高考物理一轮复习知能演练 10.2 变压器与电能的输送 沪科版.doc

2013届高考物理一轮复习知能演练 10.2 变压器与电能的输送 沪科版1. (2011高考新课标全国卷)如图10213, 一理想变压器原副线圈的匝数比为12; 副线圈电路中接有灯泡, 灯泡的额定电压为220 v, 额定功率为22 w; 原线圈电路中接有电压表和电流表. 现闭合开关, 灯泡正常发光. 若用u和i分别表示此时电压表和电流表的读数, 则()图10213a. u110 v, i0.2 ab. u110 v, i0.05 ac. u110 v, i0.2 a d. u110 v, i0.2 a解析: 选a.由变压原理可得u1110 v, 即电压表示数为110 v. 由p入p出, 灯泡正常发光可得p入u1i1p出22 w, i1 a0.2 a, 故a正确. 2. (2010高考山东理综卷)一理想变压器原、副线圈的匝数比为101, 原线圈输入电压的变化规律如图10214甲所示, 副线圈所接电路如图乙所示, p为滑动变阻器的触头. 下列说法正确的是()图10214a. 副线圈输出电压的频率为50 hzb. 副线圈输出电压的有效值为31 vc. p向右移动时, 原、副线圈的电流比减小d. p向右移动时, 变压器的输出功率增加解析: 选ad.由图像可知, 原线圈输入电压的最大值: um310 v, t2102 s, 则原线圈输入电压的有效值: u1220 v, f50 hz, 选项a正确. 由可得: u2u122 v, b错误. p向右移动时, 副线圈的电阻减小, 副线圈输出电压不变, 所以副线圈的电流增大, 原线圈的电流也增大, 而匝数比不变, 所以原、副线圈的电流比不变, 副线圈输出电压不变, 所以变压器的输出功率增加, d正确, c错误. 3. (2010高考江苏单科卷)在如图10215所示的远距离输电电路图中, 升压变压器和降压变压器均为理想变压器, 发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变. 随着发电厂输出功率的增大, 下列说法中正确的有()图10215a. 升压变压器的输出电压增大b. 降压变压器的输出电压增大c. 输电线上损耗的功率增大d. 输电线上损耗的功率占总功率的比例增大解析: 选cd.由于升压变压器的匝数比不变, 所以升压变压器的输出电压u2不变, 选项a错误; 随着发电厂输出功率的增大, 输电线电流增大, 则降压变压器的输入电流也增大, 即输电线上的损耗功率和损耗电压都将增大, 则降压变压器的输入电压和输出电压都将减小, 选项b错误, c正确; 由于输送总功率p增大, 输电线损耗功率为p损2r线, 所以r线, 故选项d正确. 4. 输电线的电阻共计为r, 输送的电功率为p, 用电压u送电, 则用户能得到的电功率为()a. p b. prc. p d.r解析: 选 b.用户能得到的电功率为输送的电功率与输电线上损失的热功率之差, 所以p户p2r, b选项正确, a、c、d选项均错误. 5. 某小型实验水电站输出功率是20 kw, 输电线路总电阻是6 .(1)若采用380 v输电, 求输电线路损耗的功率. (2)若改用5000 v高压输电, 用户端利用n1n2221的变压器降压, 求用户得到的电压. 解析: (1)输电线上的电流大小为i a52.63 a, 输电线路损耗的功率为p损i2r(52.63)26 w16620 w16.62 kw.(2)改用高压输电后, 输电线上的电流大小变为i a4 a用户端在变压器降压前获得的电压u1uir(500046)v4976 v根据用户得到的电压为u2u14976 v226.18 v.答案: (1)16.62 kw(2)226.18 v一、选择题1.(2012珠海市高三摸底考试)如图10216为一理想变压器, 其原副线圈匝数比n1n2110, 副线圈与阻值r20 的电阻相连。原线圈两端所加的电压u20 sin100t(v), 则() 图10216a. 交流电压表的示数为20 vb. 副线圈输出交流电的频率为50 hzc. 电阻r上消耗的电功率为2 kwd. 原线圈中电流的最大值为100 a解析: 选bc.交流电表的示数是电流的有效值, 所以交流电压表的示数为20 v, a错误; 变压器不改变频率, 所以b正确; 根据变压比, 副线圈输出的电压有效值为200 v, 而电阻r20 , 所以副线圈中电流的有效值为10 a, 电阻r上消耗的电功率为2 kw, 根据变压比, 原线圈中的电流的有效值为100 a, 最大值为100 a, c正确d错误. 2. 如图10217所示, 理想变压器原线圈输入交变电压u141sin314t(v), 副线圈接有一电流表和阻值为100 的负载电阻r, 测得电流表的示数为0.10 a. 由此可知该变压器的原、副线圈的匝数比为()图10217a. 1411 b. 14.11c. 1001 d. 101解析: 选 d.副线圈电压u2ir10 v, 原线圈的电压u1 v100 v, 故匝数比101.3. (2011高考浙江理综卷)如图10218所示, 在铁芯上、下分别绕有匝数n1800和n2200的两个线圈, 上线圈两端与u51sin314t v的交流电源相连, 将下线圈两端接交流电压表, 则交流电压表的读数可能是()图10218a. 2.0 v b. 9.0 vc. 12.7 v d. 144.0 v解析: 选a.若未考虑铁芯的漏磁因素, 上线圈电压有效值u136 v, 按变压器的变压比得u2u19.0 v, 而实际上副线圈磁通量21, 由un得, 则应选a.4. (2012华南师大附中模拟)在变电站里, 经常要用交流电表去监测电网上的强电流, 所用的器材叫电流互感器. 如图10219所示的四个图中, 能正确反映其工作原理的是()图10219解析: 选a.电流互感器是测电流的, 应串联在火线上, 故b、d选项错误. 