高考物理一輪復習 第11章 第2單元 變壓器 電能的傳輸課時跟蹤檢測-人教版高三物理試題

課時跟蹤檢測(三十三)變壓器電能的傳輸高考?？碱}型：選擇題＋計算題一、單項選擇題1．發(fā)電廠發(fā)電機的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至學校的輸電線電阻為R，通過導線的電流為I，學校的變壓器輸入電壓為U2，下列4個計算輸電線損耗的式子中，不正確的是()A.eq\f(U\o\al(1,2),R) B.eq\f(U1－U22,R)C．I2R D．I(U1－U2)2．如圖1所示的兩電路中，當a、b兩端與e、f兩端分別加上220V的交流電壓時，測得c、d間與g、h間的電壓均為110V。若分別在c、d與g、h的兩端加上110V的交流電壓，則a、b間與e、f間的電壓分別為()圖1A．220V,220V B．220V,110VC．110V,110V D．220V,03.(2014·洛陽聯(lián)考)如圖2所示，理想變壓器的原副線圈匝數(shù)比為1∶5，原線圈兩端的交變電壓為u＝20eq\r(2)sin100πtV，氖泡在兩端電壓達到100V時開始發(fā)光，下列說法中正確的有()圖2A．開關接通后，氖泡的發(fā)光頻率為50HzB．開關接通后，電壓表的示數(shù)為100VC．開關斷開后，電壓表的示數(shù)變大D．開關斷開后，變壓器的輸出功率不變4．(2015·廣東七校聯(lián)考)如圖3甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，原線圈輸入的交流電如圖乙所示，電阻R＝22Ω，則()圖3A．交流電的頻率為100HzB．t＝0.005s時電壓表的讀數(shù)為22eq\r(2)VC．t＝0.01s時電流表讀數(shù)為1AD．該變壓器原線圈的輸入功率為22W5.(2015·商州區(qū)一模)如圖4所示，一理想變壓器原線圈輸入正弦式交流電，交流電的頻率為50Hz，電壓表示數(shù)為11000V，燈泡L1與L2的電阻相等，原線圈與副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2＝50∶1，電壓表和電流表均為理想電表，則()圖4A．原線圈輸入的交流電的表達式為u＝11000sin50πtVB．開關K未閉合時，燈泡L1的兩端的電壓為220VC．開關K閉合后電流表的示數(shù)為通過燈泡L1中電流的eq\f(1,2)D．開關K閉合后原線圈輸入功率增大為原來的eq\r(2)倍二、多項選擇題6．某發(fā)電廠原來用11kV的交流電壓輸電，后來改用升壓變壓器將電壓升高到220kV輸電，輸送的電功率都是P，若輸電線路的電阻為R，則下列說法中正確的是()A．據(jù)公式I＝P/U，提高電壓后輸電線上的電流降為原來的1/20B．據(jù)公式I＝U/R，提高電壓后輸電線上的電流增為原來的20倍C．據(jù)公式P＝I2R，提高電壓后輸電線上的功率損耗減為原來的1/400D．據(jù)公式P＝U2/R，提高電壓后輸電線上的功率損耗將增大為原來的400倍7．某小型水電站的電能輸送示意圖如圖5所示。發(fā)電機的輸出電壓為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的用電器正常工作，則()圖5A.eq\f(n2,n1)>eq\f(n3,n4)B.eq\f(n2,n1)<eq\f(n3,n4)C．升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓D．升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率8．(2013·南京二模)如圖6所示，理想變壓器原線圈匝數(shù)n1＝1210，副線圈匝數(shù)n2＝121，原線圈電壓u＝311sin100πtV，負載電阻R＝44Ω，不計電表對電路的影響，各電表的讀數(shù)應為()圖6A．eq\o\ac(○,A1)讀數(shù)為0.05AB．eq\o\ac(○,V1)讀數(shù)為311VC．eq\o\ac(○,A2)讀數(shù)為0.5AD．eq\o\ac(○,V2)讀數(shù)為31.1V三、計算題9．某小型實驗水電站輸出功率是20kW，輸電線總電阻為6Ω。(1)若采用380V輸電，求輸電線路損耗的功率；(2)若改用5000V高壓輸電，用戶端利用n1∶n2＝22∶1的變壓器降壓，求用戶得到的電壓。10.1897年，舉世聞名的“尼亞加拉”水電站建成，現(xiàn)已使用100多年。當時世界各地都在使用著費用高昂的直流電。而尼亞加拉水電站采用了特斯拉發(fā)明的交流電供、輸電技術(shù)，用高壓電實現(xiàn)了遠距離供電。若其中某一發(fā)電機組設計為：發(fā)電機最大輸出功率為P＝100kW，輸出電壓為U1＝250V，用戶需要的電壓為U2＝220V，輸電線電阻為R＝10Ω，若輸電線中因生熱而損失的功率為輸送功率的4%。圖7(1)畫出此輸電線路的示意圖；(2)求在輸電線路中設置的升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比；(3)求降壓變壓器的最大輸出電流I2。