一点一练2022版高考物理复习专题二十八交变电流变压器专题演练含两年高考一年模拟

考点28　交变电流　变压器远距离输电两年高考真题演练1．(2022·四川理综，4)小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压(　　)A．峰值是e0B．峰值是2e0C．有效值是Ne0D．有效值是Ne02．(2022·新课标全国卷Ⅰ，16)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则(　　)A．U＝66V，k＝B．U＝22V，k＝C．U＝66V，k＝D．U＝22V，k＝3．(2022·天津理综，6)(多选)如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则(　　)A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小4．(2022·海南单科，10)(多选)如图，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R011\n，负载电阻的阻值R＝11R0，是理想电压表，现将负载电阻的阻值减小为R＝5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为5.0V，则(　　)A．此时原线圈两端电压的最大值约为34VB．此时原线圈两端电压的最大值约为24VC．原线圈两端原来的电压有效值约为68VD．原线圈两端原来的电压有效值约为48V5．(2022·广东理综，15)如图为气流加热装置的示意图，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220V降至110V，调节前后(　　)A．副线圈中的电流比为1∶2B．副线圈输出功率比为2∶1C．副线圈的接入匝数比为2∶1D．原线圈输入功率比为1∶26．(2022·安徽理综，16)图示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2A，电流表A2的示数增大了0.8A，则下列说法正确的是(　　)A．电压表V1示数增大B．电压表V2、V3示数均增大C．该变压器起升压作用D．变阻器滑片是沿c→d的方向滑动7．(2022·福建理综，15)图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsinωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为(　　)11\nA．()B．()C．4()2()2rD．4()2()2r8．(2022·新课标全国卷Ⅱ，21)(多选)如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则(　　)A．Uab∶Ucd＝n1∶n2B．增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C．负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大D．将二极管短路，电流表的读数加倍9．(2022·山东理综，17)(多选)如图，将额定电压为60V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220V和2.2A。以下判断正确的是(　　)A．变压器输入功率为484WB．通过原线圈的电流的有效值为0.6AC．通过副线圈的电流的最大值为2.2AD．变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶310．(2022·广东理综，19)(多选)如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合电键S，下列说法正确的是(　　)A．P向下滑动时，灯L变亮B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大11．(2022·福建理综，16)图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1＝n4<n2＝n3，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻RL＞2R，忽略灯丝电阻随温度的变化。当A、B端接入低压交流电源时(　　)11\nA．A1、A2两表的示数相同B．L1、L2两灯泡的亮度相同C．R1消耗的功率大于R3消耗的功率D．R2两端的电压小于R4两端的电压12．(2022·四川理综，1)如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则(　　)A．用户用电器上交流电的频率是100HzB．发电机输出交流电的电压有效值是500VC．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小13．(2022·浙江理综，15)如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则(　　)A．用户端的电压为B．输电线上的电压降为UC．理想变压器的输入功率为IrD．输电线路上损失的电功率为I1U11\n考点28　交变电流　变压器远距离输电一年模拟试题精练1．(2022·云南名校统考)将阻值为100Ω的电阻丝绕成一个110匝的闭合矩形线圈，让其在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电动势如图乙所示。则可以判断(　　)A．t＝0时刻线圈应转到图甲所示的位置B．该线圈的转速为100πr/sC．穿过线圈的磁通量的最大值为WbD．线圈转一周所产生的电热为9.68J2．(2022·安徽安庆二模)一个匝数为100匝，电阻为0.5Ω的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化。则线圈中产生交变电流的有效值为(　　)A．