1、专练 13 变压器 交流电与远距离输电(限时：20 分钟)1一闭合矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电流如图 1 所示，由图可知( )图 1A该交流电电流的有效值是 5 AB该交流电的频率是 20 HzCt0 时刻线圈平面位于中性面D该交流电电流的瞬时表达式为 i5cos 100 t(A)答案 D解析 由图线知，交流电的最大值为 5 A，A 错误；该交流电的周期为 0.02 s，频率为 50 Hz，B错误；t0 时刻线圈平面位于垂直中性面，C 错误；该交流电电流的瞬时表达式为 i5cos 100t(A)，D 正确2如图 2 所示，图线 a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交
2、流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线 b 所示，以下关于这两个正弦交流电的说法错误的是( )图 2A交流电 b 电压的有效值为 10 V23B在图中 t0 时刻穿过线圈的磁通量均为零C交流电 a 的瞬时值为 u 10sin 5t(V)D线圈先后两次转速之比为 32答案 B解析 由题图可知 TAT B23，故 A B32，交流电最大值 UmNBS ，故UmaU mb32，故 Umb Uma V，所以交流电 b 电压的有效值为 V10 V，故 A23 203 2032 23正确；由题图可知，t0 时刻线圈均在中性面，穿过线圈的磁通量最大，故 B 错误；由题图可知，交流电 a
3、的最大值为 10 V，角速度 为 5 rad/s，所以交流电 a 的瞬时值为2Tu10sin 5 t(V)，故 C 正确；由 题图可知 TAT B23，故 nAn B32，故 D 正确3(2014广东19) 如图 3 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( )图 3AP 向下滑动时，灯 L 变亮BP 向下滑动时，变压器的输出电压不变CP 向上滑动时，变压器的输入电流变小DP 向上滑动时，变压器的输出功率变大答案 BD解析 由于理想变压器输入电压 U1 不变，原、副 线圈匝数不变，所以输出电压 U2 也不变，灯L 亮度不随 P
4、 的滑动而改变，故选项 A 错误， 选项 B 正确P 向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，负载总电阻 R 总 减小，由 I2 知，通 过副 线圈的电流 I2 增大，输出功率U2R总P2U 2I2 增大，再由 知 输入电流 I1 也增大，故 选项 C 错误，D 正确I1I2 n2n14如图 4 甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 41，b 是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻 R10 ，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d 两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法正确的是( )图 4A当单刀双掷开关与 a 连接时，电压表的示数为 55 VB当单刀双掷开关与 a
5、 连接且 t0.01 s 时，电流表示数为零C当单刀双掷开关由 a 拨向 b 时，原线圈的输入功率增大D当单刀双掷开关由 a 拨向 b 时，副线圈输出电压的频率为 25 Hz答案 AC解析 根据电压与匝数成正比可知，开关接 a 时副线圈的电压为 55 V，所以 A 正确电流表示数为交变电流的有效值，不随 时间的变化而变化，所以 B 错误当单刀双掷开关由 a 拨向b 时，原线圈的匝数变小，所以副线圈的输出电压要变大，电阻 R 上消耗的功率变大，原线圈的输入功率也要变大，所以 C 正确变压器不会改变交流电的频率，应为 50 Hz，所以 D 错误5如图 5 甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为
6、101，B 是原线圈的中心接头，原线圈输入电压如图乙所示，副线圈电路中 R1、R 3 为定值电阻，R 2 为 NTC 型热敏电阻(阻值随温度升高而减小)，C 为耐压值为 70 V 的电容器，所有电表均为理想电表下列判断正确的是( )图 5A当单刀双掷开关与 A 连接，传感器 R2 所在处温度升高，A 1 的示数变大，A 2 的示数减小B当单刀双掷开关与 B 连接，副线圈两端电压的频率变为 25 HzC当单刀双掷开关由 AB 时，电容器 C 不会被击穿D其他条件不变，单刀双掷开关由 AB 时，变压器的输出功率变为原来的 0.5 倍答案 AC解析 若传感器 R2 所在处温度升高，R 2 的阻值减小
7、，根据欧姆定律知，副线圈的电流变大，所以原线圈电流跟着变大，即 A1 的示数变大， R2 与 R1 并联后的总电阻减小，故在副线圈中分的电压减小，所以 A2 的示数减小，故 A 正确；交流电的频率与匝数无关，不会发生变化， 还是50 Hz，所以 B 错误；原线圈电压最大值为 220 V，当单刀双掷开关由 AB 时，匝数之比为251，根据变压规律可得副线 圈电压最大值为 44 V，小于电容器的耐压值，故电容器不会2被击穿，所以 C 正确；开关由 AB 时，副 线圈电压 U2变为原来的 2 倍， 输出功率 P2 变U2R为原来的 4 倍，所以 D 错误6如图 6 甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数
8、比 n1n 2101，b 是原线圈的中心抽头，S 为单刀双掷开关，定值电阻 R10 .从某时刻开始在原线圈 c、d 两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是( )图 6A当 S 与 a 连接后，理想电流表的示数为 2.2 AB当 S 与 a 连接后，t0.01 s 时理想电流表示数为零C当 S 由 a 拨到 b 后，原线圈的输入功率变为原来的 4 倍D当 S 由 a 拨到 b 后，副线圈输出电压的频率变为 25 Hz答案 AC解析 由题图乙知，原线圈的电压 u1220 V，当 S 与 a 连接后，根据变压规律 可得u1u2 n1n2u222 V，理想电流表的示数 I2 2.2 A ，
9、故 A 正确；电 流表的示数对应交变电流的有效值，u2R所以在 t0.01 s 时理想电流表示数不为零，故 B 错误；当 S 由 a 拨到 b 后，原、副线圈的匝数比为 51，可求副线圈电压为 44 V，是原来的 2 倍，根据功率 P 知，功率是原来的 4 倍，U2R输入功率等于输出功率，所以 C 正确；交流电的频率不会发生变化，由题图乙知，频率为 50 Hz，所以 D 错误 7(2014四川1) 如图 7 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像，则( )图 7A用户用电器上交流电的频率是 100 HzB发电机输出交流电的电压有效值是 500 VC输电线上的电流只
10、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答案 D解析 由 ut 图像可知，交流电的周期 T0.02 s，故频率 f 50 Hz，选项 A 错误；交流电1T的电压最大值 Um500 V，故有效 值 U 250 V，选项 B 错误；输电线上的电流由降压Um2 2变压器副线圈上的电阻和降压变压器原、副 线圈的匝数比决定，选项 C 错误；当用户用电器的总电阻增大时，副线圈上的电 流减小，根据 ，原 线圈 (输电线)上的电流减小，根据I1I2 n2n1PI R 得，输电线损 失的功率减小，选项 D 正确218图 8 甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈
11、匝数比为 1100，降压变压器原、副线圈匝数比为 1001，远距离输电线的总电阻为 100 .若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为 750 kW.下列说法中正确的有( )图 8A用户端交流电的频率为 50 HzB用户端电压为 250 VC输电线中的电流为 30 AD输电线中损耗功率为 180 kW答案 AC解析 由题图乙知交流电的周期 为 0.02 s，故频率为 50 Hz，所以 A 正确；升压变压器原线圈电压 U1250 V，根据变压规律得副线圈电压 U225 000 V，又输入功率为 750 kW，输电线中电流 I 30 A，故 C 正确； 输电线上损耗电压 UIR3 000 V，降压变压器原线圈电PU2压 U3U 2U22 000 V，根据 变压规律可得：用户端电压 U4220 V，故 B 错误；输电线损耗的功率 PI 2R90 kW，故 D 错误
