2020版高考物理一輪復習 分層規(guī)范快練36 變壓器 遠距離輸電 新人教版.doc
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分層規(guī)范快練(三十六) 變壓器 遠距離輸電 [雙基過關練] 1.[人教版選修3-2P50第3題改編]從發(fā)電站輸出的功率為220 kW,輸電線的總電阻為0.05 Ω,用110 V和11 kV兩種電壓輸電.兩種情況下輸電線上由電阻造成的電壓損失之比為( ) A.100:1 B.1:100 C.1:10 D.10:1 解析:由題意知輸電線上的電流I=,則輸電線的總電阻造成的電壓損失ΔU=Ir= 故====,故選A. 答案:A 2.(多選)如圖所示的電路中,P為滑動變阻器的滑片,保持理想變壓器的輸入電壓U1不變,閉合開關S,下列說法正確的是( ) A.P向下滑動時,燈L變亮 B.P向下滑動時,變壓器的輸出電壓不變 C.P向上滑動時,變壓器的輸入電流變小 D.P向上滑動時,變壓器的輸出功率變大 解析:對于理想變壓器U2=U1,U1不變則U2不變,與調(diào)節(jié)P無關,故B正確.又UL=U2,所以燈的亮度不變,A錯.P向上滑動時RP減小,則R總減小,P出=增大,P入=P出=U1I1,所以I1增大,可知C錯誤,D正確. 答案:BD 3.如圖所示為汽車的點火裝置,此裝置的核心是一個變壓器,該變壓器的原線圈通過開關連接到12 V的蓄電池上,副線圈連接到火花塞的兩端,開關由機械控制,當開關由閉合變?yōu)閿嚅_時,副線圈中產(chǎn)生10 000 V以上的電壓,火花塞中產(chǎn)生火花.下列說法中正確的是( ) A.變壓器的原線圈要用粗導線繞制,而副線圈可以用細導線繞制 B.若該點火裝置的開關始終閉合,火花塞的兩端會持續(xù)產(chǎn)生高壓 C.變壓器原線圈輸入的12 V電壓必須是交流電,否則就不能在副線圈中產(chǎn)生高壓 D.該點火裝置中變壓器的副線圈匝數(shù)必須小于原線圈的匝數(shù) 解析:汽車的點火裝置是利用變壓器原理工作的,當開關始終閉合時,通過原線圈的電流恒定,原線圈中產(chǎn)生的磁場恒定,則在副線圈上不會產(chǎn)生電壓,所以B錯誤;由題可知原線圈處接12 V的直流電源,當斷開開關瞬間原線圈中電流迅速變化,會產(chǎn)生變化的磁場,則在副線圈中可能產(chǎn)生高壓,所以C錯誤;由=可知,要在副線圈中產(chǎn)生高壓,則原線圈匝數(shù)必須小于副線圈的匝數(shù),所以D錯誤.故選A. 答案:A 4.如圖,一理想變壓器原線圈接入一交流電源,副線圈電路中R1、R2和R3均為定值電阻,V1和V2為理想電壓表,A1和A2為理想電流表.開關S閉合時,V1和V2讀數(shù)分別為U1和U2;A1和A2的讀數(shù)分別為I1和I2.若交流電源電壓不變,現(xiàn)斷開S,下列推斷中正確的是( ) A.U2可能變小、I2一定變小 B.U2一定不變、I2一定變小 C.I1一定變小、I2可能變大 D.I1可能變大、I2可能變大 解析:交流電源電壓不變,U1數(shù)值不變,根據(jù)變壓器變壓公式可知,副線圈電壓只與原線圈電壓和變壓器原、副線圈匝數(shù)比有關.現(xiàn)斷開S,U2不變,副線圈所接電路的等效電阻增大,電流表A2的讀數(shù)I2變小,選項A錯誤,B正確;變壓器輸出功率減小,導致變壓器輸入功率變小,I1變小,選項C、D錯誤. 答案:B 5. 某單位一小型交流發(fā)電機由匝數(shù)為50,面積為S=0.5 m2的矩形閉合導線框組成,線框可繞垂直于勻強磁場的軸OO′以角速度ω=200 rad/s勻速轉動,磁場的磁感應強度大小為B= T,線框電阻不計.