20182019學(xué)年魯科版高中物理選修32 第4章 遠(yuǎn)距離輸電 單元測(cè)試

2019-2019學(xué)年魯科版高中物理選修3-2 第4章 遠(yuǎn)距離輸電 單元測(cè)試一、單選題1.如圖甲所示，M是一個(gè)小型理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)之比n1：n2=10：1，接線柱a、b接上一個(gè)正弦交變電源，電壓隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示。變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料（電阻隨溫度升高而減?。┲瞥傻膫鞲衅?，R1為一定值電阻。下列說(shuō)法中不正確的是（ ）A.電壓表V的示數(shù)為22VB.當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，電壓表V的示數(shù)減小C.當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，電流表A的示數(shù)增大D.當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，電阻R1的功率變大2.如圖所示，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為20：1，通過(guò)輸電線連接兩只相同的燈泡L1和 L2 ， 輸電線的等效電阻為R，原線圈輸入圖示的交流電壓，當(dāng)開關(guān)s閉合時(shí)，以下說(shuō)法中正確的是（ ）A.原線圈中電流不變B.R兩端的電壓減小C.原線圈輸入功率變大D.副線圈輸出電壓小于11V3.如圖所示，甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的圖象，則（ ）A.用戶用電器上交流電的頻率是100 HzB.發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值是500 VC.輸電線上的電流只由降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定D.當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí)，輸電線上損失的功率減小4.一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為n1n212，電源電壓 ，原線圈電路中接入一熔斷電流I01 A的保險(xiǎn)絲，副線圈中接入一可變電阻R ， 如圖所示，為了使保險(xiǎn)絲不致熔斷，調(diào)節(jié)R時(shí)，其阻值最低不能小于( ) A.440 B.C.880 D.5.如圖所示，一理想變壓器接在電壓為U的交流電源上，原線圈接入電路的匝數(shù)可以通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸頭P來(lái)改變副線圈連接了交流電流表、定值電阻R0和可變電阻R，則（ ）A.保持P的位置不動(dòng)，將R的阻值增大，電流表的讀數(shù)變小B.保持P的位置不動(dòng)，將R的阻值增大，R0的電功率變大C.保持R的阻值不變，將P向上滑動(dòng)，電流表的讀數(shù)變大D.保持R的阻值不變，將P向上滑動(dòng)，R0的電功率變大6.如圖所示，電壓U保持不變，理想變壓器的原線圈電路中連接者可變電阻R和燈泡a，副線圈電路中接著燈泡b若將可變電阻R的阻值增大，則下列說(shuō)法正確的是（ ）A.燈泡a變亮，燈泡b變暗B.燈泡a變暗，燈泡b變亮C.燈泡a、燈泡b都變亮D.燈泡a、燈泡b都變暗7.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n221，V和A均為理想電表，燈泡電阻R16 ，AB端電壓u112 sin (100t) V .下列說(shuō)法正確的是( ) A.