2019高中物理第三章電能輸送與變壓器測(cè)評(píng)B(含解析)滬科選修32

2019高中物理第三章電能的輸送與變壓器測(cè)評(píng)B(含分析)滬科選修322019高中物理第三章電能的輸送與變壓器測(cè)評(píng)B(含分析)滬科選修328/8羈PAGE8薆蒅蒞莄莀蝿2019高中物理第三章電能的輸送與變壓器測(cè)評(píng)B(含分析)滬科選修32

電能的輸送與變壓器測(cè)評(píng)B

(高考體驗(yàn)卷)

一、選擇題(本題共8小題,每題6分,共48分。在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~5題只有一個(gè)

選項(xiàng)吻合題目要求,第6~8題有多個(gè)選項(xiàng)吻合題目要求。全部選對(duì)的得5分,選對(duì)但不全的得3分,

有錯(cuò)選的得0分)

1.(2014·浙江理綜)以下列圖為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡(jiǎn)化電路圖。發(fā)電廠的輸出電壓是U,用等效總

電阻是r的兩條輸電線輸電,輸電線路中的電流是I1,其尾端間的電壓為U1。在輸電線與用戶(hù)間連

有一理想變壓器,流入用戶(hù)端的電流為I2,則( )

A.用戶(hù)端的電壓為??1??1??2

B.輸電線上的電壓降為U

C.理想變壓器的輸入功率為??12r

D.輸電線路上損失的電功率為IU1剖析:理想變壓器輸入端與輸出端功率相等,U1I1=U2I2,用戶(hù)端的電壓U2=??1U1,選項(xiàng)A正確;輸電線上??2的電壓降U=U-U=Ir,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;理想變壓器輸電線上損失的功率為2r,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。??111答案:A

2.(2014·四川理綜)以下列圖,甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的表示圖,乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的

圖像,則( )

A.用戶(hù)用電器上交變電流的頻率是100HzB發(fā)電機(jī)輸出交變電流的電壓有效值是500V.C.輸出線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(hù)用電器的總電阻增大時(shí),輸電線上損失的功率減小

剖析:從圖乙獲取交變電流的頻率是50Hz,變壓器在輸電過(guò)程中不改變交變電流的頻率,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;

從圖乙獲取發(fā)電機(jī)輸出電壓的最大值是500V,所以有效值為250√2V,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;輸電線的電流是

由降壓變壓器的負(fù)載電阻和輸出電壓決定的,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由于變壓器的輸出電壓不變,當(dāng)用戶(hù)用電

器的總電阻增大時(shí),輸出電流減小,依照電流與匝數(shù)成反比的關(guān)系可知,輸電線上的電流減小,由P線

=I線R線可知,輸電線上損失的功率減小,選項(xiàng)D正確。

答案:D

1

3.(2013·天津理綜)一般的交流電流表不能夠直接接在高壓輸電線路上測(cè)量電流,平時(shí)要經(jīng)過(guò)電流互

感器來(lái)連接,圖中電流互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少,工作時(shí)電流為Iab,cd一側(cè)線圈的匝數(shù)很多,

工作時(shí)電流為Icd,為了使電流表能正常工作,則( )

A.ab接MN、cd接PQ,Iab<Icd

B.ab接MN、cd接PQ,Iab>Icd

C.ab接PQ、cd接MN,Iab<Icd

D.ab接PQ、cd接MN,Iab>Icd

剖析:依照電流互感器原理,原線圈中電流與副線圈電流的比值等于副線圈匝數(shù)與原線圈匝數(shù)的比

值,電流互感器原線圈匝數(shù)少,接高壓電路,副線圈匝數(shù)多,接電流表,所以ab接MN、cd接PQ,Iab>Icd,

選項(xiàng)B正確。

答案:B

.

(2013·四川理綜)用220V的正弦式交變電流經(jīng)過(guò)理想變壓器對(duì)一負(fù)載供電,變壓器輸出電壓是

110V,經(jīng)過(guò)負(fù)載的電流圖像以下列圖,則( )

A.變壓器輸入功率約為3.9W

B.輸出電壓的最大值是110V

C.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是1∶2

D.負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i=0.05sin(100πt+π/2)A

剖析:經(jīng)過(guò)負(fù)載的電流有效值為0.025√2A,變壓器輸入功率約為P=UI=110×0.025√2W=3.9W,選項(xiàng)A

正確;變壓器輸出電壓的最大值是110√2V,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由變壓公式,變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是

