山东省青岛国开中学高中物理 第五章 第2单元 描述交变电流的物理量同步测试 新人教版选修32.doc

山东省青岛国开中学高中物理 第五章 第2单元 描述交变电流的物理量同步测试 新人教版选修3-2 (本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)(45分钟，100分)一、选择题(本大题共10个小题，每小题7分，共70分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得7分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 1在家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，如右图所示当变压器输入电压发生变化时，可上下调节p1、p2的位置，使输出电压稳定在220 v上现发现输出电压低于220 v，下列措施不正确的是()ap1不动，将p2向上移bp2不动，将p1向下移c将p1向上移，同时p2向下移d将p1向下移，同时p2向上移【解析】由变压器原副线圈的变压比等于线圈匝数比可知输出电压低于220 v，可以增大副线圈匝数或减少原线圈匝数，a、b、d可以，c是错误的【答案】c2如右图所示，理想变压器的原线圈a、b两端接正弦交流电压，副线圈c、d两端通过输电线接两只相同的灯泡l1、l2，输电线的等效电阻为r，当开关由原来的闭合状态变为断开时，下列各量中减小的是() a副线圈c、d两端的输出电压b副线圈输电线等效电阻r上的电压c通过灯泡l1上的电流大小d原线圈上的电流大小【解析】因为变压器的副线圈上的电压u2u1，当u1不变时，开关s断开，副线圈上的电压u2不会改变，所以a错误；当断开s时，副线圈输出端的电阻变大，则干路的电流变小，所以电阻r上的电压变小，所以b正确；再根据变压器的电流关系i1i2，副线圈上的电流减小，所以原线圈上的电流也减小，所以d正确；副线圈上的电压u2不变，电流变小，所以电阻r上的电压减小，则灯泡l1两端的电压增大，流过l1的电流变大，所以c错误综上所述，本题的正确选项为b、d.【答案】bd3如下图所示是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器已知变压器原线圈与副线圈匝数比，加在原线圈的电压为u1311sin 100t v，霓虹灯正常工作的电阻r440 k，i1、i2表示原、副线圈中的电流下列判断正确的是()a副线圈两端电压6 220 v，副线圈中的电流14.1 mab副线圈两端电压4 400 v，副线圈中的电流10.0 maci1i2di1i2【解析】原线圈电压的有效值为220 v，由解得副线圈电压u24 400 v；由i2得i210.0 ma，b对；根据n1n2，而，故i1i2，d对【答案】bd4如右图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为31，副线圈上接三个相同的灯泡，均能正常发光，原线圈上接有一相同的灯泡l，则()a灯l也能正常发光 b灯l比另三灯都暗c灯l将会被烧坏 d不能确定【解析】原副线圈中的电流之比为i1i213，而副线圈中通过每个灯的电流为其额定电流i额，故ili1i额，即灯l亦能像其他三灯一样正常发光，所以a正确【答案】a5 (2009年高考广东单科)如右图为远距离高压输电的示意图关于远距离输电，下列表述正确的是()a增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失b高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗c在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小d高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好【解析】依据输电原理，电路中的功率损耗pi2r线，而r线，增大输电线的横截面积，减小输电线的电阻，则能够减小输电线上的功率损耗，a正确；由pui来看在输送功率一定的情况下，输送电压u越大，则输电电流越小，则功率损耗越小，b正确；若输电电压一定，输送功率越大，则电流i越大，电路中损耗的电功率越大，c错误；输电电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，d正确【答案】abd6(2010年济南模拟)正弦交流电经过匝数比为的变压器与电阻r、交流电压表v、交流电流表a按如图甲所示方式连接，r10 .图乙是r两端电压u随时间变化的图象um10 v，则下列说法中正确的是()a通过r的电流ir随时间t变化的规律是ircos 100t(a)b电流表a的读数为0.1 ac电流表a的读数为 ad电压表的读数为um10 v【解析】由图象知t2102 s，f50 hz，2f100 rad/s，故ircos 100t(a)，a正确再根据知，i1有效值为0.1 a，b正确，c错误电压表读数应为副线圈电压有效值，u10 v，故d错误【答案】ab7. (2009年高考江苏单科)如右图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为15，原线圈两端的交变电压为u=20sin 100 t v氖泡在两端电压达到100 v时开始发光，下列说法中正确的有()a开关接通后，氖泡的发光频率为100 hzb开关接通后， 