2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第十章 第2講 變壓器 電能的輸送 新人教版.doc

2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第十章 第2講 變壓器 電能的輸送 新人教版1如圖1所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為21，電池和交變電源的電動勢都為6 V，內(nèi)阻均不計下列說法正確的是 () 圖1AS與a接通的瞬間，R中無感應(yīng)電流BS與a接通穩(wěn)定后，R兩端的電壓為0CS與b接通穩(wěn)定后，R兩端的電壓為3 VDS與b接通穩(wěn)定后，原、副線圈中電流的頻率之比為21解析S與a接通的瞬間，副線圈有瞬間的感應(yīng)電流，A錯誤；S與a接通穩(wěn)定后，理想變壓器的原線圈電流穩(wěn)定不變，副線圈電壓為零，B正確；S與b接通穩(wěn)定后，根據(jù)U1U2n1n2，可得R兩端的電壓為3 V，C正確；原、副線圈的頻率相同，D錯誤答案BC2如圖2所示為一種變壓器的實物圖，根據(jù)其銘牌上所提供的信息，以下判斷正確的是()圖2A這是一個升壓變壓器B原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多C當(dāng)原線圈輸入交流電壓220 V時，副線圈輸出直流電壓12 VD當(dāng)原線圈輸入交流電壓220 V、副線圈接負(fù)載時，副線圈中電流比原線圈中電流小解析根據(jù)銘牌上所提供的信息可知：變壓器的輸入電壓為220 V，輸出電壓為12 V，該變壓器為降壓變壓器，故選項A錯誤，選項B正確；變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)，故變壓器的原、副線圈上的電壓都為交流電壓，選項C錯誤；由理想變壓器的輸出功率等于輸入功率，且原線圈的電壓大于副線圈的電壓，故副線圈接負(fù)載時，副線圈中電流比原線圈中電流大，選項D錯誤答案B3圖甲是某燃?xì)鉅t點火裝置的原理圖轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交變電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，V為交流電壓表當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時值大于5 000 V時，就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進而點燃?xì)怏w以下判斷正確的是()圖3A電壓表的示數(shù)等于5 VB電壓表的示數(shù)等于 VC實現(xiàn)點火的條件是>1 000D實現(xiàn)點火的條件是<1 000解析 交流電壓表測的是交流電的有效值，對正弦交流電，其電壓有效值U，所以B正確、A錯誤；根據(jù)題意，副線圈電壓峰值大于5 000 V時就可以點燃?xì)怏w，對理想變壓器>1 000，C正確、D錯誤答案 BC4如圖4所示，有一臺交流發(fā)電機E，通過理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠(yuǎn)處用戶供電，輸電線的總電阻為R.T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1，它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2；T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3，它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4.設(shè)T1的輸入電壓U1一定，當(dāng)用戶消耗的電功率變大時，有()圖4AU2減小，U4變大 BU2不變，U3變小CP1變小，P2變小 DP2變大，P3變大解析當(dāng)用戶消耗的電功率增大時，升壓變壓器的輸入功率必增大，即P1增大，輸入電壓U1為定值不變，升壓變壓器的匝數(shù)不變，故輸出電壓U2不變，由于P1增大，由P1U1I1P2U2I2可得，I1增加，P2、I2增加，由閉合電路歐姆定律得：U3U2I2R，故U3減小，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)不變，所以隨U3減小，U4減小，A錯誤，B正確；由于用戶消耗的電功率增加，即P4增加，理想變壓器無功率損耗可得：P3P4，功率P3也增加，故C錯誤，D正確答案BD5一個不計電阻的矩形線圈繞在其平面內(nèi)并且垂直于勻強磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢圖象如圖5所示，并且接在原、副線圈匝數(shù)比為的理想變壓器原線圈兩端，則()圖5A變壓器副線圈兩端的電壓為U2108 VB感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e36sin 10t VCt0.2 s時穿過線圈平面的磁通量變化率最大Dt0.1 s時穿過線圈平面的磁通量最大解析由題圖象可知感應(yīng)電動勢的最大值為Em36 V，感應(yīng)電動勢的有效值為E36 V，根據(jù)可計算得U2108 V，A對；由圖象可知周期T0.4 s，5 ，B錯；由圖象可知t0.1 s時線圈平面和磁場方向平行，穿過線圈平面的磁通量最小為零，D錯；t0.2 s時線圈的感應(yīng)電動勢為零，穿過線圈平面的磁通量變化率最小，C錯答案A6圖6甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1n251，電阻R20 ，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關(guān)原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時L2正常發(fā)光下列說法正確的是()圖6A輸入電壓u的表達式u20sin (50t) VB只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光C只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大D若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8 W解析 由圖象可知Um20 V，T0.02 s，故100 rad/s，即輸入電壓u的表達式u20sin (100t)V，所以A項錯誤斷開S2后兩燈泡串聯(lián)，總電壓仍為4 V，所以L1、L2均不能正常發(fā)光，B項錯誤根據(jù)P入P出可知斷開S2后R增大，P入變小，C項錯誤若S1接2，由P可得P W0.8 W，故答案為D.