2016-2017学年高中物理第4章远距离输电章末综合测评鲁科版选修.docx

第4章 远距离输电 (时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本大题共10个小题，每小题6分，共60分在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，第810题有多项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1一台理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2，I1和I2，P1和P2，已知n1n2，则()AU1U2，P1P2BP1P2，I1U2DP1P2，I1I2【解析】因为是理想变压器，故有，P1P2，已知n1n2则U1U2，又I1U1I2U2，则I1I2，故正确答案为B.【答案】B2如图1所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n241，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速向右做切割磁感线运动时，安培表A1的读数为12 mA，那么安培表A2的读数为()图1A0B3 mAC48 mAD与R的大小有关【解析】当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速向右做切割磁感线运动时，原线圈中产生的是恒定电流，而变压器只能改变交变电流，不能改变恒定电流，所以副线圈中没有电流，故选A.【答案】A3(2013广东高考)如图2所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1n221，和均为理想电表，灯泡电阻RL6 ，AB端电压u112sin 100t(V)下列说法正确的是() 【导学号：78870087】图2A电流频率为100 HzB.的读数为24 VC的读数为0.5 AD变压器输入功率为6 W【解析】根据uUmsin t及U、理想变压器的规律、欧姆定律和电功率公式解决问题根据u112sin 100t(V)及U知U112 V，f50 Hz，选项A错误；根据得U2U112 V6 V，即的读数为6 V，选项B错误；根据I2L A1 A，即的读数为1 A，选项C错误；根据P1P2及P2 W6 W，选项D正确【答案】D4.如图3，理想变压器原、副线圈匝数比为201，两个标有“12 V，6W”的小灯泡并联在副线圈的两端当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是()图3A120 V，0.10 AB240 V，0.025 AC120 V，0.05 AD240 V，0.05 A【解析】副线圈电压U212 V，由得U1240 V，副线圈中电流I221 A，由得I10.05 A.【答案】D5(2016崇明区检测)为了解决农村电价居高不下的问题，有效地减轻农民负担，在我国广大农村普遍实施了“农网改造”工程，工程包括两项主要内容：(1)更新变电设备，提高输电电压；(2)更新电缆，减小输电线电阻若某输电线路改造后输电电压变为原来的2倍，线路电阻变为原来的0.8倍，在输送的总功率不变的条件下，线路损耗功率将变为原来的()A0.4倍 B0.32倍C0.2倍D0.16倍【解析】设输送功率为P，输送电压为U，输电线电阻为r，依据Pr，若某输电线路改造后输电电压变为原来的2倍，线路电阻变为原来的08倍，线路损耗功率将变为原来的0.2倍，C对【答案】C6(2013四川高考)用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图像如图4所示，则() 【导学号：78870088】图4A变压器输入功率约为3.9 WB输出电压的最大值是110 VC变压器原、副线圈匝数比是12D负载电流的函数表达式i0.05sin(100t) A【解析】根据it图像，负载电流的函数表达式i0.05 sin 100t(A)且Im0.05 A，通过负载的电流的有效值I2，输出电压的最大值UmU2110 V，变压器的输入功率P1P2I2U23.9 W，变压器原、副线圈匝数比.选项A正确，选项B、C、D错误【答案】A7如图5甲为理想变压器，原、副线圈的匝数比为32，在原线圈上通入正弦交流电如图4421乙所示，设电流从原线圈a端流入b端流出时为电流正方向，副线圈中电流由c端流出d端流入时为副线圈中电流正方向，那么副线圈中电流的有效值以及在一个周期内副线圈电流达到正方向最大值对应于乙图中的时刻应是()甲乙图5A1 A0B1.5 A0.5102sC1.5 A1102s D.A 1102 s【解析】由题图乙知，原线圈中电流有效值I1 A1 A，所以由得副线圈中电流的有效值I21 A1.5 A副线圈中电流达最大值时，即为铁芯中磁通量变化最快的时刻，对应题图乙所示，it图象斜率最大的时刻，因此，只有t0，t1102s和t2102s三个时刻，综上所述正确的选项只可能是C项【答案】C8如图6所示，电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流，下列说法正确的是() 