高考物理第10章第2節(jié)知能演練強(qiáng)化闖關(guān)新人教選修32

1、高考物理 第10章第2節(jié) 知能演練強(qiáng)化闖關(guān) 新人教版選修3-21. (高考新課標(biāo)全國(guó)卷)如圖10213, 一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為12; 副線圈電路中接有燈泡, 燈泡的額定電壓為220 V, 額定功率為22 W; 原線圈電路中接有電壓表和電流表. 現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān), 燈泡正常發(fā)光. 假設(shè)用U和I分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù), 那么()圖10213A. U110 V, I0.2 AB. U110 V, I0.05 AC. U110eq r(2) V, I0.2 A D. U110eq r(2) V, Ieq r(2) Aeq f(n1,n2)eq f(U1,U2)可得U1110 V, 即電壓

2、表示數(shù)為110 V. 由P入P出, 燈泡正常發(fā)光可得P入U(xiǎn)1I1P出22 W, I1eq f(22,110) A0.2 A, 故A正確. 2. (高考理綜卷)一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101, 原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖10214甲所示, 副線圈所接電路如圖乙所示, P為滑動(dòng)變阻器的觸頭. 以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖10214A. 副線圈輸出電壓的頻率為50 HzB. 副線圈輸出電壓的有效值為31 VC. P向右移動(dòng)時(shí), 原、副線圈的電流比減小D. P向右移動(dòng)時(shí), 變壓器的輸出功率增加解析: 選AD.由圖像可知, 原線圈輸入電壓的最大值: Um310 V, T2102 s, 那么原線圈

3、輸入電壓的有效值: U1eq f(Um,r(2)220 V, feq f(1,T)eq f(1,2102 s)50 Hz, 選項(xiàng)A正確. 由eq f(U1,U2)eq f(n1,n2)可得: U2eq f(n2,n1)U122 V, B錯(cuò)誤. P向右移動(dòng)時(shí), 副線圈的電阻減小, 副線圈輸出電壓不變, 所以副線圈的電流增大, 原線圈的電流也增大, 而匝數(shù)比不變, 所以原、副線圈的電流比不變, 副線圈輸出電壓不變, 所以變壓器的輸出功率增加, D正確, C錯(cuò)誤. 3. (高考單科卷)在如圖10215所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中, 升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器, 發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均

4、不變. 隨著發(fā)電廠輸出功率的增大, 以下說(shuō)法中正確的有()圖10215A. 升壓變壓器的輸出電壓增大B. 降壓變壓器的輸出電壓增大C. 輸電線上損耗的功率增大D. 輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大解析: 選CD.由于升壓變壓器的匝數(shù)比不變, 所以升壓變壓器的輸出電壓U2不變, 選項(xiàng)A錯(cuò)誤; 隨著發(fā)電廠輸出功率的增大, 輸電線電流增大, 那么降壓變壓器的輸入電流也增大, 即輸電線上的損耗功率和損耗電壓都將增大, 那么降壓變壓器的輸入電壓和輸出電壓都將減小, 選項(xiàng)B錯(cuò)誤, C正確; 由于輸送總功率P增大, 輸電線損耗功率為P損eq blc(rc)(avs4alco1(f(P,U2)2R線, 所

5、以eq f(P損,P)eq f(P,Uoal(2,2)R線, 應(yīng)選項(xiàng)D正確. 4. 輸電線的電阻共計(jì)為r, 輸送的電功率為P, 用電壓U送電, 那么用戶能得到的電功率為()A. P B. Peq f(P2,U2)rC. Peq f(U2,r) D.eq f(P2,U2)r解析: 選 B.用戶能得到的電功率為輸送的電功率與輸電線上損失的熱功率之差, 所以P戶Peq blc(rc)(avs4alco1(f(P,U)2r, B選項(xiàng)正確, A、C、D選項(xiàng)均錯(cuò)誤. 5. 某小型實(shí)驗(yàn)水電站輸出功率是20 kW, 輸電線路總電阻是6 .(1)假設(shè)采用380 V輸電, 求輸電線路損耗的功率. (2)假設(shè)改用5

6、000 V高壓輸電, 用戶端利用n1n2221的變壓器降壓, 求用戶得到的電壓. 解析: (1)輸電線上的電流大小為Ieq f(P,U)eq f(20103,380) A52.63 A, 輸電線路損耗的功率為P損I2R(52.63)26 W16620 W16.62 kW.(2)改用高壓輸電后, 輸電線上的電流大小變?yōu)镮eq f(P,U)eq f(20103,5000) A4 A用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓U1UIR(500046)V4976 V根據(jù)eq f(U1,U2)eq f(n1,n2)用戶得到的電壓為U2eq f(n2,n1)U1eq f(1,22)4976 V226.18 V.答案:

