高考物理變壓器習(xí)題

變壓器電能輸送選擇題(本大題共10個(gè)小題，共70分，每小題最少有一個(gè)選項(xiàng)正確，全部選正確得7分，選對(duì)但不全得4分，有選錯(cuò)得0分)1．(·北京高考)一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶5，原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u如圖1所表示．副線圈僅接入一個(gè)10Ω電阻．則()圖1A．流過(guò)電阻電流是20AB．與電阻并聯(lián)電壓表示數(shù)是100eq\r(2)VC．經(jīng)過(guò)1分鐘電阻發(fā)出熱量是6×103JD．變壓器輸入功率是1×103W2．（雙選）(·濟(jì)南模擬)正弦式電流經(jīng)過(guò)匝數(shù)比為eq\f(n1,n2)＝eq\f(10,1)變壓器與電阻R、交流電壓表V、交流電流表A按如圖2甲所表示方式連接，R＝10Ω.圖乙所表示是R兩端電壓U隨時(shí)間改變圖象，Um＝10eq\r(2)V，則以下說(shuō)法中正確是()圖2A．經(jīng)過(guò)R電流iR隨時(shí)間t改變規(guī)律是iR＝eq\r(2)cos100πt(A)B．電流表A讀數(shù)為0.1AC．電流表A讀數(shù)為eq\f(\r(2),10)AD．電壓表讀數(shù)為Um＝10eq\r(2)V3．如圖3所表示，有一理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)比為n.原線圈接正弦交流電壓U，輸出端接有一個(gè)交流電流表和一個(gè)電動(dòng)機(jī)．電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R.當(dāng)輸入端接通電源后，電流表讀數(shù)為I，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一重物勻速上升．以下判斷正確是()A．電動(dòng)機(jī)兩端電壓為IRB．電動(dòng)機(jī)消耗功率為I2RC．原線圈中電流為nID．變壓器輸入功率為eq\f(UI,n)4．如圖4所表示，左側(cè)圓形導(dǎo)電環(huán)半徑為r＝1.0cm，導(dǎo)電環(huán)與一個(gè)理想變壓器原線圈相連，變壓器副線圈兩端與一個(gè)電容為C＝100pF電容器相連，導(dǎo)電環(huán)電阻不計(jì)，環(huán)中有垂直于圓環(huán)平面改變磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B改變率為eq\f(ΔB,Δt)＝100eq\r(2)πsinωt，若電容器C所帶電荷量最大值為1.41×10－9C，則所用理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為(取π2＝10) ()A．1∶100 B．100∶1C．1∶100eq\r(2) D．100eq\r(2)∶15．如圖5所表示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為3∶1，原線圈中串一個(gè)燈泡L，副線圈上接三個(gè)與L相同燈泡，這三個(gè)燈泡均能正常發(fā)光，則()A．燈L也能正常發(fā)光B．燈L比另三燈都暗C．燈L將會(huì)被燒壞D．不能確定6．（雙選）(·江蘇高考)如圖6所表示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶5，原線圈兩端交變電壓為u＝20eq\r(,2)sin100πtV．氖泡在兩端電壓達(dá)成100V時(shí)開(kāi)始發(fā)光．以下說(shuō)法中正確有()圖6A．開(kāi)關(guān)接通后，氖泡發(fā)光頻率為100HzB．開(kāi)關(guān)接通后，電壓表示數(shù)為100VC．開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，電壓表示數(shù)變大D．開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，變壓器輸出功率不變7．（雙選）如圖7所表示是霓虹燈供電電路，電路中變壓器可視為理想變壓器．已知變壓器原線圈與副線圈匝數(shù)比eq\f(n1,n2)＝eq\f(1,20)，加在原線圈上電壓為u1＝311sin100πt(V)，霓虹燈正常工作電阻R＝440kΩ，I1、I2表示原、副線圈中電流．以下判斷正確是()圖7A．副線圈兩端電壓6220V，副線圈中電流14.1mAB．副線圈兩端電壓4400V，副線圈中電流10.0mAC．I1＜I2D．I1＞I28．（雙選）在某交流電路中，有一正在工作變壓器，原、副線圈匝數(shù)分別為n1＝600匝、n2＝120匝，電源電壓為U＝311sin100πt(V)，原線圈中串聯(lián)一個(gè)額定電流為0.2A保險(xiǎn)絲，為確保保險(xiǎn)絲不被燒毀，則()A．負(fù)載功率不能超出44WB．副線圈電流最大值不能超出1AC．副線圈電流有效值不能超出1AD．