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专练1　变压器　交流电与远距离输电 (限时：45分钟) 一、单项选择题 1(2013·福建·15)如图1所示，实验室一台手摇交流发电机，内阻r＝1.0 Ω，外接R＝9.0 Ω的电阻．闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e＝10sin 10πt (V)，则(　　) 图1 A．该交变电流的频率为10 Hz B．该电动势的有效值为10 V C．外接电阻R所消耗的电功率为10 W D．电路中理想交流电流表的示数为1.0 A 答案　D 解析　由e＝10sin 10πt (V)知电动势的有效值E有＝＝ V＝10 V，故B选项错误；电路中的理想电流表示数为电流的有效值：I有＝＝1.0 A，故D选项正确；电阻R消耗的电功率P＝I·R＝9.0 W，故C选项错误；交流电的角速度ω＝10π rad/s，所以频率f＝＝5 Hz，故A选项错误. 2． 如图2甲所示，在匀强磁场中有一个匝数n＝10的矩形线圈匀速转动，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为5 Ω.从图甲所示位置开始计时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图象如图乙所示，那么(　　) 图2 A．在t＝0.2 s时，线圈中的感应电流改变方向 B．在t＝0.4 s时，线圈中的感应电动势为零 C．线圈转过60°时的感应电流为π A D．线圈转动过程中消耗的电功率为10π2 W 答案　D 解析　当线圈与磁场方向平行时，磁通量为零，但感应电动势最大，当线圈与磁场方向垂直时，磁通量最大，但感应电动势为零，由此可知在t＝0.2 s时，线圈的磁通量为零，感应电动势最大，感应电流方向不改变，选项A错误；同理，在t＝0.4 s时，感应电动势最大，选项B错误；线圈转动的角速度为ω＝＝5π rad/s，感应电动势峰值为Em＝nBSω＝nωΦm＝10π V，感应电流瞬时值表达式为i＝cos ωt，因此线圈转过60°时感应电流为I＝cos 60°＝π A，选项C错误；电压的有效值为U＝＝5π V，电功率为P＝＝10π2 W，选项D正确． 3． 一般发电机组输出的电压在十千伏上下，不符合远距离输电的要求．要在发电站内用升压变压器，升压到几百千伏后再向远距离输电．到达几百千米甚至几千千米之外的用电区之后，再经“一次高压变电站”“二次变电站”降压．已知经低压变电站降压变压器(可视为理想变压器)后供给某小区居民的交流电u＝220sin 100πt V，该变压器原、副线圈匝数比为50∶1，则(　　) A．原线圈上的电压为11 000 V B．原线圈中电流的频率是100 Hz C．原线圈使用的导线应该比副线圈的要粗 D．采用高压输电有利于减少输电线路中的损耗 答案　D 解析　降压变压器副线圈电压的有效值U2＝＝ V＝220 V，根据＝，可得原线圈的电压为11 000 V，选项A错误；根据ω＝100π rad/s＝2πf，可得频率f＝50 Hz，选项B错误；原、副线圈的功率是相同的，原线圈电压大，副线圈电压小，原线圈电流小，副线圈电流大，所以副线圈使用的导线应该比原线圈要粗，选项C错误；采用高压输电，可以减小输电线上的电流，根据P＝I2r可知，有利于减少输电线路中的损耗，选项D正确． 4． 如图3所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出的电功率为50 kW，用电阻为3 Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)．对整个送电过程，下列说法正确的是(　　) 图3 A．输电线上的损失功率为300 W B．升压变压器的匝数比为1∶100 C．输电线上的电流为100 A D．降压变压器的输入电压为4 700 V 答案　A 解析　输电线上的损失功率为0.6%×50 kW＝300 W，选项A正确．由I2R＝300 W可得输电线上电流I＝10 A，升压变压器副线圈电压为5 000 V，升压变压器的匝数比为1∶10，选项B、C错误．输电线损失电压为IR＝30 V，降压变压器的输入电压为4 970 V，选项D错误． 5． 如图4所示，一自耦变压器(可看做理想变压器)输入端AB间加一正弦式交流电压，在输出端CD间接灯泡和滑动变阻器．转动滑片P可以改变副线圈的匝数，移动滑片Q可以改变接入电路电阻的阻值．则(　　) 图4 A．只将P逆时针转动，灯泡变亮 B．只将P顺时针转动，灯泡变亮 C．只将Q向上移动，灯泡变暗 D．只将Q向下移动，灯泡变亮 答案　A 解析　只将P逆时针转动，输出端匝数增多，输出电压增大，灯泡变亮，选项A正确，B错误．只将Q向上或向下移动，输出电压不变，灯泡亮度不变，选项C、D错误． 6． 如图5所示，理想变压器副线圈通过导线接两个相同的灯泡L1和L2.导线的等效电