浙江省高考物理 能力突破 10.2变压器 电能的输送

1、浙江2013年物理高考能力突破：10.2变压器 电能的输送(40分钟 100分)一、单项选择题(本题共4小题，每小题8分，共32分，每小题只有一个选项符合题意)1.(2012·泰州模拟)原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端接一正弦交变电流，为了使变压器输入功率增大，可以采取的措施有( )A.只增加原线圈的匝数n1 B.只减少副线圈的匝数n2C.只减少负载电阻R的阻值 D.只增大负载电阻R的阻值2.(2012·金华模拟)如图所示，一理想自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形的闭合铁芯上，输入端AB间加一正弦式交流电压，在输出端BP间连接了理想交流电流表、灯泡和滑动变阻器，移动滑动触

2、头P的位置，可改变副线圈的匝数，变阻器的滑动触头标记为Q.则( )A.只将Q向下移动时，灯泡的亮度变大B.只将Q向下移动时，电流表的读数变大C.只将P顺时针方向移动时，电流表的读数变大D.只提高输入端的电压U1时，电流表的读数变大3.(预测题)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，R1=20 ，R2=30 ，C为电容器.已知通过R1的正弦式交流电如图乙所示，则( )A.交流电的频率为0.02 HzB.原线圈输入电压的最大值为C.电阻R2的电功率约为6.67 WD.通过R3的电流始终为零4.一输入电压为220 V,输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏,为获知此变压器原、副线圈匝数,某

3、同学拆下烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈.如图所示,然后将原线圈接到220 V交流电源上,测得新绕线圈的端电压为1 V,按理想变压器分析,该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( )A.1 100,360B.1 100,180C.2 200,180D.2 200,360二、不定项选择题(本题共4小题，每小题8分，共32分，每小题至少一个选项符合题意)5.(2011·山东高考)为保证用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图.保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压.某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示.以下正确

4、的是( )A. B. C.为使用户电压稳定在220 V，应将P适当下移D.为使用户电压稳定在220 V，应将P适当上移6.(创新题)如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S闭合时( )A.交流电压表V2和V3的示数一定都变小B.交流电压表V3的示数变小C.交流电流表A1、A2和A3的示数一定变大D.A1的示数变大7.(易错题)如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，初级线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V,负载电阻R=44 ，电流表A1的示数为0.20 A.下列判断中正确的是( )A.

5、初级线圈和次级线圈的匝数比为21B.初级线圈和次级线圈的匝数比为51C.电流表A2的示数为1.0 AD.电流表A2的示数为0.4 A8.某水电站，用总电阻为2.5 的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是( )A.输电线上输送的电流大小为2×105 AB.输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC.若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kWD.输电线上损失的功率为PU2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻三、计算题(本大题共2小题，共36分，要有必要的文字说明和解题步骤，有

6、数值计算的要注明单位)9.(16分)图甲是一理想变压器的电路连接图,图乙是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象,已知原、副线圈的匝数比为101,电流表A2的示数为2 A,开关S断开,求:(1)变压器的输入功率和电压表的示数;(2)将开关S闭合,定性分析电路中三只电表的示数变化情况.(3)若将电流表A2置换成一只具有单向导电性的二极管,电压表示数为多少?10.(2012·东莞模拟)(20分)在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失.有一个小型发电站，输送的电功率为P=500 kW,当使用U=5 kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4 8

7、00 kW·h.求：(1)输电效率和输电线的总电阻r；(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输电？答案解析1.【解析】选C.由知,当n1增大时，U2减小，当减小n2时，U2也减小，又根据知，A、B、D均错误，C正确.2.【解析】选D.只将Q向下移动时，滑动变阻器连入电路的阻值变大，但副线圈两端的电压不变，故灯泡亮度不变，A错；只将Q向下移动时，副线圈中的电流减小，电流表的读数变小，B错；只将P顺时针方向移动时，由知U2减小，则由I2=知I2减小，即电流表的读数变小，C错；只提高输入端的电压U1时，U2将增大，电流表的读数变大，D正确.3.【解

