3AC．若向上移動P，電源輸出功率將變大D．若向上移動P，電壓表讀數(shù)將變大4．(多選)(2024·湖北4月份調(diào)研)如圖4所示，志向變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2＝2∶1，輸入端接在u＝30eq\r(2)sin100πt(V)的溝通電源上，R1為電阻箱，副線圈連在電路中的電阻R＝10Ω，電表均為志向電表．下列說法正確的是()圖4A．當(dāng)R1＝0時，電壓表的讀數(shù)為30VB．當(dāng)R1＝0時，若將電流表換成規(guī)格為“5V5W”的燈泡，燈泡能夠正常發(fā)光C．當(dāng)R1＝10Ω時，電流表的讀數(shù)為1.2AD．當(dāng)R1＝10Ω時，電壓表的讀數(shù)為6V5．(2024·重慶一中月考)調(diào)壓變壓器就是一種自耦變壓器，它的構(gòu)造如圖5所示，線圈AB繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上，CD之間加上輸入電壓，當(dāng)滑動觸頭P轉(zhuǎn)動時，變更了副線圈匝數(shù)，從而調(diào)整輸出電壓．圖中A為溝通電流表，V為溝通電壓表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動變阻器，C、D兩端接恒壓溝通電源，變壓器可視為志向變壓器，則()圖5A．當(dāng)滑動變阻器滑片向下滑動時，電壓表讀數(shù)變大B．當(dāng)滑動變阻器滑片向下滑動時，電流表讀數(shù)變小C．當(dāng)變壓器滑動觸頭P逆時針轉(zhuǎn)動時，M、N之間的電壓變大D．當(dāng)變壓器滑動觸頭P順時針轉(zhuǎn)動時，變壓器輸出功率變大6．(2024·河南名校聯(lián)盟高三下學(xué)期2月聯(lián)考)在海外旅游時，某游客從J國帶回一把標(biāo)有“110V60Hz880W”的電咖啡壺，該電咖啡壺利用電熱絲加熱．在我國，為使電咖啡壺能正常工作，須要通過變壓器與市電相連．下列說法正確的是()A．若將電咖啡壺干脆與市電相連，則其電功率是1760WB．電咖啡壺應(yīng)接在原、副線圈匝數(shù)比為1∶2的變壓器的副線圈兩端C．電咖啡壺通過變壓器正常工作時，與市電相連的原線圈中電流為4AD．電咖啡壺通過變壓器正常工作時，電熱絲中的交變電流頻率為60Hz7．(多選)(2024·福建泉州市第一次質(zhì)量檢查)由于線路搶修，市區(qū)停電，某學(xué)校啟動了臨時供電系統(tǒng)，它由備用溝通發(fā)電機和變壓器組成，如圖6所示，調(diào)整滑動觸頭P可變更變壓器副線圈的匝數(shù)，R為輸電線電阻．開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，教室內(nèi)的燈泡都正常發(fā)光．下列說法正確的是()圖6A．閉合S，將P向下移動后，燈泡可能正常發(fā)光B．閉合S，將P向上移動后，燈泡可能正常發(fā)光C．若發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速減小，將P向下移動后，燈泡可能正常發(fā)光D．若發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速減小，將P向上移動后，燈泡可能正常發(fā)光8．(多選)(2024·河南安陽市下學(xué)期二模)如圖7所示，發(fā)電機的輸出電壓U＝1000eq\r(2)sin100πt(V)，通過志向降壓變壓器給若干盞燈泡供電，輸電線上連接可調(diào)電阻r.變壓器原線圈兩端接有志向溝通電壓表V，線圈干路接有志向溝通電流表A，下列說法正確的是()圖7A．電壓表V的示數(shù)始終為1000VB．僅接入燈泡增多，電流表A的示數(shù)增大C．僅可調(diào)電阻r增大，電壓表V的示數(shù)增大D．僅可調(diào)電阻r增大，電流表A的示數(shù)減小9．(多選)(2024·山西臨汾市二輪復(fù)習(xí)模擬)一臺志向變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是5∶1，原線圈接入電壓為220V的正弦溝通電，各元件正常工作，一只志向二極管和一個滑動變阻器R串聯(lián)接在副線圈上，如圖8所示，電壓表和電流表均為志向溝通電表．則下列說法正確的是()圖8A．原、副線圈中的電流之比為5∶1B．電壓表的讀數(shù)約為31.11VC．若滑動變阻器接入電路的阻值為20Ω，則1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量約為2.9×103JD．若將滑動變阻器的滑片向上滑動，則兩電表讀數(shù)均減小10．(多選)(2024·云南師大附中月考)如圖9所示為模擬遠(yuǎn)距離輸電的試驗電路圖．