20182019学年鲁科版高中物理选修32 第4章 远距离输电 单元测试

2019-2019学年鲁科版高中物理选修3-2 第4章 远距离输电 单元测试一、单选题1.如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1：n2=10：1，接线柱a、b接上一个正弦交变电源，电压随时间变化规律如图乙所示。变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料（电阻随温度升高而减小）制成的传感器，R1为一定值电阻。下列说法中不正确的是（ ）A.电压表V的示数为22VB.当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数减小C.当传感器R2所在处出现火警时，电流表A的示数增大D.当传感器R2所在处出现火警时，电阻R1的功率变大2.如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为20：1，通过输电线连接两只相同的灯泡L1和 L2 ， 输电线的等效电阻为R，原线圈输入图示的交流电压，当开关s闭合时，以下说法中正确的是（ ）A.原线圈中电流不变B.R两端的电压减小C.原线圈输入功率变大D.副线圈输出电压小于11V3.如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则（ ）A.用户用电器上交流电的频率是100 HzB.发电机输出交流电的电压有效值是500 VC.输电线上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4.一理想变压器原副线圈的匝数比为n1n212，电源电压 ，原线圈电路中接入一熔断电流I01 A的保险丝，副线圈中接入一可变电阻R ， 如图所示，为了使保险丝不致熔断，调节R时，其阻值最低不能小于( ) A.440 B.C.880 D.5.如图所示，一理想变压器接在电压为U的交流电源上，原线圈接入电路的匝数可以通过调节滑动触头P来改变副线圈连接了交流电流表、定值电阻R0和可变电阻R，则（ ）A.保持P的位置不动，将R的阻值增大，电流表的读数变小B.保持P的位置不动，将R的阻值增大，R0的电功率变大C.保持R的阻值不变，将P向上滑动，电流表的读数变大D.保持R的阻值不变，将P向上滑动，R0的电功率变大6.如图所示，电压U保持不变，理想变压器的原线圈电路中连接者可变电阻R和灯泡a，副线圈电路中接着灯泡b若将可变电阻R的阻值增大，则下列说法正确的是（ ）A.灯泡a变亮，灯泡b变暗B.灯泡a变暗，灯泡b变亮C.灯泡a、灯泡b都变亮D.灯泡a、灯泡b都变暗7.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1n221，V和A均为理想电表，灯泡电阻R16 ，AB端电压u112 sin (100t) V .下列说法正确的是( ) A.电流频率为100 HzB.V的读数为24 VC.A的读数为0.5 AD.变压器输入功率为6 W二、多选题8.如图，理想变压器原线圈与一交流电源相连，原、副线圈分别接有相同的灯泡a、b和c已知小灯泡的额定电压为0.3V，电阻为30（假设电阻不随温度变化而变化）闭合开关S，三个灯泡均能正常发光，下列说法正确的是（ ）A.原副线圈的匝数比为2：1B.交流电源的电压值为0.6VC.断开开关S，小灯泡b可能会烧坏D.断开开关S，小灯泡a可能会烧坏9.如图中B为理想变压器，接在原线圈上的交变电压有效值保持不变灯泡L1和L2完全相同（阻值恒定不变），R是一个定值电阻，电压表、电流表都为理想电表开始时开关S是闭合的当S断开后，下列说法正确的是（ ）A.电压表的示数变大B.电流表A1的示数变小C.电流表A2的示数变大D.灯泡L1的亮度变亮10.发电厂发电机的输出电压为U1 ， 发电厂至用户的输电导线的总电阻为R，通过输电导线的电流为I，用户两端得到的电压为U2 ， 输电导线上损耗的功率可表示为（ ） A.B.C.I2RD.I（U1U2）三、填空题11.某发电厂输出的功率为200kW，输出电压为10kV若采用200kV的高压输电，那么，升压变压器（不计变压器能量损失）的原线圈和副线圈的匝数比为_；输电线等效电阻为10，输电线上的电压损失为_V 12.