2020屆高考物理一輪復習 第10章第2講變壓器 電能的輸送課下作業(yè) 新人教版必修1

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1、必考部分 必修1 第10章 第2講 (本欄目內(nèi)容，在學生用書中以活頁形式分冊裝訂！) 一、選擇題 1.如右圖所示，理想變壓器的a、b端加上一交流電壓(電壓有效值保持不變)，副線圈c、d端所接燈泡L恰好正常發(fā)光 .此時滑動變阻器的滑片P位于圖示位置．現(xiàn)將滑片下移(導線電阻不計)，則以下說法中正確的是(　　) A．燈仍能正常發(fā)光，原線圈輸入電流變小 B．燈不能正常發(fā)光，原線圈輸入功率變大 C．燈不能正常發(fā)光，原線圈輸入電壓變大 D．燈仍能正常發(fā)光，原線圈輸入功率不變 解析：　因為副線圈兩端的電壓沒發(fā)生變化，所以燈仍能正常發(fā)光．當滑片下移時，由于滑動變阻器的電阻增大，

2、所以副線圈中的電流減小，原線圈中輸入的電流也變小，且輸入的功率變小，A正確． 答案：　A 2.如圖所示為遠距離高壓輸電的示意圖．關于遠距離輸電，下列表述正確的是(　　) A．增加輸電導線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失 B．高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發(fā)熱損耗的 C．在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越小 D．高壓輸電必須綜合考慮各種因素，不一定是電壓越高越好 解析：　根據(jù)P＝I2R可知，在電流I一定的情況下，減小電阻R可以減少電路上的電能損失，而R＝ρ，所以增大輸電線橫截面積S有利于減少輸電過程中的電能損失，A對；由公式P＝I2R可得

3、，若設輸送的電功率為P′，則P＝R，可見，在輸送電壓U一定時，輸送的電功率P′越大，輸電過程中的電能損失越大，C錯誤． 答案：　ABD 3.如右圖所示為理想變壓器原線圈所接交流電壓的波形，原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝10∶1，串聯(lián)在原線圈電路中電流表的示數(shù)為1 A，下列說法中錯誤的是(　　) A．副線圈交流電的表達式u＝200sin(100πt) B．變壓器的輸出功率為200 W C．變壓器輸出端的交流電的頻率為50 Hz D．穿過變壓器鐵芯的磁通量變化率的最大值為 Wb/s 解析：　由圖象可知，A是原線圈中的電壓的表達式，A錯；原線圈中電壓的有效值為200 V，電流表示數(shù)為

4、1 A，則變壓器的輸入功率為P＝UI＝200 W，由能量守恒知B對；圖象中的周期為0.02 s，則交流電的頻率為50 Hz，C對；由E＝n可推出＝(或)，D對． 答案：　A 4.(2020·東北三省四市聯(lián)考)一理想自耦變壓器的原線圈接有正弦交變電壓，其最大值保持不變，副線圈接有可調(diào)電阻R，觸頭P與線圈始終接觸良好，下列判斷正確的是(　　) A．若通過電路中A、C兩處的電流分別為IA、IC則IA>IC B．若僅將觸頭P向A端滑動，則電阻R消耗的電功率增大 C．若僅使電阻R增大，則原線圈的輸入電功率增大 D．若在使電阻R增大的同時，將觸頭P向A端滑動，則通過A處的電流一定增大 解

5、析：　自耦變壓器是指它的繞組是初級和次級在同一繞組上的變壓器．通過改變初、次級的線圈匝數(shù)比的關系來改變初、次級線圈兩端電壓，實現(xiàn)電壓的變換．原、副線圈兩端電壓與其匝數(shù)成正比．理想自耦變壓器的原線圈接有正弦交變電壓，若僅將觸頭P向A端滑動，電阻R兩端的電壓增大，則電阻R消耗的電功率增大，選項B正確． 答案：　B 5．(2020·臨沂?？?隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對能源的需求也日益擴大，節(jié)能變得越來越重要．某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電，用戶通過降壓變壓器用電，若發(fā)電廠輸出電壓為U1，輸電導線總電阻為R，在某一時段用戶需求的電功率為P0，用戶的用電器正常工作的電壓為U2.在滿足用戶正

6、常用電的情況下，下列說法正確的是(　　) A．輸電線上損耗的功率為 B．輸電線上損耗的功率為 C．若要減少輸電線上損耗的功率可以采用更高的電壓輸電 D．采用更高的電壓輸電會降低輸電的效率 解析：　設發(fā)電廠輸出功率為P，則輸電線上損耗的功率ΔP＝P－P0，ΔP＝I2R＝，A、B項錯誤；采用更高的電壓輸電，可以減小導線上的電流，故可以減少輸電線上損耗的功率，C項正確人；采用更高的電壓輸電，輸電線上損耗的功率減少，則發(fā)電廠輸出的總功率減少，故可提高輸電的效率，D項錯誤． 答案：　C 6.(2020·湖南衡陽高三聯(lián)考)如右圖所示，水平銅盤半徑為r，置于磁感應強度為B，方向豎直向下的勻強磁

