【创新设计】高中物理 滚动检测5 变压器及电能的输送 粤教版选修32(1).doc

滚动检测(五)变压器及电能的输送(时间：60分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)1如图1所示，先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图甲所示；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示若图甲、乙中的u0、t所表示的电压、周期值是相同的， 图1则以下说法正确的是() 甲 乙a第一次灯泡两端的电压有效值是u0b第二次灯泡两端的电压有效值是u0c第一次和第二次灯泡的电功率之比是29d第一次和第二次灯泡的电功率之比是15解析第一次所加正弦交流电压的有效值u1u0，a项错误；设第二次所加交流电压的有效值为u2，则根据有效值的定义有t，解得u2u0，b项错；根据电功率的定义式p可知，p1p215，c项错、d项正确答案d2.图2(2012海南单科，4)如图2所示，理想变压器原、副线圈匝数比为201，两个标有“12 v,6 w”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2a120 v,0.10 a b240 v,0.025 ac120 v,0.05 a d240 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d3.如图3所示，理想变压器的原线圈的输入电压u220sin(100t) v，原、副线圈的匝数比为n1n2101电阻r的阻值为100 ，则1 s内电阻r上产生的焦耳热为()图3a484 j b242 j c2.42 j d1.21 j解析每个周期内只有半个周期有电流通过r.由u1u2n1n2，得u222 v，又因电流的热效应故其电压有效值u22rt2r可得u211 v，由qt1 j1.21 j.答案d4(2012福建理综，14)如图4所示，理想变压器原线圈输入电压uumsin t，副线圈电路中r0为定值电阻，r是滑动变阻器v1 和v2 是理想交流电压表，示数分别用u1和u2表示；a1 和a2 是理想交流电流表，示数分别用i1和i2表示下列说法正确的是()图4ai1和i2表示电流的瞬时值bu1和u2表示电压的最大值c滑片p向下滑动过程中，u2不变、i1变大d滑片p向下滑动过程中，u2变小、i1变小解析交流电表测量的是交变电流的有效值，故a、b皆错误由于理想变压器的输出电压u2u1与负载无关，即滑片p下滑时u2不变，故d错误由i1u1知r减小时i1变大，故c正确答案c5如图所示为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯泡相同，且都是“220 v,40 w”当灯泡所消耗的功率都调至20 w时，哪种台灯消耗的功率最小()解析从该题题干的问法上可以看出，该题是正确选项为唯一选项的单选题台灯的消耗功率是指包含灯泡和其他辅助器件的总功率由a、b、c、d四选项分析可知：c选项中理想变压器功率损耗为零，电源输出的总功率(台灯消耗功率)只有灯泡的功率20 w而其他选项中，不论滑动变阻器是分压接法还是限流接法，滑动变阻器上总有功率损耗，台灯的消耗功率都大于20 w故c选项正确答案c二、双项选择题(本题共5小题，每小题8分，共40分)6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升压变电站升压后通过远距离输送，再经过降压变电站将高压变为低压某降压变电站将电压u011 000sin(100t) v的交流电降为220 v供居民小区用电，则变电站变压器()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原电压的有效值为u111 000 v，由得，选项a正确；变压器不改变交流电的频率，故选项b正确；由得，副线圈的电流大，要想导线发热少，导线要粗一些(电阻小)，故选项c错误；居民小区各用电器电流总和应该等于副线圈的电流，选项d错误答案ab7如图5甲所示，变压器原副线圈的匝数比为31，l1、l2、l3、l4为四只规格均为“9 v,6 w”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压的ut图象如图5乙所示则以下说法中正确的是()图5a电压表的示数为36 vb电流表的示数为2 ac四只灯泡不能同时正常发光d变压器副线圈两端交变电流的频率为50 hz解析输入电压等于灯泡l1与原线圈电压之和，而电压表测量到的实际上是原线圈两端电压，故a错误：原副线圈变压比31，原、副线圈电流之比为13，设副线圈电压为u，则原线圈电压为3u，灯泡l1的电压也是u，故4u36 v，u9 v，故四个灯泡，均正常工作答案bd8.如图6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，则下列说法中正确的有()图6a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由u20sin 100t(v)可知，um20 v，f50 hz，氖泡在一个周期内发光两次，故其发光频率为100 hz，a正确电压表示数为u5100 v，b正确开关断开后电压表示数不变，输出功率变小，故c、d错误答案ab9如图7所示，在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在图示变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，已知线圈1、2的匝数比为n1n221，在不接负载的情况下()图7a当线圈1输入电压220 v时，线圈2输出电压为110 vb当线圈1输入电压220 v时，线圈2输出电压为55 vc当线圈2输入电压110 v时，线圈1输出电压为220 vd当线圈2输入电压110 v时，线圈1输出电压为110 v答案bd10.如图8所示，在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈匝数分别为n1600，n2120，电源电压u1220 v，原线圈中串联一个0.2 a的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则()图8a负载功率不能超过44 wb副线圈电流最大值不能超过1 ac副线圈电流有效值不能超过1 ad副线圈电流有效值不能超过0.2 a解析由p入p出可知p入u1i144 w又因故u244 v故其i2不能大于1 a负载功率不超44 w.答案ac三、非选择题(本题共2小题，共30分计算题要求有必要的文字叙述，列出必要的方程和演算步骤)11(15分)如图9所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 v的市电上，向额定电压为1.80104 v的霓虹灯供电，使它正常发光为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12 ma时，熔丝就熔断图9(1)熔丝的熔断电流是多大？(2)当副线圈电路中电流为10 ma时，变压器的输入功率是多大？解析(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为u1、u2、i1、i2，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有u1i1u2i2.当 i212 ma时，即为熔断电流代入数据，得i10.98 a.(2)设副线圈中电流为i210 ma时，变压器的输入功率为p1，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有p1i2u2代入数据，得p1180 w.答案(1)0.98 a (2)180 w12(15分)某发电站的输出功率为104 kw，输出电压为4 kv，通过理想变压器升压后向80 km远处供电已知输电导线的电阻率为2.4108 m，导线横截面积为1.5104 m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：(1)升压变压器的输出电压；(2)输电线路