高考物理 第十章 第2单元 变压器 电能的输送解析

1、2010-2011学年第二学期专题检测物理学科选修3-2 第十章   第2单元  变压器  电能的输送一、选择题(本大题共10个小题，共70分，每小题至少有一个选项正确，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1(2008·北京高考)一理想变压器原、副线圈匝数比n1n2115，原线圈与正弦交变  电源连接，输入电压u如图1所示副线圈仅接入一个10 的电阻则    ()图1A流过电阻的电流是20 AB与电阻并联的电压表的示数是C经过1分钟电阻发出的热量是6×103 JD变压器的输入功率是1&#

2、215;103 W解析：原线圈中电压的有效值是220 V由变压比知副线圈中电压为100 V，流过电阻的电流是10 A；与电阻并联的电压表的示数是100 V；经过1分钟电阻发出的热量是6×104 J；  V1×103 W只有D项正确答案：D2(2010·济南模拟)正弦式电流经过匝数比为的变压器与电阻R、交流电压表 V、交流电流表A按如图2甲所示方式连接，R10 .图乙所示是R两端电压U随时间变化的图象，则下列说法中正确的是           &#

3、160;        ()图2解析：由图乙所示图象知T2×102 s，f50 Hz，2f100 rad/s，I1的有效值为0.1 A，B正确，C错误电压表读数应为副线圈电压的有效值，故D错误  答案：AB3如图3所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n.原线圈接正弦交流电压U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机电动机线圈电阻为R.当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一重物匀速上升下列判断正确的是        

4、;                ()A电动机两端电压为IRB电动机消耗的功率为I2RC原线圈中的电流为nID变压器的输入功率为解析：因电动机是非纯电阻电路，UIR，PI2R，A、B错电动机两端电压为，故电动机消耗的功率为，即为变压器的输入功率，原线圈中的电流I0I/n，D对C错  答案：D4如图4所示，左侧的圆形导电环半径为r1.0 cm，导电环与一个理想变压器的原线圈相连，变压器的副线圈两端与一个电容为C100 pF的电容器相连，导

5、电环的电阻不计，环中有垂直于圆环平面的变化磁场，磁感应强度B的变化率为若电容器C所带电荷量的最大值为1.41×109C，则所用理想变压器的原、副线圈的匝数之比为(取210)         ()答案：A5如图5所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为31，原线圈中串一个灯泡L，副线圈上接三个与L相同的灯泡，这三个灯泡均能正常发光，则   ()A灯L也能正常发光B灯L比另三灯都暗C灯L将会被烧坏D不能确定解析：原、副线圈中的电流之比为而副线圈中通过每盏灯的电流均为其额定电流所以通过原线圈中灯

6、L的电流恰为其额定电流，灯L正常发光，所以A正确答案：A6(2009·江苏高考)如图6所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为15，原线圈两端的交变电压为氖泡在两端电压达到100 V时开始发光下列说法中正确的有                            ()图6A开关接通后，氖泡的发光频率为100 HzB开关接

7、通后，电压表的示数为100 VC开关断开后，电压表的示数变大D开关断开后，变压器的输出功率不变解析：氖泡在一个周期内发光两次，故其发光频率为100 Hz，A正确电压表示数为×5100 V，B正确开关断开后电压表示数不变，输出功率变小，故C、D错误答案：AB7如图7所示是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器已知变压器原线圈与副线圈的匝数比加在原线圈上的电压为u1311sin100t(V)，霓虹灯正常工作的电阻R440 k，I1、I2表示原、副线圈中的电流下列判断正确的是       ()图7A副线圈两端电压6220

8、 V，副线圈中的电流14.1   mAB副线圈两端电压4400 V，副线圈中的电流10.0   mACI1I2DI1I2答案：BD8在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈的匝数分别为n1600匝、n2120匝，电源的电压为U311sin100t(V)，原线圈中串联一个额定电流为0.2 A的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则                   

9、        ()A负载功率不能超过44 WB副线圈电流的最大值不能超过1 AC副线圈电流的有效值不能超过1 AD无论副线圈电流有多大，保险丝总不会被烧毁  答案：AC9(2009·山东高考)某小型水电站的电能输送示意图如图8所示，发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则      

10、60;           ()图8C升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率解析：由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率，P出P损P入，故D正确A正确答案：AD102008年1月份，我国南方大部分地区遭遇特大雪灾，输电线表面结冰严重，导致线断塔倒某学校实验兴趣小组设计了利用输电导线自身电阻发热除冰的救灾方案，处理后的电路原理如图9所示，输电线路终端降压变压器用模拟负载R0代替，RL为输电线电阻，并将电阻RL放入冰

11、雪中，在变压器原线圈两端加上交变电流后即出现冰雪融化的现象为了研究最好除冰方案，下列模拟实验除给定操作外，其他条件不变，不考虑其可行性，你认为其中最合理的是   ()图9A将调压变压器滑动触头P向上移动一些B将调压变压器滑动触头P向下移动一些，同时延长通电时间C通过计算，选择适当输出电压，并闭合S将模拟负载R0短时短路D通过计算，选择适当输出电压，并将模拟负载R0的阻值增大一些解析：输电线的电阻RL一定，将调压变压器滑动触头P向上移动一些，可以增大输出电压和输出电流，因此RL上消耗的功率增大，可以增强除冰效果，但同时也增大了电能消耗；延长通电时间，虽可以增大发热量

12、，但发热快慢不变即功率不变，若发热与导线散热平衡，则导线上的冰是不能除去的；如果所加电压适当，闭合S将模拟负载R0短时短路，可以将电能在RL上释放短时产生大量热量而除冰，适当电压可保证输电线不被烧断，节能省时；若增大R0，则RL上的电功率会减小因此最合理的是方案C.答案：C二、非选择题(本大题共2个小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(14分)理想变压器原线圈中输入电压U13300 V，副线圈两端电压U2为220 V，输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U2 V求：图10(1)原线圈n1等于多少匝？(2

13、)当开关S断开时，电流表A2的示数I25 A则电流表A1的示数I1为多少？(3)当开关S闭合时，电流表A1的示数I1等于多少？解析：(1)由电压与变压器匝数的关系可得：U1/n1U2/n2U，则n11650匝(2)当开关S断开时，有：(3)当开关S断开时，有：RLU2/I244 .当开关S闭合时，设副线圈总电阻为R，有RRL/222 ，副线圈中的总电流为I2，则I2U2/R10 A由U1I1U2I2可知，12(16分)三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发的关键工程，是中国规模最大的水利工程枢纽控制流域面积为1.0×106 km2，占长江流域面积的56%，坝址处年平均流量为Q4.51×1011 m3.水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26台，总装机容量(指26台发电机组同时工作的总发电功率)为P1.82×107 kW，年平均发电量约为W8.40×1010 kW·h.该工程已全部竣工，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的供电紧张局面阅读上述资料，解答下列问题(水的密度1.0×103 kg/m3，g取10 m/s2)：(1)若三峡电站上、下游水位差按h100 m计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率的公式，并计算