同时, 由i1n1i2n2知要使i2i1, 须n2n1, 故a选项正确, c选项错误. 5. (2010高考重庆理综卷)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新绕了5匝线圈, 如图10220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()图10220a. 1100,360 b. 1100,180c. 2200,180 d. 2200,360解析: 选 b.由得, 解得n11100、n2180, 选项b正确. 6. 如图10221所示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()图10221a. 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少电路的发热损耗的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: 选abd.根据pi2r可知, 在电流i一定的情况下, 减小电阻r可以减少电路上的电能损失, 而r, 所以增大输电线横截面积s有利于减少输电过程中的电能损失, a对; 由公式pi2r可得, 若设输送的电功率为p, 则p损r, 可见, 在输送电压u一定时, 输送的电功率p越大, 输电过程中的电能损失越大, c错误. 7. (2012马鞍山检测)随着社会经济的发展, 人们对能源的需求也日益扩大, 节能变得越来越重要. 某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电, 用户通过降压变压器用电, 若发电厂输出电压为u1, 输出功率为p输电导线总电阻为r, 在某一时段用户需求的电功率为p0, 用户的用电器正常工作的电压为u2.在满足用户正常用电的情况下, 下列说法正确的是()a. 输电线上损耗的功率为b. 输电线上损耗的功率为c. 若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电d. 采用更高的电压输电会降低输电的效率8. 某小型水电站的电能输送示意图如图10222所示, 发电机通过升压变压器t1和降压变压器t2向用户供电. 已知输电线的总电阻为r, 降压变压器t2的原、副线圈匝数之比为41, 降压变压器副线圈两端交变电压u220sin100t v, 降压变压器的副线圈与阻值r011 的电阻组成闭合电路. 若将变压器视为理想变压器, 则下列说法中错误的是()图10222a. 通过r0电流的有效值是20 ab. 降压变压器t2原、副线圈的电压比为41c. 升压变压器t1的输出电压等于降压变压器t2的输入电压d. 升压变压器t1的输出功率大于降压变压器t2的输入功率解析: 选c.降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220 v, 负载电阻为11 , 所以通过r0电流的有效值是20 a, 选项a正确; 降压变压器t2的原、副线圈匝数之比为41, 所以降压变压器t2原、副线圈的电压比为41, 选项b正确; 升压变压器t1的输出电压等于降压变压器t2的输入电压加上输电线上损失的电压, 选项c错误; 升压变压器t1的输出功率等于降压变压器t2的输入功率加上输电线上的功率, 选项d正确. 图102239. (2012黄山市高三七校联考)如图10223所示, ab间接电压恒定的交变电源, m为理想变压器, 如果r1 的阻值增大, 则()a. 电压表示数增大b. 电流表的示数增大 c. 灯泡l的亮度变暗 d. 电阻r2的热功率增大解析: 选a.r1 的阻值增大, 则输出电路总电阻增大, 总功率减小, 干路中电流减小, 所以电阻r2的热功率减小, r2两端电压减小, 而输出电压不变, 所以l和r1并联电路两端的电压增大, 电压表示数增大, 灯泡l的亮度变亮, a正确c、d错误; 输入功率等于输出功率, 所以输入电路中功率减小, 电流表示数减小, b错误. 10. 如图10224所示, 两种情况下灯泡l2、l3的功率均为p, 且l1、l2、l3为相同的灯泡, 匝数比为n1n231, 则图(a)中l1的功率和图(b)中l1的功率分别为()图10224a. p、p b. 9p、pc.p、9p d.p、9p解析: 选 b.图(a)中l2的功率为p, 则l2上电压为u2, 原线圈中电压u13u23, l1两端电压与u1相等, 则l1所消耗功率pl19p.图(b)中l2、l3功率相同, 变压器的输出功率为2p, 原线圈电压u13u23, 原线圈中电流i1, 灯l1上消耗功率为pl1i12rrp, 故b正确. 二、非选择题11. 如图10225所示, 理想变压器原线圈中输入电压u13300 v, 副线圈两端电压u2为220 v, 输出端连有完全相同的两个灯泡l1和l2, 绕过铁芯的导线所接的电压表v的示数u2 v, 图10225(1)原线圈n1等于多少匝？(2)当开关s断开时, 表a2的示数i25 a, 则表a1的示数i1为多少？(3)当开关s闭合时, 表a1的示数i1等于多少？解析: (1)由电压与变压器匝数的关系可得即n1n1650.(2)当开关s断开时, 由u1i1u2i2可知i10.33 a.(3)当开关s断开时, 有rlu2/i244 当开关s闭合时, 设副线圈总电阻为r有rrl/222 副线圈中的总电流为i2则i2u2/r10 a由u1i1u2i2可知i10.67 a.答案: (1)1650(2)0.33 a(3)0.67 a12. 某电厂要将电能输送到较远的用户, 输送的总功率为9.8104 w, 电厂输出电压仅为350 v, 为减少输送功率损失, 先用一升压变压器将电压升高再输出. 已知输电线路的总电阻