在远距离输电中, 输送电压为220伏, 输送的电功率为44千瓦, 输电线的总电阻为0.2欧, 在使用原副线圈匝数比为1:10的升压变压器升压, 再用10:1的降压变压器降压方式送电时. 输电线上损失的电压为_V, 损失的电功率为_W 13.为了减小远距离输电过程中在线路上的损耗，在功率和线路电阻一定时，应该采用提高_的方式输电 四、解答题14.水电站向小山村输电，输送的电功率为50Kw，若以1500V送电，线路上电功率损失10Kw，线路的总电阻是？若以4500V送电，线路上电功率损失可降至多少Kw？ 五、综合题15.某发电厂输出电压是400V，输出功率为200kW发电厂内经升压变压器通过两条输电线向远距离送电，最后再经一次降压变压器将电输送给用户，用户得到的电压是220V，输电线电阻为10若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的2%，试求： （1）用户得到的电功率是多少？ （2）输电线路中升、降压变压器原副线圈的匝数比？ 16.图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55，两电表为理想电流表和电压表，变压器原副线圈匝数比为n1：n2=2：1，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压求：（1）交流电压的函数表达式； （2）电流表的示数I 答案解析部分一、单选题1.【答案】A 【解析】【分析】由图象可知，输入的电压为220V，变压器的电压与匝数成正比，由此可得副线圈的电压为22V，电压表测的是半导体热敏材料的电压，的总电压为22V，所以电压表的示数小于22V，所以A错误；当出现火警时，温度升高，电阻减小，副线圈的电流变大，所以的电压要增大，由于副线圈的总电压不变，所以的电压就要减小，副线圈的电阻减小，副线圈的电流变大，所以原线圈的电流也就要增大，由于的电阻不变，由可知，电阻的功率变大，所以BCD正确；故选A。【点评】输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数程正比，电流与匝数成反比。2.【答案】C 【解析】【解答】解：开关S闭合后，副线圈的电流和功率都变大，A、开关S闭合后，电阻减小，而电压不变，副线圈的电流增大，原线圈的电流也增大，故A错误；B、副线圈电流增大，R两端的电压增大，故B错误；C、原线圈的电压不变，而电流增大，故原线圈的输入功率增大，故C正确；D、副线圈电压由原线圈和匝数比决定，而原线圈电压和匝数比都没有变，所以副线圈输出电压不变等于11V，故D错误故选：C【分析】开关S闭合后改变了副线圈的电流和功率，根据变压器原副线圈电压、电流与匝数比的关系即可求解3.【答案】D 【解析】【解答】A、由u-t图象可知，交流电的周期T002 s，故频率f50 Hz，A不符合题意；B、交流电的电压最大值Um500 V，故有效值U 250 V，B不符合题意；C、输电线上的电流由降压变压器副线圈上的电阻和降压变压器原、副线圈的匝数比决定，C不符合题意；D、当用户用电器的总电阻增大时，副线圈上的电流减小，根据 ，原线圈（输电线）上的电流减小，根据P R得，输电线损失的功率减小，D符合题意。故答案为：D。【分析】据乙图可知，发电机的峰值电压和周期，即可得出有效电压和频率，输出电压由原副线圈的匝数之比决定，而电流也要通过电阻来决定，功率的损失取决于热功率。4.【答案】C 【解析】解答：当原线圈电流I1I0时，副线圈中的电流(即副线圈中电流的有效值)为 ， 副线圈的输出电压有效值为 因此副线圈电路中负载电阻的最小值为Rmin 880 . 故选C分析：本题的关键是要知道保险丝熔断电流I01 A为电流的有效值5.【答案】A 【解析】【解答】解：A、保持P的位置不动，原副线圈电压不变，将R的阻值增大，电流表读数变小，A正确；B、P位置不动，副线圈电压不变，将R的阻值增大，副线圈电流减小，故R0的电功率减小，B错误；C、将P向上滑动，匝数比增大，副线圈的电压减小，保持R的阻值不变，电流表的读数变小，C错误；D、将P向上滑动，匝数比增大，副线圈的电压减小，保持R的阻值不变，电流表的读数变小，R0的电功率变小，D错误故选：A【分析】当保持R不变，则由原线圈电压匝数变化，导致副线圈的电压变化，从而根据闭合电路欧姆定律即可求解；当保持P位置不变时，则由电阻变化来确定电流的如何变化，从而得出电表如何，再由变压器的变压比与变流比关系来判定结果6.