7、場中，銅盤繞通過圓盤中心的豎直軸以角速度ω做勻速圓周運動，銅盤的邊緣及中心處分別通過滑動變阻器R1與理想變壓器的原線圈相連，該理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n∶1，變壓器的副線圈與電阻為R2的負載相連，則(　　) A．變壓器原線圈兩端的電壓為Br2ω/2 B．若R1不變時，通過負載R2的電流強度為0 C．若R1不變時，變壓器的副線圈磁通量為0 D．若R1變化時，通過負載R2的電流強度為通過R1電流的 解析：　水平銅盤做勻速圓周運動，半徑切割磁感線產(chǎn)生恒定的感應電動勢相當于電源．當R1不變時變壓器原線圈所加的是恒定電壓，副線圈中的磁通量一定，磁通量的變化量為零，故其輸出電壓為零，分

8、析可知A、C錯，B對；當R1變化時，原線圈所加的不是交流電壓，其原、副線圈的電流關系不確定，故D錯 . 答案：　B 7.(2020·海南卷)如右圖，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，原線圈兩端接入一正弦交流電源，副線圈電路中R為負載電阻，交流電壓表和交流電流表都是理想電表．下列結(jié)論正確的是(　　) A．若電壓表讀數(shù)為6 V，則輸入電壓的最大值為24 V B．若輸入電壓不變，副線圈匝數(shù)增加到原來的2倍，則電流表的讀數(shù)減小到原來的一半 C．若輸入電壓不變，負載電阻的阻值增加到原來的2倍，則輸入功率也增加到原來2倍 D．若保持負載電阻值不變，輸入電壓增加到原來的2倍，則輸出功率

9、增加到原來的4倍 解析：　因為電壓表的讀數(shù)為6 V，則變壓器的輸出電壓的有效值為6 V，由＝，故U1＝4U2＝24 V，所以輸入電壓的最大值為Um＝U1＝24 V，所以選項A正確；若輸入電壓不變，副線圈匝數(shù)增加，則U2增大，由I2＝可知，電流表示數(shù)增大，所以選項B不對；輸入電壓和匝數(shù)比不變，則電壓值不變，當負載電阻R變大時，則I2＝，電流變小，故P1＝P2＝U2I2，所以輸入功率也減小，所以選項C錯；若負載電阻R不變，輸入電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，則輸出電壓也變?yōu)樵瓉淼?倍，I2＝則輸出電流也變?yōu)樵瓉淼?倍，故輸出功率P2＝U2I2變?yōu)樵瓉淼?倍，所以選項D正確． 答案：　AD 8．(2020

10、·山東三市四縣學習診斷)正弦交流電源與變壓器的原線圈相連，變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為22∶1，變壓器副線圈與電阻R、交流電壓表按如圖甲所示的方式連接，R＝10 Ω，交流電壓表的示數(shù)是10 V．圖乙是電阻R兩端電壓u隨時間t變化的圖象，則(　　) A．圖乙中U0＝10 V B．R兩端的電壓uR隨時間t變化的規(guī)律是uR＝5cos 50πt V C．交變電源的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u＝220sin 100πt V D．變壓器原線圈中電流i隨時間t變化的規(guī)律是i＝22cos 50πt A 解析：　交流電壓表的示數(shù)是10 V，最大值為10，圖乙中U0＝10 V，所以選項A正確，B錯誤；

11、原線圈電壓為220 V，交變電源的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u＝220sin 100πt V，選項C正確；副線圈電流為1 A，則原線圈電流為 A，最大值為 A，選項D錯誤． 答案：　AC 9．“5·12”汶川大地震發(fā)生后，山東省某公司向災區(qū)北川捐贈一批柴油發(fā)電機．該柴油發(fā)電機說明書的部分內(nèi)容如下表所示．現(xiàn)在用一臺該型號的柴油發(fā)電機給災民臨時安置區(qū)供電，發(fā)電機到安置區(qū)的距離是400 m，輸電線路中的火線和零線均為GBCZ60型單股銅導線，該型導線單位長度的電阻為2.5×10－4 Ω/m.安置區(qū)家用電器的總功率為44 kW，當這些家用電器都正常工作時，下列說法中正確的是(　　) 型號 AE

