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(时间45分钟，满分100分)一、选择题(本题包括10小题，每小题7分，共70分．至少一个选项符合题目要求)1．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时()A．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低B．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小C．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大D．供电线路上的电流恒定，但开的灯比深夜时多，通过每盏灯的电流小解析：照明供电线路的用电器是并联的，晚上七、八点钟用电高峰时，用电器越多，总电阻越小，供电线路上的电流越大，输电线上损失的电压较大，用户得到的电压较小，所以C正确．答案：C2.一理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1.原线圈接在一个交流电源上，交变电压的变化规律如图1所示．副线圈所接的负载电阻是11Ω.则下列说法中正确的是()A．原线圈交变电流的频率为50Hz图1B．变压器输入、输出功率之比为4∶1C．副线圈输出电压为55VD．流过副线圈的电流是5A解析：频率f＝1T＝50Hz，A正确；理想变压器输入功率等于输出功率，B错误；原线圈电压的有效值U1＝3112V＝220V，副线圈电压为U2＝n2n1U1＝55V，C正确；I2＝U2R＝5A，D正确．答案：ACD3.如图2为一理想变压器，原、副线圈的匝数之比为1∶n，副线圈接一定值电阻R()A．若ab之间接直流电压U，则R中的电流为nUR图2B．若ab之间接直流电压U，则原、副线圈中的电流均为零C．若ab之间接交流电压U，则原线圈中的电流为n2URD．若ab之间接交流电压U，则副线圈中的电流为UnR解析：变压器只能改变交流电，所以接直流电时，R中没有电流，A错．但在原线圈中能形成闭合回路，有电流，B错；在ab间接交流电压U时，由公式U1U2＝n1n2，I1I2＝n2n1得U2＝nU，I2＝nUR，I1＝n2UR，所以C对D错．答案：C4．如图3所示，L1、L2是高压输电线，图中两电表示数分别是220V和10A，已知图甲中原、副线圈匝数比为100∶1，图乙中原、副线圈匝数比为1∶10，则()图3A．图甲中的电表是电压表，输电电压为22000VB．图甲是电流互感器，输电电流是100AC．图乙中的电表是电压表，输电电压为22000VD．图乙是电流互感器，输电电流是100A解析：通过电路的连接形式可知图甲为电压互感器，图乙为电流互感器，所以选项B、C错误；根据理想变压器电压与匝数成正比，可知选项A正确；根据理想变压器电流与匝数成反比可知选项D正确．答案：AD5.学校的变压器把电压为1000V的交流电降压为u＝311sin100πtV后供给各教室，输电线的零线b上保持零电势不变，而火线a上的电势随时间周期性变化．为保证安全用电，教室里电灯的开关要接在火线上，如图4所示．下列说法正确的是()图4A．变压器原线圈与副线圈的匝数比为50∶11B．此交流电的频率为100HzC．开关断开时其两触点间的电压为220VD．火线上的最高电势与最低电势之差为311V解析：副线圈的电压的有效值为3112V＝220V，原线圈和副线圈的匝数比n1/n2＝1000/220＝50∶11，故A正确；由ω＝2πf＝100πrad/s知，交流电的频率是50Hz，所以B错误；开关触点处的电压在断开的时候有效值是220V，所以C正确；火线上的最高电势与最低电势之差为622V，所以D错误．答案：AC6．(2010·江苏高考)在如图5所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有()图5A．升压变压器的输出电压增大B．降压变压器的输出电压增大C．输电线上损耗的功率增大D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大解析：升压变压器的输出电压由电源电压及匝数比决定，输出功率变大时升压变压器的输出电压不变，A项错误．由I＝PU可知当输出功率增大时输出电流增大．由U损＝IR及P损＝I2R可知U损及P损均增大．故C项正确．当U损增大时降压变压器的输出电压减小，B选项错误．由P损＝P2U2R可知P损P＝PU2R.当输出功率增大时输电线损耗比例增大，D项正确．答案：CD7.(2011·桂林模拟)如图6所示，左侧的圆形导电环半径为r＝1.0cm，导电环与一个理想变压器的原线圈相连，变压器的副线圈两端与一个电容为C＝100pF的电容器相连，导电环的电阻不计，环中图6有垂直于圆环平面的变化磁场，磁感应强度B的变化率为ΔBΔt＝1002πsinωt，若电容器C所带电荷量的最大值为1.41×10－9C，则所用理想变压器的原、副线圈的匝数之比为(取π2＝10)()A．