高考物理第二轮复习 专题高效升级卷七 交流、变压器和远距离输电.doc

专题高效升级卷七交流、变压器和远距离输电（时间：60分钟满分：100分）一、选择题（本题共10小题，每小题6分，共60分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）1一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法中正确的是（）。at0时刻线圈平面与中性面垂直bt0.01 s时刻，的变化率最大ct0.02 s时刻，交流电动势最小d该线圈相应的交流电动势图象如图乙所示2一输入电压为220 v、输出电压为36 v的变压器副线圈烧坏。为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上绕了5匝线圈，如图所示，然后将原线圈接到220 v交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 v，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为（）。a1 100，360b1 100，180c2 200，180 d2 200，3603我国“西电东送”采用高压直流输电，继三峡至常州500 kv直流输电工程后，又实现了三峡至广东的500 kv直流输电工程。图示为其输电示意图。关于高压直流输电，下列说法正确的有（）。a有利于减小输电电流，从而减少输电导线上的能量损失b有利于变压器直接改变输电电压，从而实现电网同步输送c有利于消除输电线路中感抗和容抗的影响d有利于降低对输电线路绝缘性能的要求4如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，r120 ，r230 ，c为电容器。已知通过r1的正弦交流电如图乙所示，则（）。图甲图乙a交流电的频率为0.02 hzb原线圈输入电压的最大值为200 vc电阻r2的电功率约为6.67 wd通过r3的电流始终为零5（2011山东临沂二模，21）某兴趣小组用实验室的手摇发电机和一个理想的小变压器给一个灯泡供电，电路如图。当线圈以较大的转速n匀速转动时，额定电压为u0的灯泡正常发光，电压表示数是u1。已知线圈电阻是r，灯泡电阻是r，则有（）。a变压器输入电压的瞬时值是uu1sin2ntb变压器的匝数比是u1u0c电流表的示数是d线圈中产生的电动势最大值是eu16（2011山东潍坊一模）图甲是一教学演示用发电机构造示意图，线圈转动产生的电动势随时间变化的正弦规律如图乙。发电机线圈电阻为0.5 ，外接电阻为2.5 ，则（）。a线圈转速为50 r/sb电压表的示数为2.5 vc电路中电流的最大值为 ad若线圈转速变为原来的2倍，外接电阻消耗的功率也变为原来的2倍7（2011广东六校联考）如图所示，原、副线圈匝数比为21的理想变压器正常工作时，以下说法不正确的是（）。a原、副线圈磁通量之比为21b原、副线圈电流之比为12c输入功率和输出功率之比为11d原、副线圈磁通量变化率之比为118（2011浙江宁波八校联考）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为201，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 v 60 w”灯泡一只，且灯泡正常发光，则（）。a电流表的示数为ab电流表的示数为 ac电源输出功率为1 200 w d原线圈端电压为11 v9（2011广东广州一模）下图是远距离输电的示意图，下列说法正确的是（）。aa是升压变压器，b是降压变压器ba是降压变压器，b是升压变压器ca的输出电压等于b的输入电压da的输出电压等于输电线上损失的电压10图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连，p为滑动头。现令p从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯l两端的电压等于其额定电压为止。用i1表示流过原线圈的电流，i2表示流过灯泡的电流，u2表示灯泡两端的电压，n2表示灯泡消耗的电功率（这里的电流、电压均指有效值：电功率指平均值）。下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是（）。