专题12 变压器 远距离输电-2020年高考物理母题题源解密

专题12 变压器 远距离输电 【母题来源一】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国Ⅱ卷） 1. 【母题原题】(2020·全国Ⅱ卷)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550 kV的超高压向B处输电,输电线上损耗的电功率为ΔP,到达B处时电压下降了ΔU。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1 100 kV特高压输电,输电线上损耗的电功率变为ΔP',到达B处时电压下降了ΔU'。不考虑其他因素的影响,则 (　　) A．∆P′= ∆P B．∆P′= ∆P C．∆U′= ∆U D．∆U′= ∆U 【答案】AD 【解析】由电功率公式得ΔP=I2R, 输电线上电压下降ΔU=IR,输电电流为 ,在输送的电功率和输电线电阻都不变时,U变为原来的2倍,电流变为原来的 ,则ΔP'= ΔP,ΔU'= ΔU,选项A、D正确,B、C错误。 【母题来源二】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国Ⅲ卷） (2020·全国Ⅲ卷)在图(a)所示的交流电路中,电源电压的有效值为220 V,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=10 Ω,R3=20 Ω,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50 Hz B.电压表的示数为100 V C.电流表的示数为1.0 A D.变压器传输的电功率为15.0 W 【答案】AD 【解析】由图(b)可知,T=0.02 s,所以f=50 Hz,A正确;由图(b)可知电流i2的最大值为Im= A,故有效值I2= =1 A,R2两端的电压U2=I2R2=10 V,由理想变压器的电压特点 可得原线圈的两端电压U1=100 V,所以电压表的示数为UV=220 V-100 V=120 V,B错误;由欧姆定律得IA= A=0.5 A,C错误;变压器副线圈的电流I=1 A+0.5 A=1.5 A,变压器传输的电功率P=U2I=10 V×1.5 A=15.0 W,D正确。 【母题来源三】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（江苏卷） (2020·江苏高考)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】原线圈匝数较少,电流互感器是一种升压变压器,A选项错误。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。电流互感器不会改变电流的频率,只改变电流的大小,故原、副线圈电流的频率相同,C选项错误。原线圈匝数较少,根据I1n1=I2n2,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。 【母题来源四】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（山东卷） (2020·山东等级考)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,灯泡正常工作时电压为24 V,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U=U2-UL=30 V-24 V=6 V,则通过R1的电流为,通过R2、R的电流为I2=IL-I1=1.6 A-0.6 A=1 A,R2、R串联的总电阻 ,解得滑动变阻器的阻值为,A正确,B、C、D均错误。故选A。 【母题来源四】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（浙江卷） (2020·浙江7月选考)如图所示,某小型水电站发电机的输出功率P=100 kW,发电机的电压U1=250 V,经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻R线=8 Ω,在用户端用降压变压器把电压降为U4=220 V。已知输电线上损失的功率P线=5 kW,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=40 A B.输电线上的电流I线=625 A C.降压变压器的匝数比n3∶n4=190∶11 D.用户得到的电流I4=455 A 【答案】C 【解析】选C。发电机的输出电流