1、2019年高考重點理綜物理選編：變壓器與電能的輸送 【一】單項選擇題本大題共5小題，共30分 如下圖的電路中，理想變壓器匝數比?1：?2=1：2，R是規格為220V、1100W的用電器，電表均為理想電表.當用電器正常工作時，電壓表和電流表的示數分別為( ) A. 110V、10A B. 110V、2.5? C. 440V、2.5? D. 440V、10A A 解：用電器正常工作時，副線圈兩端的電壓?2=220?，輸出功率?2=1100? 根據電壓與匝數成正比，有： ?1?2= ? 1?2 代入數據：?1220=12 解得：?1=110? 根據輸入功率等于輸出功率，有： ?1=?2=1100?

2、?1=?1?1=1100110=10? 故A正確，BCD錯誤 應選：A 根據電壓與匝數成正比，電流與匝數成反比，輸入功率等于輸出功率等關系逐項分析即可得出結論 考查交流電的表達式中各量的物理意義，明確電表的示數為有效值，最大值與有效值之間的關系 如下圖，理想變壓器MN原線圈接一交流電源，副線圈回路中有一定值電阻?0和兩個小燈泡?1、?2，電表為理想電表.最初電鍵S是斷開的，現閉合電鍵S，那么( ) A. 副線圈兩端電壓變大 B. 燈泡?1變亮 C. 電流表?1示數變大 D. 電阻?0中的電流變小 C 解：A、由于輸入的電壓的大小和變壓器的匝數比不變，所以變壓器的輸出的電壓始終不變，故A錯誤；

3、B、當S接通后，電路的總電阻減小，總電流變大，所以電阻R上消耗的電壓變大，由于輸出的電壓不變，所以燈泡?1的電壓減小，故燈泡?1變暗，故B錯誤； C、當S接通后，電路的總電阻減小，總電流變大，而變壓器的匝數比不變，所以原線圈中的電流增大，故C正確； D、當S接通后，原線圈電路的總電阻減小，總電流變大，故D錯誤； 應選：C、 輸出電壓是由輸入電壓和匝數比決定的，輸入的功率的大小是由輸出功率的大小決定的，電壓與匝數成正比，電流與匝數成反比，根據理想變壓器的原理分析即可 此題主要考查變壓器的知識，要能對變壓器的最大值、有效值、瞬時值以及變壓器變壓原理、功率等問題徹底理解 如下圖是街頭變壓器通過降壓給

4、用戶供電的示意圖，變壓器的輸入電壓是市區電網的電壓，負載變化時輸入電壓不會有大的波動，輸入電壓通過輸電線輸送給用戶，輸電線的電阻用?0表示，變阻器R表示用戶用電器的總電阻，當用電器增加時，相當于R的值減小(滑動片向下移)，當用戶的用電器增加時，關于各表的讀數說法正確的選項是( ) A. ?1增大 B. ?2增大 C. ?1增大 D. ?2減小 C 解：A、理想變壓器的輸出電壓是由輸入電壓和匝數比決定的，由于輸入電壓和匝數比不變，所以原副線圈的電壓都不變，所以AB錯誤； C、當用電器增加時，相當于R的值減小，電路中的總的電阻減小，所以電流要變大，即原副線圈電流表的示數都變大，所以C正確D錯誤；

5、應選：C、 和閉合電路中的動態分析類似，可以根據R的變化，確定出總電路的電阻的變化，進而可以確定總電路的電流的變化的情況，再根據電壓不變，來分析其他的原件的電流和電壓的變化的情況 電路的動態變化的分析，總的原那么就是由部分電路的變化確定總電路的變化的情況，再確定其他的電路的變化的情況，即先部分后整體再部分的方法 如圖甲所示電路中，?1、?2、?3為三只6V，3W的燈泡，變壓器為理想變壓器.各電表均為理想電表，當ab端接如圖乙所示的交變電壓時，三只燈泡均正常發光.以下說法中正確的選項是( ) A. 變壓器原副線圈的匝數比為1：2 B. 副線圈兩端輸出的交流電頻率為50Hz C. 電流表的示數為0

6、.5? D. 電壓表的示數為18V B 解：A、三燈均正常發光，設電流為I，那么原線圈中電流為I，副線圈中電流為2I，那么根據電流之比等于線圈匝數的反比可知，線圈匝數之比為2：1，故A錯誤 B、由圖可知，交流電的周期為?=0.02?，那么其頻率為：?=1 ?=10.02=50?；因變壓器不改變交流電的頻率，故副線圈中交流電的頻率也為50Hz，故B正確 C、電流表的示數為有效值，每個燈泡的電流為：? =?=3 6=0.5?，那么電流表示數為：，故C錯誤 D、電壓表的示數為變壓器輸入電壓，交流電的有效值為?=18?；那么有：?=?1=18?6=12?.故D錯誤 應選：B 由三只燈泡均正常發光，那么

