7-8学年同步备课套餐之物理沪科版选修2讲义：电能的输送与变压器章末检测卷版含答案完美版

1、章末检测卷（时间：90分钟满分：100分）一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分）1.发电厂给某工厂的功率限额为500 kW,用100 kV高压输送，当该工厂由于休假，只使用50 kW的电功率时，发电厂和工厂间的高压线路电流为（）A. 0.5 AB. 5 AC. 50 AD.不知电阻，无法求出答案 A2 . 500千伏超高压输电是我国目前正在实施的一项重大工程，我省超高压输电工程正在紧张建设之中.若车送功率为 3 200万千瓦，原来采用 200千伏输电，由于输电线有电阻而损失 的电功率为P损，则采用500千伏超高压输电后，在输电线上损失的电功率为（设输电线的电阻未变）（）A. 0.

2、4P 损 B. 0.16P 损 C. 2.5P 损 D. 6.25P 损答案 BP2解析 根据P损= P2r可知：当输电电压由 200 kV升局到500 kV时，其线路损耗由 P损减小 到0.16P损，选项B正确.3 .普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图1中电流互感器ab 一侧线圈的匝数较少，工作时电流为 出，cd 一侧线圈的匝数较多，工 作时电流为Icd,为了使电流表能正常工作，则 （）mJ DvJ iLf图1A. ab 接 MN、cd 接 PQ, Iab<IcdB. ab 接 MN、cd 接 PQ, Iab>IcdC. ab 接

3、PQ、cd 接 MN, Iab<IcdD. ab 接 PQ, cd 接 MN, Iab>Icd答案 B解析 根据单一副线圈的理想变压器原理，电流比值等于匝数比的倒数，可得 ab接MN、cd 接 PQ, Iab>Icd,故 B 正确.4 .如图2所示，图甲是远距离输电线路的示意图，图乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则（）机变压器变压器-3(X>A.用户用电器上交流电的频率是100 HzB.发电机输出交流电的电压有效值是500 VC.输电线上的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D.当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小答案 D1“一 、解析 由ut图像

4、可知，交流电的周期T=0.02 s,故频率f=T = 50 Hz,选项A错误；交流输电线上的电流由电的电压最大值 U m= 500 V ,故有效值U =U；=250.2 V,选项B错误;降压变压器副线圈上的电阻和降压变压器原、副线圈的匝数比决定，选项 C错误；当用户用电器的总电阻增大时，副线圈上的电流减小，根据 “=这，原线圈（输电线）上的电流减小，根|2 ni据P= I2R得输电线损失的功率减小，选项 D正确.5 .如图3所示，一自耦变压器（可看做理想变压器）输入端AB间加一正弦交流电压，在输出端CD间接灯泡和滑动变阻器.转动滑片P可以改变副线圈的匝数，移动滑片Q可以改变接入电路电阻的阻值.

5、则（）图3A.只将P逆时针小角度转动，灯泡变亮B.只将P顺时针小角度转动，灯泡变亮C.只将Q向上移动，灯泡变暗D.只将Q向下移动，灯泡变亮答案 A解析 只将P逆时针转动，输出端匝数增多，输出电压增大，灯泡变亮，选项A正确，B错误.只将Q向上或向下移动，输出电压不变，灯泡亮度不变，选项 C、D错误.6 .如图4所示，理想变压器 MN原线圈接一交流电源，副线圈回路中有一定值电阻R0和两个小灯泡Li、L2,电表为理想电表.最初开关 S是断开的，现闭合开关 S,则（）图4A,副线圈两端电压变大B.灯泡Li变亮C.电流表Ai示数变大D.电阻R）中的电流变小答案 C解析根据u1=n；, U2=n2ui,故

6、U2不变，a错误；闭合开关s,副线圈回路中的电阻减小，电流I2增大，D错误；根据F=n2,则Ii=n2l2,所以电流表Ai示数变大，C正确；Ro两端电 l2 niniuLi2压增大，Uli减小，灯泡Li消耗的功率Pli = U1，故功率Pli减小，灯泡Li变暗，B错误.Rli二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分，每题至少有两个选项正确，选对得5分，漏选得2分，错选得0分）7.如图5甲所示，理想变压器的原线圈电路中装有0.5 A的保险丝L,原线圈匝数ni = 600匝，副线圈匝数 1=120匝.当原线圈接在如图乙所示的交变电源上时，要使整个电路和用图5A.阻值为i4.4 Q的电阻B

