重難點18變壓器及遠距離輸送電能

1．如圖所示的理想變壓器電路中，變壓器原、副線圈的匝數比為1∶2，在a、b端輸入正弦交流電壓U，甲、乙、丙三個燈泡均能正常發光，且三個燈泡的額定功率相等，則下列說法正確的是（　　）

A．乙燈泡的額定電流最大 B．甲燈泡的額定電壓為

U
C．丙燈泡的電阻最小 D．乙燈泡的額定電壓最小
2．如圖所示，為一交變電流隨時間變化的圖像，此交流電的有效值是（　　）

A．5A B．

C．

D．

3．交流發電機輸出電壓隨時間的變化圖像如圖甲所示，發電機輸出端與理想變壓器原線圈相連，變壓器與用電器電路如圖乙所示。已知電流表、電壓表均為理想電表，通過滑動觸頭Q可以調節副線圈的匝數，則下列說法正確的是（　　）

A．發電機的轉速為100π 轉/秒
B．在t=0.005s時，電壓表的示數為

C．僅將滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動，定值電阻R₀的功率減小。
D．僅將滑動觸頭Q向上滑動，電流表的示數變大
4．如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數比為4︰1，燈泡a和b額定電壓相同，當原線圈輸入u=220

sin10πt（V）的交變電壓時，兩燈泡均能正常發光，且滑動變阻器調節過程中燈泡不會被燒壞，下列說法正確的是（　　）

A．燈泡的額定電壓是44V
B．副線圈中交變電流的頻率為12.5Hz
C．當滑動變阻器的滑片向下滑動時，燈泡a變暗
D．當滑動變阻器的滑片向下滑動時，變壓器輸入功率變小
5．如圖所示，穩壓交流電源通過理想變壓器給電路供電，三個小燈泡均能正常發光，已知三個小燈泡的額定電壓均為

，電阻均為R，則通過電源的電流為（　　）

A．

B．

C．

D．

6．含有理想變壓器的電路如圖甲所示，變壓器原、副線圈匝數之比

，電阻

，電流表、電壓表均為理想交流電表，開關S斷開，現給變壓器原線圈加如圖乙所示的正弦交流電壓u，則（　　）

A．流過

的電流的頻率為5Hz
B．電壓表示數為22V
C．閉合開關S，電流表示數變大，電壓表示數變小
D．閉合開關S，電流表示數約為

A
7．如圖所示，邊長為L、匝數為N，電阻不計的正方形線圈abcd在磁感應強度為B的勻強磁場中以角速度

繞轉軸

勻速轉動，軸

垂直于磁感線且位于線圈平面內，在線外接一含有理想變壓器的電路，變壓器原、副線圈的匝數分別為

和

，保持線圈以恒定角速度

轉動，下列判斷正確的是（　　）

A．交流電壓表

的示數等于

B．在圖示位置時線框ab邊的電流方向是由a指向b
C．當滑片P下滑時電壓表

，和

的示數比值不變
D．在圖示位置時線圈中磁通量為零，感應電動勢最小
8．理想變壓器原線圈a的匝數n₁＝800匝，副線圈b的匝數n₂＝200匝，原線圈接在u=220

·sin（314t） V的交流電源上，副線圈中“12 V，6 W”的燈泡L恰好正常發光，電阻R₂＝16Ω，電壓表V為理想電表。則下列推斷正確的是（　　）

A．電阻R₁的阻值為100Ω
B．R₂消耗的功率為8W
C．電壓表V的示數為20V
D．穿過鐵芯的磁通量的變化率最大為10Wb/s
9．如圖所示，某小型水電站發電機的輸出功率

