高考物理一轮复习课时分层作业30变压器电能的输送含答案

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1．(2022·河北卷)张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为1∶n的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，t＝0时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。输出电压为U。忽略线圈电阻，下列说法正确的是( )
A．发电机输出的电压为eq \r(2)πNBSz
B．发电机输出交变电流的频率为2πnz
C．变压器原、副线圈的匝数比为eq \r(2)πNBSnz∶U
D．发电机产生的瞬时电动势e＝eq \r(2)πNBSnz·sin(2πnz)t
2．(多选)(2022·四川成都第二次诊断)如图，L1和L2是输电线，甲、乙是两个互感器(可视为理想变压器)，其中的线圈匝数关系为n1∶n2＝200∶1，n3∶n4＝1∶100，电流表和电压表均为理想交流电表。下列说法正确的是( )
A．甲是电流互感器，乙是电压互感器
B．甲是电压互感器，乙是电流互感器
C．若V表示数为30 V，则输电线两端的电压最大值为6 000 V
D．若A表示数为5 A，则通过输电线的电流有效值为500 A
3．如图所示为模拟远距离输电的部分测试电路。a、b端接电压稳定的正弦交流电源，理想变压器的原、副线圈匝数比为k且k<1，定值电阻R1A．R2＝eq \f(ΔU,ΔI)
B．R1＝eq \f(1,k2)eq \f(ΔU,ΔI)
C．电阻R2消耗的功率P2＝UI
D．电源的输出功率一定增大
4．(多选)(2021·山东卷)输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为7.5 V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为10 Ω。开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为10 W；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P。以下判断正确的是( )
A．r＝10 ΩB．r＝5 Ω
C．P＝45 WD．P＝22.5 W
5．(多选)如图所示，理想自耦变压器线圈均匀绕在圆环形铁芯上，a、b为线圈的始端和末端，P1为线圈的滑动触头，调节P1可以改变b、c间线圈的匝数。a、b两端接电压稳定的交流电源；指示灯L与一小段线圈并联；b、c间接入滑动变阻器R，调节P2可以改变R接入电路的阻值。开关S处于闭合状态，电压表为理想交流电表，下列说法正确的是( )
A．仅向上滑动P2，a、b端输入功率变小
B．若断开开关S，指示灯L将熄灭
C．仅顺时针滑动P1，电压表示数变大
D．仅顺时针滑动P1，a、b端输入功率变小
6．(多选)(2023·湖北武汉质量检测)如图所示，理想变压器原线圈接u＝220eq \r(2)·sin 100πt(V)交流电，R为光敏电阻(阻值随着光照强度的增强而减小)，电流表为理想交流电表。当电路工作时，灯泡L发光，下列说法正确的有( )
A．保持滑片P不动，若照射R的光变强，则灯泡L变暗
B．保持滑片P不动，若照射R的光变强，则电流表示数变大
C．保持R上的光照强度不变，若滑片P向下滑动，则灯泡L变亮
D．保持R上的光照强度不变，若滑片P向下滑动，则电流表示数减小
7．如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压U1一定，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，T1的原、副线圈的匝数分别为n1、n2；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，T2的原、副线圈的匝数分别为n3、n4。下列说法正确的是( )
A．当用户的用电器增多时，U2减小，U4减小
B．当用户的用电器增多时，P1增大，P3减小
C．输电线上损失的功率为ΔP＝eq \f(U\\al(2,2),R)
D．要减小输电线路上损耗的功率，应减小eq \f(n1,n2)的值，同时应增大eq \f(n3,n4)的值
8．如图所示，理想变压器的输入端接入有效值为220 V的正弦交流电，开关S接1，当滑动变阻器接入电路的阻值为10 Ω时，1 min 内滑动变阻器产生的热量为300 J。若变压器损耗功率不计，二极管为理想二极管，所有电表内阻影响不计，eq \r(2)＝1.4，则下列判断正确的是( )
A．此时电压表的读数为5 V
B．原、副线圈的匝数之比为22∶1
C．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，则电流表示数减小，电压表示数增大
9．(2022·山东青岛一模)白鹤滩水电站是世界第二大水电站，共安装16台我国自主研制的水轮发电机组，进行远距离输电。在远距离输电过程中，输电线的电阻是不可忽略的，如图为白鹤滩水电站输电线路原理图，水电站输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压U后远距离供电，输送的总功率为P。用户端理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，R1为输电线总电阻，R2为不断电用户电阻(可视为定值电阻)，R为可变用户电阻(可视为可变电阻)。当可变电阻R减小时，电压表和电流表示数变化的大小分别为ΔU、ΔI，电压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是( )
A．eq \f(ΔU,ΔI)＝R2
B．eq \f(ΔU,ΔI)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(n2,n1))) eq \s\up10(2)R1
C．对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为R′＝eq \f(n1,n2)(R2＋R)
D．输电线路上损耗的功率为P损＝eq \f(R1,R1＋R2＋R)P
10．(2022·湖南卷)如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表 的示数为U，理想电流表Ⓐ的示数为I。下列说法正确的是( )
A．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变
B．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大
C．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大
D．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小
11．如图所示为某种电吹风机的电路图，a、b、c、d为四个固定触点。绕O点转动的扇形金属触片P可同时接触两个触点，触片P处于不同位置时，吹风机可处于停机、吹冷风和吹热风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数，该电吹风机的各项参数如下表所示。下列说法正确的是( )
A．触片P同时接触b、c两个触点时电吹风机吹热风
B．理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝5∶22
C．电吹风机吹热风时电热丝的电流为eq \f(23,11) A
D．小风扇的内阻为5 Ω
12．某小型发电站的远距离输电示意图如图所示，已知发电机线圈匝数N＝100匝、面积S＝0.36 m2、电阻r＝1 Ω。该线圈在磁感应强度B＝eq \f(\r(2),10π) T的匀强磁场中，绕垂直磁场的OO′轴匀速转动。已知输电线的总电阻R＝4 Ω，升压变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝1∶8，降压变压器原、副线圈的匝数比n3∶n4＝10∶1。若用户区标有“220 V、20 W”的1 100只灯泡恰能同时正常发光(假设此时没有其他用电器工作，变压器均为理想变压器)。求：
(1)输电线的电流；
(2)发电机的输出功率；
(3)发电机线圈转动的角速度。
冷风时输入功率
50 W
热风时输入功率
450 W
小风扇额定电压
50 V
正常工作时小风扇输出功率
45 W