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1、变压器 远距离输电选择题(18题为单项选择题，914题为多项选择题)1如图1所示的交流电路中，理想变压器输入电压为u1U1msin 100t(V)，输入功率为P1，输出功率为P2，电压表读数为U2，各交流电表均为理想电表。由此可知()图1A灯泡中电流方向每秒钟改变100次B变压器原、副线圈的匝数比为U1mU2C当滑动变阻器R的滑动头向下移动时各个电表读数均变大D当滑动变阻器R的滑动头向上移动时P1变大，且始终有P1P22(2016江西萍乡二模)如图2所示为汽车的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连接到12 V的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的两端，开关由机械控制，当开关
2、由闭合变为断开时，副线圈中产生10 000 V 以上的电压，火花塞中产生火花。下列说法中正确的是 ()图2A变压器的原线圈要用粗导线绕制，而副线圈可以用细导线绕制B若该点火装置的开关始终闭合，火花塞的两端会持续产生高压C变压器原线圈输入的12 V电压必须是交流电，否则就不能在副线圈中产生高压D该点火装置中变压器的副线圈匝数必须小于原线圈的匝数3如图3，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2和R3均为定值电阻，V1和V2为理想电压表，A1和A2为理想电流表。开关S闭合时，V1和V2读数分别为U1和U2；A1和A2的读数分别为I1和I2。若交流电源电压不变，现断开S，下列推断中正
3、确的是()图3AU2可能变小、I2一定变小BU2一定不变、I2一定变小CI1一定变小、I2可能变大DI1可能变大、I2可能变大4某单位一小型交流发电机由匝数为50、面积为S0.5 m2的矩形闭合导线框组成，线框可绕垂直于匀强磁场的轴OO以角速度200 rad/s匀速转动，磁场的磁感应强度大小为B T，线框电阻不计。发电机正常工作时，从线框经过中性面开始计时，产生的交流电经一理想变压器给一个小灯泡供电，如图4所示，发电机没有画出。小灯泡上标有“220 V60 W”字样，且灯泡正常发光，图中电压表为理想交流电表，则下列说法不正确的是()图4A变压器输入电压的瞬时值为u500sin 200t (V)
4、B电压表的示数为500 VC变压器原、副线圈匝数比为2511D线框在中性面位置时穿过线框的磁通量为零5如图5甲为某水电站的电能输送示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为115，降压变压器的副线圈接有负载R，升压、降压变压器之间的输电线路的总电阻为10 ，变压器均为理想变压器，升压变压器原线圈中接入如图乙所示的正弦式交变电压，输送功率为33 kW。下列说法正确的是()图5A输电线上交变电流的变化周期为0.01 sB输电线中电流为150 AC降压变压器原线圈输入电压为3 200 VD输电线上功率损失为500 W6(2016四川理综，2)如图6所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将
5、原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则()图6A小灯泡变亮B小灯泡变暗C原、副线圈两端电压的比值不变D通过原、副线圈电流的比值不变7.一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图7所示。发电机到安置区的距离是400 m，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5104，安置区家用电器的总功率为44 kW，当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作时()图7型号AED6500S输出电压范围220300 V最大输出功率60 kWA.输电线路中的电流为20 AB发电机的实际输出电压为300 VC在输电线路上损失的电功率为8 kWD如果该柴油发电机发
6、的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300 V8如图8甲所示的电路中，变压器原、副线圈匝数比为31，图乙是该变压器cd输入端交变电压u的图象，L1，L2、L3、L4为四只规格均为“9 V6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，开关K原来是闭合的。以下说法正确的是()图8Aab输入端电压的瞬时值表达式为Uab27sin 100t(V)Bab输入端输入功率Pab18 WC电流表的示数为2 A，且四只灯泡均能正常发光D断开开关K，电压表V的读数将变小9如图9所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1n2，原线圈的两端a、b接正弦式交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R166 ，R2
