【高考复习】2020版高考物理 全程复习课后练习33 变压器电能的输送传感器的简单应用（含答案解析）.doc

2020版高考物理 全程复习课后练习33 变压器电能的输送传感器的简单应用在远距离输电时，在输送的电功率和输电线电阻都保持不变的条件下，输电的电压为U1时，输电线上损失的功率为P1；输电的电压为U2时，输电线上损失的功率为P2.则U1：U2为()A. B. C. D.自耦变压器铁芯上只绕一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分,右图为一降压式自耦变压器的示意图,其副线圈可调。现将原线圈接入一正弦交流电压,副线圈接入一可调电阻,电路中的A、V分别为理想交流电流表和交流电压表。下列说法正确的是()A.只将滑片P顺时针旋转,电压表V的示数变大B.只将滑片P逆时针旋转,电流表A的示数变大C.只将滑片Q向上移动,电压表V的示数变小D.只将滑片Q向下移动,电流表A的示数变小如图所示，MN和PQ为处于同一水平面内的两根足够长的平行光滑金属导轨(电阻不计)，垂直导轨放置金属棒ab，金属棒ab与导轨接触良好N、Q端接理想变压器的原线圈，理想变压器的输出端有三组副线圈，分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C.在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场，若用IR、IL、IC分别表示通过R、L和C的电流，则下列判断中正确的是()A在ab棒沿导轨匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后，IR=0、IL=0、IC=0B在ab棒沿导轨匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后，IR0、IL0、IC=0C若ab棒沿导轨在某一中心位置附近做简谐运动，则IR0、IL0、IC=0D若ab棒沿导轨在某一中心位置附近做往复运动则IR0、IL=0、IC0普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则()Aab接MN、cd接PQ，IabIcdCab接PQ、cd接MN，IabIcd如图所示为某小型发电站的输电示意图，发电站输出U1=220sin100t(V)的交流电通过升压变压器升压后进行高压输电，接近用户时再通过降压变压器降压给用户供电，图中高压输电线部分总电阻为r，负载端的电压表是理想电压表，下列有关描述正确的是()A若开关S1、S2都断开，则电压表示数为零B负载端所接收交流电的频率为25 HzC深夜开灯时灯较亮是因为高压输电线上电压损失减小的缘故D用电高峰期灯泡较暗，可通过减少降压变压器副线圈的匝数来提高其亮度如图所示，在A、B间接入U1=311sin314t(V)的正弦式交变电流，通过理想变压器和相同的理想二极管D1、D2给阻值R=20 的纯电阻供电，变压器原线圈匝数n1=1 100匝，副线圈匝数n2=200匝，Q为副线圈正中央抽头为保证安全，二极管的反向耐压值至少为U0，设电阻R上消耗的电功率为P，则()AU0=56.6 V，P=20 WBU0=56.6 V，P=80 WCU0=28.3 V，P=20 WDU0=28.3 V，P=80 W一台某型号(见表格)的柴油发电机给灾民临时安置区供电,如图所示。发电机到安置区的距离是400 m,输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线,该型号导线单位长度的电阻为2.510-4,安置区家用电器的总功率为44 kW。当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作时()A.输电线路中的电流为20 AB.发电机的实际输出电压为300 VC.在输电线路上损失的电功率为8 kWD.如果该柴油发电机发出的是正弦式交变电流,则其输出电压最大值是300 V如图所示,匝数为50匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B=210 T的水平匀强磁场中,线框面积S=0.5 m2,线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO以角速度=100 rad/s匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,副线圈接入一只“220 V,60 W”灯泡,且灯泡正常发光,熔断器允许通过的最大电流为10 A,下列说法正确的是()A.