福建2014高三物理課時提能演練：變壓器 遠(yuǎn)距離輸電

1、2014屆高三物理（魯科版-福建）全程復(fù)習(xí)方略課時提能演練：10.2變壓器 遠(yuǎn)距離輸電 (40分鐘 100分)一、選擇題(本大題共8小題，每小題9分，共72分.每小題只有一個選項正確)1.(2012·泉州模擬)原、副線圈的匝數(shù)均可調(diào)節(jié)，原線圈兩端接一正弦交變電流，為了使變壓器輸入功率增大，可以采取的措施有( )A.只增加原線圈的匝數(shù)n1B.只減少副線圈的匝數(shù)n2C.只減少負(fù)載電阻R的阻值D.只增大負(fù)載電阻R的阻值2.如圖所示是一臺家用臺燈亮度調(diào)節(jié)原理圖，自耦變壓器接入正弦交流電壓，電流表、電壓表分別為理想交流電流表和理想交流電壓表.若將調(diào)壓端的滑動觸頭P向下移動，則( )A.電壓表V

2、的示數(shù)變大B.變壓器的輸出功率變大C.電流表A的示數(shù)變小D.電流表A的示數(shù)變大3.(預(yù)測題)為保證用戶電壓穩(wěn)定在220 V，變電所需適時進(jìn)行調(diào)壓，圖甲為調(diào)壓變壓器示意圖.保持輸入電壓u1不變，當(dāng)滑動接頭P上下移動時可改變輸出電壓.某次檢測得到用戶電壓u2隨時間t變化的曲線如圖乙所示.以下正確的是( )A.u2=190sin(50t) VB.u2=190sin(100t) VC.為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V，應(yīng)將P適當(dāng)下移D.為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V，應(yīng)將P適當(dāng)上移4.(創(chuàng)新題)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，R1=20 ，R2=30 ，C為電容器.已知通過R1的正弦式交流

3、電如圖乙所示，則( )A.交流電的頻率為0.02 HzB.原線圈輸入電壓的最大值為200 VC.電阻R2的電功率約為6.67 WD.通過R3的電流始終為零5.(易錯題)如圖所示，T為理想變壓器，副線圈回路中的輸電線ab和cd的電阻不可忽略，其余輸電線電阻可不計，則當(dāng)開關(guān)S閉合時( )A.交流電壓表V2和V3的示數(shù)一定都變小B.交流電壓表V3的示數(shù)變小C.交流電流表A1、A2和A3的示數(shù)一定變大D.只有A1的示數(shù)變大6.(2012·漳州模擬)如圖所示，L1和L2是輸電線，甲是電壓互感器，乙是電流互感器.若已知變壓比為1 0001,變流比為1001，并且知道電壓表示數(shù)為220 V，電流表

4、示數(shù)為10 A，則輸電線的輸送功率為( )A.2.2×103 WB.2.2×10-2 WC.2.2×108 WD.2.2×104 W7.(創(chuàng)新題)如圖所示，理想變壓器初級線圈的匝數(shù)為n1，次級線圈的匝數(shù)為n2，初級線圈的兩端a、b接正弦交流電源，電壓表V的示數(shù)為220 V,負(fù)載電阻R=44 ，電流表A1的示數(shù)為0.20 A.下列判斷中正確的是( )A.初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比為21B.初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比為15C.電流表A2的示數(shù)為1.0 AD.電流表A2的示數(shù)為0.4 A8.(易錯題)某水電站，用總電阻為2.5 的輸電線輸電給500 km外的用

5、戶，其輸出電功率是3×106 kW.現(xiàn)用500 kV電壓輸電，則下列說法正確的是( )A.輸電線上輸送的電流大小為2×105 AB.輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kVC.若改用5 kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9×108 kWD.輸電線上損失的功率為PU2/r，U為輸電電壓，r為輸電線的電阻二、非選擇題(本大題共2小題，共28分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)9.(12分)收音機(jī)的變壓器的初級線圈有1 210匝，接在U1=220 V的交流電源上，變壓器有兩個次級線圈.次級線圈的匝數(shù)為35匝，次級線圈的匝數(shù)是1 925匝.如果不計

6、變壓器自身的能量損耗，當(dāng)變壓器工作時，線圈的電流是0.3 A時，初級線圈的電流I1=0.114 A.求線圈中電流和輸出電壓(電流的計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字).10.(2012·東莞模擬)(16分)在遠(yuǎn)距離輸電時，要考慮盡量減少輸電線上的功率損失.有一個小型發(fā)電站，輸送的電功率為P=500 kW,當(dāng)使用U=5 kV的電壓輸電時，測得安裝在輸電線路起點(diǎn)和終點(diǎn)處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4 800 kW·h.求：(1)輸電效率和輸電線的總電阻r；(2)若想使輸電效率提高到98%，又不改變輸電線，那么發(fā)電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電？答案解析1.【解析】選C.由知,當(dāng)n1增大時，U2