8、析】选C.由图乙可知交流电频率为50 Hz，所以A错.副线圈电压最大值U2=Im1R1=20 V,由可知，原线圈电压的最大值U1=200 V,B错.R1和R2并联，,故C正确；因电容器接交流电有充放电电流，故D错.4.【解析】选B.对新绕线的理想变压器,根据变压比公式得n1= =1 100，变压器烧坏前,同理n2= =180,B正确.5.【解题指南】解答本题应注意以下三点： (1)根据图象找出最大值、周期，写出瞬时值表达式.(2)变压器原、副线圈的电压均为有效值.(3)根据变压器中电压关系确定如何改变原线圈匝数.【解析】选B、D.由图象可知，正弦式交变电压的最大值为，其周期为0.02 s,可得

9、其表达式为，B选项正确，又在u1、n2不变的前提下通过改变n1来使u2增大，由可得应使n1减小，故应将P适当上移，D选项正确.6. 【解析】选B、D.在理想变压器中，因为U不变，故V2示数不变；闭合S时，负载电阻变小，副线圈中电流I2增大，A2示数增大，由P入=P出,即I1U1=I2U2可知A1示数增大，因为ab和cd导线的电阻不可忽略，V3改测R2两端电压，故V3示数变小.R1两端电压减小，故流过R1处的电流I3变小，A3示数变小，故B、D正确.【总结提升】理想变压器动态分析的两种类型(1)匝数比不变，原、副线圈的电压U1、U2不变，电流I1、I2，功率P1、P2随负载电阻的变化而变化.(2

10、)负载电阻不变，原线圈的电压U1不变，副线圈两端的电压U2、电流I1、I2，功率P1、P2随匝数比的变化而变化.【变式备选】(2012·海口模拟)如图所示，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( )A.开关接通后，氖泡的发光频率为100 HzB.开关接通后，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】选A、B.由于副线圈电压由原线圈决定，则不论负载如何变化，电压表的读数不变，始终为有效值100 V，B正确，C错误；交流电每个周期内氖泡发光两次，每秒

11、发光100次，则氖泡发光频率为100 Hz，A正确；开关断开后，负载电阻增大、电流减小，则变压器的输出功率减小，D错误.7.【解析】选B、C.对于理想变压器，P1=U1I1=220×0.20 W=44 W，则负载电阻消耗的功率P2=P1=44 W，据，得，则,故B正确，A错误；A2的读数，故C正确，D错误.8.【解析】选B.输出电功率P=3×106 kW，输电电压U=500 kV，则输电线上输送的电流大小，所以A错；输电线上由电阻造成的电压损失，所以B正确；输电线上损失的功率，所以D错误；若损失功率为P=9×108 kW 时，P远大于输出功率，不符合实际，故C错误

12、.9.【解析】(1)由图乙可知输入电压的有效值U1=200 V(2分)由得,U2= =20 V(2分)变压器的输入功率P1等于输出功率P2故P1=P2=U2I2=20×2 W=40 W(2分)(2)将S闭合,U2不变,即电压表示数保持20 V不变;(2分)由于负载增多,负载总电阻减小,电流表A2的示数增大;(2分)次级线圈的输出功率增加,初级线圈的输入功率随之增加,电流表A1的示数增大.(2分)(3)接入二极管后,电压表两端的u-t图象如图所示,设电压表示数为U,则 (2分)解得U=141.4 V(2分)答案：(1)40 W 20 V(2)A1示数增大 A2示数增大 V示数不变(3)

13、141.4 V10.【解析】(1)输送功率P=500 kW,一昼夜输送电能E=Pt=12 000 kW·h(2分)输电线上损失的电能E=4 800 kW·h(2分)终点得到的电能E=E-E=7 200 kW·h,(2分)所以输电效率 (1分)输电线上的电流 (2分)输电线损耗功率Pr=I2r,(2分)其中 (2分)得r=20 .(2分)(2)输电线上损耗功率 (2分)原来Pr=200 kW,现在要求Pr=10 kW,(1分)解得输电电压应调节为U=22.4 kV.(2分)答案：(1)60% 20 (2)22.4 kV高效能学习的八大学习方法方法一：目 标 激 励法

