【走向高考】2012年高考物理总复习 第十章 第2讲 变压器和远距离输电

用心 爱心 专心1 第第 1010 章章 第第 2 2 讲讲 一 选择题 1 在变电站里 经常要用交流电表监测电网上的强电流 所用的器材叫电流互感器 如下图所示中 能正确反映其工作原理的是 答案 A 解析 电流互感器的工作目的是把大电流变为小电流 因此原线圈的匝数少 副线 圈的匝数多 监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中 2 如图 理想变压器原副线圈匝数之比为 4 1 原线圈接入一电压为u U0sin t 的交流电源 副线圈接一个R 27 5 的负载电阻 若U0 220V 100 rad s 则 2 下述结论正确的是 A 副线圈中电压表的读数为 55V B 副线圈中输出交流电的周期为s 1 100 C 原线圈中电流表的读数为 0 5A D 原线圈中的输入功率为 110W 2 答案 AC 解析 副线圈中电压表读数为副线圈电压的有效值U2 55V A 对 副线圈中 n2U0 2n1 交流电的周期等于原线圈中交流电源电压的周期T s B 错 原线圈中的电流 2 1 50 I1 0 5A C 对 原线圈中的输入功率P 110W D 错 I2n2 n1 U2n2 Rn1 U0I1 2 3 2010 山东理综 一理想变压器原 副线圈的匝数比为 10 1 原线圈输入电压的 变化规律如图甲所示 副线圈所接电路如图乙所示 P为滑动变阻器的触头 A 副线圈输出电压的频率为 50Hz 用心 爱心 专心2 B 副线圈输出电压的有效值为 31V C P向右移动时 原 副线圈的电流比减小 D P向右移动时 变压器的输出功率增加 答案 AD 解析 该题考查了描述交变电流的物理量和变压器的综合问题 由图象可知 f 50Hz 有效值为 220V 故 A 对 B 错 因 所以 C 不正确 P出 当P向右滑 I1 I2 n2 n1 U22 R总 动时 R总减小 P出增大 D 正确 4 2010 浙江理综 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 3 106 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 2 0 105 A B 输电线上由电阻造成的损失电压为 15 kV C 若改用 5 kV 电压输电 则输电线上损失的功率为 9 108 W D 输电线上损失的功率为 P U2 r U为输电电压 r为输电线的电阻 答案 B 解析 该题考查远距离输电问题 要注意输电电压和输电线上损失电压的区别 当 U 500 kV 时 I A 6 103 A 而U损 IR 15 KV A 错 B 对 P U 3 109 5 105 P耗 2R 2 2 5 W 9 107 W C 错 P U 3 109 5 105 P 中U为输电线电阻上的电压 而不是输电电压 U2 r 5 在家用交流稳压器中 变压器的原 副线圈都带有滑动头 如图所示 当变压器输 入电压发生变化时 可上下调节P1 P2的位置 使输出电压稳定在 220V 上 现发现输出 电压低于 220V 下列措施不正确的是 A P1不动 将P2向上移 B P2不动 将P1向下移 C 将P1向上移 同时P2向下移 D 将P1向下移 同时P2向上移 答案 C 解析 由 可知U2 U1 要提高U2 可通过增大n2或减小n1或同时增大 U1 U2 n1 n2 n2 n1 n2 减小n1的办法 故 C 的措施不正确 6 2010 南充模拟 如图所示 理想变压器原 副线圈匝数之比n1 n2 4 1 原线 圈两端连接光滑导轨 副线圈与电阻R相连组成闭合回路 当直导线AB在匀强磁场中沿导 轨匀速地向右做切割磁感线运动时 安培表 A1的读数是 12 毫安 那么安培表 A2的读数是 用心 爱心 专心3 A 0 B 3 毫安 C 48 毫安 D 与R值大小有关 答案 A 解析 当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时 原线圈中 产生恒定的电流 不能在铁芯中产生变化的磁场 副线圈中不会产生感应电流 A 正确 7 汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油 柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的 而汽油 机做功冲程开始时 汽缸中汽油和空气的混合气是靠火花塞点燃的 但是汽车蓄电池的电 压只有 12V 不能在火花塞中产生火花 因此 要使用如图所示的点火装置 此装置的核 心是一个变压器 该变压器的原线圈通过开关连到蓄电池上 副线圈接到火花塞的两端 开关由机械控制 做功冲程开始时 开关由闭合变为断开 从而在副线圈中产生 10000V 以 上的电压 这样就能在火花塞中产生火花了 下列说法中正确的是 A 柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增加的 B 汽油机点火装置的开关若始终闭合 副线圈的两端也会有高压 C 接该变压器的原线圈的电源必须是交流电源 否则就不能在副线圈中产生高压 D 汽油机的点火装置中变压器的副线圈匝数必须远大于原线圈的匝数 答案 AD 解析 汽车柴油机压缩汽缸内空气 实际上是活塞对气体做功使其内能增加 当温 度升高到一定温度时 柴油着火燃烧 汽油机是借助于变压器在通入原线圈中电压 12V 断 电时产生变化的磁通量从而在副线圈中产生瞬时高压 