7、可求得原副線圈的電流，從而根據電流和線圈匝數間的關系求得匝數之比，再根據電路和結構分析電流表和電壓表的示數；由圖象中的周期求得頻率，注意各表的示數為有效值 此題考查變壓器的基本內容，明確電流電壓與匝數的關系，電表的示數為有效值，而變壓器只改變電壓和電流，不會改變功率和頻率 圖中為理想自耦變壓器原理圖，當a、b端加上33V交流電壓時.?、d端電壓?=11?，假設當c、d端加上33V交流電壓時，那么a、b端電壓?為( ) A. ?=99? B. ?=33? C. ?=11? D. ?=0? A 解：當a、b端加上33V交流電壓時.?、d端電壓?=11?，原副線圈的匝數之比為?1?2=?1?2=33

8、11=31 假設當c、d端加上33V交流電壓時，那么a、b端電壓?為?=?2?1?=99? 應選：A 通過變壓器原副線圈的電壓關系求的線圈匝數之比，當原副線圈互換后，電壓關系還滿足原副線圈的電壓之比等于匝數之比。 做好此題要能知道自耦變壓器的原理，抓住原副線圈電壓值比等于匝數之比即可。 【二】多項選擇題本大題共4小題，共24分 國家電網公司推進智能電網推廣項目建設，擬新建智能變電站1400座.變電站起變換電壓作用的設備是變壓器，如下圖，理想變壓器原線圈輸入電壓?=2002sin100?(?)，電壓表、電流表都為理想電表. 那么以下判斷正確的選項是( ) A. 輸入電壓有效值為200V，電流頻率

9、為50 Hz B. S打到a處，當變阻器的滑片向下滑動時，兩電壓表示數都增大 C. S打到a處，當變阻器的滑片向下滑動時，兩電流表的示數都減小 D. 假設變阻器的滑片不動，S打到b處，電壓表?2和電流表?1的示數都減小 AD 解：A、輸入電壓的最大值?1?=2002?，有效值?1=?1?2=20022=200?，由瞬時值知，加速度?=100?，電流頻率?=?2?=100?2?=50?，故A正確； B、s打到a處，副線圈匝數增加，?1?2=?1?2，?2=?2?1?1輸入電壓不變，輸出電壓增大，即?1示數不變，?2示數增大，故B錯誤；C錯誤； D、假設變阻器的滑片不變，S打到b處，副線圈匝數減少

10、，輸入電壓不變，輸出電壓減少，電壓表?2示數減少，輸出功率?2減少，根據輸入功率等于輸出功率，?1減少，?1不變，那么?1減少，即電流表?1的示數減小，故D正確； 應選：AD 根據瞬時值表達式可以求得輸出電壓的有效值、周期和頻率等，再根據電壓與匝數成正比即可求得結論 電路的動態變化的分析，總的原那么就是由部分電路的變化確定總電路的變化的情況，再確定其他的電路的變化的情況，即先部分后整體再部分的方法 如下圖，有一矩形線圈的面積為s，匝數為N，內阻不計，繞?軸在水平方向的磁感應強度為B的勻強磁場中以角速度?勻速轉動，從圖示位置開始計時，矩形線圈通過滑環接一理想變壓器，滑動觸頭P上下移動時可改變輸出

11、電壓，副線圈接有可調電阻R，以下判斷正確的選項是( ) A. 矩形線圈產生的感應電動勢的瞬時值表達式為?=?cos? B. 矩形線圈從圖示位置經過?時間時，通過電流表的電荷量為 0 C. 當P位置不動，R增大時，電流表與電壓表讀數變大 D. 當P位置向上移動、R不變時，電壓表讀數不變，電流表讀數變大 ABD 解：A、從垂直于中性面時開始計時，矩形線圈產生的感應電動勢的瞬時值表達式為?=?cos?，故A正確； B、矩形線圈從圖示位置經過?時間時，轉過的角度為?=?，磁通量不變，平均感應電動勢為0，平均電流為0，故通過電流表的電荷量0，故B正確； C、交流發電機內電阻不計，故變壓器輸入電壓不變，根