，發電機的電壓

，經變壓器升壓后向遠處輸電，輸電線總電阻

，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為

。已知輸電線上損失的功率

，假設兩個變壓器均是理想變壓器，下列說法正確的是（　　）

A．發電機輸出的電流

B．輸電線上的電流

C．降壓變壓器的匝數比

D．用戶得到的電流

10．如圖所示，電阻為r的線圈在勻強磁場中繞垂直磁場的軸勻速轉動，產生電動勢瞬時值表達式為

的交流電，把該交流電接在理想變壓器原線圈的

、

兩端，變壓器原、副線圈的匝數比為

，電壓表和電流表均為理想電表，

為定值電阻，阻值為R，

為可變電阻，當其阻值為R時，電壓表

的讀數為10V，若

的阻值變為

，則電壓表

的讀數為（　　）

A．210V B．200V C．198V D．110V
11．電阻R₁、R₂與交流電源按照圖甲所示方式連接，R₁=10 Ω，R₂=20 Ω。合上開關S后，通過電阻R₂的正弦式交變電流i隨時間t變化的情況如圖乙所示。則（　　）

A．通過R₁的電流有效值是1.2 A
B．R₁兩端的電壓有效值是6 V
C．通過R₂的電流有效值是1.2

A
D．R₂兩端的電壓最大值是6

V
12．如圖所示，一個小型水電站，其交流發電機的輸出電壓U₁一定，通過理想升壓變壓器T₁和理想降壓變壓器T₂向遠處用戶供電，輸電線的總電阻為R。T₁的輸入電壓和輸入功率分別為U₁和P₁，它的輸出電壓和輸出功率分別為U₂和P₂，T₂的輸入電壓和輸入功率分別為U₃和P₃，它的輸出電壓和輸出功率分別為U₄和P₄。下列說法正確的是（　　）

A．當用戶的用電器增多時，U₂減小，U₄變大
B．當用戶的用電器增多時，P₁變大，P₃減小
C．輸電線上損失的功率ΔP＝

D．要減小線路的損耗，應增大升壓變壓器的匝數比

，同時應增大降壓變壓器的匝數比

13．如圖所示，理想變壓器三個線圈的匝數比n₁∶n₂∶n₃=10∶5∶1，其中匝數為n₁的原線圈接到220V的交流電源上，匝數為n₂和n₃的兩個副線圈分別與電阻R₂、R₃組成閉合回路。已知通過電阻R₃的電流I₃=2A，電阻R₂=110Ω，則通過電阻R₂的電流I₂和通過原線圈的電流I₁分別是（　　）

A．10A，12A B．10A，20A
C．1A，0.7A D．1A，3A
14．如圖所示，理想變壓器原線圈輸入電壓

，通過單刀雙擲開關

可改變變壓器原線圈的匝數，電路中

、

為定值電阻，

是滑動變阻器，V是理想交流電壓表，示數用

表示，A是理想交流電流表，示數用I表示，下列說法正確的是（　　）

A．

表示電流的瞬時值，

表示電壓的最大值
B．若將滑片P向上滑動，變壓器輸入功率變大
C．若閉合開關

，則

不變，

變大
D．若將原線圈開關

由1擲向2，則

、

都變大
15．用

和

兩種電壓來輸電，若輸送的電功率、輸電導線的長度和電阻率相同，關于輸電線上的功率損失判斷正確的是（　　）
A．導線橫截面積相同，輸送端不用升壓變壓器時，功率損失之比

B．導線橫截面積相同，

電壓輸送端使用

升壓變壓器時，功率損失之比

C．輸送端不用升壓變壓器時，若功率損失相同，橫截面積之比

D．

電壓輸送端使用

升壓變壓器時，若功率損失相同，橫截面積之比

16．在探究變壓器的兩個線圈的電壓關系時，某同學自己統制了兩個線圈套在可拆變壓器的鐵芯上，如圖所示。線圈a作為原線圈連接到學生電源的交流輸出端，線圈b接小燈泡，他所用的線圈電阻忽略不計。當閉合學生電源的開關時，他發現電源過載（電流過大，超過學生電源允許的最大值）。如果僅從解決電源過載問題的角度考慮，下列采取的措施中，最可能有效的是（　　）