答案 D7如圖7所示，圖(a)中的變壓器是一理想變壓器，其輸出端輸出電壓信號如圖(b)所示(圖線為正弦曲線)，電路中電阻R55 ，圖中交流電流表、交流電壓表為理想電表，其中電流表A1與電流表A2的讀數(shù)之比為14，下列說法中正確的是 ()圖7A電壓表V1的示數(shù)為880 VB電壓表V2的示數(shù)為220 VC原線圈輸入功率為220 WD原線圈中交變電壓的頻率為100 Hz解析由題圖(b)可知交流電的有效值為220 V，電壓表V2測副線圈兩端電壓，故示數(shù)為220 V，B錯；交流電的周期為0.02 s，頻率為50 Hz，D錯；根據(jù)U1I1U2I2得：U1880 V，A對；副線圈的輸出功率為880 W，等于原線圈的輸入功率，故C錯答案A8如圖8所示，T為理想變壓器，A1、A2為理想交流電流表，V1、V2為理想交流電壓表，R1、R2為定值電阻，R3為光敏電阻(光照增強，電阻減小)，原線圈兩端接恒壓正弦交流電源，當(dāng)光照增強時()圖8A電壓表V1示數(shù)變小 B電壓表V2示數(shù)變大C電流表A1示數(shù)變大 D電流表A2示數(shù)變大解析變壓器的輸入電壓一定，則輸出電壓不變，電壓表V1的示數(shù)不變，A選項錯；當(dāng)入射光增強時，光敏電阻R3的阻值迅速減小，變壓器的負(fù)載總阻值減小，則由P出IR總知，變壓器的輸出功率增加了，電流表A2的示數(shù)變大了，D選項對；再由P入UI1P出知，電流表A1的示數(shù)變大，C選項對；變壓器的輸出電壓不變，而R1兩端的電壓增加了，則電壓表V2的示數(shù)變小，B選項錯答案CD92011年9月28日，中國第二條特高壓交流電項目獲批，國家電網(wǎng)副總經(jīng)理舒印彪表示：該公司第二條特高壓交流電項目已獲得發(fā)改委批準(zhǔn)，投資規(guī)模、線路長度和輸電容量都比之前項目大一倍以上如圖9所示是遠(yuǎn)距離輸電示意圖，電站的輸出電壓U1250 V，輸出功率P1100 kW，輸電線電阻R8 .則進行遠(yuǎn)距離輸電時，下列說法中正確的是()圖9A若電站的輸出功率突然增大，則降壓變壓器的輸出電壓減小B若電站的輸出功率突然增大，則升壓變壓器的輸出電壓增大C輸電線損耗比例為5%時，所用升壓變壓器的匝數(shù)比D用10 000 V高壓輸電，輸電線損耗功率為8 000 W解析 由知U1不變時，U2也不變，故B錯誤；由U3U2R知，電站的輸出功率突然增大，U3減小，又，故U4也減小，A正確；I1400 A，I225 A，所以C正確；用10 000 V高壓輸電，即U210 000 V，I210 A，PI22R8102 W，所以D錯誤答案 AC10如圖10所示，50匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強度大小B T的水平勻強磁場中，線框面積S0.5 m2，線框電阻不計線框繞垂直于磁場的軸OO以角速度200 rad/s勻速轉(zhuǎn)動，并與理想變壓器原線圈相連，副線圈接入一只“220 V,60 W”燈泡，且燈泡正常發(fā)光，熔斷器允許通過的最大電流為10 A，下列說法正確的是 ()圖10A圖示位置穿過線框的磁通量變化率不為零B線框中產(chǎn)生交變電壓的表達式為u500sin (200t) VC變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為5011D允許變壓器輸出的最大功率為2 200 W解析圖示位置穿過線框的磁通量最大，但由于沒有邊切割磁感線，所以無感應(yīng)電動勢，磁通量的變化率為零，A選項錯誤；線框中交變電壓uNBSsin t500sin (200t) V，B選項正確；變壓器原、副線圈匝數(shù)之比，C選項錯誤；變壓器輸出的最大功率等于輸入的最大功率PUI50010 W5 000 W，D選項錯誤答案B11某同學(xué)自制變壓器，原線圈為n1匝，在做副線圈時，將導(dǎo)線ab對折后并在一起，在鐵芯上繞n2圈，從導(dǎo)線對折處引出一個接頭c，連成如圖11所示電路S為單刀雙擲開關(guān)，線圈電阻不計，原線圈接u1Umsin t(V)的交流電源下列說法正確的是 ()圖11AS接b時，電壓表示數(shù)為BS接c時，電壓表示數(shù)為CS接c時，滑動觸頭P向下移動，變壓器輸入功率變大DS接c時，滑動觸頭P向上移動，變壓器輸入電流變大解析S接b時，副線圈屬于雙線繞法，不論原線圈中交流電源如何變化，副線圈中都不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，所以電壓表示數(shù)為零，選項A錯誤；S接c時，根據(jù)理想變壓器的電壓比關(guān)系U1n1U2n2，且U1，解得U2，選項B正確；S接c時，滑動觸頭P向下移動，連入電路的有效電阻增大，P入P出減小，選項C錯誤；滑動觸頭P向上移動，連入電路的有效電阻減小，副線圈中的電流I2增大，因U2I2U1I1，所以變壓器輸入電流I1變大，選項D正確答案BD12在遠(yuǎn)距離輸電時，要考慮盡量減少輸電線上的功率損失有一個小型發(fā)電站，輸送的電功率為P500 kW，當(dāng)使用U5 kV的電壓輸電時，測得安裝在輸電線路起點和終點處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4 800 kWh.求：(1)輸電效率和輸電線的總電阻r；(2)若想使輸電效率提高到98%，又不改變輸電線，那么發(fā)電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電？解析(1)輸送功率P500 kW，一晝夜輸送電能EPt12 000 kWh輸電線上損失的電能E4 800 kWh終點得到的電能EEE7 200 kWh，所以輸電效率60%輸電線上的電流I100 A輸電線損耗功率PrI2r，其中Pr200 kW得r20 .(2)輸電線上損耗功率Pr2r原來Pr200 kW，現(xiàn)在要求Pr10 kW，解得輸電電壓應(yīng)調(diào)節(jié)為U22.4 kV.答案(1)60%20 (2)22.4 kV