2019高中物理第三章电能输送与变压器测评B(含解析)沪科选修32

2019高中物理第三章电能的输送与变压器测评B(含分析)沪科选修322019高中物理第三章电能的输送与变压器测评B(含分析)沪科选修328/8羈PAGE8薆蒅莅莄莀蝿2019高中物理第三章电能的输送与变压器测评B(含分析)沪科选修32

电能的输送与变压器测评B

(高考体验卷)

一、选择题(本题共8小题,每题6分,共48分。在每题给出的四个选项中,第1~5题只有一个

选项吻合题目要求,第6~8题有多个选项吻合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,

有错选的得0分)

1.(2014·浙江理综)以下列图为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U,用等效总

电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流是I1,其尾端间的电压为U1。在输电线与用户间连

有一理想变压器,流入用户端的电流为I2,则( )

A.用户端的电压为??1??1??2

B.输电线上的电压降为U

C.理想变压器的输入功率为??12r

D.输电线路上损失的电功率为IU1剖析:理想变压器输入端与输出端功率相等,U1I1=U2I2,用户端的电压U2=??1U1,选项A正确;输电线上??2的电压降U=U-U=Ir,选项B错误;理想变压器输电线上损失的功率为2r,选项C、D错误。??111答案:A

2.(2014·四川理综)以下列图,甲是远距离输电线路的表示图,乙是发电机输出电压随时间变化的

图像,则( )

A.用户用电器上交变电流的频率是100HzB发电机输出交变电流的电压有效值是500V.C.输出线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

剖析:从图乙获取交变电流的频率是50Hz,变压器在输电过程中不改变交变电流的频率,选项A错误;

从图乙获取发电机输出电压的最大值是500V,所以有效值为250√2V,选项B错误;输电线的电流是

由降压变压器的负载电阻和输出电压决定的,选项C错误;由于变压器的输出电压不变,当用户用电

器的总电阻增大时,输出电流减小,依照电流与匝数成反比的关系可知,输电线上的电流减小,由P线

=I线R线可知,输电线上损失的功率减小,选项D正确。

答案:D

1

3.(2013·天津理综)一般的交流电流表不能够直接接在高压输电线路上测量电流,平时要经过电流互

感器来连接,图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少,工作时电流为Iab,cd一侧线圈的匝数很多,

工作时电流为Icd,为了使电流表能正常工作,则( )

A.ab接MN、cd接PQ,Iab<Icd

B.ab接MN、cd接PQ,Iab>Icd

C.ab接PQ、cd接MN,Iab<Icd

D.ab接PQ、cd接MN,Iab>Icd

剖析:依照电流互感器原理,原线圈中电流与副线圈电流的比值等于副线圈匝数与原线圈匝数的比

值,电流互感器原线圈匝数少,接高压电路,副线圈匝数多,接电流表,所以ab接MN、cd接PQ,Iab>Icd,

选项B正确。

答案:B

.

(2013·四川理综)用220V的正弦式交变电流经过理想变压器对一负载供电,变压器输出电压是

110V,经过负载的电流图像以下列图,则( )

A.变压器输入功率约为3.9W

B.输出电压的最大值是110V

C.变压器原、副线圈的匝数比是1∶2

D.负载电流的函数表达式i=0.05sin(100πt+π/2)A

剖析:经过负载的电流有效值为0.025√2A,变压器输入功率约为P=UI=110×0.025√2W=3.9W,选项A

正确;变压器输出电压的最大值是110√2V,选项B错误;由变压公式,变压器原、副线圈的匝数比是

21,选项C错误;负载电流的函数表达式i=0.05sin(100π)A,选项D错误。∶t答案:A

5.(2012·海南单科)以下列图,理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1,两个标有“12V,6W”的小

灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时,原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)

的示数分别是( )

2

A.120V,0.10AB.240V,0.025AC120V,0.05AD240V,0.05A..剖析:副线圈电压U2=12V,由??1=??1,得U1=240V,副线圈中电流2??=2×6A=1A,由??1=??2,得I2=灯??????12????22灯21I005A,选项D正确。1答案:D6.(2014·广东理综)以下列图的电路中,P为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压1不变,U闭合开关,以下说法正确的选项是()S

A.P向下滑动时,灯L变亮

B.P向下滑动时,变压器的输出电压不变

C.P向上滑动时,变压器的输入电流变小

D.P向上滑动时,变压器的输出功率变大

剖析:由于理想变压器输入电压不变,则副线圈电压U2不变,滑片P滑动时,对灯泡两端的电压没有

影响,故灯泡亮度不变,选项A错误;滑片P下滑,电阻变大,但副线圈电压由原线圈电压决定,则副

线圈电压不变,选项B正确;滑片P上滑,电阻减小,副线圈输出电流I2增大,则原线圈输入电流I1也

增大,选项C错误;此时变压器输出功率222将变大,选项D正确。P=UI

答案:BD

7.