12、D6500S 最大輸出功率 60 kW 輸出電壓范圍 220 V～300 V A.輸電線路中的電流為20 A B．輸電線路損失的電功率為8 000 W C．發(fā)電機實際輸出電壓是300 V D．如果該柴油發(fā)電機發(fā)的電是正弦交流電，則輸出電壓最大值是300 V 解析：　I線＝I0＝＝ A＝200 A；線路損失功率P線＝I線2R線＝8 000 W，線路兩端電壓U＝I線R線＝40 V，所以發(fā)電機輸出電壓為260 V；如果該柴油發(fā)電機發(fā)的電是正弦交流電，則輸出電壓最大值是260 V. 答案：　B 10.圖中為一理想變壓器，其原線圈與一電壓有效值不變的交流電源相連．P為滑動頭．現(xiàn)令P

13、從均勻密繞的副線圈最底端開始，沿副線圈勻速上滑，直至白熾燈泡L兩端的電壓等于其額定電壓為止．用I1表示流過原線圈的電流，I2表示流過燈泡的電流，U2表示燈泡兩端的電壓，P2表示燈泡消耗的電功率(這里的電流、電壓均指有效值；電功率指平均值)．下列4個圖中，能夠正確反映相應物理量的變化趨勢的是(　　) 解析：　當滑動頭P勻速上滑時，副線圈匝數(shù)均勻增大，由＝知，U2＝U1，U2隨時間均勻增大，C項正確；由于燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，所以當電壓均勻增加時，由歐姆定律I＝知燈泡中電流并非均勻增加，而是增加的越來越慢，其I2－t圖線的斜率逐漸減小，B項正確；燈泡消耗的功率N2＝U2I2，N2

14、隨時間并不是均勻增加的D項錯誤；變壓器的輸入功率與輸出功率相等，當燈泡功率增大時，輸入功率也在增大，原線圈中電流增大，A項錯誤． 答案：　BC 11.如右圖所示，導體棒ab兩個端點分別搭接在兩個豎直放置、電阻不計、半徑相等的金屬圓環(huán)上，圓環(huán)通過電刷與導線c、d相接．c、d兩個端點接在匝數(shù)比n1∶n2＝10∶1的變壓器原線圈兩端，變壓器副線圈接一滑動變阻器R0.勻強磁場的磁感應強度為B，方向豎直向下，導體棒ab長為l(電阻不計)，繞與ab平行的水平軸(也是兩圓環(huán)的中心軸)OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動．如果滑動變阻器的阻值為R時，通過電流表的電流為I，則(　　) A．滑動變阻器上消耗的功率為

15、P＝10I2R B．變壓器原線圈兩端的電壓U1＝10IR C．取ab在環(huán)的最低端時t＝0，則導體棒ab中感應電流的表達式是i＝Isin ωt D．a(chǎn)b沿環(huán)轉(zhuǎn)動過程中受到的最大安培力F＝BIl 解析：　由于電流表示數(shù)為有效值，由＝可知I2＝10I，故P＝100I2R，選項A錯誤；變壓器原線圈兩端電壓為U1＝×10IR＝100IR，選項B錯誤；從最低點開始計時，則導體棒中感應電流的瞬時值的表達式為i＝Icos ωt，選項C錯誤；導體棒中電流最大值為I，所以F＝BIl，選項D正確． 答案：　D 二、非選擇題 12．某小型發(fā)電站的發(fā)電機輸出交流電壓為500 V，輸出電功率為50 kW

16、，如果用電阻為3 Ω的輸電線向遠處用戶送電，這時用戶獲得的電壓和電功率是多少？假如，要求輸電線上損失的電功率是輸送功率的0.6%，則發(fā)電站要安裝一個升壓變壓器，到達用戶前再用降壓變壓器變?yōu)?20 V供用戶使用，不考慮變壓器的能量損失， 這兩個變壓器原、副線圈的匝數(shù)比各是多少？ 解析：　用500 V電壓送電時示意圖如右圖所示，50 kW的電功率在輸電線上的電流 I0＝P/U0＝50×103/500 A＝100 A. 用戶獲得電壓 U1＝U0－I0R＝(500－100×3)V＝200 V， 用戶獲得的功率P1＝I0U1＝2×104 W. 改用高壓輸送時，示意圖如下圖所示，要求P損＝0.6%P，即P損＝50×103×0.6% W＝300 W. 輸電電流I＝＝ A＝10 A. 發(fā)電站升壓后輸電電壓U＝＝ V＝5 000 V， 升壓變壓器匝數(shù)比n1/n2＝U0/U＝500/5 000＝1/10， 輸電線上損失的電壓U′＝I·R＝10×3 V＝30 V. 到達用戶輸入變壓器電壓 U2＝U－U′＝(5 000－30)V＝4 970 V， 降壓變壓器的匝數(shù)比＝＝＝. 答案：　220 V　2×104 W　1∶10　497∶22