電流頻率為100 HzB.V的讀數(shù)為24 VC.A的讀數(shù)為0.5 AD.變壓器輸入功率為6 W二、多選題8.如圖，理想變壓器原線圈與一交流電源相連，原、副線圈分別接有相同的燈泡a、b和c已知小燈泡的額定電壓為0.3V，電阻為30（假設(shè)電阻不隨溫度變化而變化）閉合開關(guān)S，三個(gè)燈泡均能正常發(fā)光，下列說(shuō)法正確的是（ ）A.原副線圈的匝數(shù)比為2：1B.交流電源的電壓值為0.6VC.斷開開關(guān)S，小燈泡b可能會(huì)燒壞D.斷開開關(guān)S，小燈泡a可能會(huì)燒壞9.如圖中B為理想變壓器，接在原線圈上的交變電壓有效值保持不變燈泡L1和L2完全相同（阻值恒定不變），R是一個(gè)定值電阻，電壓表、電流表都為理想電表開始時(shí)開關(guān)S是閉合的當(dāng)S斷開后，下列說(shuō)法正確的是（ ）A.電壓表的示數(shù)變大B.電流表A1的示數(shù)變小C.電流表A2的示數(shù)變大D.燈泡L1的亮度變亮10.發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1 ， 發(fā)電廠至用戶的輸電導(dǎo)線的總電阻為R，通過(guò)輸電導(dǎo)線的電流為I，用戶兩端得到的電壓為U2 ， 輸電導(dǎo)線上損耗的功率可表示為（ ） A.B.C.I2RD.I（U1U2）三、填空題11.某發(fā)電廠輸出的功率為200kW，輸出電壓為10kV若采用200kV的高壓輸電，那么，升壓變壓器（不計(jì)變壓器能量損失）的原線圈和副線圈的匝數(shù)比為_；輸電線等效電阻為10，輸電線上的電壓損失為_V 12.在遠(yuǎn)距離輸電中, 輸送電壓為220伏, 輸送的電功率為44千瓦, 輸電線的總電阻為0.2歐, 在使用原副線圈匝數(shù)比為1:10的升壓變壓器升壓, 再用10:1的降壓變壓器降壓方式送電時(shí). 輸電線上損失的電壓為_V, 損失的電功率為_W 13.為了減小遠(yuǎn)距離輸電過(guò)程中在線路上的損耗，在功率和線路電阻一定時(shí)，應(yīng)該采用提高_(dá)的方式輸電 四、解答題14.水電站向小山村輸電，輸送的電功率為50Kw，若以1500V送電，線路上電功率損失10Kw，線路的總電阻是？若以4500V送電，線路上電功率損失可降至多少Kw？ 五、綜合題15.某發(fā)電廠輸出電壓是400V，輸出功率為200kW發(fā)電廠內(nèi)經(jīng)升壓變壓器通過(guò)兩條輸電線向遠(yuǎn)距離送電，最后再經(jīng)一次降壓變壓器將電輸送給用戶，用戶得到的電壓是220V，輸電線電阻為10若輸電線中因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的2%，試求： （1）用戶得到的電功率是多少？ （2）輸電線路中升、降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比？ 16.圖甲左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器，負(fù)載電路中R=55，兩電表為理想電流表和電壓表，變壓器原副線圈匝數(shù)比為n1：n2=2：1，若原線圈接入如圖乙所示的正弦交變電壓求：（1）交流電壓的函數(shù)表達(dá)式； （2）電流表的示數(shù)I 答案解析部分一、單選題1.【答案】A 【解析】【分析】由圖象可知，輸入的電壓為220V，變壓器的電壓與匝數(shù)成正比，由此可得副線圈的電壓為22V，電壓表測(cè)的是半導(dǎo)體熱敏材料的電壓，的總電壓為22V，所以電壓表的示數(shù)小于22V，所以A錯(cuò)誤；當(dāng)出現(xiàn)火警時(shí)，溫度升高，電阻減小，副線圈的電流變大，所以的電壓要增大，由于副線圈的總電壓不變，所以的電壓就要減小，副線圈的電阻減小，副線圈的電流變大，所以原線圈的電流也就要增大，由于的電阻不變，由可知，電阻的功率變大，所以BCD正確；故選A?！