二、计算题（本题共2小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11（20分）如图所示，边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为b的匀强磁场中，以oo边为轴匀速转动，角速度为，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为r，求：（1）线圈从图示位置转过的过程中产生的热量q。（2）线圈从图示位置转过的过程中通过线圈某截面的电荷量q。12（20分）三峡水利工程中某一水电站发电机组设计为：水以v13 m/s的速度流入水轮机后以v21 m/s的速度流出，流出水位比流入水位低10 m，水流量为q10 m3/s。水轮机效率为75%，发电机效率为80%，试问：（1）发电机的输出功率是多少？（2）如果发电机输出电压为240 v，用户所需电压为220 v，输电线路中能量损耗为5%，输电线的电阻共为12 ，那么所需的升、降压变压器的原、副线圈匝数比分别是多少？答案与解析1bc解析：由-t图知，在t0时，最大，即线圈处于中性面位置，此时e0，故a、d两项错误；由题图知t0.04 s，在t0.01 s时，0，最大，e最大，则b项正确；在t0.02 s时，最大，0，e0，则c项对。2b解析：设新绕匝数为n3，其电压为u3。根据，有n1n351 100；又，有n2n11 100180。3ac解析：由题图可知，发电厂发出的交流电，先经高压输送，后整流为直流再向远处输送，这样既有利于减小输电电流，减少输电导线上的能量损失，又有利于消除输电线路中感抗和容抗的影响。4c解析：变压器不改变交流电的周期和频率，据题图乙可知交流电的周期为0.02 s、频率为50 hz，a错。由图乙可知通过r1的电流最大值为im1 a，根据欧姆定律可知其最大电压为umi1mr120 v，再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为200 v，b错；因为电容器有通交流、阻直流的作用，则有电流通过r3和电容器，d错；根据并联电路特点，可知电阻r2的电功率p1w6.67 w，c对。5bc解析：电压表示数为有效值，则变压器输入电压的最大值为u1，选项a错误；根据变压规律知，选项b正确；流过灯泡的电流即流过副线圈的电流i2u0/r，根据变流规律有，解得i1，选项c正确；线圈中产生的电动势最大值em，根据闭合电路的欧姆定律可得emu1i1ru1，选项d错误。6abc解析：由题图乙可知，交流电的周期为t0.02 s，由t可得，转速n50 r/s；交流电的有效值为e3 v，电压表的示数ur2.5 v；电路中电流的最大值为im a；外电阻消耗的功率为pr()2r，若转速变为原来的2倍，由emnbs，e得，电动势变为原来的2倍，外接电阻消耗的功率变为原来的4倍。7a解析：由于原、副线圈共用一个铁芯，故通过原、副线圈磁通量之比和原、副线圈磁通量变化率之比均为11，选项a错误而d正确；由i1i2n2n1得，i1i212，选项b正确；由于理想变压器不考虑变压器自身的功率损失，故选项c正确，本题选择不正确的选项，故应选a。8a解析：由题意知流经副线圈的电流i2 a a，则电流表的示数(有效值)为i1 a，选项a正确而b错误；因为是理想变压器，故电源输出的功率即灯泡消耗的功率，选项c错误；由u14 400 v知，选项d错误。9a解析：远距离输电先升压，再降压，选项a正确而b错误；由于输电线有电压损失，故a的输出电压等于b的输入电压与损失的电压之和，选项c、d均错。10bc解析：滑动头p从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，说明副线圈的匝数在均匀增大。根据理想变压器原理得u2u1kt均匀增大(k为单位时间内增加的匝数)，选项c正确。灯泡两端电压由零开始增大时，灯泡的电阻也增大，所描绘的伏安特性曲线应该为b，选项b正确、a错误。灯泡的功率先增大得快(电阻小)后增大得慢(电阻大)，选项d错误。11答案：(1)(2)解析：线圈中产生的热量需要从转动过程中交流电的有效值考虑；通过线圈截面的电荷量需从交流电的平均值考虑。(1)线圈转动中感应电动势的峰值emba2，感应电流的有效值为i线圈转过/2的时间t，所以在转动过程中产生的热量为qi2rt()2r。(2)线圈转过/2过程中的感应电动势和感应电流的平均值分别为，所以，在转动过程中流过导体截面的电荷量为qt。12答案：(1)6.24105 w(2)151531解析：(1)水轮机的输出功率即发电机的输入功率，为p1(qghq)75%7.8105 w。发电机的输