二轮复习专项分层特训专项12理想变压器与远距离输电问题（含答案）

届二轮复习专项分层特训2023专项理想变压器与远距离输电问题（含答案）12

一、单项选择题1/2022•河南信阳3月考试］供电部门会将超高压降为5Hz、10kV的交流电，通过地下电缆输送到各居民小区，小区变压器将电压降为220V再输送到用户.如图所示是供电电路的模拟图，Ri为地下电缆的电阻，R2为小区变压器输出线路的电阻，下列说法正确的是（）A.用户使用的父流电频率小于50HzB.小区变压器的原、副线圈匝数比等于50011C.当用户增多、用电总功率增大时，地下电缆、高压输电线的电流一定会增大D.当用户增多、用电总功率增大时，需要适当增大变压器的原、副线圈匝数比2J2022•山东卷］如图所示的变压器，输入电压为220V,可输出12V、18V、30V电压，匝数为m的原线圈中电压随时间变化为〃=UmCOS（100兀）单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为

0.1V.将阻值为12Q的电阻R接在8c两端时，功率为12W.下列说法正确的是（）A.m为1100匝，Um为220VB.8c间线圈匝数为120匝，流过R的电流为L4AC.若将R接在AB两端，R两端的电压为18V,频率为100HzD.若将R接在AC两端，流过R的电流为

2.5A,周期为

0.02s3J2022•重庆南开中学3月质检］近十年来，我国环形变压器从无到有，已形成相当大的生产规模.环形变压器与传统方形变压器相比，漏磁和能量损耗都很小，可视为理想变压器.如图甲所示的环形变压器原线圈匝数m=880匝，副线圈接一个“12V,22W”的照明电灯L,电压表与电流表均为理想交流电表.原线圈所接正弦式交流电源的电压随时间变化的关系图像如图乙所示，最大值%尸22丽V.此时，照明电灯恰好正常发光.则（）r/10-2sA.该交流电电流的方向每秒改变50次B.副线圈匝数为34匝C.此时电流表的读数为

0.1AD.若副线圈两端再并联多个规格与L完全相同的照明电灯，则每个电灯都不能正常工

4.某输电线路工作原理图如图所示，交流发电机的输出电压为〃=UmSin必,输电线的等效总电阻为r=50,纯电阻用电器Ri和72的额定电压均为220V、阻值均为10Q,其余电阻不计.两理想变压器A的原、副线圈匝数分别为m=500匝、〃2=几3=5000匝，外匝数可调.断开S,调节〃4=500匝时，用电器以正常工作，此时输电线上损耗的功率为Pi;闭合S,调节〃4,当其匝数为N时，用电器R又能正常工作，此时变压器乃原线圈中的电流为，

2、输电线上损耗的功率为.则（）B./4,4A2D.N500匝5J2022・重庆缙云教育联盟4月质检］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夕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.功和〃2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（）冷风时输入功率50W热风时输入功率450W小风扇额定电压50V正常工作时小风扇输出功率45WP同时接触氏c两个触点时电吹风机吹热风B.理想变压器原、副线圈的匝数比为小小=52223C.电吹风机吹热风时电热丝的电流为万AD.小风扇的内阻为5Q

二、多项选择题

6.手机无线充电技术越来越普及，其工作原理图如图所示，其中送电线圈和受电线圈匝数比为⑶〃2=51,两个线圈中所接电阻的阻值均为R.当间接上电压有效值为220V、频率为50Hz的正弦交变电源后，受电线圈中产生交变电流给手机快速充电，此时手机两端的电压为5V,充电电流为2A.若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确的是（）haA.快速充电时，受电线圈中交变电流的频率为10HzB.快速充电时，送电线圈的输入电压Ui=

212.5VC.R的值为

187.5QD.快速充电时，受电线圈中电阻R的功率与输入手机的功率之比为

1527.中国特高压输电技术已成为国际标准，如图为远距离输电示意图，发电厂输出电压t/iX104V,输出功率尸iX19W,输电线总电阻厂=54C,升压变压器的原、副线圈匝数比m:小=1100,用户电压04=220V,则A.降压变压器原、副线圈匝数比〃3〃4=

430018.电阻rXl7wC.用户端电流/4XIO6AD.若进行线路改造，换用电阻更小的输电线，则用户电压4会升高842022•湖南浏阳二模]如图所示，变压器原、副线圈的匝数分别为川=200,必=10,原线圈与水平放置的间距为L=1m的光滑金属导轨相连，导轨处于方向竖直向下、磁感应强度大小为8=1T的匀强磁场中，副线圈接阻值R=10的电阻，原线圈串联一阻值也为R的电阻，与导轨接触良好且始终垂直导轨的阻值为r=5Q、质量m=

0.01kg的导体棒在水平外力F的作用下运动，其速度随时间变化的关系式为=11也sinlOMm/s,已知导轨电阻和变压器的能量损耗均不计，导轨足够长，导体棒运动过程中不会与其他用电器相碰，电表均为理想电表，则A.电压表的示数为IV

9.电流表的示数为

0.2Ay[2C.变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为*Wb/sD.在0〜

0.05s的时间内水平外力尸做的功为

1.32J专项理想变压器与远距离输电问题

121.解析变压器不改变交流电的频率，A错误；尺上有电压，则变压器输入电压小于10kV,故变压器原、副线圈匝数比小于50011,B错误；当用户增多、用电总功率增大时，变压器输出功率增大，则输出电流增大，地下电缆的电流增大，原线圈输入电流增大,用户、输出输电线、地下电缆的总功率增大，则高压输入功率增大，高压输入电流增大，高压输电线的电流增大，C正确；当用户增多、用电总功率增大时，分析可知，Ri上电压增大，则变压器输入电压减小，要使输出电压为220V,需减小原、副线圈匝数比，D错误.答案C