不論副線圈電流有多大，保險(xiǎn)絲總不會(huì)被燒毀9．（雙選）(·山東高考)某小型水電站電能輸送示意圖如圖8所表示，發(fā)電機(jī)輸出電壓為200V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)．要使額定電壓為220V用電器正常工作，則()圖8A.eq\f(n2,n1)＞eq\f(n3,n4)B.eq\f(n2,n1)＜eq\f(n3,n4)C．升壓變壓器輸出電壓等于降壓變壓器輸入電壓D．升壓變壓器輸出功率大于降壓變壓器輸入功率10．1月份，我國(guó)南方大部分地域遭遇特大雪災(zāi)，輸電線表面結(jié)冰嚴(yán)重，造成線斷塔倒．某學(xué)校試驗(yàn)興趣小組設(shè)計(jì)了利用輸電導(dǎo)線本身電阻發(fā)燒除冰救災(zāi)方案，處理后電路原理如圖9所表示，輸電線路終端降壓變壓器用模擬負(fù)載R0代替，RL為輸電線電阻，并將電阻RL放入冰雪中，在變壓器原線圈兩端加上交變電流后即出現(xiàn)冰雪融化現(xiàn)象．為了研究最好除冰方案，以下模擬試驗(yàn)除給定操作外，其余條件不變，不考慮其可行性，你認(rèn)為其中最合理是()圖9A．將調(diào)壓變壓器滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng)一些B．將調(diào)壓變壓器滑動(dòng)觸頭P向下移動(dòng)一些，同時(shí)延長(zhǎng)通電時(shí)間C．經(jīng)過(guò)計(jì)算，選擇適當(dāng)輸出電壓，并閉合S將模擬負(fù)載R0短時(shí)短路D．經(jīng)過(guò)計(jì)算，選擇適當(dāng)輸出電壓，并將模擬負(fù)載R0阻值增大一些11．如圖10所表示，理想變壓器副線圈上經(jīng)過(guò)輸電線接有兩個(gè)相同燈泡L1、L2，輸電線上等效電阻為R，開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)。當(dāng)S接通時(shí)，以下說(shuō)法中不正確是（） A、副線圈兩端M、N輸出電壓降低。B、副線圈輸電線等效電阻R上電壓增大。C、經(jīng)過(guò)燈泡L1電流減小。D、兩線圈中電流增大。12．（雙選）如圖11所表示為一理想變壓器電路圖，圖中S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器R滑片，U1為加在原線圈兩端交變電壓，I1為原線圈中電流，則以下說(shuō)法中正確是（）A、若保持U1及P位置不變，S由a合到b時(shí)，I1將增大；B、若保持U1及P位置不變，S由b合到a時(shí)，R消耗功率將增大；C、若保持U1不變，S接在a處，使P向上滑時(shí)，I1將增大；D、若保持P位置不變，S接在a處，使U1增大時(shí)，I1將增大。13．發(fā)電廠發(fā)電機(jī)輸出電壓為U1。發(fā)電廠到學(xué)校輸電導(dǎo)線總電阻為R，經(jīng)過(guò)導(dǎo)線電流為I，學(xué)校得到電壓為U2，則輸電線上損耗功率不可表示為（）A、U12/RB、（U1—U2）2/RC、I2RD、I（U1—U2）14．（雙選）在電能輸送過(guò)程中，若輸送電功率一定，輸電線電阻一定時(shí)，則在輸電線上損耗電功率（）A、和輸送電線上電壓降平方成反比；B、和輸送電流平方成反比；C、和輸送電線上電壓降平方成正比；D、和輸送電流平方成正比。Lab15LabA、燈L也能正常發(fā)光；B、燈L比另外三個(gè)等都暗；C、燈L將會(huì)被燒壞；D、不能確定。16．將輸入電壓為220v，輸出電壓為6v變壓器，改裝成輸出電壓為30v變壓器，副線圈原來(lái)匝數(shù)為30匝，原線圈匝數(shù)不變，則副線圈應(yīng)增加匝數(shù)為（）A、150匝B、144匝C、130匝D、120匝17．如圖所表示，理想變壓器原線圈匝數(shù)為1000匝，兩個(gè)副線圈匝數(shù)分別為n2=50匝、~U1n1n2n3L1L2n3=100匝，L1是“6v、2w”小燈泡，L~U1n1n2n3L1L2A、1/60AB、1/30AC、1/20AD、1/40ARn2n1~Rn2n1~A、原線圈匝數(shù)n1增加；B、副線圈匝數(shù)n2增加；C、負(fù)載電阻R阻值增大；D、負(fù)載電阻R阻值降低19．如圖理想變壓器輸入電壓一定，每個(gè)副線圈匝數(shù)分別為n2、n3，當(dāng)把一電熱器接在a、b間，讓c、d空載時(shí)，安培表示數(shù)為I1；當(dāng)把同一電熱器接在c、d間讓a、b空載時(shí)，安培表示數(shù)為I2，則I：I`值為（）A、（n2/n3）2B、（n3/n2）2C、n2/n3D、n3/n220．某用電器要離供電電源L，線路上電流為I，若要求線路上電壓降不超出U，以知輸電導(dǎo)線電阻率為ρ，那么，該輸電導(dǎo)線橫截面積最小值為（）A、ρL/UB、2ρLI/UC、U/ρLID、2UI/ρL二、非選擇題(本大題共2個(gè)小題，共30分，解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要文字說(shuō)明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算要注明單位)21．