高考物理一轮复习 第11章 第2单元 变压器 电能的传输课时跟踪检测-人教版高三物理试题

课时跟踪检测(三十三)变压器电能的传输高考常考题型：选择题＋计算题一、单项选择题1．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线电阻为R，通过导线的电流为I，学校的变压器输入电压为U2，下列4个计算输电线损耗的式子中，不正确的是()A.eq\f(U\o\al(1,2),R) B.eq\f(U1－U22,R)C．I2R D．I(U1－U2)2．如图1所示的两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110V。若分别在c、d与g、h的两端加上110V的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为()图1A．220V,220V B．220V,110VC．110V,110V D．220V,03.(2014·洛阳联考)如图2所示，理想变压器的原副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u＝20eq\r(2)sin100πtV，氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的有()图2A．开关接通后，氖泡的发光频率为50HzB．开关接通后，电压表的示数为100VC．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4．(2015·广东七校联考)如图3甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入的交流电如图乙所示，电阻R＝22Ω，则()图3A．交流电的频率为100HzB．t＝0.005s时电压表的读数为22eq\r(2)VC．t＝0.01s时电流表读数为1AD．该变压器原线圈的输入功率为22W5.(2015·商州区一模)如图4所示，一理想变压器原线圈输入正弦式交流电，交流电的频率为50Hz，电压表示数为11000V，灯泡L1与L2的电阻相等，原线圈与副线圈的匝数比为n1∶n2＝50∶1，电压表和电流表均为理想电表，则()图4A．原线圈输入的交流电的表达式为u＝11000sin50πtVB．开关K未闭合时，灯泡L1的两端的电压为220VC．开关K闭合后电流表的示数为通过灯泡L1中电流的eq\f(1,2)D．开关K闭合后原线圈输入功率增大为原来的eq\r(2)倍二、多项选择题6．某发电厂原来用11kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电，输送的电功率都是P，若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是()A．据公式I＝P/U，提高电压后输电线上的电流降为原来的1/20B．据公式I＝U/R，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C．据公式P＝I2R，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1/400D．据公式P＝U2/R，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍7．某小型水电站的电能输送示意图如图5所示。发电机的输出电压为200V，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220V的用电器正常工作，则()图5A.eq\f(n2,n1)>eq\f(n3,n4)B.eq\f(n2,n1)<eq\f(n3,n4)C．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8．(2013·南京二模)如图6所示，理想变压器原线圈匝数n1＝1210，副线圈匝数n2＝121，原线圈电压u＝311sin100πtV，负载电阻R＝44Ω，不计电表对电路的影响，各电表的读数应为()图6A．eq\o\ac(○,A1)读数为0.05AB．eq\o\ac(○,V1)读数为311VC．eq\o\ac(○,A2)读数为0.5AD．eq\o\ac(○,V2)读数为31.1V三、计算题9．某小型实验水电站输出功率是20kW，输电线总电阻为6Ω。(1)若采用380V输电，求输电线路损耗的功率；(2)若改用5000V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压。10.1897年，举世闻名的“尼亚加拉”水电站建成，现已使用100多年。当时世界各地都在使用着费用高昂的直流电。而尼亚加拉水电站采用了特斯拉发明的交流电供、输电技术，用高压电实现了远距离供电。若其中某一发电机组设计为：发电机最大输出功率为P＝100kW，输出电压为U1＝250V，用户需要的电压为U2＝220V，输电线电阻为R＝10Ω，若输电线中因生热而损失的功率为输送功率的4%。图7(1)画出此输电线路的示意图；(2)求在输电线路中设置的升压变压器的原、副线圈的匝数比；(3)求降压变压器的最大输出电流I2。(保留整数)答案1．选A用P＝eq\f(U2,R)求电阻上损失的功率时，U要与电阻R相对应，选项A中的U1是输出电压不是输电线电阻上的电压，故A错误；选项B中U1－U2是输电线上电阻的电压，故B正确；C、D中的电流I是输电线中的电流，故C、D正确，选A。2．选B由题意知：甲图为变压器，ab部分线圈匝数与cd部分线圈匝数之比为2∶1，若cd端为输入110V的交流电压则ab端可获得220V的交流电压；乙图为分压器不能使电压升高。3．选B由u＝20eq\r(2)sin100πtV可知，交流电压频率为50Hz，在一个周期内，交变电流两次超过100V电压，所以氖泡的发光频率为100Hz，选项A错误；变压器输入电压有效值为U1＝20V，输出电压有效值U2＝eq\f(n2,n1)U1＝5×20V＝100V，开关接通与断开后，电压表的示数均为100V，选项B正确，C错误；开关断开后，氖泡不发光，消耗电能变小，变压器的输出功率变小，选项D错误。4．选D由图乙知原线圈两端电压的峰值为220eq\r(2)V，周期T＝0.02s，则频率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，有效值为eq\f(220\r(2),\r(2))＝220V由变压器的电压与匝数的关系：eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)，得：U2＝eq\f(n2U1,n1)＝eq\f(1,10)×220＝22V，即电压表的读数为22V；副线圈中的电流I2＝eq\f(U2,R)＝1A，功率P1＝P2＝eq\f(U\o\al(2,2),R)＝22W由变压器的电流与匝数的关系：eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)得：I1＝eq\f(n2I2,n1)＝0.1A。5．选B原线圈的电压最大值Um＝11000eq\r(2)V，角速度ω＝2πf＝100πrad/s，所以原线圈输入的交流电的表达式为u＝11000eq\r(2)sin100πt(V)，故A错误；开关K未闭合时，灯泡L1的两端的电压即为副线圈电压，则eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)＝eq\f(50,1)，则开关K未闭合时，灯泡L1的两端的电压U2＝220V，故B正确；开关K闭合后，L1与L2并联，且电阻相等，所以电流表的示数与通过灯泡L1中电流相等，故C错误；开关K闭合后，副线圈功率增大为原来的2倍，则原线圈输入功率增大为原来的2倍，故D错误。6．选AC因输送功率不变，故输电线路上的电流I＝eq\f(P,U)，A对；由线路上损耗的功率P损＝I2R，得C正确。7．选AD根据变压器工作原理可知eq\f(n1,n2)＝eq\f(200,U2)，eq\f(n3,n4)＝eq\f(U3,220)，由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有U2>U3，所以eq\f(n2,n1)>eq\f(n3,n4)，A正确，B、C不正确；升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D正确。8．选AC各表的读数均为有效值，故○V1的读数U1＝220V；由U2＝eq\f(n2,n1)U1知，○V2的读数为22V；由I2＝eq\f(U2,R)知，○A2的读数为0.5A；I1＝eq\f(n2,n1)I2知，○A1的读数为0.05A，选项A、C正确。9．解析：(1)输电线上的电流为I＝eq\f(P,U)＝eq\f(20×103,380)A≈52.63A输电线路损耗的功率为P损＝I2R＝52.632×6W≈16620W＝16.62kW。(2)改用高压输电后，输电线上的电流为I′＝eq\f(P,U′)＝eq\f(20×103,5000)A＝4A用户端在变压器降压前获得的电压U1＝U′－I′R＝(5000－4×6)V＝4976V根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，用户得到的电压为U2＝eq\f(n2,n1)U1＝eq\f(1,22)×4976V≈226.18V答案：(1)16.62kW(2)226.18V10．解析：(1)电路示意图如图所示。(2)输电过程中损失的功率：P损＝ηP通过R的电流：I2＝eq\r(\f(P损,R))发电机的输出电流：I1＝eq\f(P,U1)升压变压器的原、副线圈匝数比：eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)＝eq\r(\f(η