(保留整數(shù))答案1．選A用P＝eq\f(U2,R)求電阻上損失的功率時，U要與電阻R相對應，選項A中的U1是輸出電壓不是輸電線電阻上的電壓，故A錯誤；選項B中U1－U2是輸電線上電阻的電壓，故B正確；C、D中的電流I是輸電線中的電流，故C、D正確，選A。2．選B由題意知：甲圖為變壓器，ab部分線圈匝數(shù)與cd部分線圈匝數(shù)之比為2∶1，若cd端為輸入110V的交流電壓則ab端可獲得220V的交流電壓；乙圖為分壓器不能使電壓升高。3．選B由u＝20eq\r(2)sin100πtV可知，交流電壓頻率為50Hz，在一個周期內(nèi)，交變電流兩次超過100V電壓，所以氖泡的發(fā)光頻率為100Hz，選項A錯誤；變壓器輸入電壓有效值為U1＝20V，輸出電壓有效值U2＝eq\f(n2,n1)U1＝5×20V＝100V，開關接通與斷開后，電壓表的示數(shù)均為100V，選項B正確，C錯誤；開關斷開后，氖泡不發(fā)光，消耗電能變小，變壓器的輸出功率變小，選項D錯誤。4．選D由圖乙知原線圈兩端電壓的峰值為220eq\r(2)V，周期T＝0.02s，則頻率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，有效值為eq\f(220\r(2),\r(2))＝220V由變壓器的電壓與匝數(shù)的關系：eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)，得：U2＝eq\f(n2U1,n1)＝eq\f(1,10)×220＝22V，即電壓表的讀數(shù)為22V；副線圈中的電流I2＝eq\f(U2,R)＝1A，功率P1＝P2＝eq\f(U\o\al(2,2),R)＝22W由變壓器的電流與匝數(shù)的關系：eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)得：I1＝eq\f(n2I2,n1)＝0.1A。5．選B原線圈的電壓最大值Um＝11000eq\r(2)V，角速度ω＝2πf＝100πrad/s，所以原線圈輸入的交流電的表達式為u＝11000eq\r(2)sin100πt(V)，故A錯誤；開關K未閉合時，燈泡L1的兩端的電壓即為副線圈電壓，則eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)＝eq\f(50,1)，則開關K未閉合時，燈泡L1的兩端的電壓U2＝220V，故B正確；開關K閉合后，L1與L2并聯(lián)，且電阻相等，所以電流表的示數(shù)與通過燈泡L1中電流相等，故C錯誤；開關K閉合后，副線圈功率增大為原來的2倍，則原線圈輸入功率增大為原來的2倍，故D錯誤。6．選AC因輸送功率不變，故輸電線路上的電流I＝eq\f(P,U)，A對；由線路上損耗的功率P損＝I2R，得C正確。7．選AD根據(jù)變壓器工作原理可知eq\f(n1,n2)＝eq\f(200,U2)，eq\f(n3,n4)＝eq\f(U3,220)，由于輸電線上損失一部分電壓，升壓變壓器的輸出電壓大于降壓變壓器的輸入電壓，有U2>U3，所以eq\f(n2,n1)>eq\f(n3,n4)，A正確，B、C不正確；升壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功率加上輸電線損失功率，D正確。8．選AC各表的讀數(shù)均為有效值，故○V1的讀數(shù)U1＝220V；由U2＝eq\f(n2,n1)U1知，○V2的讀數(shù)為22V；由I2＝eq\f(U2,R)知，○A2的讀數(shù)為0.5A；I1＝eq\f(n2,n1)I2知，○A1的讀數(shù)為0.05A，選項A、C正確。9．解析：(1)輸電線上的電流為I＝eq\f(P,U)＝eq\f(20×103,380)A≈52.63A輸電線路損耗的功率為P損＝I2R＝52.632×6W≈16620W＝16.62kW。(2)改用高壓輸電后，輸電線上的電流為I′＝eq\f(P,U′)＝eq\f(20×103,5000)A＝4A用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓U1＝U′－I′R＝(5000－4×6)V＝4976V根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，用戶得到的電壓為U2＝eq\f(n2,n1)U1＝eq\f(1,22)×4976V≈226.18V答案：(1)16.62kW(2)226.18V10．解析：(1)電路示意圖如圖所示。(2)輸電過程中損失的功率：P損＝ηP通過R的電流：I2＝eq\r(\f(P損,R))發(fā)電機的輸出電流：I1＝eq\f(P,U1)升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比：eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)＝eq\r(\f(η