高考真題專項突破(十二)　變壓器的綜合應用題

[真題1]　(多選)(2018•全國卷Ⅲ)如圖(a)，在同一平面內固定有一長直導線PQ和一導線框R，R在PQ的右側．導線PQ中通有正弦交流電流i，i的變化如圖(b)所示，規定從Q到P為電流的正方向．導線框R中的感應電動勢(　　)

A．在t＝T4時為零
B．在t＝T2時改變方向
C．在t＝T2時最大，且沿順時針方向
D．在t＝T時最大，且沿順時針方向
解析：由圖(b)可知，導線PQ中電流在t＝T4時達到最大值，變化率為零，導線框R中磁通量變化率為零，根據法拉第電磁感應定律，在t＝T4時導線框中產生的感應電動勢為零，選項A正確；在t＝T2時，導線PQ中電流圖象斜率方向不變，導線框R中磁通量變化率的正負不變，根據楞次定律，所以在t＝T2時，導線框中產生的感應電動勢方向不變，選項B錯誤；
由于在t＝T2時，導線PQ中電流圖象斜率最大，電流變化率最大，導致導線框R中磁通量變化率最大，根據法拉第電磁感應定律，在t＝T2時導線框中產生的感應電動勢最大，由楞次定律可判斷出感應電動勢的方向為順時針方向，選項C正確；由楞次定律可判斷出在t＝T時感應電動勢的方向為逆時針方向，選項D錯誤．
答案：AC
[真題2](2018•全國卷Ⅲ)一電阻接到方波交流電源上，在一個周期內產生的熱量為Q方；若該電阻接到正弦交變電源上，在一個周期內產生的熱量為Q正．該電阻上電壓的峰值為u0，周期為T，如圖所示．則Q方∶Q正等于(　　)


A．1∶2　　　　　　　　   B．2∶1
C．1∶2　    D．2∶1　　
解析：根據題述，正弦交變電流的電壓有效值為u02，而方波交流電的有效值為u0，根據焦耳定律和歐姆定律，Q＝I2RT＝U2RT，可知在一個周期T內產生的熱量與電壓有效值的二次方成正比，Q方∶Q正＝u20∶(u02)2＝2∶1，選項D正確．
答案：D
[真題3](2018•江蘇卷)采用220 kV高壓向遠方的城市輸電．當輸送功率一定時，為使輸電線上損耗的功率減小為原來的14，輸電電壓應變為(　　)
A．55 kV　　    B．110 kV
C．440 kV　    D．880 kV
解析：當輸電功率P＝UI，U為輸電電壓，I為輸電線路中的電流，輸電線路損失的功率為P損＝I2R，R為輸電線路的電阻，即P損＝PU2R.當輸電功率一定時，輸電線路損失的功率為原來的14，則輸電電壓為原來的2倍，即440 V，故選項C正確．
答案：C
[命題情報]
近幾年高考重點考查交變電流的產生及變化規律，交變電流最大值、瞬時值、有效值、平均值的計算及應用，變壓器的工作原理，電能的輸送與生產、生活相聯系的問題．在考查方式上，對本部分知識單獨考查的試題居多，也有與力學、電學相結合的綜合性試題．單獨考查的試題主要以選擇題的形式出現，題目難度不大，與力學、電學相結合的試題主要以計算題的形式出現．

1．(2018•天津卷)教學用發電機能夠產生正弦式交變電流．利用該發電機(內阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻R供電，電路如圖所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數分別為I、U，R消耗的功率為P.若發電機線圈的轉速變為原來的12，則(　　)

A．R消耗的功率變為12P
B．電壓表V的讀數為12U
C．電流表A的讀數變為2I
D．通過R的交變電流頻率不變
解析：發電機線圈轉速變為原來一半時，產生電動勢的最大值和有效值均變為原來的一半，變壓器匝數比不變，故副線圈上的電壓表示數變為原來的一半，選項B正確；對負載電阻R由P＝U2R可得，R消耗的功率變為原來的14，即副線圈消耗的功率變為原來的14，故原線圈消耗的功率也變為原來的14，而原線圈電壓變為原來的一半，故原線圈中的電流即電流表示數變為原來的一半，選項A、C均錯誤；發電機線圈轉速變為原來一半時，頻率變為原來的一半，選項D錯誤．
答案：B
2．(2018•貴州黔東一模)小型發電站為某村寨110戶家庭供電，輸電原理如圖所示，圖中的變壓器均為理想變壓器，其中降壓變壓器的匝數比n3∶n4＝50∶1，輸電線的總電阻R＝10 Ω.某時段全村平均每戶用電的功率為200 W，該時段降壓變壓器的輸出電壓為220 V．則此時段(　　)

A．發電機的輸出功率為22 kW
B．降壓變壓器的輸入電壓為11 kV
C．輸電線的電流為1 100 A
D．輸電線上損失的功率約為8.26 W
解析：用戶總功率為P＝110×200＝22 000＝22 kW，加上輸電線上消耗的電功率等于發電機輸出功率，所以發電機的輸出功率應大于22 kW，A錯誤；降壓變壓器的輸出電壓為220 V，根據n3n4＝U3U4可得降壓變壓器的輸入電壓U3＝50×220＝11 000 V＝11 kV，B正確；用戶端總電流為I4＝PU4＝22 000220＝100 A, 根據n3n4＝I4I3得輸電線中的電流為I3＝2 A，輸電線上損失的功率約為ΔP＝I23R＝22×10＝40 W，C、D錯誤．
答案：B
3．(多選)(2019•西藏拉薩中學月考)如圖甲所示電路中的理想變壓器原線圈a匝數n1＝500，副線圈b匝數n2＝100，線圈a接在如圖乙所示的交變電壓的交流電源上，規格為“3 V 6 W”的燈泡恰好正常發光，電阻R2＝18.5 Ω，電壓表為理想電表．下列推斷正確的是(　　)

A．交流電源的頻率為100 Hz
B．穿過鐵芯的磁通量的最大變化率為225 Wb/s
C．電壓表的示數為44 V
D．R1消耗的功率為8 W
解析：由圖象知交流電源的頻率為f＝1T＝10.02Hz＝50 Hz，A錯誤；副線圈電流的有效值I2＝PU＝63A＝2 A，電阻R2兩端的電壓U＝I2R2＝2×18.5 V＝37 V，副線圈兩端電壓的有效值U2＝37 V＋3 V＝40 V，副線圈電壓的最大值為40 2 V，根據Em＝n2ΔΦΔt知ΔΦΔt＝Emn2＝402100 Wb/s＝225 Wb/s，B正確；
由B可知：電壓表 V的示數為40 V，故C錯誤；變壓器初級電流I1＝n2n1I2＝100500×2 A＝0.4 A，初級電壓：U1＝n1n2U2＝500100×40 V＝200 V；R1上的電壓：UR1＝220 V－200 V＝20 V; 電阻R1消耗的功率P＝I1UR1＝0.4×20 W＝8 W，故D正確．
答案：BD

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新課標高考物理一輪總復習高考真題專項突破十二變壓器的綜合應用題教案

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