7、 (1)16.62 kW(2)226.18 V一、選擇題1.(市高三摸底考試)如圖10216為一理想變壓器, 其原副線圈匝數(shù)比n1n2110, 副線圈與阻值R20 的電阻相連。原線圈兩端所加的電壓u20eq r(2) sin100t(V), 那么() 圖10216A. 交流電壓表的示數(shù)為20eq r(2) VB. 副線圈輸出交流電的頻率為50 HzC. 電阻R上消耗的電功率為2 kWD. 原線圈中電流的最大值為100 A解析: 選BC.交流電表的示數(shù)是電流的有效值, 所以交流電壓表的示數(shù)為20 V, A錯(cuò)誤; 變壓器不改變頻率, 所以B正確; 根據(jù)變壓比, 副線圈輸出的電壓有效值為200 V,

8、 而電阻R20 , 所以副線圈中電流的有效值為10 A, 電阻R上消耗的電功率為2 kW, 根據(jù)變壓比, 原線圈中的電流的有效值為100 A, 最大值為100eq r(2) A, C正確D錯(cuò)誤. 2. 如圖10217所示, 理想變壓器原線圈輸入交變電壓u141sin314t(V), 副線圈接有一電流表和阻值為100 的負(fù)載電阻R, 測(cè)得電流表的示數(shù)為0.10 A. 由此可知該變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為()圖10217A. 1411C. 1001 D. 101U2IR10 V, 原線圈的電壓U1eq f(141,r(2) V100 V, 故匝數(shù)比eq f(n1,n2)eq f(U1,U2)eq

9、 f(100,10)101.3. (高考理綜卷)如圖10218所示, 在鐵芯上、下分別繞有匝數(shù)n1800和n2200的兩個(gè)線圈, 上線圈兩端與u51sin314t V的交流電源相連, 將下線圈兩端接交流電壓表, 那么交流電壓表的讀數(shù)可能是()圖10218 V B. 9.0 VC. 12.7 V D. 144.0 V解析: 選A.假設(shè)未考慮鐵芯的漏磁因素, 上線圈電壓有效值U1eq f(51,r(2)36 V, 按變壓器的變壓比eq f(U1,U2)eq f(n1,n2)得U2eq f(n2,n1)U19.0 V, 而實(shí)際上副線圈磁通量21, 由Uneq f(,t)得eq f(U1,n1)eq

10、f(U2,n2), 那么應(yīng)選A.4. (華南師大附中模擬)在變電站里, 經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測(cè)電網(wǎng)上的強(qiáng)電流, 所用的器材叫電流互感器. 如圖10219所示的四個(gè)圖中, 能正確反映其工作原理的是()圖10219解析: 選A.電流互感器是測(cè)電流的, 應(yīng)串聯(lián)在火線上, 故B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤. 同時(shí), 由I1n1I2n2知要使I2I1, 須n2n1, 故A選項(xiàng)正確, C選項(xiàng)錯(cuò)誤. 5. (高考理綜卷)一輸入電壓為220 V, 輸出電壓為36 V的變壓器副線圈燒壞, 為獲知此變壓器原、副線圈匝數(shù), 某同學(xué)拆下燒壞的副線圈, 用絕緣導(dǎo)線在鐵芯上新繞了5匝線圈, 如圖10220所示, 然后將原線圈接到220

11、V交流電源上, 測(cè)得新繞線圈的端電壓為1 V. 按理想變壓器分析, 該變壓器燒壞前的原、副線圈匝數(shù)分別為()圖10220A. 1100,360 B. 1100,180C. 2200,180 D. 2200,360eq f(U1,U2)eq f(n1,n2)得eq f(220,36)eq f(n1,n2), eq f(220,1)eq f(n1,5)解得n11100、n2180, 選項(xiàng)B正確. 6. 如圖10221所示為遠(yuǎn)距離高壓輸電的示意圖. 關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電, 以下表述正確的選項(xiàng)是()圖10221A. 增加輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過(guò)程中的電能損失B. 高壓輸電是通過(guò)減小輸電電流來(lái)減少電

12、路的發(fā)熱損耗的C. 在輸送電壓一定時(shí), 輸送的電功率越大, 輸電過(guò)程中的電能損失越小D. 高壓輸電必須綜合考慮各種因素, 不一定是電壓越高越好PI2R可知, 在電流I一定的情況下, 減小電阻R可以減少電路上的電能損失, 而Req f(l,S), 所以增大輸電線橫截面積S有利于減少輸電過(guò)程中的電能損失, A對(duì); 由公式PI2R可得, 假設(shè)設(shè)輸送的電功率為P, 那么P損eq f(P2,U2)R, 可見(jiàn), 在輸送電壓U一定時(shí), 輸送的電功率P越大, 輸電過(guò)程中的電能損失越大, C錯(cuò)誤. 7. (馬檢測(cè))隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展, 人們對(duì)能源的需求也日益擴(kuò)大, 節(jié)能變得越來(lái)越重要. 某發(fā)電廠采用升壓變壓器向