5AB．2AC．6AD．5A3．(2022·郑州市一模)图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R＝10Ω的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表，示数是10V。图乙是矩形线圈磁通量Φ随时间t变化的图象，则(　　)A．电阻R上的电功率为20WB．0.02s时R两端的电压瞬时值为零C．R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝14.1cos100πt(V)D．通过R的电流i随时间t变化的规律是i＝cos50πt(A)4．(2022·德州期末)11\n图中理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，现在原线圈两端加上交变电压u＝311sin(100πt)V时，灯泡L1、L2均正常发光，电压表和电流表可视为理想电表。则下列说法中正确的是(　　)A．该交流电的频率为100HzB．电压表的示数为155.5VC．若将变阻器的滑片P向上滑动，则电流表读数变大D．若将变阻器的滑片P向上滑动，则L1将变暗、L2将变亮5．(2022·陕西八校联考)如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝22∶5，电阻R1＝R2＝25Ω，D为理想二极管，原线圈接u＝220sin100πt(V)的交流电，则(　　)A．交流电的频率为100HzB．通过R2的电流为1AC．通过R2的电流为AD．变压器的输入功率为200W6．(2022·东城区模拟)如图所示，理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u，u＝220sin100πt(V)，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，电压表接在副线圈c、d两端，输电线的等效电阻为R，原来开关S是断开的。则当S闭合一段时间后(　　)A．电压表示数不变，示数为22VB．电压表示数不变，示数为220VC．灯泡L两端的电压将变大D．电流表示数一定为07．(2022·广东茂名一模)(多选)远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均是理想变压器。当S由2改接为1时，下列说法正确的是(　　)A．电压表读数变大B．电流表读数变大11\nC．电流表读数变小D．输电线损失的功率减小8．(2022·豫南九校质检)(多选)一理想变压器的原、副线圈匝数分别为500匝和100匝，现将原线圈接上交流电压，交流电压的瞬时值表达式u＝200sin100πt(V)，副线圈接上理想交流电压表和定值电阻R，如图所示。现在A、B两点间接入不同的电子元件，则下列说法正确的是(　　)A．若在A、B两点间串联一只电阻R，则穿过副线圈的磁通量的最大变化率为0.4Wb/sB．若在A、B两点间接入理想二极管，则电压表的示数为40VC．若在A、B两点间接入一只电容器，只提高交流电的频率，则电压表的示数增加D．若在A、B两点间接入一只电感线圈，只提高交流电的频率，则电阻R消耗的电功率增大参考答案考点28　交变电流　变压器　远距离输电两年高考真题演练1．D　[矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，所以发电机的电动势峰值为2Ne0，A、B错误；由于不计线圈的电阻，所以电机的输出电压峰值为2Ne0，故有效值为＝Ne0，故D正确。]2．A　[原、副线圈电压比等于匝数比，根据副线圈负载电阻的电压U，可知副线圈电压为U，原线圈电压为3U，副线圈电流I2＝，根据＝得原线圈电流I1＝，那么原线圈输入电压220V＝3U＋×R，整理可得U＝66V；原、副线圈电阻消耗的功率根据P＝I2R，电阻相等，I1∶I2＝1∶3，可得功率之比为P1∶P2＝1∶9，即k＝。根据以上分析可知选项A正确。]3．BC　[Q位置不动，副线圈电压U2不变，当P上滑时，R增大，由P＝可知总功率减小，原线圈电压U1不变，由P＝U1I1可知原线圈电流I1减小，故A错误，B正确；当P位置不动，Q上滑时，由＝知U2增大，同理分析原线圈电流I1增大，故C正确，D错误。]4．AD　[当负载电阻的阻值减小为R＝5R0时，根据串、并联电路规律，R两端电压为R011\n两端电压的5倍，因为电压表测量R两端的电压，所以UR0＝×5V＝1V，故副线圈两端电压为U2＝6V，根据公式＝可得此时原线圈两端电压的有效值为U1＝24V，所以此时原线圈两端电压的最大值约为24V≈34V，A正确，B错误；因为变化过程中变压器的输入电流不变，所以对于副线圈中变化前、后电流也不变，则变化后电压U2＝IR0＋5IR0＝6IR0，变化前，U2′＝IR0＋11IR0＝12IR0，所以U2′＝2U2＝12V，根据公式＝可得原线圈两端原来的电压有效值约为48V，D正确，C错误。]5．C　[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220V降至110V，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2∶1，故C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2∶1，故A错误；由P＝UI知，输出功率之比为4∶1，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4∶1，故D错误。]6．D　[由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，故电压表V1示数不变，选项A错误；由理想变压器原理公式＝且U1、n1、n2不变，则U2不变，即V2的示数不变，V3的示数U3＝U2－I2R0应减小，故选项B错误；由公式＝得：＝＝＝4，则n1＞n2，该变压器起降压作用，故C错误；又I2＝，I2增大，R应减小，故滑片应沿c→d方向滑动，故D正确。]7．