21,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i=0.05sin(100π)A,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。∶t答案:A

5.(2012·海南單科)以下列圖,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為20∶1,兩個(gè)標(biāo)有“12V,6W”的小

燈泡并聯(lián)在副線圈的兩端。當(dāng)兩燈泡都正常工作時(shí),原線圈電路中電壓表和電流表(可視為理想的)

的示數(shù)分別是( )

2

A.120V,0.10AB.240V,0.025AC120V,0.05AD240V,0.05A..剖析:副線圈電壓U2=12V,由??1=??1,得U1=240V,副線圈中電流2??=2×6A=1A,由??1=??2,得I2=燈??????12????22燈21I005A,選項(xiàng)D正確。1答案:D6.(2014·廣東理綜)以下列圖的電路中,P為滑動(dòng)變阻器的滑片,保持理想變壓器的輸入電壓1不變,U閉合開(kāi)關(guān),以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()S

A.P向下滑動(dòng)時(shí),燈L變亮

B.P向下滑動(dòng)時(shí),變壓器的輸出電壓不變

C.P向上滑動(dòng)時(shí),變壓器的輸入電流變小

D.P向上滑動(dòng)時(shí),變壓器的輸出功率變大

剖析:由于理想變壓器輸入電壓不變,則副線圈電壓U2不變,滑片P滑動(dòng)時(shí),對(duì)燈泡兩端的電壓沒(méi)有

影響,故燈泡亮度不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;滑片P下滑,電阻變大,但副線圈電壓由原線圈電壓決定,則副

線圈電壓不變,選項(xiàng)B正確;滑片P上滑,電阻減小,副線圈輸出電流I2增大,則原線圈輸入電流I1也

增大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;此時(shí)變壓器輸出功率222將變大,選項(xiàng)D正確。P=UI

答案:BD

7.

(2014·山東理綜)以下列圖,將額定電壓為60V的用電器經(jīng)過(guò)一理想變壓器接在正弦交變電源上。

閉合開(kāi)關(guān)S后,用電器正常工作,交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220V和

2.2A。以下判斷正確的選項(xiàng)是( )

A.變壓器輸入功率為484W

B.經(jīng)過(guò)原線圈的電流的有效值為0.6A

C.經(jīng)過(guò)副線圈的電流的最大值為2.2A

D.變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=11∶3

剖析:理想電流表沒(méi)有電阻,顯示的2.2A是理想變壓器的輸出電流的有效值,理想電壓表的電阻無(wú)

窮大,顯示的220V是理想變壓器的輸入電壓的有效值。用電器正常工作,所以,理想變壓器的輸出

電壓的有效值為60V。依照理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比,可得n1∶n2=U1∶U2=11∶3,選項(xiàng)D正確;

3

理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,P入=P出=60×2.2W=132W,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;依照理想變壓器的電流

與匝數(shù)成反比,即1221,可得經(jīng)過(guò)原線圈的電流的有效值為1??2206A,選項(xiàng)B正確;經(jīng)過(guò)I∶I=n∶nI=??1I=.變壓器的是正弦式交變電流,所以副線圈的電流的最大值為m22222A,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。I=√I=.√答案:BD

8.(2012·山東理綜)如圖甲所示是某燃?xì)鉅t點(diǎn)火裝置的原理圖。變換器將直流電壓變換為圖乙所

示的正弦交變電壓,并加在一理想變壓器的原線圈上,變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,V為

交流電壓表。當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬市價(jià)大于5000V時(shí),就會(huì)在鋼針和金屬板間惹起電火花進(jìn)

而點(diǎn)燃?xì)怏w。以下判斷正確的選項(xiàng)是( )

A.電壓表的示數(shù)等于5VB.電壓表的示數(shù)等于5V√2C.實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是??2>1000??1D.實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是??2<1000??1剖析:由u-t圖像知,交流電壓的最大值U=5V,所以電壓表的示數(shù)??m=5m√2√2??1??1??2??2U=5000V時(shí),??2m50002m25000點(diǎn)火的條件??2√2V1000,選項(xiàng)C正確、選項(xiàng)D錯(cuò)誤。??1>5V=√2答案:BC二、填空題(本題共2小題,共16分。把答案填在題中的橫線上)9.(8分)如圖,理想變壓器原線圈與一10V的交流電源相連,副線圈并聯(lián)兩個(gè)小燈泡a和b。小燈泡a的額定功率為03W,正常發(fā)光時(shí)電阻為30Ω,已知兩燈泡均正常發(fā)光,流過(guò)原線圈的電流為.0.09A,可計(jì)算出原、副線圈的匝數(shù)比為,流過(guò)燈泡b的電流為A。