7、減小，當(dāng)減小n2時，U2也減小，又根據(jù)P入=P出=知，A、B、D均錯誤，C正確.2.【解析】選C.當(dāng)滑動觸頭P向下移動時，自耦變壓器“副線圈”匝數(shù)減小，由可知“副線圈”兩端電壓減小，臺燈的實際功率減小，A、B錯誤；由于理想變壓器輸入功率與輸出功率相等，且輸入電壓不變，故電流表示數(shù)減小，C正確、D錯誤.3.【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)根據(jù)圖象找出最大值、周期，寫出瞬時值表達(dá)式.(2)變壓器原、副線圈的電壓均為有效值.(3)根據(jù)變壓器中電壓關(guān)系確定如何改變原線圈匝數(shù).【解析】選D.由圖象可知，正弦式交變電壓的最大值為190 V，其周期為0.02 s,可得其表達(dá)式為u2=190sin(

8、100t)V，A、B錯誤.又在u1、n2不變的前提下通過改變n1來使u2增大，由可得應(yīng)使n1減小，故應(yīng)將P適當(dāng)上移，C錯誤，D正確. 4.【解析】選C.由圖乙可知交流電頻率為50 Hz，所以A錯.副線圈電壓最大值U2=Im1R1=20 V,由可知，原線圈電壓的最大值U1=200 V,B錯.R1和R2并聯(lián)，P2=6.67 W,故C正確；因電容器接交流電有充放電電流，故D錯.5.【解析】選B.在理想變壓器中，因為U不變，故V2示數(shù)不變；閉合S時，負(fù)載電阻變小，副線圈中電流I2增大，A2示數(shù)增大，由P入=P出,即I1U1=I2U2可知A1示數(shù)增大，因為ab和cd導(dǎo)線的電阻不可忽略，V3改測R2兩端電

9、壓，故V3示數(shù)變小.R1兩端電壓減小，故流過R1處的電流I3變小，A3示數(shù)變小，故B正確.【總結(jié)提升】理想變壓器動態(tài)分析的兩種類型(1)匝數(shù)比不變，原、副線圈的電壓U1、U2不變，電流I1、I2，功率P1、P2隨負(fù)載電阻的變化而變化.(2)負(fù)載電阻不變，原線圈的電壓U1不變，副線圈兩端的電壓U2、電流I1、I2，功率P1、P2隨匝數(shù)比的變化而變化.【變式備選】(2012·?？谀M)如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為15,原線圈兩端的交變電壓為u=20sin100t(V).氖泡在兩端電壓達(dá)到100 V時開始發(fā)光，下列說法中正確的有( )A.開關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為100 Hz

10、B.開關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為100 VC.開關(guān)斷開后，電壓表的示數(shù)變大D.開關(guān)斷開后，變壓器的輸出功率不變【解析】選A.由于副線圈電壓由原線圈決定，則不論負(fù)載如何變化，電壓表的讀數(shù)不變，始終為有效值100 V，B、C錯誤；交流電每個周期內(nèi)氖泡發(fā)光兩次，每秒發(fā)光100次，則氖泡發(fā)光頻率為100 Hz，A正確；開關(guān)斷開后，負(fù)載電阻增大、電流減小，則變壓器的輸出功率減小，D錯誤.6.【解析】選C.根據(jù),得，U1=2.2×105 V，I1=1 000 A，所以輸電線的輸送功率P=U1I1=2.2×108 W，C正確.7.【解析】選C.對于理想變壓器，P1=U1I1=220

11、5;0.20 W=44 W，則負(fù)載電阻消耗的功率P2=P1=44 W，據(jù)P2=，得U2=44 V，則=5,故A、B錯誤；A2的讀數(shù)I2=1 A，故C正確，D錯誤.8.【解析】選B.輸出電功率P=3×106 kW，輸電電壓U=500 kV，則輸電線上輸送的電流大小I= =6×103 A，所以A錯；輸電線上由電阻造成的電壓損失U=Ir=15 kV，所以B正確；輸電線上損失的功率P=UI=，所以D錯誤；若損失功率為P=9×108 kW時，P遠(yuǎn)大于輸出功率，不符合實際，故C錯誤.9.【解析】線圈兩端的電壓為×220=6.36(V)(3分)線圈兩端的電壓為×220=350(V)(3分)不計變壓器自身的能量損耗，由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律P1=P2+P3，I1U1=I2U2+I3U3(3分)I3=0.066 2(A)(3分)答案：0.066 2 A 350 V10.【解析】(1)輸送功率P=500 kW,一晝夜輸送電能E=Pt=12 000 kW·h(1分)輸電線上損失的電能E=4 800 kW·h(1分)終點(diǎn)得到的電能E=E-E=7 200