(14分)理想變壓器原線圈中輸入電壓U1＝3300V，副線圈兩端電壓U2為220V，輸出端連有完全相同兩個(gè)燈泡L1和L2，繞過(guò)鐵芯導(dǎo)線所接電壓表V示數(shù)U＝2V．求：圖10(1)原線圈n1等于多少匝？(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電流表A2示數(shù)I2＝5A．則電流表A1示數(shù)I1為多少？(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電流表A1示數(shù)I1′等于多少？22．(16分)三峽水利樞紐工程是長(zhǎng)江流域治理開(kāi)發(fā)關(guān)鍵工程，是中國(guó)規(guī)模最大水利工程．樞紐控制流域面積為1.0×106km2，占長(zhǎng)江流域面積56%，壩址處年平均流量為Q＝4.51×1011m3.水利樞紐主要任務(wù)包含防洪、發(fā)電、航運(yùn)三方面．在發(fā)電方面，三峽電站安裝水輪發(fā)電機(jī)組26臺(tái)，總裝機(jī)容量(指26臺(tái)發(fā)電機(jī)組同時(shí)工作總發(fā)電功率)為P＝1.82×107kW，年平均發(fā)電量約為W＝8.40×1010kW·h.該工程已全部完工，電站主要向華中、華東電網(wǎng)供電，以緩解這兩個(gè)地域供電擔(dān)心局面．閱讀上述資料，解答以下問(wèn)題(水密度ρ＝1.0×103kg/m3，g取10m/s2)：(1)若三峽電站上、下游水位差按h＝100m計(jì)算，試推導(dǎo)三峽電站將水流勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能效率η公式，并計(jì)算出效率η數(shù)值．(2)若26臺(tái)發(fā)電機(jī)組全部建成并發(fā)電，要達(dá)成年發(fā)電量要求，每臺(tái)發(fā)電機(jī)組平均年發(fā)電時(shí)間t為多少天？(3)將該電站電能輸送到華中地域，送電功率為P1＝4.5×105kW，采取超高壓輸電，輸電電壓為U＝500kV，而發(fā)電機(jī)輸出電壓約為U0＝18kV.若輸電線上損耗功率為輸電功率5%，求發(fā)電站升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比和輸電線路總電阻．23．有條河流，流量Q=2m3/s，落差h=5m，現(xiàn)利用其發(fā)電，若發(fā)電機(jī)總效率為50%，輸出電壓為240v，輸電線總電阻為R=30Ω，允許損失功率為輸出功率6%，為滿足用戶需求，則該輸電線路使用理想升壓、降壓變壓器匝數(shù)比各是多少？能使多少盞“220v，100w”電燈正常發(fā)光？（g取10m/s2）B~U1nB~U1n1n2RU2Fn1：n2=2：1，交流電源電壓U1=220v，F(xiàn)為熔斷電流I0=1.0A保險(xiǎn)絲，負(fù)載為一可變電阻。（1）、當(dāng)電阻R=100Ω時(shí)，保險(xiǎn)絲能否被熔斷？（2）、要使保險(xiǎn)絲不被熔斷，電阻R阻值最小值為多少？變壓器輸出電功率不能超出多少？25．一臺(tái)發(fā)電機(jī)輸出電功率為100kw，輸出電壓為250v，先欲向遠(yuǎn)處輸電，若輸電線總電阻為8Ω，要求輸電時(shí)輸電線上損失電功率不超出輸送電功率5%，要向用戶輸送200v電壓，求：（1）、輸電所需升壓變壓器和降壓變壓器原副線圈匝數(shù)之比分別是多少？（2）、用戶得到電功率是多少？1-5D、AB、D、A、A6-10AB、BD、AC、AD、C11-15A、AD、A、CD、A16-21D、D、BD、A、B21解析：(1)由電壓與變壓器匝數(shù)關(guān)系可得：U1/n1＝U2/n2＝U，則n1＝1650匝．(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，有：U1I1＝U2I2，I1＝eq\f(U2I2,U1)＝eq\f(1,3)A(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，有：RL＝U2/I2＝44Ω.當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，設(shè)副線圈總電阻為R′，有R′＝RL/2＝22Ω，副線圈中總電流為I2′，則I2′＝U2/R′＝10A．由U1I1′＝U2I2′可知，I1′＝eq\f(U2I2′,U1)＝eq\f(2,3)A.答案：(1)1650匝(2)eq\f(1,3)A(3)eq\f(2,3)A22解析：(1)一年里水流做功(即降低勢(shì)能)W′＝Qρgh.水流勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能效率η＝eq\f(W,W′)＝eq\f(W,Qρgh)，將數(shù)據(jù)代入上式得η≈67%.設(shè)每臺(tái)發(fā)電機(jī)組平均年發(fā)電n天，則W＝Pt，即P×n