剖析:依照??22R得燈泡a兩端的電壓2=×30V3V,經(jīng)過(guò)燈泡a的電流和P=??P=IU=√????√=Ia=√??=√A=0.1A,依照??1=??1得原、副線圈匝數(shù)之比??1=??1=10,依照??1=??2,得副線圈上的??30??2??2??2??23??2??1電流2??1110009A03A,依照2ab得,流過(guò)燈泡b的電流為Ib2a02A。I=??2I=3×.=.I=I+I=I-I=.答案:10∶30.2

4

10.(8分)經(jīng)過(guò)一理想變壓器,經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P,原線圈的電壓U保持不變,輸電線路的總電阻為。當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時(shí),線路耗費(fèi)的電功率為1,若將副線圈與原線圈的RP匝數(shù)比提高到nk,線路耗費(fèi)的電功率為P,則P為??2為。211剖析:依照變壓器的變壓規(guī)律,得??1,??2,所以1,2。依照,知匝數(shù)比為k和nk的??=k??=nkU=kUU=nkUP=UI變壓器副線圈的電流分別為1????,I2????。依照2,輸電線路耗費(fèi)的電功率分別為I=??1=????=??2=??????P=IR2R=(??)22R=(??)2R,所以??2=12。1????2????????1????1答案:(????)2R??2三、計(jì)算題(本題共3小題,共36分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必定明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)11.(10分)有一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為100∶1,原線圈上所加電壓為23kV,副線圈經(jīng)過(guò)總電阻為2Ω的輸電導(dǎo)線向用戶(hù)供電,用戶(hù)用電器獲取的電壓是220V,求供電導(dǎo)線上耗費(fèi)的功率。剖析:設(shè)原線圈上所加電壓為U1,匝數(shù)為n1,副線圈上兩端電壓為??1??1①U2,匝數(shù)為n2,有??=??22副線圈兩端經(jīng)過(guò)導(dǎo)線向用戶(hù)供電,設(shè)用戶(hù)電壓為U,導(dǎo)線上的電壓為U,有U=U+U②34234??2輸電導(dǎo)線上損失功率為P=??4③由式得(??2??1-??3)2(1××104-220)2W50W。①②③P=??1=100??2=答案:50W12.(12分)以下列圖,一個(gè)變壓器(可視為理想變壓器)的原線圈接在220V的市電上,向額定電壓為1.80×104V的霓虹燈供電,使它正常發(fā)光。為了安全,需在原線圈回路中接入熔斷器,使副線圈電路中電流高出12mA時(shí),熔絲就熔斷。

熔絲的熔斷電流是多大?

(2)當(dāng)副線圈電路中電流為10mA時(shí),變壓器的輸入功率是多大?剖析:(1)設(shè)原、副線圈上的電壓、電流分別為U、U、I、I,依照理想變壓器的輸入功率等于輸出1212功率,有I1U=IU。當(dāng)I=12mA時(shí),即為熔斷電流。代入數(shù)據(jù),得I=0.98A。12221(2)設(shè)副線圈中電流為I2'=10mA時(shí),變壓器的輸入功率為P1,依照理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,有P1=I2'U2,代入數(shù)據(jù),得P1=180W。答案:(1)0.98A(2)1180WP=13.(14分)發(fā)電機(jī)的端電壓為220V,輸出電功率為44kW,輸電導(dǎo)線的電阻為0.2Ω,若是用初、次級(jí)匝數(shù)之比為1∶10的升壓變壓器升壓,經(jīng)輸電線路后,再用初、次級(jí)匝數(shù)比為10∶1的降壓變

5

壓器降壓供給用戶(hù)。(1)畫(huà)出全過(guò)程的線路圖。(2)求用戶(hù)獲取的電壓和功率。(3)若不經(jīng)過(guò)變壓而

直接送到用戶(hù),求用戶(hù)獲取的功率和電壓。

解:(1)線路圖以下列圖:

(2)升壓變壓器次級(jí)的輸出電壓U2=??2U1=2200V,升壓變壓器次級(jí)輸出電流I2=??1I1,升壓變壓器??1??2初級(jí)輸入電流,由11得1??44×103A200A,所以2??1??44×103A20A,輸電線路上的電壓損P=UII=??1=220=I=??2??1=10×220=失和功率損失分別為2R=0.