12、據理想變壓器的變壓比公式?1?2=?1?2，當P位置不動，R增大時，電壓表讀數不變，仍然等于發電機的電動勢有效值；匝數比不變，副線圈兩端的電壓不變，電阻R增大，輸出功率減小，輸入功率也變小，根據?=?1?1，電流表讀數變小，故C錯誤； D、當P位置向上移動、R不變時，根據理想變壓器的變壓比公式式?1?2=?1?2，輸出電壓變大，輸出功率變大，輸入功率也變大，故輸入電流也變大，故電流表讀數變大，電壓表讀數仍等于發電機的電動勢有效值，電壓表讀數不變，故D正確； 應選：ABD、 正弦式交流發電機從垂直中性面位置開始計時，其電動勢表達式為：?=?cos?；電壓表和電流表讀數為有效值；計算電量用平均值

13、此題關鍵明確交流四值、理想變壓器的變壓比公式、功率關系，注意求解電量用平均值 如下圖，?1和?2是高壓輸電線，甲、乙是兩個互感器.假設甲和乙的原、副線圈匝數比分別為1000：1和1：100，兩個電表的示數分別為10A和220?.那么( ) A. 電表A是電壓表 B. 電表A是電流表 C. 線路輸送的電功率為2.2108? D. 線路輸送的電功率為2.2104? AC 【分析】 根據兩種互感器的特點可知，甲圖是電壓互感器，乙圖是電流互感器.變壓器原副線圈的電壓比等于匝數比。只有一個副線圈的變壓器，原副線圈中的電流比等于匝數的反比。電壓互感器原線圈并接在兩個輸電線上，原線圈的匝數比副線圈的匝數多，

14、是降壓變壓器，把高電壓降低成低電壓，副線圈接電壓表.電流互感器原線圈串接在某一根輸電線中，原線圈匝數比副線圈匝數少，原線圈中是大電流，副線圈中是小電流，副線圈接的是電流表。 【解答】 AB、電壓互感器是將高低壓變成小電壓，所以原線圈的匝數多余副線圈的匝數，所以甲圖是電壓互感器，電表A是電壓表，故A正確，B錯誤； CD、根據變壓器電壓表等于匝數比?1?2= ?1?2，有?1=?1?2?2=10001220=220000? 只有一個副線圈的變壓器，電流比等于匝數的反比?1?2=?2?1，有?1=?2?1?2=100110=1000? 線路輸送的電功率為?=?=2200001000=2.2108?，

15、故C正確，D錯誤。 應選AC。 如下圖，理想變壓器的原線圈接有交變電壓U，副線圈接有光敏電阻?1(光敏電阻隨光照強度增大而減小)、定值電阻?2.那么( ) A. 僅增強光照時，原線圈的輸入功率減小 B. 僅向下滑動P時，?2兩端的電壓增大 C. 僅向下滑動P時，?2消耗的功率減小 D. 僅增大U時，?2消耗的功率增大 BD 解：A、當光照增強時，光敏電阻的電阻值減小，故變壓器的輸出功率增加，故輸入功率也增加，故A錯誤； B、當滑動觸頭P向下滑動時，原線圈匝數減小，根據電壓與匝數成正比知變壓器的輸出電壓增大；根據功率表達式?=?2 ?，?2消耗的功率增大，故B正確，C錯誤； D、當U增大時，根據

16、電壓與匝數成正比知變壓器的輸出電壓增大；根據功率表達式?=?2?，用電器消耗的功率增大；故D正確； 應選：BD、 變壓器的輸入電壓決定輸出電壓，輸出電流決定輸入電流，輸出功率決定輸入功率；結合功率表達式分析判斷即可 此題關鍵是明確電壓器的電壓、電流、功率關系，知然后結合變壓比公式和功率公式進行動態分析 【三】填空題本大題共1小題，共5分 如圖，邊長為L、電阻為12?0、不可形變的正方形導體框內有半徑為r的圓形區域，其磁感應強度B隨時間t的變化關系為?=?(常量?0).回路中滑動變阻器R的最大阻值為2?0，滑動片P位于滑動變阻器中央，定值電阻?1=?2=?0.閉合開關S，不考慮虛線右側導體的感應

