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