7、33 ，电流表A1的示数为0.4 A。则下列判断中正确的是()图9A原、副线圈的匝数比为110B原、副线圈的匝数比为51C电流表A2的示数为2 AD电流表A2的示数为0.4 A10(2016深圳一调)如图10甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n1n2101，原线圈输入的交流电压如图乙所示，副线圈电路接有滑动变阻器R和额定电压为12 V、工作时内阻为2 的电动机。闭合开关，电动机正常工作，电流表示数为1 A，则 ()图10A副线圈两端电压为22 VB电动机输出的机械功率为12 WC通过电动机的交流电频率为50 HzD突然卡住电动机，原线圈输入功率变小11(2015广东理综，15)如图11为气流
8、加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220 V降至110 V，调节前后()图11A副线圈中的电流比为12B副线圈输出功率比为21C副线圈的接入匝数比为21D原线圈输入功率比为4112如图12所示，矩形线框的面积为60 cm2，匝数为100匝，转速为25 r/s，匀强磁场的磁感应强度为 T，线框的电阻不计。L1、L2是两个标有“6 V1 A”的灯泡，开关S断开时，灯泡L1正常发光，那么()图12A从图示位置开始计时，线框内产生的交变电压的瞬时值为e60cos 50t(V)B变压器原、副线圈的匝
9、数比为201C开关S断开时，电流表示数是0.1 AD开关S闭合后，灯泡L1将变暗13如图13所示，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，要求输电线上损失的功率为输电功率的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13A输电线上损失的功率为300 WB升压变压器的匝数比为1100C输电线上的电流为10 AD降压变压器的输入电压为4 970 V14(2017山东潍坊统考)如图14所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈
10、abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO以角速度匀速转动，轴OO垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为12，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是()图14A交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为eNBL2cos tB变压器的输入功率与输出功率之比为21C电压表V示数为NBL2D若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均变小参考答案1.解析由u1U1msin 100t(V)，可知交变电流频率为50 Hz，灯泡中电流方向每秒钟改变100次，选项A正确；变压器原、副线圈的匝数比为U
11、1m(U2)，选项B错误；当滑动变阻器R的滑动头向下移动时，电流表读数增大，变压器输出电流增大，电阻R1两端电压增大，电压表读数不变，选项C错误；当滑动变阻器R的滑动头向上移动时，变压器输出电流减小，输出功率减小，根据变压器功率的制约关系，P1变小，且始终有P1P2，选项D错误。答案A2.解析汽车的点火装置是利用变压器原理工作的，当开关始终闭合时，通过原线圈的电流恒定，原线圈中产生的磁场恒定，则在副线圈上不会产生电压，所以B错误；由题可知原线圈处接12 V的直流电源，当断开开关瞬间原线圈中电流迅速变化，会产生变化的磁场，则在副线圈中可能产生高压，所以C错误；由可知，要在副线圈中产生高压，则原线
12、圈匝数必须小于副线圈的匝数，所以D错误。故选A。答案A3.解析交流电源电压不变，U1数值不变，根据变压器变压公式可知，副线圈电压只与原线圈电压和变压器原、副线圈匝数比有关。现断开S，U2不变，副线圈所接电路的等效电阻增大，电流表A2的读数I2变小，选项A错误，B正确；变压器输出功率减小，导致变压器输入功率变小，I1变小，选项C、D错误。答案B4.解析发电机输出电压最大值UmnBS500 V，变压器输入电压的瞬时值为u500sin 200t(V)，A正确；变压器输入电压的有效值为U1500 V，输出电压的有效值为U2220 V，根据变压比公式有，B、C正确；线框在中性面位置时穿过线框的磁通量最大
