高考物理复习 高效学习方略 102 变压器 电能的输送练习.doc

选修3-2 第十章 第2讲 (时间：60分钟满分：100分)一、选择题(每小题5分，共40分)1如图所示，一理想变压器原线圈匝数n11 100匝，副线圈匝数n2220匝，交流电源的电压u220sin 100t v，电阻r44 ，电压表、电流表为理想电表，则下列说法错误的是()a交流电的频率为50 hzb电流表的示数为0.2 ac电流表的示数为 ad电压表的示数为44 v解析c由交流电源的电压瞬时值表达式可知，100，所以频率f50 hz，a正确；理想变压器的电压比等于线圈匝数比，即，其中原线圈电压的有效值u1220 v，u2u144 v，故d正确；i21 a，故c错误；由电流比与线圈匝数成反比，即，所以i1i20.2 a，故b正确综上所述，说法错误的是c项2.图甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化下列说法正确的是()a图甲表示交流电，图乙表示直流电b两种电压的有效值相等c图甲所示电压的瞬时值表达式为u311sin100 t vd图甲所示电压经匝数比为101的变压器变压后，频率变为原来的解析c由题图可知两个电流的大小和方向均作周期性变化，所以都是交流电，故a错；有效值e只对正弦交流电适用，虽然最大值一样，有效值不同，所以b错；由题图可知，c对；变压之后频率不变，d错3为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压某变电所将电压u011 000sin 100t v的交流电降为220 v供居民小区用电，则变电所变压器()a原、副线圈匝数比为501b副线圈中电流的频率是50 hzc原线圈的导线比副线圈的要粗d输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和解析abu011 000sin 100t v中的11 000指的是电压的最大值，有效值为11 000 v，则原、副线圈之间的匝数之比等于两线圈的电压之比，即501，a正确；由100可得频率为50 hz，b正确；电流与匝数成反比，即原线圈的电流比副线圈电流要小，因此，副线圈的导线要比原线圈粗，c错误；居民小区各个用电器都是并联的，它们的电流总和等于副线圈中的电流，d错误4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下所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是()解析a电流互感器应是测电流的，应串联在火线上，故b、d选项错误同时，由i1n1i2n2知要使i2n1，故a选项正确，c选项错误5理想变压器连接电路如图甲所示，当输入电压波形如图乙时，已知原副线圈的匝数比为101，电流表读数为2 a，则()a电压表读数为282 vb电压表读数为28.2 vc输入功率为56.4 wd输入功率为40 w解析d交流电表测得的是有效值，副线圈两端电压有效值为v20 v，故a、b项错；理想变压器输入功率等于输出功率，即p入p出ui202 w40 w，故选项d正确6.如图所示是一台理想自耦变压器，在a、b之间接正弦交流电，、分别为理想交流电流表和交流电压表若将调压端的滑动头p向上移动，则()a电压表的示数变大 b电流表的示数变小c变压器的输出功率变小 d变压器的输入功率不变解析bc考查变压器原理和规律以及动态变化滑动头p向上移动，原线圈的匝数将变大，根据原副线圈的电压比，可判断副线圈的电压u2将变小，电压表示数变小，a错；根据电功率公式p，可知副线圈的输出功率变小，根据能量守恒，原线圈的输入功率也随之变小，故原线圈的电流应变小，电流表的示数变小，b、c正确， d错7.如图所示，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u20sin 100t 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ab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；开关断开后，电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，d项错误8某小型水电站的电能输送示意图如图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.u3，所以，a正确，b、c不正确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正确二、非选择题(共60分)9(12分)汽车等交通工具用电火花点燃汽油混合气，如图所示已知汽车蓄电池电压为12 v，变压器匝数之比为1100，当开关s闭合后，火花塞上电压为多少？开关s从闭合到突然断开这一过程，可为火花塞提供瞬时高电压，产生电火花蓄电池提供的是直流电，为什么变压器的副线圈也能得到高电压呢？【答案】开关s闭合后，变压器原线圈中是恒定电流，铁芯中的磁通量不变，副线圈中没有感应电动势，火花塞上电压为零当开关从闭合到突然断开，铁芯中磁通量突然变小，副线圈会产生一个瞬时高电压(脉冲高电压可达104 v左右)，使火花塞产生电火花10(14分)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1n241，原线圈回路中的电阻a与副线圈回路中的负载电阻b的阻值相等a、b两端加一定交流电压后，求两电阻消耗的电功率之比和两电阻两端电压之比解析根据变压器原、副线圈电流比，设流过a电阻的电流i1i，则流过b电阻的电流为i24i，所以功率比.两电阻两端电压比.【答案】11(16分)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5 000 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)输电线上的电流强度为i a52.63 a输电线路损耗的功率为p损i2r52.6326 w16 620 w16.62 kw.(2)改用高压输电后，输电线上的电流强度变为i a4 a用户端在变压器降压前获得的电压u1uir(5 00046)v4 976 v根据，用户得到的电压为u2u14 976 v226.18 v.【答案】(1)16.62 kw(2)226.18 v12(18分)水力发电具有防洪、防旱、减少污染多项功能，是功在当代、利在千秋的大事，现在水力发电已经成为我国的重要能源之一某小河水流量为40 m3/s，现在欲在此河段安装一台发电功率为1 000 kw的发电机发电(1)设发电机输出电压为500 v，在输送途中允许的电阻为5 ，允许损耗总功率的5%，则所用升压变压器原、副线圈匝数比应是多少？(2)若所用发电机总效率为50%，要使发电机能发挥它的最佳效能，则拦河坝至少要建多高？(g取10 m/s2)解析(1)设送电电流为