电压表的示数为100 vc开关断开后，电压表的示数变大d开关断开后，变压器的输出功率不变【解析】要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为u1 v20 v，由得副线圈两端的电压为u2100 v，电压表的示数为交流电的有效值，b项正确；交变电压的频率为f50 hz，一个周期内电压两次大于100 v，即一个周期内氖泡能两次发光，所以其发光频率为100 hz，a项正确；开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，c项错误；断开后，电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，d项错误【答案】ab8如下图所示，理想变压器输入端pq接稳定的交流电源，通过单刀双掷开关s可改变变压器初级线圈匝数(图中电压表及电流表皆为理想电表)，则下列说法中正确的是()a当滑片c向b端移动时，变压器输入功率变大b当滑片c向a端移动时，电流表a1的示数将减小，电压表v的示数不变c当滑片c向b端移动时，电流表a2的示数将变大，电压表v的示数也变大d滑片c不动，将开关s由1掷向2时，三个电表a1、a2、v的示数都变大【解析】c向b端移动时，r变大，输出功率p2，又因u2不变，则p2减小，所以输入功率减小，a项错；c向a移动时，r变小，a2示数i2变大，则a1示数变大，b项错；c向b移动时，r变大，由i2知，a2示数变小，故c项错；当滑片c不动，开关s由1掷向2时，原线圈匝数n1减少，由u2u1知u2变大，故a2示数变大，a1示数变大，故d项正确【答案】d9.如右图所示，左侧的圆形导电环半径为r=1.0 cm，导电环与一个理想变压器的原线圈相连，变压器的副线圈两端与一个电容为c=100 pf的电容器相连，导电环的电阻不计，环中有垂直于圆环平面的变化磁场，磁感应强度b的变化率为=100sin t，若电容器c所带电荷量的最大值为1.4110-9 c，则所用理想变压器的原、副线圈的匝数之比为(取2=10)()a1100 b1001c1100 d1001【解析】原线圈两端电压最大值u1mms0.1 v.副线圈两端电压的最大值即电容器两端电压的最大值由c得：u2m14.1 v，所以.故a对【答案】a10(2009年高考山东理综)某小型水电站的电能输送示意图如下，发电机的输出电压为200 v，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)要使额定电压为220 v的用电器正常工作，则()a.b.c升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压d升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率【解析】根据变压器工作原理可知，由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有u2u3，所以，a正确，bc错误；升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，d正确【答案】ad二、计算题(本大题共2个小题，共30分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11(15分)如下图所示，交流发电机发出交变电压u220sin 100t输入n1n2110的升压变压器远距离输电线总电阻r2 .输送功率为10 kw，则输电线上损失的功率为多少？有位同学提供了以下解法：根据u220sin 100t原线圈输入电压有效值u1220 v根据u22 200 v则p损 w2.42106 w这位同学的解法是否正确？如不正确，请指出错在哪里，并给出正确解答【解析】这位同学的解法是错误的他把总电压误认为是加在输电线上的电压正确解答：根据u220sin 100t(v)加在原线圈上电压有效值u1220 v根据u22 200 v根据pui，输电线上电流i2 a a故损失功率pir22 w41 w.【答案】见解析12 (15分)三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发的关键工程，建成后将是中国规模最大的水利工程枢纽控制流域面积1.0106 km2，占长江流域面积的56%，坝址处年平均流量为q4.511011 m3.水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26台，总装机容量(指26台发电机组同时工作的总发电功率)为p1.82107 kw，年平均发电荷量约为w8.401010 kwh.该工程将于2009年全部竣工，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的供电紧张局面阅读上述资料，解答下列问题(水的密度1.0103 kg/m3，g取10 m/s2)：(1)若三峡电站上、下游水位差按h100 m计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率的公式，并计算出效率的数值. (2)若26台发电机组全部建成并发电，要达到年发电荷量的要求，每台发电机组平均年发电时间t为多少天？(3)将该电站的电能输送到华中地区，送电功率为p14.5105 kw，采用超高压输电，输电电压为u500 kv，而发电机输出的电压约为u018 kv.若输电线上损耗的功率为