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2024年高考物理第一轮复习讲义(有解析):第十二章 第2讲 变压器 电能的输送
【A级——夯实基础】1.(2023·浙江1月选考)如图所示,甲、乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中。甲图中变压器原、副线圈的匝数比为k1,电压表读数为U,乙图中变压器原、副线圈的匝数比为k2,电流表读数为I。则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为( )A.k1U,k2I B.k1U,C.,k2I D.,解析:根据理想变压器的电压和电流规律有=k1,=,解得甲图中高压线电压为U0=k1U,乙图中高压线电流为I0=,故B正确,A、C、D错误。答案:B2.在探究变压器的线圈两端电压与匝数的关系时,某同学分别在可拆变压器的铁芯上绕制了两个线圈,如图所示,线圈a连接到学生电源的交流输出端,线圈b与小灯泡相连接。两线圈的电阻均可忽略不计。闭合电源开关,他发现小灯泡发光很微弱。为了适当提高小灯泡的亮度,下列方法可行的是( )A.适当减少线圈a的匝数B.适当减少线圈b的匝数C.将交流输出电压适当减小D.将线圈a改接在直流输出端解析:为了适当提高小灯泡的亮度,即增大变压器副线圈的电压,因为变压器的规律是=,所以U2=,减少线圈a的匝数,即减小n1,可增大U2,故A正确;适当减少线圈b的匝数n2,U2减小,则不可以,故B错误;将交流输出电压U1适当减小,U2减小,也不行,故C错误;将线圈a改接在直流输出端更不行,因为直流电不能在副线圈产生电流,故D错误。答案:A3.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦调压变压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1 900匝,原线圈为1 100匝,接在有效值为220 V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时,负载R上的功率为2.0 kW。设此时原线圈中电流有效值为I1,负载两端电压的有效值为U2,且变压器是理想的,则U2和I1分别约为( )A.380 V和5.3 A B.380 V和9.1 AC.240 V和5.3 A D.240 V和9.1 A解析:对理想变压器,原、副线圈功率相同,故通过原线圈的电流I1== A≈9.1 A,负载两端电压即为副线圈电压,由=,即=,可得U2=380 V。答案:B4.(2022·江苏常州模拟)如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2,且n1B.输电线损失的电功率为C.提高输送电压U2,则输电线电流I2增大D.电厂输送电功率为U2I2解析:在输电线路上,U2=I2R+U3,所以I2<,故A错误;由于U2不是R两端的电压,所以输电线损失的电功率不是,故B错误;因为输送功率不变,根据P2=U2I2可知,提高输送电压U2,则输电线电流I2减小,故C错误;因变压器为理想变压器,所以有P1=P2=U2I2,故D正确。答案:D6.在如图所示的电路中,理想变压器的输入端接一正弦交流电,保持电压U1不变,P为滑动变阻器的滑片,闭合开关S,下列说法正确的是( )A.只增加原线圈匝数,变压器的输出电压变大B.只减少副线圈匝数,变压器的输出功率变小C.只断开开关S时,变压器的输出电压变大D.只将P向下滑动时,变阻器消耗的功率一定变大解析:根据理想变压器电压和匝数的关系可知,增加原线圈匝数,则副线圈的输出电压减小,故A项错误;减少副线圈的匝数,则副线圈的输出电压减小,输出功率变小,故B项正确;断开开关S时,副线圈电阻增大,但匝数不变,变压器输入电压不变,则输出电压不变,故C项错误;将P向下滑动时,副线圈电阻增大,输出电压不变,将定值电阻R0与副线圈看成“电源”,定值电阻R0相当于电源内阻,当外电阻与电源内阻相等时,电源的输出功率最大,即变阻器消耗的功率最大,由于定值电阻R0与变阻器的阻值大小不清楚,所以无法确定变阻器功率变化情况,故D项错误。答案:B7.(2022·辽宁锦州模拟)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1,原线圈接正弦交流电源,副线圈接入“220 V 60 W”灯泡一只,且灯泡正常发光,则( )A.电流表的示数为 AB.电源输出功率为1 200 WC.电流表的示数为 AD.原线圈两端电压为11 V解析:因为灯泡正常发光,所以副线圈两端的电压为220 V,根据P=UI可得副线圈中的电流I=== A,根据公式=,可得原线圈中的电压U1=×220 V=4 400 V,根据=可得原线圈中的电流I1=× A= A,即电流表示数为A,故A、D错误,C正确;原、副线圈中的电功率相等,所以电源的输出功率为60 W,故B错误。答案:C8.某研究性学习
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