高考物理 能力提升知识点优化 11.2变压器 电能的输送.doc

2013高考物理能力提升知识点优化：11.2变压器 电能的输送一、单项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分，每小题只有一个选项符合题意)1.(2012潮州模拟)如图所示的理想变压器，对于原、副线圈，不一定相等的物理量是()a.交流电的最大值b.磁通量的变化率c.电功率d.交变电流频率2.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的正弦式交流电如图乙所示，则()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的电流始终为零3.(预测题)如图所示，t为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关s闭合时()a.交流电压表v2和v3的示数一定都变小b.交流电压表v3的示数变小c.交流电流表a1、a2和a3的示数一定变大d.只有a1的示数变大4.(易错题)如图所示，l1和l2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器.若已知变压比为1 0001，变流比为1001，并且知道电压表示数为220 v，电流表示数为10 a，则输电线的输送功率为()a.2.2103 wb.2.2102 wc.2.2108 w d.2.2104 w二、双项选择题(本大题共5小题，每小题8分，共40分，每小题有两个选项符合题意)5.某水电站，用总电阻为2.5 的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3106 kw.现用500 kv电压输电，则下列说法正确的是()a.输电线上输送的电流大小为6103 ab.输电线上由电阻造成的损失电压为15 kvc.若改用5 kv电压输电，则输电线上损失的功率为9108 kwd.输电线上损失的功率为pu2/r，u为输电电压，r为输电线的电阻6.(2012深圳模拟)发电机的输出电压为220 v，输出功率为44 kw，每条输电线电阻为0.2 ，则用户得到的电压u和电功率p分别为()a.u80 vb.p16 kwc.u140 v d.p28 kw7.(创新题)如图所示是一台家用台灯亮度调节原理图，自耦变压器接入正弦交流电压，电流表、电压表分别为理想交流电流表和理想交流电压表.若将调压端的滑动触头p向上移动，则()a.电压表v的示数变大b.变压器的输出功率变小c.电流表a的示数变小d.电流表a的示数变大8.(2011山东高考)为保证用户电压稳定在220 v，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图.保持输入电压u1不变，当滑动接头p上下移动时可改变输出电压.某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示.以下正确的是()a.u2190sin(50t) vb.u2190sin(100t) vc.为使用户电压稳定在220 v，应将p适当下移d.为使用户电压稳定在220 v，应将p适当上移9.(易错题)如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，初级线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表v的示数为220 v，负载电阻r44 ，电流表a1的示数为0.20 a.下列判断中正确的是()a.初级线圈和次级线圈的匝数比为21b.初级线圈和次级线圈的匝数比为51c.电流表a2的示数为1.0 ad.电流表a2的示数为0.4 a三、计算题(本大题共2小题，共36分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)10.(创新题)(16分)收音机的变压器的初级线圈有1 210匝，接在u1220 v的交流电源上，变压器有两个次级线圈.次级线圈的匝数为35匝，次级线圈的匝数是1 925匝.如果不计变压器自身的能量损耗，当变压器工作时，线圈的电流是0.3 a时，初级线圈的电流i10.114 a.求线圈中电流和输出电压(电流的计算结果保留3位有效数字).11.(2012东莞模拟)(20分)在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失.有一个小型发电站，输送的电功率为p500 kw，当使用u5 kv的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4 800 kwh.求：(1)输电效率和输电线的总电阻r；(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输电？答案解析1.【解析】选a.根据理想变压器的工作原理，原、副线圈中磁通量变化率一定相等，交变电流频率一定相等.根据能量守恒，原、副线圈中电功率一定相等，但交流电的最大值不一定相等，故选a.2.【解析】选c.由图乙可知交流电周期为0.02 s，频率为50 hz，所以a错.副线圈电压最大值u2im1r120 v，由可知，原线圈电压的最大值u1200 v，b错.r1和r2并联，p26.67 w，故c正确；因电容器接交流电有充放电电流，故d错.3.【解析】选b.在理想变压器中，因为u不变，故v2示数不变；闭合s时，负载电阻变小，副线圈中电流i2增大，a2示数增大，由p入p出，即i1u1i2u2可知a1示数增大，因为ab和cd导线的电阻不可忽略，v3改测r2两端电压，故v3示数变小.r1两端电压减小，故流过r1处的电流i3变小，a3示数变小，故b正确.【变式备选】(双选)(2012海口模拟)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u20sin100t(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】选a、b.由于副线圈电压由原线圈决定，则不论负载如何变化，电压表的读数不变，始终为有效值100 v，b正确，c错误；交流电每个周期内氖泡发光两次，每秒发光100次，则氖泡发光频率为100 hz，a正确；开关断开后，负载电阻增大、电流减小，则变压器的输出功率减小，d错误.4.【解析】选c.根据，得，u12.2105 v，i11 000 a，所以输电线的输送功率pu1i12.2108 w，c正确.5.【解析】选a、b.输出电功率p3106 kw，输电电压u500 kv，则输电线上输送的电流大小i6103 a，所以a正确；输电线上由电阻造成的电压损失uir15 kv，所以b正确；输电线上损失的功率puir，所以d错误；若损失功率为p9108 kw时，p远大于输出功率，不符合实际，故c错误.6.【解析】选c、d.由p出u出i可得，输电电流i200 a，输电线上损耗的功率p线2i2r16 000 w16 kw，用户得到电功率pp出p线28 kw，d项正确.输电线上损失的电压u线2ir80 v，用户得到电压uu出u线140 v.c项正确.7.【解析】选a、d.当滑动触头p向上移动时，自耦变压器 “副线圈”匝数增大，由可知“副线圈”两端电压增大，台灯的功率变大，a正确，b错误；由于理想变压器输入功率与输出功率相等，且输入电压不变，故电流表示数变大，c错误、d正确.【总结提升】理想变压器动态分析的两种类型(1)匝数比不变，原、副线圈的电压u1、u2不变，电流i1、i2，功率p1、p2随负载电阻的变化而变化.(2)负载电阻不变，原线圈的电压u1不变，副线圈两端的电压u2、电流i1、i2，功率p1、p2随匝数比的变化而变化.8.【解题指南】解答本题应注意以下三点：(1)根据图象找出最大值、周期，写出瞬时值表达式.(2)变压器原、副线圈的电压均为有效值.(3)根据变压器中电压关系确定如何改变原线圈匝数.【解析】选b、d.由图象可知，正弦式交变电压的最大值为190 v，其周期为0.02 s，可得其表达式为u2190sin(100t)v，b选项正确，用户电压有效值为190 v220 v，在u1、n2不变的前提下通过改变n1来使u2增大，由可得应使n1减小，故应将p适当上移，d选项正确.9.【解析】选b、c.对于理想变压器，p1u1i12200.20 w44 w，则负载电阻消耗的功率p2p144 w，据p2，得u2 v44 v，则5，故b正确，a错误；a2的读数i2 a1 a，故c正确，d错误.10.【解析】线圈两端的电压为：u2u12206.36(v) (4分)线圈两端的电压为：u3u1220350(v) (4分)不计变压器自身的能量损耗，由能量转化和守恒定律p1p2p3i1u1i2u2i3u3 (4分)i30.066 2(a) (4分)答案：0.066 2 a350 v11. 【解析】(1)输送功率p500 kw，一昼夜输送电能ept12 000 kwh(2分)输电线上损失的电能e4 800 kwh (2分)终点得到的电能eee7