2.解析根据理想变压器的变压规律有=叫丫,代入=220V得川=2200,U Yl\1m=V2U=220yj2V,A错误；由功率与电压的关系得U c=y[PR=12V,根据理想变压B器的变压规律有g=等，代入数据解得gc=120,由欧姆定律得/=粤=1A,B错误；n\rise R由以上分析结合题意可知U.=18V,UAC=30V,变压器不改变交流电的频率，故尸治=50Hz,C错误；由欧姆定律得『=督=

2.5A,周期r==

0.02s,D正确.答案D

3.解析由图乙知交流电周期为7=2*10—21s内包含50个周期，电流方向每秒改变100次，故A错误；环形变压器原理与普通理想变压器原理相同，输入电压的有效值U产差叵V=220V,照明电灯正常发光，则副线圈的电压2=12V,根据印=华，可知〃2=48匝，故B错误；根据=2/2=1/1,解得/1=

0.1A,故C正确；环形变压器原线圈输入电压不变，原、副线圈匝数比不变，副线圈输出电压不变，并联的每个电灯均正常工作，故D错误.答案C

2204.解析断开S,〃4=500匝时，於副线圈两端的电压为220V、副线圈中的电流为行A=22A,则公原线圈两端的电压为2200V、原线圈中的电流为

2.2A,输电线的等效总电阻〃两端的电压为AU=

2.2AX5Q=11V、损耗的功率为01=11VX

2.2A=

24.2W,那么5副线圈两端的电压为2200V+11V=2211V,则/原线圈两端的电压为

221.1V,所以UmW V,选项A错误；闭合S后，为副线圈回路中的总电阻减小，则“副线圈以及原线圈中的电流将增大，等效总电阻〃两端的电压增大，如果〃4不变，则石原、副线圈两端的电压均减小，所以需要将〃4变大隹%10,才能使72副线圈两端电压为220V,此时72副线圈中的电流为44A,由£10得，石原线圈中的电流大于

4.4A,选项B、D错误；由尸=产厂得，输电线损耗的功率P24P],选项C正确.答案C

5.解析触片尸同时接触反两个触点时，电热丝没有接入电路，电吹风机吹冷风；触片P与触点c、d接触，小风扇与电热丝同时接入电路时吹热风，选项A错误.根据理想变压器的电压之比等于匝数之比可得牛=77=第怖=v，选项B错误.由功率的关系〃2U23U VJ可知，吹热风时电热丝消耗的功率热=「热入一产冷入=450W—50W=400W,则电热丝的电流为/=2=5^A=77A,选项C错误.小风扇的热功率为P热=50W—45W=5W,电U\ZZU11流/=与一A=1A,则由P热=产6可得r=5Q,选项D正确.U2JU答案D

6.解析变压器不能改变交流电的频率，故快速充电时，受电线圈中交变电流的频率仍为50Hz,选项A错误；对送电线圈有220V=//+□,受电线圈有2=，2火+5V,由理想变压器原、副线圈电流和匝数的关系得生=7,77=7,联立解得J=

212.5V,U=2l U2iU—U425—

512.5V,选项B正确；由欧姆定律可得〃=谓一=一^一=

18.75Q,选项C错误；122快速充电时，受电线圈的总功率为尸2=2,2=85W,受电线圈中电阻R的功率为PR=E R=75W,则输入手机的功率为10W,故受电线圈中电阻R的功率与输入手机的功率之比为152,选项D正确.答案BD

7.解析由P产U/得/，105A,根据乎=#=，得02X106V,/2103A,输电线电阻厂上的电压AU=/2〃X104V,U2=AU+S,则3义15丫，故宾=卷=4300,选项A正确；输电线电阻〃损耗的功率P=AU./2X1（）7W,选项B错误；由詈甘可得”106A,选项C正确；若换用电阻更小的输电线，则AU减小，5会增大，由宾=将可知S会升高，选项D正确.答案ACD

8.解析由速度随时间变化的关系式可得导体棒的最大速度为Vm=ll巾m/s,co=y=10兀rad/s,贝7=

0.2s,故导体棒产生的感应电动势的最大值为Em=B4m=11也V,电源电动势的瞬时表达式为e=5Lo=ll娘sin IOTTZV,电动势的有效值为£=求=11V,设原线圈的输入电压为口，副线圈的输出电压为上，原线圈的输入电流为/1，副线圈的输出电流为b则有E=/G+R+Ui,5=/2凡由变压器的工作原理可知今=,、｝=华，U2〃2/2以上式子联立可解得2=4V,t/i=8V,；2=

0.4A,/1=

0.2A,故电压表示数为U=/iR=2V,电流表示数为/2=

0.4A,选项A、B错误；根据呼，可知原线圈中磁通量变化I\率的最大值为竿=登=率Wb/S,其中Ulm=8/V,由于变压器无能量损失，故原n\ZDY线圈中的磁通量即为铁芯中的磁通量，选项C正确；在加=

0.05s=的时间内，电路产生的焦耳热Q=[R+rW+E R加=

0.11J,根据能量守恒定律得W外一=；mvl,故W外mvl+2=132J,选项D正确.答案CD。