1、126 理想变压器 远距离输电1【山西摸底调研】为消除200 kV高压输电线路中输电线上的凌冰，有人设计了利用电流的热效应除冰的方法。当输送功率和输电线电阻一定时，为使输电线上损耗的热功率增大为原来的16倍，则输电电压应变为( )A50 kV B110 kV C440 kV D880 kV2【随州质量检测】(多选)如图所示， MN和 PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨，垂直导轨放置金属棒 ab与导轨接触良好。 N、 Q端接理想变压器的初级线圈，理想变压器的输出端有三组次级线圈，分别接有电阻元件 R、电感元件 L和电容元件 C。在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场，若用 IR、 I
2、L、 Ic分别表示通过 R、 L和 C的电流，则下列判断中正确的是( )A 在 ab棒 匀 速 运 动 且 ab棒 上 的 电 流 已 达 到 稳 定 后 ， IR 0、 IL 0、 IC0B 在 ab棒 匀 速 运 动 且 ab棒 上 的 电 流 已 达 到 稳 定 的 ， IR 0、 IL 0、 IC 0C 若 ab棒 在 某 一 中 心 位 置 附 近 做 v vmsin t的 运 动 ， 则 IR 0、 IL 0、 IC 0D若 ab棒匀加速运动，则 IR0、 IL0、 IC03【山西质量检测】(多选)如图所示， R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小，理想变压器原、副线圈的匝
3、数比为101，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为 120sin1ut(V)，则( )A电压表的示数为 VB在天逐渐变黑的过程中，电流表A 2的示数变小C在天逐渐变黑的过程中，电流表A 1的示数变大D在天逐渐变黑的过程中，理想变压器的输入功率变小4【岭南中学二模】如图所示，有一矩形线圈的面积为 S，匝数为 N，电阻不计，绕 OO轴在水平方向的磁感应强度为 B的匀强磁场中以角速度 做匀速转动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过铜滑环接理想变压器的原线圈，副线圈接固定电阻 R0和滑动变阻器 R，下列判断正确的是( )A矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值
4、表达式为 e=NBS cos t一、选择题2B矩形线圈从图示位置经过 2时间内，通过电流表A 1的电荷量为 0C当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电流表A 1和A 2示数都变小D当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表V 1示数不变，V 2和V 3的示数都变小5【高安质检】如图，理想变压器的原、副线圈匝数比为15，原线圈两端的交变电压 20sin1ut(V)。氖泡在两端电压达到100 V时开始发光。下列说法中正确的有( )A开关接通后，氖泡的发光频率为50 HzB开关接通后，电压表的示数为100 VC开关断开后，电压表的示数变大D开关断开后，变压器的输出功率不变6【青岛2019届调研检测】(多
5、选)理想变压器原线圈 a的匝数 n1100匝，副线圈 b的匝数 n250匝，线圈 a接在 502sin314ut(V)的交流电源上，“12 V 6 W”的灯泡恰好正常发光，电阻 R224 ，电压表为理想电表。下列说法正确的是( )A交变电流的频率为100 HzB原线圈两端的电压为50 VC电压表的示数为24 VD R1消耗的功率是0.5 W7【福建月考】如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压 U1一定，通过理想升压变压器 T1和理想降压变压器 T2向远处用户供电，输电线的总电阻为 R。 T1的输入电压和输入功率分别为 U1和 P1，它的输出电压和输出功率分别为 U2和 P2。 T2的
6、输入电压和输入功率分别为 U3和 P3，它的输出电压和输出功率分别为 U4和 P4。下列说法正确的是( )A当用户的用电器增多时， U2减小， U4变大B当用户的用电器增多时， P1变大， P3减小C输电线上损失的功率为2RD要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比 21n，同时应增大降压变压器的匝数比 34n8【天一中学2019届调研】如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 n1 n231，L 1、L 2为两相同灯泡， R、 L、 D和 C分别为定值电阻、理想线圈、理想二极管和电容器，其中 C10 F。当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电压时，下列说法中正确的是( )A灯泡L 1一定比L
7、 2暗B电容器 C所带电荷量的最大值为 36210CC电容器 C充电周期为 210sD副线圈两端的电压有效值为 V39【济宁2019届摸底】如图所示是交流发电机模型示意图， N100匝的矩形闭合导线框 abcd处于磁感应强度大小 2T10B的水平匀强磁场中，线框面积 S0.48 m2。线框绕垂直于磁场的轴 OO 以角速度 100 rad/s逆时针匀速转动，并与理想升压变压器相连，变压器副线圈接入一只“12 V 24 W”的灯泡，且灯泡正常发光，线框、输电线路的电阻都不计。(1)将图示时刻记为 t0，请判断此刻线圈 ab边中的电流方向，并写出该线框产生正弦交变电动势的瞬时值表达式；(2)求变压器
8、的原副线圈匝数比；(3)求灯泡正常发光时，电流表的读数。10【临沂月考】发电机输出功率 P50 kW，输出电压 500 V，用户需要的电压 220 1 4V，连接升压变压器和降压变压器的输电线电阻 R3 。若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的0.6%，试求：(1)用户得到的电功率是多少？(2)输电线中的电流和输电线上损失电压分别是多少？(3)在输电线路中的升压、降压变压器原副线圈的匝数比分别是多少？二、解答题41【解析】高压线上的热耗功率P=I 2R线 ；若热耗功率变为16P，则16P=I 2R线 ；得I=4I，又输送功率不变，由P=UI=UI得U= U=50kV，A正确。14【答案】A2