【答案】D 【解析】【解答】解：若将可变电阻R的阻值增大，则原线圈的电流强度I1减小，灯泡b变暗；根据理想变压器原理可得： ，I1减小，则I2减小，故灯泡b变暗；D符合题意、ABC不符合题意；故答案为：D【分析】本题主要考查变压器工作原理，原副线圈电流之比等于线圈匝数之比的倒数，据此公式判断电流变化进而推断灯泡亮度。7.【答案】D 【解析】解答： ,所以频率应为f=50 Hz，A错； U112V，由n1n221知，U26 V，B错；电流为 1 A，C错；功率P1P26 W ，D正确。故选D分析：本题考查变压器基本原理，属于基础题。二、多选题8.【答案】A,C 【解析】【解答】解：A、根据题意，闭合开关S，三个灯泡均能正常发光，设通过每盏灯泡的电流为I，则原线圈电流I1=I，副线圈电流I2=2I根据电流与匝数成反比，有 ，故A正确；B、根据电压与匝数成正比，得原线圈两端的电压为U1=2U2=20.3V=0.6V，交流电源的电压等于原线圈两端的电压与灯泡两端的电压之和，所以交流电源的电压值大于0.6V，故B错误；C、断开开关S，副线圈电阻变大，将变压器即负载等效为一个电阻，根据闭合电路欧姆定律知电流变小，所以小灯泡a两端的电压减小，变压器输入电压增大，根据电压与匝数成正比，输出电压也增大，小灯泡b有可能会烧坏，故C正确，D错误；故选：AC【分析】和闭合电路中的动态分析类似，可以根据断开s后电路电路电阻的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的各部分电路中的电流和电压的变化的情况，再结合变压器的变流比和变压比规律即可求解；9.【答案】B,D 【解析】【解答】解：S断开后相当于负载减少，总电阻增大，副线圈中电流减小，原线圈中的电流也减小，故B正确C错误；副线圈电流减小，但副线圈两端的电压不变，因此定值电阻的分压减小，所以灯泡L1的亮度变亮，故A错误D正确；故选BD【分析】断开开关，总电阻增大，电流减小，副线圈两端的电压由变压器的匝数之比和原线圈的输入电压有关，再结合闭合电路欧姆定律分析灯泡的亮度变化10.【答案】B,C,D 【解析】【解答】解：升压变压器的输出电压为U1 ， 降压变压器的输入电压为U2 ， 则输电线上的电压损失U=U1U2 ， 升压输电线上损失的功率为P损=UI=I（U1U2）或 = 则B，D正确，因为输电线上的电流为I，则输电线上损失的功P损=I2R故C正确，故选：BCD【分析】根据输电线中的电流，结合P损=I2R求出损失的功率，或根据电压损失，结合 求出输电线上的损失功率三、填空题11.【答案】1：20；10 【解析】【解答】解：根据电压与匝数成正比，有输电上的电流 电压损失U=IR=110=10V故答案为：1：20 10【分析】根据变压器线圈匝数比等于电压之比即可求解；由U=IR求输电线上电压损失12.【答案】4；80 【解析】【解答】 由P=UI ， 得输电导线中的电流 ；因为 ，所以 输电线上损失的电压 损失的电功率 【分析】输电线上损失的电压 ；损失的电功率 。13.【答案】电压 【解析】【解答】解：由线路损耗功率 可知为了减小线路上损失的功率，在功率和线路电阻一定时，可以采取的措施有提高输送电压故答案为：电压【分析】根据线路损耗电功率的计算公式可知在功率和线路电阻一定时，可以采取提高输送电压的方式输电。四、解答题14.【答案】解:根据 得： A.再根据 得，线路的总电阻为： 当以4500V送电，输电电流为： ，则损失的功率为： 【解析】【分析】利用公式P=UI求出输电线的电流，再求出输电线的电阻，当输入电压发生改变时，求出电流和损耗功率，做差即可。五、综合题15.【答案】（1）解：用户得到功率为：P=P（12%）=196 kW（2）解：设升压变压器输入电压为U1 ， 输入电流为I1 ， 输出电压为U2 ， 输出电流为I2 降压变压器输入电压为U3 ， 输出电压为U4 则输电线损耗功率为：P线=P2%又P线=I22R线解得： 升压变压器的变比为： = = 降压变压器原线圈中的电压为：U3=U2U线=100002010V=9800V降压变压器的变比为： 【解析】【分析】（1）用户得到的功率等于发电厂输出功率减去损失功率；（2）由输电线损耗功率求出输电电