發(fā)電機正常工作時,從線框經(jīng)過中性面開始計時,產(chǎn)生的交流電經(jīng)一理想變壓器給一個小燈泡供電,如圖所示,發(fā)電機沒有畫出.小燈泡上標有“220 V 60 W”字樣,且燈泡正常發(fā)光,圖中電壓表為理想交流電表,則下列說法不正確的是( ) A.變壓器輸入電壓的瞬時值為u=500sin200t (V) B.電壓表的示數(shù)為500 V C.變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2511 D.線框在中性面位置時穿過線框的磁通量為零 解析:發(fā)電機輸出電壓最大值Um=nBSω=500 V,變壓器輸入電壓的瞬時值為u=500sin200t (V),A正確;變壓器輸入電壓的有效值為U1=500 V,輸出電壓的有效值為U2=220 V,根據(jù)變壓比公式有==,B、C正確;線框在中性面位置時穿過線框的磁通量最大,磁通量的變化率為零,D錯誤. 答案:D 6.(多選)如圖所示為遠距離輸電線路的示意圖,升壓變壓器原線圈電壓U1不變,則下列敘述正確的是( ) A.輸電線上的電流與用戶消耗的功率無關 B.升壓變壓器副線圈電壓U2與輸電線上電流大小無關 C.當用戶用電器數(shù)量增多時,輸電線上發(fā)熱量增大 D.當用戶用電器數(shù)量減少時,降壓變壓器副線圈電壓U4減小 解析:輸電線上的電流與用戶消耗的功率有關,用戶消耗的功率增大,輸電線上的電流增大,選項A錯誤;根據(jù)=可得,升壓變壓器副線圈電壓U2與輸電線上電流大小無關,選項B正確;當用戶用電器數(shù)量增多時,功率增大,輸電線上電流增大,輸電線發(fā)熱量增大,選項C正確;當用戶用電器數(shù)量減少時,輸電線上電流變小,輸電線上的電壓降變小,降壓變壓器原、副線圈電壓U3、U4都增大,選項D錯誤. 答案:BC 7.[2019廣東惠州模擬]在家庭電路中,為了安全,一般在電能表后面的電路中安裝一個漏電保護器,如圖所示.當漏電保護器的e、f兩端沒有電壓時,脫扣開關S能始終保持接通;當e、f兩端一旦有電壓時,脫扣開關會立即自動斷開,以起到保護作用.關于這個電路的工作原理,下列說法中正確的是( ) A.當站在絕緣物上的人雙手分別接觸b和d線時,脫扣開關會自動斷開 B.當用戶家的電流超過一定值時,脫扣開關會自動斷開 C.當火線和零線之間電壓太高時,脫扣開關會自動斷開 D.當站在地面上的人觸及b線時,脫扣開關會自動斷開 解析:火線中的電流與零線中的電流相等時,則說明沒有漏電,e、f間無感應電動勢,脫扣開關不會斷開,當兩電流突然不相等時,e、f間產(chǎn)生感應電動勢,該開關就會斷開.當站在絕緣物上的人雙手分別接觸b和d線時,人相當于一個用電器,火線與零線的電流同時增大,脫扣開關不會自動斷開,選項A錯誤;當電路中的電流超過一定值時或者電壓太高時,只要火線與零線中的電流相等,脫扣開關就不會自動斷開,選項B、C錯誤;當站在地面上的人觸及b線時,有一部分的電流會通過人體流入大地,火線和零線中的電流不相等,發(fā)生漏電現(xiàn)象,則脫扣開關會自動斷開,選項D正確. 答案:D 8. [2019山西太原模擬](多選)某50 Hz的鉗形電流表的工作原理如圖所示.當通有交流電的導線從環(huán)形鐵芯的中間穿過時,與繞在鐵芯上的線圈相連的電流表指針會發(fā)生偏轉.不考慮鐵芯的漏磁及各種能量損耗,已知n2=1 000匝,當用該表測50 Hz的交流電時,下列說法正確的是( ) A.電流表G中通過的是交流電 B.若G中通過的電流為50 mA,則導線中的被測電流為50 A C.若導線中通過的是10 A的矩形脈沖交流電,G中通過的電流是10 mA D.