7、,并联两盏“ 36 V 40 W”的灯泡C.工作频率为i0 Hz的电视D.耐压值为36 V的电容器答案 AB解析 理想变压器可以变压、变流，但不可以改变功率和频率；由题图乙可知，原线圈中交变电源的周期为0.02 s,频率为50 Hz,则副线圈得到的交变电流的频率也为50 Hz,故接入U2=i20xi80 V,解得 5 600工作频率为i0 Hz的电视不能正常工作，C错误；由题图乙可知，原线圈所接电源电压的有效值为i80 V,由理想变压器特点可知，变压比等于匝数比，则4=36 V, B中两灯泡接入电路时，原线圈中的电流Ii = 4 A = 0.44 AV 0.5 A, B正确；副线圈9两端电压的

8、有效值为 36 V,但其最大值大于电容器的耐压值，故D错误；由理想变压器特点2可知，原、副线圈消耗的功率相等，则（36,V ）=180 VX0.5 A,解得R= 14.4 Q A正确.R8 .如图6所示，理想变压器初级线圈接一正弦式交变电流，交变电流的电压有效值恒定不变.则下列说法中正确的是 （）图6A,只将S从2拨向1时，电流表示数变小B,只将S2从4拨向3时，电流表示数变小C,只将S3从闭合变为断开，电阻 R2两端电压增大D,只将变阻器 R3的滑动触头上移，变压器的输入功率减小答案 BD解析 只将Si从2拨向1时，输出电压增大，输出功率增大，原线圈输入电流增大，电流表示数变大，选项 A错误

9、.只将 0从4拨向3时，输出电压减小，输出功率减小，原线圈输入 电流减小，电流表示数变小，选项 B正确.只将S3从闭合变为断开，电阻 R2两端电压不变， 选项C错误.只将变阻器 R3的滑动触头上移，变压器的输出电流减小，输出功率减小，由 变压器功率关系可知其输入功率减小，选项D正确.9 .如图7所示，有一台交流发电机 E,通过理想升压变压器 T1和理想降压变压器 T2向远处 用户供电，输电线的总电阻为 R.T1的输入电压和输入功率分别为5和P1，它的输出电压和输出功率分别为 “和P2； 丁2的输入电压和输入功率分别为U3和P3,它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.设T1的输入电压U1一定，

10、当用户消耗的电功率变大时，有（）图7A. U2变小，U4变大B . U2不变，U3变小C. P1变小,P2变小D. P2变大，P3变大答案 BD解析 由理想变压器输出功率决定输入功率可得，当用户消耗功率变大时，升压变压器的输入功率必增大，即 Pl变大，输入电压 Ui为定值不变，升压变压器的匝数不变，故输出电压U2不变，由于 Pi变大，由Pl=Ui|i=P2=U2l2可得，Il变大，P2、I2变大，闭合电路欧姆定 律：U3=U2 I2R,故U3变小，降压变压器原、副线圈匝数不变，所以随 U3变小，U4变小,A、C错误，B正确.由于用户功率变大，即 P4变大，理想变压器无功率损耗可得：P3=P4,

11、功率P3也变大，故 D正确.10.如图8所示，理想变压器的三只线圈匝数之比ni ：血：期=10 ： 5 ： 1,图中灯泡L的规格为“50 V,25 W”，电阻R的阻值是i0 Q,若灯泡L正常发光，据此可知（）包 如R图8A,变压器线圈a、b两端输入的交流电压为 i00 VB .电流表读数为 5AC. i min内电阻R产生的热量为6.0X i04 JD.变压器输入电流为 0.35 A答案 AD解析 灯泡L正常发光，说明灯泡L两端电压为 5=50 V,由变压公式可知，变压器线圈a、nib两端输入的交流电压为ui=n；u2=i00 V选项a正确；由变压公式可知,线圈n3两漏电压为U3=n；U2=i

12、0 V,电流表读数l3 = U3=i A,选项B错误；由焦耳定律可得i min内电阻R产生的热量为 Q=l32Rt=i2x i0X60 J=6.0xi02 J,选项C错误；由理想变压器输入功35率等于输出功率知 IiUi=P2+l3U3=25 W+i0 W=35 W.变压器输入电流为 1尸瑞 A = 0.35A,选项D正确.三、填空题（本题共2小题，共i0分）11. （2分）如图9所示，理想变压器的输出端接有一电动机，电动机的电阻为R,电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升，若变压器的输入功率为P,电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电流表的读数应等于图9答案解析 理想变压器P出=P人