17、電動勢，那么電壓表的示數為_，滑動變阻器消耗的功率是?1消耗的功率的_倍. 5?26；54 【四】實驗題探究題本大題共2小題，共25分 (1)在探究單擺周期與擺長的關系的實驗中，測量單擺的周期時，圖1中_ (填甲乙或丙)作為計時開始與終止的位置更好些 (2)如圖2所示，在用可拆變壓器探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系的實驗中，以下說法正確的選項是_ (填字母) A.用可拆變壓器，能方便地從不同接線柱上選取不同匝數的線圈 B.測量原、副線圈的電壓，可用測定電池的電動勢和內阻實驗中的直流電壓表 C.原線圈接0、8接線柱，副線圈接0、4接線柱、副線圈電壓大于原線圈電壓 D.為便于探究，先保持原線圈

18、匝數和電壓不變，改變副線圈的匝數，研究其對副線圈電壓的影響 乙；AD 某同學利用圖甲所示的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運動規律.物塊在重物的牽引下開始運動，重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上(尚未到達滑輪處).從紙帶上便于測量的點開始，每5個點取1個計數點，相鄰計數點間的距離如圖乙所示.打點計時器電源的頻率為50Hz 通過分析紙帶數據，可判斷物塊在相鄰計數點_ 和_ 之間某時刻開始減速 物塊減速運動過程中加速度的大小為?= _ ?/?2，(結果保留三位有效數字) 假設用? ?來計算物塊與桌面間的動摩擦因數(?為重力加速度)，那么計算結果?= _ (保留三位有效數字) 如果該同學安裝好

19、所有的實驗器材后，再接通電源后，發現電火花打點計時器不能工作.經檢查發現電源太低，而打點計時器完好.現身邊有滑動變阻器和自耦變壓器，他稍加思索就設計了以下四種電路如圖丙.請你幫他分析以下四種路合符要求？_ 6；7；2.00；0.200；D 【五】計算題本大題共4小題，共48分 如圖為遠距離輸電示意圖，電廠的輸出功率為100kw，輸出電壓為250V升壓變壓器的原、副線圈的匝數比為1：20，降壓變壓器的原、副線圈的匝數比為20：1，輸電線的總電阻?=10?，圖中變壓器可視為理想變壓器，求： (1)圖示中的送電電流?2 (2)用戶得到的電壓?4 (3)用戶得到的功率?用 解：(1)由?1? 2=?1

20、? 2 得：?2=?2?1?1=5000? 又 ?2=?1=100? 而輸電線上的電流為：?2=?2?2=100000 5000?=20? (2)輸電線上損失的電壓為：?=?2?線=2010=200(? ) 降壓前的電壓為：?3=?2?=4800? 用戶得到的電壓?4，有：?4? 3=120 得：?4=240? (3)損失的功率為：?線=?22?線=4? 用戶得到的功率：?用=?1?22?線=100000?4000=96(? ) 答：(1)圖示中的送電電流?2為20A (2)用戶得到的電壓?4為240V (3)用戶得到的功率?用為96kW (1)根據原副線圈中電壓之比與匝數成正比可求得升壓變壓

21、器副線圈兩端的電壓，根據?=?求得電流； (2)根據?=?求得輸送線路上損失的電壓，即可求得降壓變壓器原線圈中的電壓，根據電壓之比與匝數成正比即可求得； (3)根據?2?求得損失的電壓，即可求得用戶得到的功率 明確匝數比與電流成反比，與電壓成正比，想法求得電流與電壓之比是解題的關鍵 如下圖匝數?=60的線圈繞在變壓器的閉合鐵芯上，通過A、B兩端在線圈內通有隨時間變化的電流.有兩個互相連接的金屬環，細環的電阻是粗環的3倍，將細環套在鐵芯的另一端.某一時刻細環和粗環的連接處CD間的電壓?=0.2?，并知道粗環的電阻?=1.0?，求此時刻線圈AB的感應電動勢.(?間距很小；可認為磁感線都集中在鐵芯內

22、) 解：當CD間電壓為0.2?時，粗環中的電流?=?=0.2 1=0.2? 設此刻細環中的感應電動勢為e，那么對細環和粗環組成的回路滿足?=?(?+?)=0.2(3+1)=0.8? 由法拉第電磁感應定律?=? ?，及題設閉合鐵心磁通量處處相等可知： 同一時刻線圈AB中的感應電動勢為60?=48? 答：線圈AB的感應電動勢為48V 兩種情況下副線圈均是只有一匝，根據變壓比公式，故副線圈中的電壓不變，然后根據閉合電路歐姆定律求解A、B兩點間的電勢差 此題關鍵是根據理想變壓器的變壓比公式和閉合電路歐姆定律列式求解，基礎題 圖甲為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的?圖象如圖乙所示。假設只在ce間接一只?=400?的電阻，或只在如間接一只?=225?的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為80W。 (1)請寫出原