兩志向變壓器的匝數(shù)n1＝n4＜n2＝n3，模擬輸電線上的四個電阻R1、R2、R3、R4的阻值均為R，A1、A2為相同的志向溝通電流表，L1、L2為相同的小燈泡，燈絲電阻RL＞2R，忽視燈絲電阻隨溫度的變更．在A、B端接入輸出電壓為U的低壓溝通電源，下列說法正確的是()圖9A．A1的示數(shù)I1＝eq\f(U,2R＋RL)B．燈泡L1比燈泡L2亮C．R1消耗的功率大于R3消耗的功率D．R2兩端的電壓小于R4兩端的電壓11．(多選)(2024·湖南婁底市下學(xué)期其次次模擬)如圖10為模擬遠(yuǎn)距離輸電的部分測試電路．a(chǎn)、b端接電壓穩(wěn)定的正弦交變電源，定值電阻阻值分別為R1、R2，且R1<R2，志向變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為k且k<1，電流表、電壓表均為志向表，其示數(shù)分別用I和U表示．當(dāng)向下調(diào)整滑動變阻器R3的滑動端P時，電流表、電壓表示數(shù)變更分別用ΔI和ΔU表示．則以下說法正確的是()圖10A.eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(R1,k2)B.eq\f(U,I)＝R2C．電源的輸出功率肯定減小D．電壓表示數(shù)肯定增加12．(2024·福建南平市其次次綜合質(zhì)檢)如圖11所示，志向變壓器的原線圈A、B兩端接入電壓為u＝220eq\r(2)sin(100πt)V的交變電流．原線圈匝數(shù)n＝1100匝，副線圈匝數(shù)n1＝60匝，副線圈匝數(shù)n2＝50匝，C、D之間接入電容器，E、F之間接入內(nèi)阻為10Ω電動機M，它們都能正常工作．則()圖11A．該溝通電的頻率為100HzB．副線圈中磁通量變更率的最大值為0.2eq\r(2)Wb/sC．該電容器的耐壓值為12VD．該電動機的輸入功率為10W

答案精析1．BD[設(shè)燈泡的額定電壓為U1，則初級電壓為：U－U1＝7U1，則原副線圈的匝數(shù)之比：eq\f(n1,n2)＝eq\f(7U1,U1)＝eq\f(7,1)，選項A錯誤，B正確；因原副線圈的電流之比為eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)＝eq\f(1,7)，依據(jù)P＝IU可知此時P和Q的電功率之比為1∶7，選項C錯誤，D正確．]2．BC[只將開關(guān)由閉合到斷開，原線圈兩端電壓不變，副線圈兩端電壓不變，負(fù)載由兩燈并聯(lián)變成只有一盞燈，則副線圈電流變?yōu)樵瓉硪话耄粨?jù)I1∶I2＝n2∶n1知，原線圈電流變?yōu)樵瓉淼囊话耄娏鞅淼氖緮?shù)變?yōu)樵瓉淼囊话耄€圈中電流的頻率不變，副線圈中電流的頻率不變，則P中電流的頻率不變，故A項錯誤，B項正確；只將開關(guān)由閉合到斷開，原線圈兩端電壓不變，副線圈兩端電壓不變，P燈亮度不變，副線圈電流變?yōu)樵瓉硪话?，變壓器的輸出功率變?yōu)樵瓉淼囊话耄瑩?jù)P1＝P2可得，變壓器的輸入功率變?yōu)樵瓉淼囊话?，發(fā)電機的輸出功率變小，帶動發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)動的外力的功率變小，故C項正確，D項錯誤．]3．BC[志向變壓器原副線圈匝數(shù)之比為1∶2，可知原副線圈的電流之比為2∶1，依據(jù)P＝I2R可知R1與R2消耗的電功率之比為2∶1，選項A錯誤；設(shè)通過R1的電流為I，則副線圈電流為0.5I，初級電壓：U－IR1＝12－I；依據(jù)匝數(shù)比可知次級電壓為2(12－I)，則eq\f(212－I,0.5I)＝R2＋eq\f(1,2)R3m＝12Ω，解得I＝3A，選項B正確；若向上移動P，則R3電阻減小，次級電流變大，初級電流也變大，依據(jù)P＝IU可知電源輸出功率將變大，電阻R1的電壓變大，變壓器輸入電壓變小，次級電壓變小，電壓表讀數(shù)將變小，選項C正確，D錯誤．]4．BC[輸入端電壓的有效值為30V，當(dāng)R1＝0時，電壓表的讀數(shù)為U2＝eq\f(n2,n1)U1＝eq\f(1,2)×30V＝15V，選項A錯誤；當(dāng)R1＝0時，若將電流表換成規(guī)格為“5V5W”的燈泡，燈泡電阻為RL＝eq\f(U2,P)＝5Ω，此時次級電流I2＝eq\f(U2,RL＋R)＝1A，因燈泡的額定電流為IL＝eq\f(P,U)＝1A，則此時燈泡能夠正常發(fā)光，選項B正確；當(dāng)R1＝10Ω時，設(shè)電流表的示數(shù)為I，則此時初級電流為0.5I，初級電壓：30－0.5I×10＝30－5I，則次級電壓為eq\f(1,2)(30－5I)，則eq\f(1,2)(30－5I)＝I×10，解得I＝1.2A，此時電壓表讀數(shù)為IR＝12V，選項C正確，D錯誤．]5．