【状元之路】高考物理一轮复习 102变压器电能的输送同步检测试题 (2)(1).docVIP

变压器电能的输送a组基础巩固1(多选题)如图351所示，在闭合铁芯上绕着两个线圈m和p，线圈p与电流表构成闭合回路若在t1至t2这段时间内，观察到通过电流表的电流方向自上向下(即由c经电流表至d)，则可以判断出线圈m两端的电势差uab随时间t的变化情况可能是图352中的()图351a b c d图352解析：对a图uab不变，a表中无电流，对b图uab均匀增大，由安培定则知，m中有向上增强的磁场，p中有向下增加的磁通量，又由楞次定律和安培定则知，a表中电流方向由d经电流表至c，故a、b错，同理分析得c、d正确答案：cd2(多选题)图353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353a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，输电线的电阻减小，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，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；在输电过程中，输电电压越高，对于安全和技术的要求越高，因此并不是输电电压越高越好，d正确答案：abd3(多选题)2012山东卷图354甲是某燃气炉点火装置的原理图转换器将直流电压转换为图354乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，v为交流电压表当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 v时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体以下判断正确的是()甲乙图354a电压表的示数等于5 vb电压表的示数等于 vc实现点火的条件是1 000d实现点火的条件是1 000解析：电压表示数为电压有效值，由题图乙可得u v，选项a错误，b正确；副线圈电压峰值为5 000 v时，1 000，由于引发电火花的条件是副线圈电压峰值大于5 000 v，故1 000，选项c正确，d错误答案：bc图3554(多选题)如图355所示，当导线mn沿无电阻的导轨做切割磁感线的运动时，电容器c被充电，上极板电势高，mn的电阻为r，其他电阻不计，由此可推知导体mn的运动情况是()a向右匀速b向右加速c向右减速 d向左加速解析：当mn向右匀速运动时，产生恒定电流，穿过左边线圈的磁通量不变，不会产生感应电动势，电容器c不会被充电若mn向右减速，产生变弱的电流，由右手定则知，电流方向为mn，由安培定则知，在右边线圈中有向下方向的磁场，在左边线圈中有向上的磁通量且减弱，由楞次定律知，在左边线圈中产生感应电动势，使c上极板带正电，所以c项正确，同理b项错，d项对答案：cd5如图356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 v40 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()abcd图356解析：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图35762013四川自贡一诊如图357所示，m是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1n2101，接线柱a、b接一正弦交变电源，电压u311sin100t v变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中r2为用半导体热敏材料制成的传感器(电阻随温度升高而减小)，r1为一定值电阻下列说法正确的是()a当r2所在处出现火警时，电阻r1的功率变小b当r2所在处出现火警时，电压表v2的示数变大c当r2所在处出现火警时，电流表a的示数变小d电压表v1示数为22 v解析：当r2所在处出现火警时，阻值减小，变压器输出电流增大，输出功率增大，电阻r1两端电压增大，电阻r1的功率变大，电压表v2的示数变小，选项a、b错误；由输入功率等于输出功率可知，当r2所在处出现火警时，电流表a的示数变大，选项c错误；由变压器变压公式，变压器输出电压为22 v，电压表v1示数为22 v，选项d正确答案：db组能力提升7(多选题)如图358所示，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接c、d两个端点接在匝数比n1n2101的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器r0.匀强磁场的磁感应强度为b，方向竖直向下，导体棒ab长为l(电阻不计)，绕与ab平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)oo以角速度匀速转动如果滑动变阻器的阻值为r时，通过电流表的电流为i，则()图358a滑动变阻器上消耗的功率为p100i2rb变压器原线圈两端的电压u110irc取ab在环的最低端时t0，则导体棒ab中感应电流的表达式是iisin tdab沿环转动过程中受到的最大安培力fbil解析：由于电流表示数为有效值，由可知i210i，故p100i2r，选项a正确；变压器原线圈两端电压为u110ir100ir，选项b错误；从最低点开始计时，则导体棒中感应电流的瞬时值的表达式为iicos