线框在图示位置产生的感应电动势最大B.线框产生的电动势有效值为2502 VC.变压器原、副线圈匝数之比为2522D.允许变压器输出的最大功率为1 000 W如图所示，一理想变压器原线圈与每个副线圈的匝数比均为3：1，原线圈与每个副线圈所连的电阻阻值均为R，原线圈接220 V的正弦交流电，副线圈n2回路中电阻两端的电压为UR2，原线圈电阻与每个副线圈电阻消耗的功率的比值均为k.则()AUR2=60 Vk= BUR2=60 Vk= CUR2= Vk= DUR2= Vk=如图甲所示，原、副线圈匝数比为n1：n2=1：2的理想变压器原线圈与水平放置的间距L=1 m的光滑金属导轨相连，导轨处于竖直向下、磁感应强度为B=1 T的匀强磁场中，电阻不计，副线圈接阻值R=2 的电阻，与导轨接触良好的电阻r=1 、质量m=0.02 kg的导体棒在外力F的作用下运动，其速度随时间按图乙所示(正弦图线)规律变化，则()A电压表的示数为 VB电路中的电流方向每秒钟改变5次C电阻R实际消耗的功率为0.125 WD在00.05 s的时间内外力F做的功为0.48 J (多选)下图为远距离输电示意图,升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器,n1n2=1m,n3n4=n1(m、n都大于1)。输电线的总电阻为2r,升压变压器T1原线圈的电压的有效值为U,T1的原线圈输入的电功率为P。下列说法正确的是()A.降压变压器T2副线圈的电压为ml/nB.输电线上的电流为p/mlC.用电设备的数目增多,降压变压器T2原线圈的电压变小D.用电设备的数目减少,输电线上的电流减小 (多选)如图所示,理想变压器原、副线圈上接有四个完全相同的灯泡,若四个灯泡恰好都能正常发光,则下列说法正确的是()A.U1U2=34B.U1U2=43C.若将L1短路,则副线圈的三个灯泡仍能正常发光D.若将L2短路,则副线圈的两个灯泡两端的电压变为额定电压的4/3一小型水电站，其交流发电机与升压变压器原线圈连接，如图为输电示意图升压变压器原线圈的输入功率为P1=1 000 kW，输入电压为U1=1 000 V，在输电过程中，要求能量损耗等于原线圈输入功率的4%，已知输电线电阻为16 ，用户降压变压器的输出电压为240 V，求：(1)升压变压器原线圈中的电流I1；(2)输电线中的电流I线；(3)升压变压器与降压变压器的匝数比各为多少？如图，匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T，边长为L=10 cm的正方形线圈abcd共N=100匝，线圈电阻r=1 .线圈绕垂直于磁感线的轴OO匀速转动，转动的角速度=2 rad/s，外电路电阻R=4 .(1)求感应电动势的最大值；由图示位置转过60角时的感应电动势的值(2)取2=10，求线圈转过一周电流产生的总热量(3)由图示位置开始，求在线圈转过周期的时间内通过电阻R的电荷量答案解析答案为：A；解析：输送的功率一定，由P=UI知，I=，则P损=I2R=R，知输电线上损失的电功率与电压的平方成反比，则=，A正确，B、C、D错误答案为：B；解析：只将滑片P顺时针旋转,副线圈匝数减小,由U1U2=n1n2可知电压表V的示数变小,故A错误;只将滑片P逆时针旋转,副线圈匝数增大,由U1U2=n1n2可知电压表V的示数增大,功率增大,由P2=P1=U1I1,可知I1增大,即电流表A的示数变大,故B正确;只将滑片Q向上移动,电压表V的示数不变,故C错误;只将滑片Q向下移动,电阻减小,功率增大,电流表A的示数变大,故D错误。