10000V 而达到产生火花的目的 所以电源可以是直流 且副线圈匝数要远大于原线圈匝数 故 A D 正确 8 2010 济南模拟 正弦式电流经过匝数比为 的变压器与电阻R 交流电压表 n1 n2 10 1 V 交流电流表 A 按如图甲所示方式连接 R 10 图乙所示是R两端电压U随时间变化的 图象 Um 10V 则下列说法中正确的是 2 用心 爱心 专心4 A 通过R的电流iR随时间t的变化的规律是iR cos100 tA 2 B 电流表 A 的读数为 0 1A C 电流表 A 的读数为A 2 10 D 电压表的读数为Um 10V 2 答案 AB 解析 由图乙所示图象知T 2 10 2s f 50Hz 2 f 100 rad s Im A 故iR cos100 tA A 正确 再根据 I2 1A 知 I1的有效值为 Um R22 I1 I2 n2 n1 Im 2 0 1A B 正确 C 错误 电压表读数应为副线圈电压的有效值 U 10V 故 D 错误 Um 2 二 非选择题 9 在远距离输电时 要尽量考虑减少输电线上的功率损失 有一个电站 输送的电功 率P 500kW 当使用U 5kV 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 能表一昼夜表示数相差 4800kW h 求 1 输电效率 和输电线总电阻r 2 若想使输电效率提高到 98 又不改变输电线 那么电站应使用多高的电压向外输 电 答案 1 60 20 2 22 4kV 解析 1 由于输送功率P 500kW 一昼夜输送电能E Pt 12000kW h 终点得到 的电能E 7200kW h 因此效率 60 输电线上的电流可由I 计算 I 100A 而 P U 输电线损耗功率可由Pr I2r计算 其中Pr kW 200kW 因此可求得r 20 4800 24 2 输电线上损耗功率Pr 2r 原来Pr 200kW 现在要求Pr 10kW 计算可 P U 1 U2 得输电电压应调节为U 22 4kV 10 如图 理想变压器原线圈中输入电压U1 3300V 副线圈两端电压U2为 220V 输 出端连有完全相同的两个灯泡 L1和 L2 绕过铁芯的导线所接的电压表 V 的示数U 2V 求 1 原线圈n1等于多少匝 2 当开关 S 断开时 电流表 A2的示数I2 5A 则电流表 A1的示数I1为多少 用心 爱心 专心5 3 当开关 S 闭合时 电流表 A1的示数I1 等于多少 答案 1 1650 匝 2 A 3 A 1 3 2 3 解析 1 由电压与变压器匝数的关系可得 U1 n1 U2 n2 则n1 1650 匝 2 当开关 S 断开时 有 U1I1 U2I2 I1 A U2I2 U1 1 3 3 当开关 S 断开时 有 RL U2 I2 44 当开关 S 闭合时 设副线圈总电阻为 R 有R RL 2 22 副线圈中的总电流为I2 则I2 U2 R 10A 由 U1I1 U2I2 可知 I1 A U2I2 U1 2 3 11 交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO 匀速转 动 一小型发电机的线圈共 220 匝 线圈面积S 0 05m2 线圈转动的频率为 50Hz 线圈 内阻不计 磁场的磁感应强度B T 为用此发电机所发出交流电带动两个标有 2 220V 11kW 的电机正常工作 需在发电机的输出端a b与电机之间接一个理想变压器 电路如图所示 求 1 发电机的输出电压的有效值为多少 2 变压器原 副线圈的匝数比为多少 3 与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少 答案 1 1100V 2 5 1 3 20A 解析 1 根据Em NBS 1100V 2 得输出电压的有效值为U1 1100V Em 2 2 根据 得 U1 U2 n1 n2 n1 n2 5 1 3 根据P入 P出 2 2 104W 再根据P入 U1I1 解得I1 20A 12 三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发的关键工程 是中国规模最大的水利工程 枢纽控制流域面积为 1 0 106km2 占长江流域面积的 56 坝址处年平均流量为 用心 爱心 专心6 Q 4 51 1011m3 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 组 总装机容量 指 26 台发电机组同时工作的总发电功率 为 P 1 82 107kW 年平均发电量约为W 8 40 1010kW h 该工程已全部竣工 电站主要向 华中 华东电网供电 以缓解这两个地区的供电紧张局面 阅读上述资料 解答下列问题 水的密度 1 0 103kg m3 g取 10m s2 1 若三峡电站上 下游水位差按h 100m 计算 试推导三峡电站将水流的势能转化为 电能的效率 的公式 并计算出效率 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 每台发电机组平均发 电时间t为多少天 3 将该电站的电能输送到华中地区 送电功率P1 4 5 105kW 采用超高压输电 输 电电压为U 500kV 而发电机输出的电压约为U0 18kV 若输电线上损耗的功率为输电功 率为 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 答案 1 67 2 192 3 天 3 27 8 W Q gh 9