t，选项c错误；导体棒中电流最大值为i，所以fbil，选项d正确答案：ad82014湖南高三联考如图359所示，水平铜盘半径为r，置于磁感应强度为b，方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度做匀速圆周运动，铜盘的边缘及中心处分别通过滑动变阻器r1与理想变压器的原线圈相连，该理想变压器原、副线圈的匝数比为n1，变压器的副线圈与电阻为r2的负载相连，则()图359a变压器原线圈两端的电压为b若r1不变时，通过负载r2的电流强度为零c若r1不变时，变压器的副线圈磁通量为零d若r1变化时，通过负载r2的电流强度为通过r1电流的解析：水平铜盘做匀速圆周运动，半径切割磁感线产生恒定的感应电动势相当于电源当r1不变时变压器原线圈所加的是恒定电压，副线圈中的磁通量一定，磁通量的变化量为零，故其输出电压为零，分析可知a、c错，b对；当r1变化时，原线圈所加的不是交流电压，其原、副线圈的电流关系不确定，故d错答案：b9理想变压器原、副线圈的匝数分别为n110匝和n2100匝，副线圈接有1 000 的电阻，原线圈与电阻不计的导线构成闭合回路，其中圆形区域的面积为s m2.在该圆形区域内有如图3510所示的按正弦规律变化的磁场垂直穿过，则内阻不计的电流表的示数为(提示：bb0sint，则b0cost)()图3510a14.1 a b0.14 ac1.41 a d2.00 a解析：u1sb0cost，由图象中读出b0和，代入得u120cost v，副线圈中u2的有效值为100 v，i20.1 a根据得i1 a.答案：c图351110(多选题)2013江苏常州模拟如图3511所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是101，原线圈输入交变电压u100sin50t(v)，在副线圈中串接有理想电流表和定值电阻r，电容器并联在电阻r两端，电阻阻值r10 ，关于电路分析，下列说法中正确的是()a电流表示数是1 ab电流表示数是 ac电阻r消耗的电功率为10 wd电容器的耐压值至少是10 v解析：由变压公式，副线圈输出电压为10 v，由于交变电流可以通过并联在电阻r两端的电容器，所以不能应用欧姆定律计算电流表示数，选项a、b错误；电阻r消耗的电功率为p100/10 w10 w，选项c正确；副线圈输出电压最大值为10 v，电容器的耐压值至少是10 v，选项d正确答案：cd11发电机的端电压为220 v，输出功率为44 kw，输电导线的电阻为0.2 ，如果用原、副线圈匝数之比为110的升压变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为101的降压变压器降压供给用户(1)画出全过程的线路示意图；(2)求用户得到的电压和功率；(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压解析：(1)线路图如图3512所示图3512(2)升压变压器副线圈的输出电压为u2u1220 v2 200 v.升压变压器副线圈输出电流为i2i1，升压变压器原线圈输入电流由pi1u1，得i1a200 a，所以i2i120 a.输电线路上的电压损失和功率损失分别为uri2r200.2 v4 v，prir2020.2 w80 w0.08 kw.加到降压变压器的原线圈上的输入电流和电压为i3i220 a，u3u2ur2 200 v4 v2 196 v.降压变压器副线圈的输出电压和电流分别为u42 196 v219.6 v，i4i31020 a200 a，用户得到的功率p4u4i443.92 kw.(3)若不采用高压输电，线路损失电压为uri1r2000.2 v40 v.用户得到的电压uu1ur220 v40 v180 v.用户得到的功率为pi1u200180 w36 kw.答案：(1)如图3511所示(2)219.6 v43.92 kw(3)36 kw180 v12三峡水利电力枢纽工程是长江流域治理开发的一项重大举措，又是全世界已建、在建的最大规模的水利枢纽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q4.511011m3.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时的总发电功率)为p1.82107 kw，年平均发电量约为w8.401010kwh.该工程已于2009年全部竣工，成为“西电东送”的中部通道，主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的用电紧张局面阅读上述材料，解答以下问题(水的密度1.0103 kg/m3，g取10 m/s2)：(1)如果三峡电站上、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表达式，并计算效率的数值；(2)若26台发电机组全部建成并发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均年发电时间为多少天？(3)将该电站的电能输送到华中地区，输电功率为p14.5106 kw，采用超高压输电，输电电压为u500 kv，而发电机输出的电压为u018 kv，要使输电线上损耗的功率为输电总功率的5%，求发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比和输电线路的总电阻解析：(1)电站将水流的势能转化为电能的效率的表达式：代入数据，得100%67.1 %.(2)根据公式p得t天192.3天(3)升压变压器的变压比输电线中的电流ia9.0103a输电线上损耗的电功率p损50%p1i2r线输电线路的总电阻r线 2.78 .答案：(1)67.1%(2)192.3