A．增大電源電壓 B．適當減少原線圈a的匝數
C．換一個電阻更大的燈泡 D．將線圈a改接在學生電源直流輸出端
17．如圖所示，理想變壓器的原線圈接在

的交流電源上，副線圈接有R=55 Ω的負載電阻，原、副線圈匝數之比為2：1，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（　　）

A．原線圈的輸入功率為220

W B．電流表的讀數為1 A
C．電壓表的讀數為110

V D．副線圈輸出交流電的周期為50 s
18．如圖甲所示，手搖發電機在磁感應強度為B的勻強磁場中勻速轉動，外接一電阻R和一個理想交流電流表。已知線圈的匝數為n，角速度為ω，面積為S，總電阻為r。線圈轉動產生的感應電動勢e隨時間t變化的圖像如圖乙所示，下列說法正確的是（　　）

A．在t₂~t₄時間內，穿過線圈平面的磁通量的變化量為2nBS
B．在t₃~t₄時間內，通過電阻R的電荷量為

C．在t₃時刻穿過線圈平面的磁通量的變化率為BSω
D．在t₃時刻電流表的示數為

19．一電阻不計的矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸作勻速轉動，產生正弦式交變電流，其電動勢的變化規律如圖甲中的線a所示，用此線圈給圖乙電路供電，發現三個完全相同的燈泡亮度均相同。當調整線圈轉速后，電動勢的變化規律如圖甲中的線b所示，以下說法正確的是（　　）

A．曲線a、b對應的線圈轉動角速度之比為2：3
B．

時刻，線圈平面恰好與磁場方向平行
C．轉速調整后，燈泡

的亮度變暗
D．轉速調整后，線圈電動勢的有效值變為10V
20．一自耦變壓器如圖所示，環形鐵芯上只繞有一個線圈，將其接在a、b間作為原線圈。通過滑動觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈。在a、b間接電壓為U₁的交變電流，其瞬時值表達式為u＝2202sin50πt(V)，c、d間的輸出電壓為U₂，在將滑動觸頭從M點順時針旋轉到N點的過程中，下列說法正確的是（　　）

A．U₁=110V
B．U₂>U₁
C．U₂逐漸減小
D．c、d間輸出交流電的頻率為50H_Z
21．圖甲是某燃氣灶點火裝置的原理圖。轉換器將直流電壓轉換為圖乙所示的正弦交流電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，電壓表為交流電表。當變壓器副線圈電壓值大于

時，就會在鋼針和金屬板間引發電火花進而點燃氣體。則下列說法正確的是（　　）

A．開關閉合后，電壓表示數為

B．轉換器產生的交流電在

時間內電流變化5次
C．若原、副線圈匝數比至少滿足

才能使鋼針放電
D．若原、副線圈匝數比為

，在一個周期內鋼針放電時間為

22．如圖所示為某實驗室研究遠距離輸電的模擬裝置。理想變壓器的匝數比

，交變電源的電動勢

，r為輸電線的電阻，則（）

A．閉合開關后，燈泡兩端的電壓為50V
B．閉合開關后，通過燈泡電流的頻率為10Hz
C．依次閉合開關S₁、S₂、S₃，在此過程中燈泡L₁越來越亮
D．依次閉合開關S₁、S₂、S₃，輸電線消耗的電功率越來越大
23．在圖甲所示的理想變壓器a、b端加圖乙所示的交變電壓。已知變壓器原副線圈的匝數比為4∶1，R_t為熱敏電阻（溫度升高時，其電阻減小），R₁、R₂為定值電阻，電壓表和電流表均為理想電表。下列判斷正確的是（　　）

A．電壓表V₁的示數為22V
B．若將圖乙的交變電壓加在電容器上，則對此電容器的耐壓值要求是大于或等于22 V
C．R_t處溫度升高時，電壓表V₂和電流表A的示數均減小
D．R_t處溫度升高時，變壓器的輸入功率變大
24．一個含有理想變壓器的電路如圖所示，燈泡