1∶100B．100∶1C．1∶1002D．1002∶1解析：原线圈两端电压最大值U1m＝(ΔBΔt)mS＝0.12V.副线圈两端电压的最大值即电容器两端电压的最大值由C＝QU得：U2m＝QmC＝14.1V，所以n1n2＝U1mU2m＝1100.故A对．答案：A8．在滑动变压器原线圈中接有电流表，副线圈输出端接有如图7所示的电路．在原线圈中输入稳定的交流电压，初始时开关S1与2接通，开关S2与4接通，开关S3闭合．则在下列措施中能使电流表示数变大的是()图7A．仅将S1从2拨向1B．仅将S2从4拨向3C．仅将S3从闭合改为断开D．仅将滑动变阻器R3的滑动触头上移解析：将S1从2拨向1，n1变小，根据变压器原、副线圈的变比关系可以判定U2变大，所以副线圈中电流I2变大，故原线圈中电流I1变大，A正确；同理可判定B错误；将S3从闭合改为断开，负载电阻变大，所以副线圈中电流I2变小，故原线圈中电流I1变小，C错误；将滑动变阻器R3的滑动触头上移，R3连入电路阻值变大，所以副线圈中电流I2变小，故原线圈中电流I1变小，D错误．答案：A9．(2010·四川高考)图8甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计．在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图8乙所示，则在t1～t2时间内()图8A．电流表A1的示数比A2的小B．电流表A2的示数比A3的小C．电流表A1和A2的示数相同D．电流表的示数都不为零解析：由于通过原线圈中的磁感应强度随时间发生均匀变化，故副线圈中的磁感应强度也应随时间发生均匀变化，所以副线圈将产生恒定电流，由于线圈L的内阻不计，所以A1与A2的示数相同．由于电容的“隔直流、通交流”作用，故A3的示数为零，答案为C.答案：C10．如图9所示，理想变压器的匝数比为n1∶n2＝3∶1，分别接有额定电压为U的相同的三灯泡A、B和C，电阻R的阻值与灯的电阻相同，若在a、b间接正弦交流电源，使B、C正常发光，则电源电压为()图9A．3UB．9UC.293UD．4U解析：因B、C正常发光，所以UB＝UC＝U.设通过B灯的电流为I，则IR＝2I，所以UR＝2U，U2＝3U.对理想变压器：IA2I＝n2n1，即IA＝23I，所以UA＝IAR灯＝23U.又因对理想变压器：U1U2＝n1n2，即Uab－UAU2＝31，所以Uab＝293U，则C正确．答案：C二、计算题(本题共2小题，共30分)11.(12分)如图10所示的电路中，变压器初级线圈匝数n1＝1000匝，次级线圈有两个，匝数分别为n2＝500匝，n3＝200匝，分别接一个R＝55Ω的电阻，在初级线圈上接入U1＝220V的交变电流．求：(1)两次级线圈输出电功率之比；(2)初级线圈中的电流．图10解析：(1)对两个次级线圈有U1U2＝n1n2，U1U3＝n1n3所以U2＝n2U1n1＝U12，U3＝n3U1n1＝U15又P＝U2R，所以P2P3＝U22U32＝254.(2)由欧姆定律得I2＝U2R＝2A，I3＝U3R＝0.8A对有两个次级线圈的变压器有n1I1＝n2I2＋n3I3所以I1＝n2n1I2＋n3n1I3＝1.16A答案：(1)25∶4(2)1.16A12．(18分)发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器，发电机的输出功率是100kW，输出电压是250V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶25，输电导线中的电功率损失为发电机输出功率的4%.(1)画出上述输电全过程的线路图；(2)求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；(3)求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压；(4)计算降压变压器的输出功率．解析：(1)输电全过程线路图，如图所示．(2)对升压变压器，据公式U2U1＝n2n1，有U2＝n2n1U1＝251×250V＝6250V，I2＝P2U2＝P1U2＝1000006250A＝16A.(3)因为P耗＝I22R线，P耗＝0.04P1，所以R线＝0.04P1I22＝4000162Ω＝15.6Ω.因为ΔU＝U2－U3＝I2R线，故U3＝U2－I2R线＝(6250－16×15.6)V＝6000V.(4)P4＝P1－P耗＝0.96P1＝0.96×100000W＝96kW.答案：(1)见解析图(2)6250V16A(3)15.6Ω6000V(4)96kW