2022版高考物理一轮复习训练：第11章 第2讲 变压器　电能的输送

第十一章　第2讲

知识巩固练习

1．(2021年湖南名校模拟)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＝30 Ω，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．原线圈输入电压的有效值为200 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

【答案】C

【解析】由图像知电流的周期是0.02 s，则其频率f＝＝ Hz＝50 Hz，故A错误．副线圈的最大电压 U2m＝ImR1＝20 V．设原线圈的输入电压最大值为U1m，由＝得U1m＝200 V，有效值U1＝100 V，B错误．电阻R2的功率为P＝≈6.67 W，C正确．电容器通交流电，R3中有电流通过，D错误．

2．(2021年威海模拟)如图甲所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝ T的水平匀强磁场中，线框电阻不计．线框匀速转动时所产生的正弦交流电压图像如图乙所示．把该交流电压加在图丙中的理想变压器P、Q两端．已知变压器的原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为5∶1，交流电流表为理想电表，电阻R＝1 Ω，其他各处电阻不计．以下说法正确的是(　　)

A．t＝0.1 s时，电流表的示数为0

B．副线圈中交流电的频率为50 Hz

C．线框面积为 m2

D．0.05 s时线圈位于图甲所示位置

【答案】C

【解析】原线圈中电压的有效值U1＝＝ V＝10 V．根据＝，解得U2＝2 V．故副线圈中的电流I2＝＝ A＝2 A．电流表的电流为I1，则＝，解得I1＝0.4 A，A错误．交流电的周期T＝0.2 s，故交流电的频率f＝＝5 Hz，B错误．根据Em＝nBSω可知S＝＝m2＝ m2，C正确.0.05 s时线圈产生的感应电动势最大，线圈平面与中性面垂直，D错误．

3．在图甲所示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为10∶1，电阻R1、R2的阻值分别为5 Ω、6 Ω，电压表和电流表均为理想电表．若接在变压器原线圈的输入端的电压如图乙所示(为正弦曲线的一部分)，则下列说法正确的是(　　)

A．电压表的示数为25.1 V

B．电流表的示数为1 A

C．变压器的输入功率为11 W

D．变压器的输出功率为11 W

【答案】D

【解析】根据电流的热效应，有＝T，解得U1＝110 V．根据＝，可得副线圈两端的电压为U2＝11 V，A错误；副线圈中电流为I2＝＝1 A，根据＝，电流表示数为I1＝ A，B错误；变压器的输入功率为P1＝U1I1＝110× W＝11 W，C错误；变压器的输出功率为P2＝U2I2＝11 W，D正确．

综合提升练习

4．(2021年三明质检)汽油发动机内经过压缩达到一定温度和压力的汽油，需要火花塞点燃从而实现能量转化，而火花塞需要高达10 kV的电压才能点火．某同学设计了图甲、乙所示的点火电路．已知直流电源的电压为12 V，升压变压器的输出端接到火花塞上，开关是自动控制的．下列说法正确的是(　　)

A．两电路都不可能使火花塞点火，因为变压器不能改变直流电压

B．图甲、乙的电路中，保持开关闭合，输出端都会获得持续的高压

C．图甲的电路中，只有在开关闭合或断开瞬间输出端才会有高压

D．图乙的电路中，在开关断开或闭合瞬间输出端都会有高压

【答案】C

【解析】变压器是改变交流电压的设备．由图可知，当甲图中的开关接通与断开的瞬间，左侧的电流发生变化，变化的电流引起左侧的线圈内磁通量的变化，进而引起右侧的线圈内磁通量的变化，则在右侧的线圈内产生感应电动势，该电动势以高压的形式对外输出，即可使火花塞产生高压点火．图乙中，左侧线圈中磁通量无变化，则右侧线圈无感应电动势，所以右侧的开关的接通与断开不能使火花塞点火．故C正确，A、B、D错误．

5．(多选)如图所示，有一台交流发电机E通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电．输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4．设T1的输入电压U1一定．当用户消耗的电功率变大时，有(　　)

A．U2减小，U4变大　　　　　 B．U2不变，U3变小

C．P1变小，P2变小　　　　　　　　 D．P2变大，P3变大

【答案】BD

【解析】当用户消耗的电功率增大时，升压变压器的输入功率必然增大，即P1增大．输入电压U1为定值不变，升压变压器的匝数不变，故输出电压U2不变．由于P1增大，由P1＝U1I1＝P2＝U2I2可知I1增加，P2、I2增加．由闭合电路欧姆定律得U3＝U2－I2R，故U3减小．降压变压器原、副线圈匝数不变，所以随着U3的减小，U4减小．故A错误，B正确．由于用户消耗的电功率增加，即P4增加，理想变压器无功率损耗，可得P3＝P4，功率P3也增加，故C错误，D正确．