13、由题意知：P入=P2 GP 出=mgv + I RD综合得I =/P-mgv；R12. (8分)如图10所示，理想变压器原线圈与一 10 V的交流电源相连，副线圈并联两个小灯 泡a和b,小灯泡a的额定功率为0.3 W,正常发光时电阻为 30 Q,已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为 0.09 A,可计算出原、副线圈的匝数比为 ，流过灯泡b的电流为 A.答案 10 : 3 0.2U2解析 副线圈两端电压 U2等于小灯泡a两端电压Ua,由Pa=詈得Ua=3 V,则原、副线圈 Ra的匝数比里=空=乎；流过灯泡a的电流Ia = Ua=0.1 A n2 U2 3Ran 1919又nTF，得 I2=0

14、.3 A.流过灯泡 b 的电流 Ib=I2-Ia= 0.3 A-0.1 A = 0.2 A.n2 11 0.09 A四、计算题(本大题共4小题，共46分)13. (8分)有一台内阻为1 的发电机，供给一个学校照明用电，如图 11所示.升压变压器 匝数比为1 : 4,降压变压器的匝数比为4 ： 1,输电线的总电阻 R= 4 Q,全校共22个班，每班有“ 220 V 40 W”的灯6盏.若保证全部电灯正常发光，则：图11(1)发电机输出功率是多大？(2)输电效率是多少？答案(1)5 424 W (2)97.3%解析(1)对降压变压器：U2' I2=U3I3=nP 灯=22X6X40 W=

15、5 280 W.，4U2 =1U3= 880 V.I2 =nP灯U25 280880A= 6 A.对升压变压器：U1I1=U2I2=I22R+ U2' I2=62X4 W + 5 280 W=5 424 W.P有用XP出所以发电机输出功率 P出=5 424 W.100% = 5280 X 100%= 97.3%.5 42414. （10分）如图12所示，理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比ni :k=2 ： 1,交流电源电压u= 311sin （100疝）V, F为熔断电流为I0=1.0 A的保险丝，负载 R为一可变电阻.（1）当电阻R= 100 时，保险丝能否被熔断？（2）要使保险丝

16、不被熔断，电阻R的阻值应不小于多少？变压器输出的电功率不能超过多少？图12答案 （1）保险丝不会被熔断（2）55 Q 220 W解析 原线圈电压的有效值为Ui =j2 V = 220 V由理=n得副线圈两端的电压U2 n2U2= -2U1 =1 X 220 V =110 V 'n12当R=100 时，副线圈中电流U2 110也=真=而 A=1.10 A.由U1|1=U2l2得原线圈中的电流为11=恃12=被*1.10 A =0.55 A,由于I1<l0（熔断电流），故保险丝不会被熔断.（2）设电阻R取某一值 副线圈中的电流为U1220R0时，原线圈中的电流IJ刚好到达熔断电流I。

17、，即=1.0 A,则=2X 1.0 A=2.0 A变阻器阻值为R0=7U2=1? Q = 55I22.0此时变压器的输出功率为P2=I2' U2=2.0X 110 W=220 W可见，要使保险丝F不被熔断，电阻R的阻值不能小于 55 ，输出的电功率不能大于220 W.15. （12分）一台发电机输出的电功率为100 kW,输出电压为250 V,现欲向远处输电，若输电线的总电阻为8 Q,要求输电时输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%,并向用户输送220 V电压.试画出这次输电线路的示意图.(2)求输电所需升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数之比分别是多少?(3)求用户得到的电功

18、率是多少？答案(1)见解析图(2)1 ： 16 190 ： 11(3)95 kW解析(1)由于是大功率、远距离输电，为了减少输电线路损失的电能，所以要采用高压输电,再用降压变压器向用户输送220 V电压，画出其输电线路的示意图如图所示.(2)由于要求PrW P2X5%, 又因为P1 = P2PR= 5%X P1=5%X 100 kW = 5X 103 W 故通过输电线的最大电流为:Pr ,5X1037kA = 25 A降压变压器输入功率P2' =P2Pr=(100X 103 5X 103)W = 9.5X 104 WP2'9.5X 1044 750I3=TT=2 AA3P1 1

19、00X 10I1=U1= 250A = 400 A.所以升压变压器的原、副线圈的匝数之比12_ 251n2 Il40016降压变压器的原、副线圈的匝数之比4 750ns= I3_ 11 = 190n4一I2 25 11(3)由于是理想变压器，用户得到的电功率即为降压变压器的输入功率P 用=Pi-Pr= (100X 103-5X 103)W = 95 kW.16. (16分)一台小型发电机的最大输出功率为100 kW,输出电压恒为500 V,现用电阻率为1.8X 10 8 Q 卬横截面积为105 m2的输电线向4X103 m远处的用户输电，要使发电机满负 荷运行时，输电线上的损失功率不超过发电机总功率的4%,求：(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？(2)如果用户用电器的额定电压为