14、 成就天才的必备素质就是远大志向，明确目标，勤奋刻苦，持之以恒，百折不挠。作为一名学生，要想在学习的道路上一路高歌，战胜各科学习困难，在考试中脱颖而出，就必须树立远大的理想，制定明确的学习目标和切实可行的计划，在日常学习中勤奋苦学，孜孜不倦，持之以恒，面对学习中上的挫折，百折不挠，勇往直前，并掌握一套正确的学习方法，科学合理地安排好自己的时间，只有这样，才能到达成功的理想彼岸。 方法二：统筹计划学习法正像建造楼房先要有图纸，打仗先要有部署一样，成功有效的学习也必须制定好一套切实可行的计划。所谓统筹计划学习法，就是学习者为达到一定的学习目标，根据主客观条件而制订学习步骤的一种学习方法。统筹计划学

15、习法包括四个方面：一是学习目标，二是学习内容，三是时间安排，四是保证落实的措施。只有综合考虑这四个方面，才能订出切实可行的规划。同时计划要因人而异，因事而异，并根据执行情况，适当及时调整。方法三：兴趣引导法使学习兴趣化，是获取成功的特别重要的法则。有的同学虽然很努力地学习，但是却对学习没有兴趣。凡是这种情况，学习效率都差得很，往往是事倍功半，效率不高。所以，千万不要只知道积极地去学，光顾着学，傻学，而要想办法培养自己的兴趣。只有将学习积极性转化为学习兴趣之后，你才有可能实现学习效率的飞跃。方法四：高效率学习法 作为学生，谁能够高效地管理时间，科学地利用时间，抓住时间的脉搏，谁就能创造学业的成功

16、，成就人生的辉煌。爱时间就是爱生命，爱生命的每一部分。谁把握住时间，谁就拥有一切。时间就是生命。“一个人一生只有三天：昨天、今天和明天。昨天已经过去，永不复返；今天已经和你在一起，但很快就会过去；明天就要到来，但也会消失。抓紧时间吧，一生只有三天！”现在是你们人生的黄金时期，也是学习知识、吸取知识最有效率的时期，你们应善于管理时间珍惜时间，不虚度年华，使生命失去原本的灿烂光彩。方法五：刨根质疑学习法 学习的过程是由一个“无疑有疑解疑无疑”不断循环往复的过程。学须善思，思后存疑，疑后问，问后知。所以，我们在日常生活和学习过程中，要善于思考，培养“凡事问一个为什么”的习惯。作为一个学生，我们要善于

17、发现问题，敢于向权威挑战，同时又要虚心求教，不耻下问，不懂的问题多问老师，向同学请教。积极参加各种有关学习的交谈、讨论、学习兴趣小组，创设一个与别人交流的良好平台，合作解决问题。方法六：笔 记 学 习法笔墨学习法又称笔记法，是利用记笔记学习的一种方法。在日常的读书、听课、复习的时候，对有一定价值和意义的材料、知识点、问题迅速及时地标记出来，记下来，然后整理成笔记，这对于巩固知识，积累材料，提高学习成绩都具有十分重要的意义。方法七：全 面 预 习法打无准备的仗必输，没有预习的功课一定不会好。要想有一个高效的课堂学习，必须牢牢抓住课前预习这个关键环节。常言道：“凡事预则立，不预则废。”“预”，即准备。预习就是在教师讲课之前，学生阅读教材及相关的内容，为新课学习做好必要的知识准备。我们在预习的时候，要大体了解书本内容，思考重点，发现难点，注意方法，增强预习的主动性、针对性，培养良好的预习习惯。方法八：高 效 听 课法 一个人的学生时代，