答案为：A；解析：在ab棒匀速运动过程中，ab棒产生恒定的感应电动势，左边原线圈中产生恒定的电流，形成恒定的磁场，穿过右侧的三个副线圈中的磁通量不变，则副线圈中没有感应电动势产生，所以IR=0、IL=0、IC=0，A正确，B错误；若ab棒沿导轨在某一中心位置附近做简谐运动，原线圈中产生正弦式交变电流，副线圈中将有感应电流产生，故IR0、IL0、IC0，C、D错误答案为：B；解析：电流互感器ab一侧线圈匝数比cd一侧线圈匝数少，根据变流比公式Iabnab=Icdncd可知，IabIcd，又电流互感器的作用是减小测量电流，即电流表应接在电流较小的一侧，ab接MN、cd接PQ，选项B正确答案为：C；解析：开关都断开时降压变压器空载，其副线圈两端有电压，电压表示数不为零，选项A错误；变压器不能改变交流电的频率，故负载端所接收交流电的频率还是50 Hz，选项B错误；深夜大部分用户已关灯，干路中电流减小，线路损耗也减小，用户得到的电压升高，故此时开灯较亮，选项C正确；用电高峰时，负载增多，负载电阻减小，干路中电流增大，因此输电线路上损耗电压增大，导致降压变压器的输入电压降低，为提高负载电压，可增大降压变压器副线圈的匝数，使负载电压提高，选项D错误答案为：A；解析：A、B间接入的正弦式交变电流的电压有效值为u= V=220 V，根据=可得副线圈两端电压有效值为U2=40 V，而二极管的反向耐压值至少为U0，U0是最大值，所以U0=40 V=56.6 V，Q为副线圈正中央抽头，由于二极管的单向导电性，则R两端电压有效值为UR=20 V，所以R消耗的电功率为P= W=20 W，A正确答案为：C；解析：当这些额定电压为220V的家用电器都正常工作时,输电线路中的电流为I=PU=44103W220V=200A,选项A错误;导线电阻为R=2.510-44002=0.2,则发电机的实际输出电压为U输=U+IR=260V,选项B错误;在输电线路上损失的电功率为P损=I2R=8kW,选项C正确;如果该柴油发电机发出的是正弦式交变电流,则其输出电压的最大值是Um=2U输368V,选项D错误。答案为：C；解析：在图示位置,线框和磁感线垂直,磁通量最大,切割磁感线的速度为0,线框中产生的感应电动势为零,A错误;线框中产生的感应电动势最大值Em=NBS=2502V,其有效值E=22Em=250V,B错误;灯泡能正常发光,说明副线圈两端电压U2=220V,由U1U2=n1n2可知变压器原、副线圈匝数之比为2522,C正确;熔断器允许通过的最大电流为10A,即I1=10A,P1=U1I1=25010W=2500W,因此变压器允许输出的最大功率为2500W,D错误。答案为：A；解析：设原线圈电流为I1，则根据n1I1=2n2I2，可得I2=1.5I1，由题意可知：=k，解得k=，设原线圈电阻R上的电压为UR1，则 ：=k，即UR1=UR2，又=，解得：UR2=60 V，A正确，B、C、D错误答案为：D；解析：由题图乙可知=10，导体棒产生的感应电动势的最大值为Em=BLvm=3 V，故电源电动势为e=BLvmsint=3sin10t(V)，电动势的有效值为E=3 V，设原线圈的输入电压为U1，副线圈的输出电压为U2，原线圈的输入电流为I1，副线圈的输出电流为I2，则对含有原线圈的回路由闭合电路欧姆定律有E=I1rU1，由变压器的工作原理可知=、=，对含有副线圈的回路，由欧姆定律有U2=I2R，由以上式子可解得U1=1 V，A错误；交变电流的频率为f=5 Hz，每个周期内电流方向改变2次，故每秒钟电流方向改变10次，B错误；电阻R两端电压U2=U1=2 V，通过副线圈的电流I2=1 A，通过原线圈的电流I1=I2=2 V，所以电阻R实际消耗的功率P=U2I2=2 W，C错误；在t=0.05 s=时间内，电路中产生的焦耳热Q=(IRIr)t=0.3 J，根据能量守恒定律得W外Q=mv，故W外=mvQ=0.48 J，D正确答案为：BCD；解析：输电线上有电阻,所以降压变压器T2副线圈的电压小于mUn,选项A错误;升压变压器T1副线圈的电压为mU,所以输电线上的电流为I=PmU,选项B正确;用电设备的数目增多,输电线上的电压损耗变大,降压变压器T2原线圈的电压变小,选项C正确;用电设备的数目减少,输电的功率变小,输电线上的电流减小,选项D正确。答案为：BD；解析：设灯泡的额定电压为U,额定电流为I,则副线圈电压为3U,电流为I,原线圈的灯泡正常发光,电流也为I,所以原、副线圈的匝数比为11,原线圈两端电压为3U,所以U1U2=43,选项A错误,B正确;若将L1短路,则原线圈的电压增大,则副线圈两端电压也增大,三个灯泡不能正常发光,选项C错误;设灯泡电阻为R,若将L2短路,设副线圈的电流为I,原线圈的电流也为I,因此2IR+IR=U1=4U,则IR=43U,即副线圈的每个灯泡两端的电压变为额定电压的43,选项D正确。解：(1)升压变压器原线圈