、

的規格均為“

，

”，R為定值電阻，V為理想交流電壓表，a、b端接正弦交流電壓源，

端輸入電壓隨時間的變化關系為

。當開關S閉合時，各燈泡均正常發光，則（　　）

A．電壓表的示數為

B．變壓器原、副線圈匝數比為1∶2
C．定值電阻的阻值為

D．變壓器的輸入功率約為

25．某興趣小組用實驗室的手搖發電機和理想變壓器給一個燈泡供電，如圖，已知矩形線框面積為

，匝數為

，總電阻為

，在磁感應強度為

的勻強磁場中以轉速

勻速轉動時，電壓表示數為

，燈泡（額定電流為

，電阻恒為

）恰能正常發光，則（電表均為理想電表）（　　）

A．在圖示位置時，發電機輸出電壓的瞬時值恰為零
B．若線框以轉速

勻速轉動，電壓表示數

C．發電機正常工作時，若斷開變壓器所有負載，則電壓表示數將變為零
D．線框從圖示位置轉過

的過程中流過線框橫截面的電荷量

26．如圖所示為遠距離輸電示意圖，其中T₁、T₂為理想變壓器，r是輸電電阻，燈L₁、L₂相同且阻值不變，現保持變壓器T₁的輸入電壓不變，滑片P位置不變，當開關S斷開時，燈L₁正常發光，則（　　）

A．僅閉合S，燈L₁會變亮
B．僅閉合S，r消耗的功率會變大
C．僅將滑片P下移，r消耗的功率會變小
D．僅將滑片P上移，電流表示數會變小
27．一理想變壓器的原線圈連接一只交流電流表，副線圈接入電路的匝數可以通過滑動觸頭調節，如圖所示，在副線圈兩輸出端連接了定值電阻R₀和滑動變阻器R，在原線圈上加一電壓為U的交流電，則（　　）

A．保持Q位置不動，將P向上滑動時，電流表的讀數變大
B．保持Q位置不動，將P向上滑動時，電流表的讀數變小
C．保持P位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數變大
D．保持P位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數變小
28．小型水力發電站的發電機有穩定的輸出電壓，該電壓先通過發電站附近的升壓變壓器升壓，然后通過輸電線路把電能輸送到遠處用戶附近的降壓變壓器，經降壓變壓器降低電壓后再輸送至各用戶，如圖所示。設變壓器都是理想變壓器，那么在用電高峰期，隨著用電器增多，用戶消耗的電功率增加，下列說法正確的是（　　）

A．發電機的輸出電流變小
B．高壓輸電線路的功率損失變大
C．降壓變壓器副線圈兩端的電壓變小
D．升壓變壓器副線圈兩端的電壓變大
29．如圖所示，50匝矩形閉合導線框ABCD處于磁感應強度大小

的水平勻強磁場中，線框面積

，線框電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸

以角速度

勻速轉動，并與理想變壓器原線圈相連，副線圈接入一只“220V、60W”燈泡，且燈泡正常發光，熔斷器允許通過的最大電流為10A，下列說法正確的是（　　）

A．線框中產生交變電壓的有效值為250V B．中性面位置穿過線框的磁通量為零
C．變壓器原，副線圈匝數之比為25：22 D．允許變壓器輸出的最大功率為2200W
30．利用太陽能電池這個能量轉換器件將太陽能轉變為電能的系統又稱光伏發電系統。有一臺內阻為1Ω的太陽能發電機，供給一個學校照明用電。如圖所示，升壓變壓器匝數比為1∶4，降壓變壓器匝數比為4∶1，輸電線的總電阻R=4Ω，全校共22個班，每班有“220V　40W”燈6盞，若全部電燈正常發光，求：
(1)發電機輸出功率；
(2)輸電線路的效率；
(3)發電機電動勢的有效值。

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重難點18變壓器及遠距離輸送電能

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