13、某一特定用戶供電, 用戶通過(guò)降壓變壓器用電, 假設(shè)發(fā)電廠輸出電壓為U1, 輸出功率為P輸電導(dǎo)線總電阻為R, 在某一時(shí)段用戶需求的電功率為P0, 用戶的用電器正常工作的電壓為U2.在滿足用戶正常用電的情況下, 以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A. 輸電線上損耗的功率為eq f(Poal(2,0)R,Uoal(2,2)B. 輸電線上損耗的功率為eq f(P2R,Uoal(2,1)C. 假設(shè)要減少輸電線上損耗的功率可以采用更高的電壓輸電D. 采用更高的電壓輸電會(huì)降低輸電的效率8. 某小型水電站的電能輸送示意圖如圖10222所示, 發(fā)電機(jī)通過(guò)升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電. 輸電線的總電阻為R, 降

14、壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為41, 降壓變壓器副線圈兩端交變電壓u220eq r(2)sin100t V, 降壓變壓器的副線圈與阻值R011 的電阻組成閉合電路. 假設(shè)將變壓器視為理想變壓器, 那么以下說(shuō)法中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()圖10222A. 通過(guò)R0電流的有效值是20 AB. 降壓變壓器T2原、副線圈的電壓比為41C. 升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓D. 升壓變壓器T1的輸出功率大于降壓變壓器T2的輸入功率解析: 選C.降壓變壓器副線圈兩端交變電壓有效值為220 V, 負(fù)載電阻為11 , 所以通過(guò)R0電流的有效值是20 A, 選項(xiàng)A正確; 降壓變壓器T2的原、副線圈

15、匝數(shù)之比為41, 所以降壓變壓器T2原、副線圈的電壓比為41, 選項(xiàng)B正確; 升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓加上輸電線上損失的電壓, 選項(xiàng)C錯(cuò)誤; 升壓變壓器T1的輸出功率等于降壓變壓器T2的輸入功率加上輸電線上的功率, 選項(xiàng)D正確. 圖102239. (市高三七校聯(lián)考)如圖10223所示, ab間接電壓恒定的交變電源, M為理想變壓器, 如果R1 的阻值增大, 那么()A. 電壓表示數(shù)增大B. 電流表的示數(shù)增大 C. 燈泡L的亮度變暗 D. 電阻R2的熱功率增大解析: 選A.R1 的阻值增大, 那么輸出電路總電阻增大, 總功率減小, 干路中電流減小, 所以電阻R2的熱功

16、率減小, R2兩端電壓減小, 而輸出電壓不變, 所以L和R1并聯(lián)電路兩端的電壓增大, 電壓表示數(shù)增大, 燈泡L的亮度變亮, A正確C、D錯(cuò)誤; 輸入功率等于輸出功率, 所以輸入電路中功率減小, 電流表示數(shù)減小, B錯(cuò)誤. 10. 如圖10224所示, 兩種情況下燈泡L2、L3的功率均為P, 且L1、L2、L3為相同的燈泡, 匝數(shù)比為n1n231, 那么圖(a)中L1的功率和圖(b)中L1的功率分別為()圖10224A. P、P B. 9P、eq f(4,9)PC.eq f(4,9)P、9P D.eq f(9,4)P、9P解析: 選 B.圖(a)中L2的功率為P, 那么L2上電壓為U2eq r(

17、PR), 原線圈中電壓U13U23eq r(PR), L1兩端電壓與U1相等, 那么L1所消耗功率PL1eq f(Uoal(2,1),R)eq f(9PR,R)9P.圖(b)中L2、L3功率相同, 變壓器的輸出功率為2P, 原線圈電壓U13U23eq r(PR), 原線圈中電流I1eq f(2P,U1), 燈L1上消耗功率為PL1I12Req f(4P2,9PR)Req f(4,9)P, 故B正確. 二、非選擇題11. 如圖10225所示, 理想變壓器原線圈中輸入電壓U13300 V, 副線圈兩端電壓U2為220 V, 輸出端連有完全相同的兩個(gè)燈泡L1和L2, 繞過(guò)鐵芯的導(dǎo)線所接的電壓表V的示

18、數(shù)U2 V, 圖10225(1)原線圈n1等于多少匝？(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí), 表A2的示數(shù)I25 A, 那么表A1的示數(shù)I1為多少？(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí), 表A1的示數(shù)I1等于多少？解析: (1)由電壓與變壓器匝數(shù)的關(guān)系可得eq f(U1,U)eq f(n1,n)即n1eq f(U1,U)n1650.(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí), 由U1I1U2I2可知I1eq f(U2I2,U1)0.33 A.(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí), 有RLU2/I244 當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí), 設(shè)副線圈總電阻為R有RRL/222 副線圈中的總電流為I2那么I2U2/R10 A由U1I1U2I2可知I1eq f(U2I2,U1)0.67 A.答案: (1)1650(2)0.33 A(3)0.67 A12. 某電廠要將電能輸送到較遠(yuǎn)的用戶, 輸送的總功率為9.8104 W, 電廠輸出電壓僅為350 V, 為減少輸送功率損失, 先用一升壓變壓器將電壓升高再輸出. 輸電線路的總電阻為4 , 允許損失的功率為輸送功率的5%, 所需電壓為220 V, 求升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各是多少？解析: 根據(jù)題意, 畫(huà)出輸電線路圖如下圖. 由電路