2020年高考物理试卷分类汇编之9- 变压器和远距离输送电（含解析）

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2020年高考试卷分类汇编之9---变压器和远距离输送电
1.2020年北京学业考试9．如图所示， 理想变压器原线圈接在的交流电源上， 副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后
A．电流表A2的示数减小
B．电压表V1的示数减小
C．电压表V2的示数不变
D．电流表A1的示数不变
答案∶A
解析∶开关S闭合时，副线圈总的电阻减小，由于变压器的匝数比和输入的电压都不变，所以输出的电压也不变，即V1示数不变，但因副线圈的总电阻减小，则副线圈的总电流增大，则原线圈的电流增大，故A1的示数变大；由于副线圈的电流增大，故串联在副线圈的电阻R两端的电压增大，而副线圈的总电压不变，所以副线圈并联部分的电压减小，即V2的示数减小，故电流表A2的示数减小，故A正确，BCD错误。
故选A。
2.2020年浙江卷11.如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P =100kW，发电机的电压U1=250V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线=8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=20V。已知输电线上损失的功率P线=5kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出的电流I1=40A
B．输电线上的电流I线=625A
C．降压变压器的匝数比 D．用户得到的电流I4=455A
答案：C
解析：A．根据电功率公式，发电机输出电流，A错误；
B．输电线上损失功率，由，可得，故B错误；
C．根据理想变压器电流与线圈匝数成反比关系，可得
，C正确；
D．用户得到的功率为，用户得到的电流，D错误。
故选C。
3.2020年天津学业考试6．手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中
A．送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化
B．受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变
C．送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
D．手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失
【答案】AC
【解析】AB．由于送电线圈输入的是正弦式交变电流，是周期性变化的，因此产生的磁场也是周期性变化的，A正确，B错误；
C．根据变压器原理，原、副线圈是通过互感现象实现能量传递，因此送电线圈和受电线圈也是通过互感现象实现能量传递，C正确；
D．手机与机座无需导线连接就能实现充电，但磁场能有一部分以电磁波辐射的形式损失掉，因此这样传递能量是有能量损失的，D错误。
故选AC。4.2020年山东学业考试5.图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=22：3，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15 Ω，额定电压为24 V。定值电阻R1=10 Ω、R2=5 Ω， 滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（　　）
A. 1 Ω B. 5 Ω
C. 6 Ω D. 8 Ω
【答案】A
【解析】输电电压的有效值为（即原线圈电压的有效值）
根据理想变压器电压规律，可知副线圈电压有效值为
灯泡正常工作，根据欧姆定律可知分压为24V，则通过灯泡的电流，即副线圈部分的干路电流为
根据串联分压规律可知，R1和R2、R构成的并联电路部分的分压为
通过R1的电流为
通过R2、R的电流为
R2、R的分压为
解得滑动变阻器的阻值为
A正确，BCD错误。
故选A。
5.2020年理综新课标Ⅱ卷19．（6分）特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的的电功率为△P，到达B处时电压下降了△U．在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1100kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为△P′，到达B处时电压下降了△U′．不考虑其他因素的影响，则（　　）
A． B． C． B．
答案：AD
解析： AB、远距离输电时，线路上的电流；则在线路上损失的功率为；根据损失的功率公式可知，损失的功率与电压的平方成反比；假设从A处采用550kV的超高压向B处输电，若改用1100kV特高压输电，电压变成原来的2倍，则输电线上损耗的电功率变为原来的，即；故A正确，B错误；
CD、线路上的电流，到达B处时电压下降了，电压降与电压成反比，则若电压变成原来的2倍，△U变为原来的，故，故C错误，D正确；
故选：AD。
6.2020年理综新课标Ⅲ卷20．（6分）在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2＝10Ω，R3＝20Ω，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（　　）
A．所用交流电的频率为50Hz
B．电压表的示数为100V
C．电流表的示数为1.0A
D．变压器传输的电功率为15.0W
答案：AD
解析： A、分析图（b）可知，交流电的周期为0.02s，则频率为50Hz，故A正确；
BC、分析副线圈电路，两电阻并联，电流之比等于电阻的反比，通过电阻R2的电流有效值为1A，则通过电阻R3的电流为0.5A，电流表示数为0.5A，副线圈输出电流：I2＝1.5A，根据变流比可知，原线圈输入电流：，变压器的输出功率：＝10W+5W＝15W，则输入功率：P1＝15W，分析原线圈电路，根据能量守恒可知，总功率：，解得电阻R1＝8Ω，则电压表示数：UR1＝I1R1＝1.2V，故BC错误；
D、根据上述分析可知，变压器传输的电功率为15W，故D正确。
故选：AD。
7.2020年物理江苏卷2.电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示。其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上。则电流互感器（　　）
A. 是一种降压变压器
B. 能测量直流电路的电流
C. 原、副线圈电流的频率不同
D. 副线圈的电流小于原线圈的电流
【答案】D
【解析】A．原线圈匝数较少，电流互感器是一种降电流的变压器，A选项错误。
B． 电流互感器的工作原理是电磁感应中的互感现象，只可以测量交变电流，B选项错误。
C． 电流互感器不会改变电流的频率，只改变电流，故原、副线圈电流的频率相同。C选项错误。
D．原线圈匝数较少，电流互感器是一种降电流的变压器，副线圈的电流小于原线圈的电流。D正确。
故选D。
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