13、，磁通量的变化率为零，D错误。答案D5.解析由图乙所示的正弦式交变电压图象可知周期T2102 s，变压器不改变交变电流的周期，所以输电线上交变电流的变化周期为0.02 s，选项A错误；升压变压器原线圈电压的最大值为311 V，有效值U1 V220 V，由得升压变压器副线圈的输出电压U2U115220 V3 300 V，输电线中电流为I210 A，选项B错误；输电线电压损失UI2R100 V，降压变压器原线圈输入电压为UU2U3 200 V，选项C正确；输电线上功率损失为P损IR1 000 W，选项D错误。答案C6.解析原、副线圈减去相同的匝数n后，有，可以得出，0，则说明的比值变大，由知，选项
14、C、D错误；由和知，U2U2，再由P知，灯泡变暗，选项A错误，B正确。答案B7.解析当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流为I200 A，A错误；导线电阻为R2.51044002 0.2 ，则发电机的实际输出电压为U输UIR260 V，B错误；在输电线路上损失的电功率为P损I2R8 kW，C正确；如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压的最大值是UmU输368 V，D错误。答案C8.解析图乙为变压器cd端输入电压的图象，由图可知其电压有效值Ucd27 V，故变压器输出电压为UUcd9 V，灯泡L2、L3、L4均正常发光，通过每个灯泡的电流为I0 A A，
15、变压器输出电流为3I02 A，由理想变压器原、副线圈的电流关系得变压器输入电流为I1I2I0，故通过灯泡L1的电流使其正常发光，C选项正确；ab输入电压的有效值Uab9 VUcd36 V，故ab端输入电压的瞬时值Uab36sin 100t(V)，A选项错误；ab端的输入功率等于四个灯泡的总功率，即Pab46 W24 W，选项B错误；断开开关K，则变压器输出电流减小，输入电流也随之减小，L1两端电压减小，则电压表示数(变压器输入电压)增大，D选项错误。答案C9.解析负载电阻R166 ，R233 ，并联后的电阻为R22 ，变压器输入功率P1U1I1P2IR，所以电流表A2的示数为I22 A，C正确
16、，D错误；原、副线圈的匝数比n1n2I2I151，A错误，B正确。答案BC10.解析由图乙可知U1220 V，又知n1n2101，则由，得副线圈两端电压U222 V，A项正确；电动机输出的机械功率P机P总P内IUI2r112 W122 W10 W，B项错误；由图乙可知，T0.02 s，则f50 Hz，C项正确；当卡住电动机，则副线圈回路总电阻减小，电流变大，再由P入P出I2U2，可知原线圈输入功率变大，D项错误。答案AC11.解析在输入电压U1和原线圈匝数n1不变的情况下，使输出电压U2有效值由220 V降至110 V，由知，副线圈接入匝数应该减为原来的一半，故副线圈的接入匝数之比为21，故C
17、正确；副线圈电压减半，电阻不变，电流也随之减半，所以电流之比为21，故A错误；由PUI知，输出功率之比为41，故B错误；副线圈输出功率等于原线圈输入功率，所以原线圈输入功率之比为41，故D正确。答案CD12.解析由于从垂直中性面的位置开始计时，所以线框内产生的交变电压的瞬时值为enBScost60cos 50t(V)，选项A正确；原线圈两端电压的有效值为60 V，副线圈两端电压为6 V，根据变压比，可知变压器原、副线圈的匝数比为101，选项B错误；开关S断开时，由变流比知电流表示数是0.1 A，选项C正确；开关S闭合后，灯泡L1两端电压不变，亮度不变，选项D错误。答案AC13.解析根据P损0.
18、6%PIR，得输电线上损失的功率为P损300 W，输电线上的电流为I210 A，选项A、C正确；升压变压器原线圈的输入电流为I1 A100 A，则升压变压器的匝数之比为，选项B错误；升压变压器的输出电压为U2U15 000 V，输电线上损失的电压为UI2R103 V30 V，则降压变压器的输入电压为U3U2U5 000 V30 V4 970 V，选项D正确。答案ACD14.解析题中图示线圈位置是与中性面垂直的位置，从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为eNBL2cos t，选项A正确；理想变压器的输入功率与输出功率相等，选项B错误；原线圈电压的有效值U1NBL2，由得U2NBL2，由于二极管的单向导电性，副线圈中只有半个周期内有电流，设电压表示数为U，根据有效值的定义得T，所以电压表的示数UNBL2，选项C正确；若滑动变阻器的滑片向下滑动，副线圈的总阻值增大，原线圈电压不变，副线圈电压也不变，电压表示数不变，由欧姆定律得副线圈的电流变小，原线圈中的电流也变小，电流表示数变小，选项D错误。答案AC