军c(diǎn)評(píng)】輸出電壓是由輸入電壓和匝數(shù)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(shù)程正比，電流與匝數(shù)成反比。2.【答案】C 【解析】【解答】解：開關(guān)S閉合后，副線圈的電流和功率都變大，A、開關(guān)S閉合后，電阻減小，而電壓不變，副線圈的電流增大，原線圈的電流也增大，故A錯(cuò)誤；B、副線圈電流增大，R兩端的電壓增大，故B錯(cuò)誤；C、原線圈的電壓不變，而電流增大，故原線圈的輸入功率增大，故C正確；D、副線圈電壓由原線圈和匝數(shù)比決定，而原線圈電壓和匝數(shù)比都沒有變，所以副線圈輸出電壓不變等于11V，故D錯(cuò)誤故選：C【分析】開關(guān)S閉合后改變了副線圈的電流和功率，根據(jù)變壓器原副線圈電壓、電流與匝數(shù)比的關(guān)系即可求解3.【答案】D 【解析】【解答】A、由u-t圖象可知，交流電的周期T002 s，故頻率f50 Hz，A不符合題意；B、交流電的電壓最大值Um500 V，故有效值U 250 V，B不符合題意；C、輸電線上的電流由降壓變壓器副線圈上的電阻和降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定，C不符合題意；D、當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí)，副線圈上的電流減小，根據(jù) ，原線圈（輸電線）上的電流減小，根據(jù)P R得，輸電線損失的功率減小，D符合題意。故答案為：D?！痉治觥繐?jù)乙圖可知，發(fā)電機(jī)的峰值電壓和周期，即可得出有效電壓和頻率，輸出電壓由原副線圈的匝數(shù)之比決定，而電流也要通過(guò)電阻來(lái)決定，功率的損失取決于熱功率。4.【答案】C 【解析】解答：當(dāng)原線圈電流I1I0時(shí)，副線圈中的電流(即副線圈中電流的有效值)為 ， 副線圈的輸出電壓有效值為 因此副線圈電路中負(fù)載電阻的最小值為Rmin 880 . 故選C分析：本題的關(guān)鍵是要知道保險(xiǎn)絲熔斷電流I01 A為電流的有效值5.【答案】A 【解析】【解答】解：A、保持P的位置不動(dòng)，原副線圈電壓不變，將R的阻值增大，電流表讀數(shù)變小，A正確；B、P位置不動(dòng)，副線圈電壓不變，將R的阻值增大，副線圈電流減小，故R0的電功率減小，B錯(cuò)誤；C、將P向上滑動(dòng)，匝數(shù)比增大，副線圈的電壓減小，保持R的阻值不變，電流表的讀數(shù)變小，C錯(cuò)誤；D、將P向上滑動(dòng)，匝數(shù)比增大，副線圈的電壓減小，保持R的阻值不變，電流表的讀數(shù)變小，R0的電功率變小，D錯(cuò)誤故選：A【分析】當(dāng)保持R不變，則由原線圈電壓匝數(shù)變化，導(dǎo)致副線圈的電壓變化，從而根據(jù)閉合電路歐姆定律即可求解；當(dāng)保持P位置不變時(shí)，則由電阻變化來(lái)確定電流的如何變化，從而得出電表如何，再由變壓器的變壓比與變流比關(guān)系來(lái)判定結(jié)果6.【答案】D 【解析】【解答】解：若將可變電阻R的阻值增大，則原線圈的電流強(qiáng)度I1減小，燈泡b變暗；根據(jù)理想變壓器原理可得： ，I1減小，則I2減小，故燈泡b變暗；D符合題意、ABC不符合題意；故答案為：D【分析】本題主要考查變壓器工作原理，原副線圈電流之比等于線圈匝數(shù)之比的倒數(shù)，據(jù)此公式判斷電流變化進(jìn)而推斷燈泡亮度。7.【答案】D 【解析】解答： ,所以頻率應(yīng)為f=50 Hz，A錯(cuò)； U112V，由n1n221知，U26 V，B錯(cuò)；電流為 1 A，C錯(cuò)；功率P1P26 W ，D正確。故選D分析：本題考查變壓器基本原理，屬于基礎(chǔ)題。二、多選題8.