若用該表測量400 Hz的電流時,測量值比真實值偏小 解析:圖中導線與線圈構成變壓器,變壓器只改變交流電的電壓,不改變交流電的頻率,電流表G中通過的仍是交流電,A正確;根據(jù)=,I1=I2=0.05 A=50 A,B正確;若導線中通過的是10 A的矩形脈沖交流電,當電流方向不發(fā)生改變的階段,電流大小不變,副線圈中無感應電流,則G中通過的電流小于10 mA,C錯誤;根據(jù)有效值的計算和變壓器原理,改變交流電的頻率,不影響測量值的準確性,D錯誤. 答案:AB 9.如圖所示,一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1:n2=5:1,其原線圈接一交流電源,電壓u=220sin100πt (V),副線圈接一電動機,電阻為11 Ω.若電流表A2示數(shù)為1 A,電表對電路的影響忽略不計,則( ) A.交流電的頻率為100 Hz B.電動機輸出功率為33 W C.電流表A1示數(shù)為5 A D.變壓器原線圈的輸入功率為33 W 解析:由ω=100π=2πf,解得f=50 Hz,A錯誤;由=解得副線圈兩端的電壓U2=44 V,電動機的輸出功率P出=U2I2-IR=33 W,B正確;由=,解得I1=0.2 A,C錯誤;變壓器原線圈的輸入功率P=U1I1=2200.2 W=44 W,D錯誤. 答案:B 10.如圖所示,某小型水電站的發(fā)電機輸出電壓為220 V,正常情況下輸出的總功率P0=8.8104 W,為了減少遠距離輸電過程中的電能損失,往往采用高壓輸電.輸送電壓為u=1 100sin200πt V,輸電導線的總電阻為r=5 Ω,現(xiàn)要使額定電壓為220 V的用電器正常工作,下列說法正確的是( ) A.輸電線上的電流為220 A B.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比= C.用電器的額定功率P=5.6104 W D.用電器上的交流電的頻率是50 Hz 解析:由交流電瞬時值表達式u=1 100sin200πt V,可得交流電頻率為100 Hz,電壓有效值為U2=1 100 V,輸電線上的電流I==80 A,故A錯誤;降壓變壓器的輸入電壓U3=U2-Ir=700 V,降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比==,故B錯誤;用電器的額定功率P=P0-I2r=5.6104 W,故C正確;變壓器不改變交流電的頻率,所以用電器上的交流電的頻率是100 Hz,故D錯誤. 答案:C [技能提升練] 11.[2019領航高考沖刺卷](多選)如圖所示,理想變壓器原、副線圈上接有四個完全相同的燈泡,若四個燈泡恰好都能正常發(fā)光,則下列說法正確的是( ) A.U1:U2=3:4 B.U1:U2=4:3 C.若將L1短路,則副線圈的三個燈泡仍然正常發(fā)光 D.若將L2短路,則副線圈的兩個燈泡兩端的電壓變?yōu)轭~定電壓的倍 解析:設燈泡的額定電壓為U,額定電流為I,則副線圈電壓為3U,電流為I,原線圈的燈泡正常發(fā)光,電流也為I,所以原、副線圈的匝數(shù)比為1:1,原線圈兩端電壓為3U,所以U1:U2=4:3,選項A錯誤、B正確;若將L1短路,則原線圈的電壓增大,則副線圈兩端電壓也增大,三個燈泡不能正常發(fā)光,選項C錯誤;若將L2短路,設副線圈的電流為I′,原線圈的電流也為I′,因此2I′R+I′R=U1=4U,則I′R=U,即副線圈的每個燈泡兩端的電壓變?yōu)轭~定電壓的,選項D正確. 答案:BD 12.如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1:n2=2:1,電壓表和電流表均為理想電表,二極管為理想二極管,燈泡電阻R=55 Ω,原線圈兩端加如圖乙所示的電壓,下列說法正確的是( ) A.