9、【解析】在ab棒匀速运动过程中，ab棒产生恒定的感应电动势，左边原线圈中产生恒定的电流，形成恒定的磁场，穿过右侧的三个副线圈的磁通量不变，则副线圈中没有感应电动势产生，所以I R=0、I L=0、I C=0，故A错误，B正确；若ab棒在某一中心位置附近做简谐运动，原线圈中产生正弦式交变电流，副线圈中将有感应电流产生，故I R0、I L0、I C0，故C正确；若ab棒匀加速运动，原线圈中感应电流均匀增大，穿过副线圈的磁通量均匀增大，副线圈中产生恒定的感应电动势，由于电容器有隔直的特性，I C=0，而电感线圈有通直的特性，I L0，故I R0、I L0、I C=0，故D正确。【答案】BCD3【解析
10、】根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为 ，根据电压之比等于线圈匝数之2202V比可知，副线圈的电压的最大值为 ，电压表的示数为电压的有效值，所以示数为 ，222VU=2222V=22V故A错误；在天变黑的过程中，光照变弱， R阻值增大，电路的总电阻减大，由于电压是由变压器决定的，输出的电压不变，所以电流变小，电流表A 2的示数变小，故B正确；由于变压器的输入和输出的功率是相等的，副线圈的电流减小，电压不变，所以由 P=UI可知，输出的功率要减小，故输入的功率也要减小，因输入电压不变，故输入电流变小，故C错误，D正确。【答案】BD4【解析】因为线圈是从垂直中性面开始计时，所以矩形线圈
11、产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBScost，故A正确；t= 时，线圈从垂直中性面转到中性面，磁通量一直增大，感应电流方向不变，平均2=4感应电动势不为0，平均电流不为0，q= t，所以通过电流表A 1的电荷量不为0，故B错误；滑动变阻器滑片向上滑动过程中，变阻器阻值变大，根据欧姆定律，副线圈电流变小，根据电流与匝数成反比，知原线圈电流减小，即电流表A 1和A 2示数都变小，故C正确；滑动变阻器滑片向上滑动过程中，变阻器连入电路电阻变大，原线圈电压U 1不变，匝数比不变，副线圈两端的电压不变，所以电压表V 1的示数不变，副线圈电阻变大，电流变小，电阻R 0两端的电压变小，变阻器两端的电压
12、变大，即电压表V 3的示数变大，故D错误。【答案】AC5【解析】交变电压的频率为 ，一个周期内电压两次大于100V，即一个周期内氖泡能两次=1002=50答案与解析5发光，所以其发光频率为100Hz，故A错误；由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为，由 得副线圈两端的电压为 ，电压表的示数为交流电的有效值，故B正确1=2022=2012=12 2=100；开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，故C错误；断开后，电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，故D错误。【答案】B6【解析】由公式可知，角速度 =100，则 ，故A错误；灯泡正常发光，故副线圈中电流
13、=1002=50为 ，所以电压表示数为： U2=12+IR2=12+0.524=24V，故C正确；根据理想变压器电压比：=612=0.5，可得原线圈两端的电压为： ，故B错误；输出端电压为48V， R1两端的电压为12=12 1=48，根据电流之比等于电匝数的反比可得： I1=0.25A；则功率 ，故1=5048=2 =20.25=0.5D正确。【答案】CD7【解析】交流发电机的输出电压 U1一定，匝数比没变，根据 ，知 U2不变，故A错误；当用户的用电12=12器增多时，用户消耗的电功率变大，则输入功率增大，即 P3变大，故B错误；输电线上损失的功率 ，=2损输电线上损失的电压 U损 小于
14、U2，故C错误；输送功率一定时，根据 P=UI和 P损 =I2R知，要减小线路的损耗，应增大输送电压，又 U1一定，根据 ，可知应增大升压变压器的匝数比 ， U3=U2-12=1221IR， U2增大， I2减小，所以 U3增大，用户电压不变，根据 知，应增大降压变压器的匝数比 ，故D正确34=3434。【答案】D8【解析】原线圈有正弦交流电，则副线圈中也有正弦式交流电。由于L 1与电阻相串联，而L 2与电感器相串联，灯泡L 1与L 2的亮度，取决于电感和电阻的阻碍作用，本题未给条件无法判断，故A错误；电容器与二极管串联，含有电容的支路经1.010 -2s充电后，再经过1.010 -2s再次充
15、电，则周期为2.010 -2s，故C正确；由题意可知，原线圈的电压的最大值为36 V，由于原、副线圈的匝数比 n 1：n 2=3：1，所以2副线圈的电压最大值为12 V，则有效值为12V，故D错误；二极管具有单向导电性，电容器两端电压的最大2值为12 V，所以电容器带电量的最大值为 Q CU1010 -612 C1.2 10-4C，故B错误。2 2 2【答案】C69【解析】(1)线框逆时针转动，根据右手定则，电流俯视为逆时针电动势最大值为：=100 2100.48100=4802从中性面位置开始计时，故瞬时值为： e=Emsint =480 sin100 t 2(V)。(2)升压变压器的输入电
16、压为：1=48022 =480一只“12V 24W”的灯泡，且灯泡正常发光，根据变压比公式，有12=12解得：12=48012=401(3)理想变压器的输入功率等于输出功率，则11=2=24代入数据解得： I1=0.05A。10【解析】（1）输电线上损耗的功率 损 =0.6%=300W用户得到的功率 4=损 =49700W（2）由 得：损 =22 2=10A输电线上损失电压： =2=103V=30V（3）升压变压器原线圈输入电流为： 1=1=100A升压变压器原、副线圈匝数之比：12=21=10100=110升压变压器的输出电压为： 2=101=5000V降压变压器的输入电压为： 3=2=4970V降压变压器原、副线圈两端的匝数之比： 。34=34=49722二、解答题