C　[原线圈电压的有效值：U1＝，根据＝可求；U2＝，又因为是理想变压器，所以T的副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率P，所以输电线上的电流I＝，输电线上损失的电功率为P′＝I22r＝4r，所以C正确，A、B、D错误。]8．BD　[设副线圈两端电压为U2，则有＝，由于二极管具有单向导电性，根据有效值定义可知，×＝T，则Ucd＝，故选项A错误；增大负载电阻，则变压器的输出功率减小，输入功率也减小，由P1＝UabI1可知，电流表读数减小，选项B正确；cd间的电压Ucd与R大小无关，选项C错误；将二极管短路，变压器的输出功率P2＝＝，为原来的2倍，由P2＝P1＝UabI1可知，电流表的读数变为原来的2倍，选项D正确。]11\n9．BD　[理想变压器的输入功率等于输出功率，所以有P1＝U1I1＝U2I2＝60×2.2W＝132W，选项A错误；原线圈电流I1＝＝0.6A，选项B正确；副线圈电流最大值I2max＝I2＝2.2A，选项C错误；原副线圈匝数比＝＝＝，选项D正确。]10．BD　[P向上或向下滑动时，由变压器的电压特点＝可知，U2是不变的，灯L亮度也不变，A项错误，B项正确；P向上滑动时，滑动变阻器的阻值减小，由P＝可知，变压器的输出功率P2变大，又理想变压器的输入功率等于输出功率，则输入功率P1也变大，由P1＝U1I1及U1不变可知，变压器的输入电流变大，C项错误，D项正确。]11．D　[设两电流表示数分别为IA1、IA2，则IA2＝。由题意知，升压变压器的升压比与降压变压器的降压比相等，设为k，由变压器匝数与电流、电压的关系可知，升压变压器副线圈两端电压U2＝kU，降压变压器副线圈中电流I4＝kIA1，U4＝I4RL＝kIA1RL，则降压变压器原线圈两端电压U3＝kU4＝k2IA1RL，则IA1＝，解得IA1＝，则＜1，故IA1＜IA2，选项A错误；I4＝kIA1＝，因＞1，故两灯泡亮度不同，选项B错误；由P＝I2R可知，PR1＜PR3，选项C错误；由U＝IR可知，UR2＜UR4，选项D正确。]12．D　[由图象知f＝＝50Hz，选项A错误；发电机输出交变电流电压的有效值为V＝250V，选项B错误；输电线的电流由降压变压器原、副线圈的匝数比及负载大小决定，选项C错误；用电器总电阻变大，则降压变压器原、副线圈中电流减小，输电线上损失功率也减小，选项D正确。]13．A　[根据理想变压器原副线圈的功率相等，有U1I1＝U2I2，解得用户端电压为U2＝，选项A正确；输电线上的电压降为I1r，选项B错误；理想变压器的输入功率为UI1－Ir，选项C错误；输电线路上损失的电功率为Ir，选项D错误。]一年模拟试题精练1．D　[0时刻产生的电动势为零，线圈应处于中性面，即线圈与磁场垂直，故A错误；由图象可知T＝0.02s，据T＝可得ω＝100πrad/s，所以转速为n＝＝50r/s，故B错误；由Em＝nBSω可知BS＝Wb＝9×10－3Wb，故C错误；由峰值可知，E＝0.707Em＝220V，据焦耳定律可知线圈转一周产生的热量Q＝×0.02J＝9.68J，故D正确。]11\n2．B　[0～1s内线圈中产生的感应电动势E1＝n＝100×0.01V＝1V，1～1.2s内线圈中产生的感应电动势E2＝n＝100×V＝5V，对一个定值电阻，在一个周期内产生的热量Q＝Q1＋Q2＝×1J＋×0.2J＝12J，根据交变电流有效值的定义Q＝I2Rt＝12J得I＝2A，故B正确，A、C、D错误。]3．C　[电压表上的示数为有效值，故可知电阻R上的电功率为P＝＝10W，则A错误；由乙图可知，0.02s时磁通量为0，但磁通量的变化率是最大的，故此时的电压瞬时值最大，则B错误；由于磁通量按正弦规律变化，则电动势必按余弦规律变化，且电压最大值为10V，ω＝＝100πrad/s，所以R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝14.1cos100πt(V)，故C正确；同理可知通过R的电流i随时间t变化的规律是i＝＝1.41cos100πt(A)，则D错误。]4．C　[根据ω＝2πf可知f＝＝Hz＝50Hz，A错误；根据＝可知U2＝U1＝×V＝110V，B错误；如果P向上滑动，R↓→R总↓→I↑，C正确；因U2不变，L1灯亮度不变，I变大，IL2变大，L2灯变亮，D错误。]5．C　[由原线圈交流电瞬时值表达式可知，交变电流的频率f＝＝＝50Hz，A项错误；由理想变压器变压规律＝可知，输出电压U2＝50V，由理想二极管单向导电性可知，交变电流每个周期只有一半时间有电流通过R2，由交变电流的热效应可知，·＝·T⇒U＝U1＝25V，由欧姆定律可知，通过R2的电流为A，B项错误，C项正确；其功率P2＝UI＝50W，而电阻R1的电功率P1＝＝100W，由理想变压器输入功率等于输出功率可知，变压器的输入功率为P＝P1＋P2＝150W，D项错误。]6．A　[当S闭合一段时间后，电压表示数不变，由＝得U2＝U1＝×220V＝22V，即电压表示数为22V，选项A正确，B错误；S闭合后有交流电通过电容器和电流表，电流表示数不为零，D错误；S闭合后，电容器与灯泡L并联的电阻减小，由于U2不变，所以灯泡L两端的电压将变小，C错误。]7．AB　[改接为1时，升压变压器的原线圈匝数不变，副线圈匝数变大，所以输送电压变大，降压变压器的输入电压和输出电压均变大，电压表示数变大，11\nA正确；降压变压器的输出电压变大时，流过灯泡的电流I灯也变大，输电线上的电流I线也随着I灯的变大而变大，所以电流表读数变大，B正确，C错误；I线变大时，输电线损失的功率P线＝IR变大，D错误。]8．AC　[由变压规律得U2m＝U1m＝40V，由电磁感应定律得U2m＝n2解得＝0.4Wb/s，A项正确；若A、B间接入理想二极管，根据交流电有效值的定义和二极管的单向导电性得T＝×，解得电压表的示数为U2＝20V，B项错误；若A、B间接入一电容器，只提高交流电的频率，电容器容抗减小，流经R的电流增大，R两端电压增大，C项正确；若在A、B间接入一只电感线圈，只提交交流电的频率，感抗增大，流经R的电流减小，R两端的电压减小，R消耗的功率减小，D项错误。]11