【导学号：78870089】图6A保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小B保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小C保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大D保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小【解析】保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，n2变大，根据U2U1可知，U2变大，则通过R的电流I2变大，R上消耗的功率变大，故选项A错误当S由a切换到b，n2变小，U2变小，故流过R的电流I 2减小，选项B正确当S由b切换到a，n2变大，U2变大，I2变大，P2IR变大，而P1P2，故P1也变大，又P1U1I1，U1不变，故I1变大，选项C正确P向上滑动，R减小，输出功率P2变大，输入功率P1也变大，故I1增大，选项D错误【答案】BC9有5个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原、副线圈中，如图7所示若将该线路与交流电源接通，且开关S接在位置1时，5个灯泡发光亮度相同；若将开关S接在位置2时，灯泡均未烧坏则下列可能的是()图7A该变压器是降压变压器，原、副线圈匝数比为41B该变压器是升压变压器，原、副线圈匝数比为14C副线圈中的灯泡仍能发光，只是更亮些D副线圈中的灯泡仍能发光，只是亮度变暗【解析】若S接1时，五个灯泡亮度相同，说明通过各个灯泡的电流相同，则通过副线圈的电流是通过原线圈的4倍由，故，此变压器是降压变压器，所以选项A正确；若S接2时，原线圈的输入电压增大，副线圈的输出电压随之增大，则接于副线圈的灯泡均比原来更亮些，所以选项C正确故选A、C.【答案】AC10(2014全国卷)如图8所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则()图8AUabUcdn1n2B增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大D将二极管短路，电流表的读数加倍【解析】根据变压器的工作原理、交流电的有效值解题变压器的变压比，其中U1、U2是变压器原、副线圈两端的电压U1Uab，由于二极管的单向导电特性，UcdU2，选项A错误增大负载电阻R的阻值，负载的电功率减小，由于P入P出，且P入I1Uab，所以原线圈上的电流I1减小，即电流表的读数变小，选项B正确c、d端的电压由输入电压Uab决定，负载电阻R的阻值变小时，Ucd不变，选项C错误根据变压器上的能量关系有E输入E输出，在一个周期T的时间内，二极管未短路时有UabI1T0(U为副线圈两端的电压)，二极管短路时有UabI2TT，由以上两式得I22I1，选项D正确【答案】BD二、非选择题(本题共3个小题，共40分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11. (12分)如图9所示，变压器原线圈输入电压为220 V，副线圈输出电压为36 V，两只灯泡的额定电压均为36 V，L1额定功率为12 W，L2额定功率为6 W试求：图9(1)该变压器的原、副线圈的匝数比(2)两灯均正常工作时原线圈中的电流以及只有L1工作时原线圈中的电流 【导学号：78870090】【解析】(1)由变压比公式得：(2)两灯均正常工作时，由能量守恒得P1P2U1I1I1 A0.082 A，只有L1灯工作时，由能量守恒P1U1I1解得I1 A0.055 A.【答案】(1)559(2)0.082 A0.055 A12(14分)一变压器原、副线圈匝数分别为n19 900、n2690，原线圈输入电压U13 300 V，副线圈通过输电线给负载供电，负载的额定电压是220 V，额定功率是22 kW.求：(1)若负载刚好在额定状态下工作，问输电线的电阻是多少？(2)若负载增大，额定电功率为110 kW，额定电压为220 V要使负载仍在额定状态下工作，原线圈的匝数应怎样变化？(变压器损耗忽略) 【导学号：78870091】【解析】(1)通过负载的电流为IA100 A又输电线上电流I线I100 A设副线圈两端的电压为U2，由得U2U13 300 V230 V.则输电线上损失的电压U线U2U230 V220 V10 V，所以输电线的电阻r0.1 .(2)负载增大后通过负载的电流I A500 A，输电线上损失的电压U线Ir5000.1 V50 V副线圈两端的电压U2UU线270 V，设此时原线圈的匝数为n1由.则n1n28 433匝【答案】(1)0.1(2)8 433 匝13(14分)如图10所示为演示远距离输电的装置，理想变压器B1、B2的变压比分别为14和51，交流电源的内阻r1 ，三只灯泡的规格均为“6 V1 W”，输电线总电阻为10 .若三只灯泡都正常发光，则交变电源的电动势E为多大？图10【解析】设变压器B1的原线圈电压为U1，副线圈电压为U2