【答案】A,C 【解析】【解答】解：A、根據(jù)題意，閉合開關(guān)S，三個(gè)燈泡均能正常發(fā)光，設(shè)通過(guò)每盞燈泡的電流為I，則原線圈電流I1=I，副線圈電流I2=2I根據(jù)電流與匝數(shù)成反比，有 ，故A正確；B、根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，得原線圈兩端的電壓為U1=2U2=20.3V=0.6V，交流電源的電壓等于原線圈兩端的電壓與燈泡兩端的電壓之和，所以交流電源的電壓值大于0.6V，故B錯(cuò)誤；C、斷開開關(guān)S，副線圈電阻變大，將變壓器即負(fù)載等效為一個(gè)電阻，根據(jù)閉合電路歐姆定律知電流變小，所以小燈泡a兩端的電壓減小，變壓器輸入電壓增大，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，輸出電壓也增大，小燈泡b有可能會(huì)燒壞，故C正確，D錯(cuò)誤；故選：AC【分析】和閉合電路中的動(dòng)態(tài)分析類似，可以根據(jù)斷開s后電路電路電阻的變化，確定出總電路的電阻的變化，進(jìn)而可以確定總電路的電流的變化的情況，再根據(jù)電壓不變，來(lái)分析其他的各部分電路中的電流和電壓的變化的情況，再結(jié)合變壓器的變流比和變壓比規(guī)律即可求解；9.【答案】B,D 【解析】【解答】解：S斷開后相當(dāng)于負(fù)載減少，總電阻增大，副線圈中電流減小，原線圈中的電流也減小，故B正確C錯(cuò)誤；副線圈電流減小，但副線圈兩端的電壓不變，因此定值電阻的分壓減小，所以燈泡L1的亮度變亮，故A錯(cuò)誤D正確；故選BD【分析】斷開開關(guān)，總電阻增大，電流減小，副線圈兩端的電壓由變壓器的匝數(shù)之比和原線圈的輸入電壓有關(guān)，再結(jié)合閉合電路歐姆定律分析燈泡的亮度變化10.【答案】B,C,D 【解析】【解答】解：升壓變壓器的輸出電壓為U1 ， 降壓變壓器的輸入電壓為U2 ， 則輸電線上的電壓損失U=U1U2 ， 升壓輸電線上損失的功率為P損=UI=I（U1U2）或 = 則B，D正確，因?yàn)檩旊娋€上的電流為I，則輸電線上損失的功P損=I2R故C正確，故選：BCD【分析】根據(jù)輸電線中的電流，結(jié)合P損=I2R求出損失的功率，或根據(jù)電壓損失，結(jié)合 求出輸電線上的損失功率三、填空題11.【答案】1：20；10 【解析】【解答】解：根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，有輸電上的電流 電壓損失U=IR=110=10V故答案為：1：20 10【分析】根據(jù)變壓器線圈匝數(shù)比等于電壓之比即可求解；由U=IR求輸電線上電壓損失12.【答案】4；80 【解析】【解答】 由P=UI ， 得輸電導(dǎo)線中的電流 ；因?yàn)?，所以 輸電線上損失的電壓 損失的電功率 【分析】輸電線上損失的電壓 ；損失的電功率 。13.【答案】電壓 【解析】【解答】解：由線路損耗功率 可知為了減小線路上損失的功率，在功率和線路電阻一定時(shí)，可以采取的措施有提高輸送電壓故答案為：電壓【分析】根據(jù)線路損耗電功率的計(jì)算公式可知在功率和線路電阻一定時(shí)，可以采取提高輸送電壓的方式輸電。四、解答題14.【答案】解:根據(jù) 得： A.再根據(jù) 得，線路的總電阻為： 當(dāng)以4500V送電，輸電電流為： ，則損失的功率為： 【解析】【分析】利用公式P=UI求出輸電線的電流，再求出輸電線的電阻，當(dāng)輸入電壓發(fā)生改變時(shí)，求出電流和損耗功率，做差即可。五、綜合題15.【答案】（1）解：用戶得到功率為：P=P（12%）=196 kW（2）解：設(shè)升壓變壓器輸入電壓為U1 ， 輸入電流為I1 ， 輸出電壓為U2 ， 輸出電流為I2 降壓變壓器輸入電壓為U3 ， 輸出電壓為U4 則輸電線損耗功率為：P線=P2%又P線=I22R線解得： 升壓變壓器的變比為： = = 降壓變壓器原線圈中的電壓為：U3=U2U線=100002010V=9800V降壓變壓器的變比為： 【解析】【分析】（1）用戶得到的功率等于發(fā)電廠輸出功率減去損失功率；（2）由輸電線損耗功率求出輸電電