C[當(dāng)保持P的位置不動，即保持變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比不變，則M、N兩端的電壓不變，將滑片向下移動時，連入電路的電阻的阻值變小，因而總電流增大，R1分得的電壓增大，并聯(lián)支路的電壓即電壓表的示數(shù)減小，R2中電流減小，R3中電流變大，即電流表讀數(shù)變大，故A、B錯誤；保持滑動變阻器連入電路的阻值不變，將P沿逆時針方向移動時，變壓器的原線圈的匝數(shù)不變，副線圈的匝數(shù)增大，M、N兩端的電壓變大，C正確；將P沿順時針方向移動時，變壓器的原線圈的匝數(shù)不變，副線圈的匝數(shù)削減，M、N兩端的電壓減小，總電流減小，則變壓器輸出功率變小，D錯誤．]6．C[電咖啡壺的額定電壓為110V，因其低于我國的家庭電路的電壓，故不能干脆運用，A項錯誤；電咖啡壺通過原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1的降壓變壓器降壓，把電壓變?yōu)?10V，才可以正常運用，B項錯誤；電咖啡壺通過變壓器正常工作時，副線圈電流I＝eq\f(P,U)＝8A，因為電流與匝數(shù)成反比，所以原線圈中的電流為4A，C項正確；電咖啡壺通過變壓器正常工作時，電熱絲中的交變電流頻率為50Hz，D項錯誤．]7．BD[閉合S，空調(diào)與燈泡并聯(lián)，副線圈的電阻變小，將P向下移動后，副線圈匝數(shù)減小，副線圈電壓減小，電阻R兩端電壓增大，所以燈泡不行能正常發(fā)光，故A錯誤；閉合S，將P向上移動后，副線圈匝數(shù)增大，副線圈電壓增大，所以燈泡可能正常發(fā)光，故B正確；由公式e＝NBSω＝NBS·2πn可知，若發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速減小，原線圈兩端電壓減小，將P向下移動后，副線圈匝數(shù)減小，所以副線圈兩端電壓減小，所以燈泡不行能正常發(fā)光，故C錯誤；由e＝NBSω＝NBS·2πn可知，若發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速減小，原線圈兩端電壓減小，將P向上移動后，副線圈匝數(shù)增大，副線圈兩端電壓有可能不變，所以燈泡可能正常發(fā)光，故D正確．]8．BD[因次級接入的負(fù)載變更時，次級電流變更，引起初級電流變更，即r上的電壓變更，因發(fā)電機輸出電壓有效值為1000V，則變壓器初級電壓為U1＝1000－I1r，可知電壓表V的示數(shù)是隨著次級負(fù)載的變更而變更，不是始終為1000V，選項A錯誤；僅接入燈泡增多，則次級電阻減小，則次級電流變大，電流表A的示數(shù)增大，選項B正確；僅可調(diào)電阻r增大，初級電壓會減小，即電壓表V的示數(shù)減小，次級電壓也會減小，則次級電流減小，即電流表A的示數(shù)減小，選項C錯誤，D正確．]9．BC[原線圈電壓為220V的正弦溝通電，原、副線圈的匝數(shù)比是5∶1，依據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，則變壓器原、副線圈中的電流之比為1∶5，A錯誤；依據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，所以副線圈兩端電壓為44V，由于副線圈接著二極管，它具有單向?qū)щ娦裕罁?jù)電流的熱效應(yīng)知eq\f(442,R)·eq\f(T,2)＝eq\f(U2,R)T，解得U＝22eq\r(2)V＝31.11V，B正確；則1min內(nèi)滑動變阻器產(chǎn)生的熱量為Q＝eq\f(U2,R)t＝eq\f(22\r(2)2,20)×60J＝2904J，C正確；將滑動變阻器滑片向上滑動時，次級阻值變小，電流表的讀數(shù)變大，但對原、副線圈兩端的電壓無影響，即電壓表的讀數(shù)不變，D錯誤．]10．BD[依據(jù)eq\f(U,U2)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)＝eq\f(n2,n1)，eq\f(U2－U3,2R)∶eq\f(U4,RL)＝eq\f(n4,n3)，聯(lián)立解得L1兩端電壓UL1＝U4＝eq\f(U,\f(n12,n22)·\f(2R,RL)＋1)，A1的示數(shù)為I1＝eq\f(U2－U3,2R)＝eq\f(n2U－U4,2n1R)，將U4代入可知A錯誤；L2所在回路中，由歐姆定律可知電流I′＝eq\f(U,2R＋RL)，L2兩端電壓UL2＝I′RL＝eq\f(U,\f(2R,RL)＋1)＜UL1，由P＝eq\f(U2,R)可得燈泡L1比燈泡L2亮，B正確；電阻消耗功率P＝I2R，由過程分析知I＜I′，所以P1＜P3，C錯誤；因I＜I′，又依據(jù)歐姆定律U＝IR得，R2兩端的電壓小于R4兩端的電壓，D正確．]11．ACD[志向變壓器初、次級線圈電壓變更比eq\f(ΔU初,ΔU次)＝eq\f(n1,n2)，電流變更比eq\f(ΔI初,ΔI次)＝eq\f(n2,n1)，則eq\f(ΔU次,ΔI次)＝e