電流表的讀數(shù)為 A B.電壓表的讀數(shù)為110 V C.燈泡L的功率為440 W D.副線圈兩端電壓為110 V 解析:根據(jù)圖乙可得原線圈兩端電壓的有效值為U1=220 V,根據(jù)公式=可得副線圈兩端電壓的有效值為110 V,D錯誤;因為二極管為理想二極管,所以二極管正向導通時的電流為I2= A=2 A,設電流表的示數(shù)為I,則有I2RT=IR,得I= A,A正確;電壓表的示數(shù)為U=IR=55 V,B錯誤;燈泡L的功率為P=I2R=110 W,C錯誤. 答案:A 13.某理想自耦變壓器接入電路中的示意圖如圖甲所示,圖乙是其輸入電壓u的變化規(guī)律.已知滑動觸頭在圖示位置時原、副線圈的匝數(shù)比為n1:n2=10:1,電阻R=22 Ω.下列說法正確的是( ) A.通過R的交流電的頻率為100 Hz B.電流表A2的示數(shù)為 A C.此時變壓器的輸入功率為22 W D.將P沿逆時針方向移動一些,電流表A1的示數(shù)變小 解析:由圖乙可知,該交流電的周期為T=0.02 s,其頻率為f== Hz=50 Hz,故A項錯誤;由題圖得知輸入電壓的最大值為Um=220 V,所以有效值為U=220 V,則副線圈兩端的電壓為U′=U=220 V=22 V,所以通過電阻的電流(即為電流表A2的示數(shù))為I===1 A,故B項錯誤;變壓器的輸出功率為P′=U′I=22 V1 A=22 W,理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,所以有P=P′=22 W,故C項正確;將P沿逆時針方向移動一些,變壓器的副線圈匝數(shù)變大,輸出電壓變大,輸出功率變大,所以輸入功率也變大,故電流表A1的示數(shù)將變大,故D項錯誤. 答案:C 14.[2019重慶七校模擬]如圖所示,有一矩形線框的面積為S,匝數(shù)為N,內(nèi)阻不計,繞OO′軸在一磁感應強度大小為B、方向水平的勻強磁場中以角速度ω勻速轉動,從圖示位置開始計時,矩形線框通過滑環(huán)接一理想變壓器,滑動觸頭P上下移動時可改變副線圈的輸出電壓,副線圈接有可調(diào)電阻R,電表均為理想電表,下列判斷正確的是( ) A.矩形線框產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值表達式為e=NBSωsinωt B.線框在圖示位置時產(chǎn)生的感應電動勢最大,通過的磁通量也最大 C.當P位置不動、R減小時,電壓表的示數(shù)增大 D.當P位置向上移動、R不變時,電流表的示數(shù)增大 解析:因為線框在圖示位置時產(chǎn)生的感應電動勢最大,所以從該位置開始計時,矩形線框產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值表達式為e=NBSωcosωt,選項A錯誤;線框在圖示位置時產(chǎn)生的感應電動勢最大,通過的磁通量為零,選項B錯誤;因電壓表的示數(shù)為電動勢的有效值,與P的位置、R的阻值大小無關,故電動勢不變,電壓表的示數(shù)不變,選項C錯誤;根據(jù)理想變壓器變壓規(guī)律=,可知副線圈的輸出電壓U2=U1,當P位置向上移動、R不變時,因n1減小,U2會增大,輸出電流和輸出功率均增大,由理想變壓器的輸入功率等于輸出功率可知,輸入功率增大,輸入電流增大,電流表的示數(shù)增大,選項D正確. 答案:D- 配套講稿:
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