(2014·山东理综)以下列图,将额定电压为60V的用电器经过一理想变压器接在正弦交变电源上。

闭合开关S后,用电器正常工作,交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220V和

2.2A。以下判断正确的选项是( )

A.变压器输入功率为484W

B.经过原线圈的电流的有效值为0.6A

C.经过副线圈的电流的最大值为2.2A

D.变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶3

剖析:理想电流表没有电阻,显示的2.2A是理想变压器的输出电流的有效值,理想电压表的电阻无

穷大,显示的220V是理想变压器的输入电压的有效值。用电器正常工作,所以,理想变压器的输出

电压的有效值为60V。依照理想变压器的电压与匝数成正比,可得n1∶n2=U1∶U2=11∶3,选项D正确;

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理想变压器的输入功率等于输出功率,P入=P出=60×2.2W=132W,选项A错误;依照理想变压器的电流

与匝数成反比,即1221,可得经过原线圈的电流的有效值为1??2206A,选项B正确;经过I∶I=n∶nI=??1I=.变压器的是正弦式交变电流,所以副线圈的电流的最大值为m22222A,选项C错误。I=√I=.√答案:BD

8.(2012·山东理综)如图甲所示是某燃气炉点火装置的原理图。变换器将直流电压变换为图乙所

示的正弦交变电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,V为

交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬市价大于5000V时,就会在钢针和金属板间惹起电火花进

而点燃气体。以下判断正确的选项是( )

A.电压表的示数等于5VB.电压表的示数等于5V√2C.实现点火的条件是??2>1000??1D.实现点火的条件是??2<1000??1剖析:由u-t图像知,交流电压的最大值U=5V,所以电压表的示数??m=5m√2√2??1??1??2??2U=5000V时,??2m50002m25000点火的条件??2√2V1000,选项C正确、选项D错误。??1>5V=√2答案:BC二、填空题(本题共2小题,共16分。把答案填在题中的横线上)9.(8分)如图,理想变压器原线圈与一10V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03W,正常发光时电阻为30Ω,已知两灯泡均正常发光,流过原线圈的电流为.0.09A,可计算出原、副线圈的匝数比为,流过灯泡b的电流为A。

剖析:依照??22R得灯泡a两端的电压2=×30V3V,经过灯泡a的电流和P=??P=IU=√????√=Ia=√??=√A=0.1A,依照??1=??1得原、副线圈匝数之比??1=??1=10,依照??1=??2,得副线圈上的??30??2??2??2??23??2??1电流2??1110009A03A,依照2ab得,流过灯泡b的电流为Ib2a02A。I=??2I=3×.=.I=I+I=I-I=.答案:10∶30.2

4

10.(8分)经过一理想变压器,经同一线路输送相同的电功率P,原线圈的电压U保持不变,输电线路的总电阻为。当副线圈与原线圈的匝数比为k时,线路耗费的电功率为1,若将副线圈与原线圈的RP匝数比提高到nk,线路耗费的电功率为P,则P为??2为。211剖析:依照变压器的变压规律,得??1,??2,所以1,2。依照,知匝数比为k和nk的??=k??=nkU=kUU=nkUP=UI变压器副线圈的电流分别为1????,I2????。依照2,输电线路耗费的电功率分别为I=??1=????=??2=??????P=IR2R=(??)22R=(??)2R,所以??2=12。1????2????????1????1答案:(????)2R??2三、计算题(本题共3小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必定明确写出数值和单位)11.(10分)有一理想变压器原、副线圈的匝数比为100∶1,原线圈上所加电压为23kV,副线圈经过总电阻为2Ω的输电导线向用户供电,用户用电器获取的电压是220V,求供电导线上耗费的功率。剖析:设原线圈上所加电压为U1,匝数为n1,副线圈上两端电压为??1??1①U2,匝数为n2,有??=??22副线圈两端经过导线向用户供电,设用户电压为U,导线上的电压为U,有U=U+U②34234??2输电导线上损失功率为P=??4③由式得(??2??1-??3)2(1××104-220)2W50W。①②③P=??1=100??2=答案:50W12.(12分)以下列图,一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的市电上,向额定电压为1.80×104V的霓虹灯供电,使它正常发光。为了安全,需在原线圈回路中接入熔断器,使副线圈电路中电流高出12mA时,熔丝就熔断。

熔丝的熔断电流是多大?

(2)当副线圈电路中电流为10mA时,变压器的输入功率是多大?剖析:(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U、U、I、I,依照理想变压器的输入功率等于输出1212功率,有I1U=IU。当I=12mA时,即为熔断电流。代入数据,得I=0.98A。12221(2)设副线圈中电流为I2'=10mA时,变压器的输入功率为P1,依照理想变压器的输入功率等于输出功率,有P1=I2'U2,代入数据,得P1=180W。答案:(1)0.98A(2)1180WP=13.(14分)发电机的端电压为220V,输出电功率为44kW,输电导线的电阻为0.2Ω,若是用初、次级匝数之比为1∶10的升压变压器升压,经输电线路后,再用初、次级匝数比为10∶1的降压变

5

压器降压供给用户。(1)画出全过程的线路图。(2)求用户获取的电压和功率。(3)若不经过变压而

直接送到用户,求用户获取的功率和电压。

解:(1)线路图以下列图:

(2)升压变压器次级的输出电压U2=??2U1=2200V,升压变压器次级输出电流I2=??1I1,升压变压器??1??2初级输入电流,由11得1??44×103A200A,所以2??1??44×103A20A,输电线路上的电压损P=UII=??1=220=I=??2??1=10×220=失和功率损失分别为2R=0.