高考物理 第2单元变压器电能的输送单元测试 新人教版

用心 爱心 专心1 第四模块第四模块 第第 1010 章章 第第 2 2 单元单元 一 选择题 1 江苏卷 如图 13 所示 理想变压器的原 副线圈匝数比为 1 5 原线圈两端的交 变电压为 u 20sin 100 tV 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 2 图 13 A 开关接通后 氖泡的发光频率为 100 Hz B 开关接通后 电压表的示数为 100 V C 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 u 20sin100 t V 可知 um 20 V f 50 Hz 氖泡在一个周期内发光两次 22 故其发光频率为 100 Hz A 选项正确 电压表示数为 U 5 100 V B 选项正确 开关 um 2 断开后电压表示数不变 输出功率变小 故 C D 两选项错误 答案 AB 2 一理想变压器原 副线圈匝数比 n1 n2 11 5 原线圈与正弦交变电源连接 输 入电压 u 如图 14 所示 副线圈仅接入一个 10 的电阻 则 图 14 A 流过电阻的电流是 20 A B 与电阻并联的电压表的示数是 100 V 2 C 经过 1 分钟电阻发出的热量是 6 103 J D 变压器的输入功率是 1 103 W 解析 原线圈中电压的有效值是 220 V 由变压比知副线圈中电压为 100 V 流过电阻 的电流是 10 A 与电阻并联的电压表的示数是 100 V 经过 1 分钟电阻发出的热量是 6 104 J P入 P出 V 1 103 W D 项正确 U2 2 R 1002 10 用心 爱心 专心2 答案 D 3 如图 15 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 则当电键 S 闭合时 图 15 A 交流电压表 V1和 V2的示数一定都变小 B 交流电压表只有 V2的示数变小 C 交流电流表 A1 A2和A3的示数一定都变大 D 只有 A1的示数变大 解析 闭合 S 时 输出电路电阻减小 副线圈中电流增大 V1示数不变 V2示数变小 A2示数变大 则 A1示数也变大 由于 V1示数不变 A2示数变大 则 V2示数变小 A3示数变 小 故 B 正确 答案 B 4 钳形电流表的外形和结构如图 16 a 所示 图 a 中电流表的读数为 1 2 A 图 b 中用 同一电缆线绕了 3 匝 则 图 16 A 这种电流表能测直流电流 图 16 b 的读数为 2 4 A B 这种电流表能测交流电流 图 16 b 的读数为 0 4 A C 这种电流表能测交流电流 图 16 b 的读数为 3 6 A D 这种电流表既能测直流电流 又能测交流电流 图 16 b 的读数为 3 6 A 解析 该钳形电流表的工作原理为电磁感应现象 所以只能测交流电流 且电流与匝数 成反比 故 C 项正确 答案 C 5 在某交流电路中 有一正在工作的变压器 原 副线圈的匝数分别为 n1 600 匝 用心 爱心 专心3 n2 120 匝 电源的电压为 U 311sin100 t V 原线圈中串联一个额定电流为 0 2 A 的保 险丝 为保证保险丝不被烧毁 则 A 负载功率不能超过 44 W B 副线圈电流的最大值不能超过 1 A C 副线圈电流的有效值不能超过 1 A D 无论副线圈电流有多大 保险丝总不会被烧毁 解析 保险丝的额定电流指有效值 由电流与线圈匝数的关系 及原线圈中电流的 I1 I2 n2 n1 有效值 I1 0 2 A 得副线圈中的电流的有效值 I2 1 A 则副线圈电流的最大值不能超过 I2 A 再由电压与线圈匝数的关系 及原线圈两端的电压的有效值 22 U1 U2 n1 n2 U1 220 V 得副线圈两端电压的有效值 U2 44 V 则有 P U2I2 44 W 故 A C 选 U1m 2 项正确 B D 选项错误 答案 AC 6 山东卷 某小型水电站的电能输送示意图如图 17 发电机的输出电压为 200 V 输 电线总电阻为 r 升压变压器原副线圈匝数分别为 n1 n2 降压变压器原副线圈匝数分别 为 n3 n4 变压器均为理想变压器 要使额定电压为 220 V 的用电器正常工作 则 图 17 A n2 n1 n3 n4 B C 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 n2 n1 n3 n4 D 升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 解析 由于输电线上的功率损耗 故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功 率 P出 P损 P入 故 D 正确 因为 U1 200 VU3 U2 U线 故 选项 A 正确 n2 n1 n3 n4 用心 爱心 专心4 答案 AD 7 如图 18 所示 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 220 V 100 2 rad s 则下述结论正确的是 图 18 A 副线圈中电压表的读数为 55 V 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 5 A D 原线圈中的输入功率为 110 W 2 解析 原线圈电压有效值 U1 220 V 由电压比等于匝数比可得副线圈电压 U2 55 V A 对 电阻 R 上的电流为 2 A 由原副线圈电流比等于匝数的反比 可得电流表示数为 0 5 A C 对 输入功率为 P 220 0 5 W 110 W D 错 周期 T 0 02 s B 错 2 答案 AC 8 在远距离输电时 输送的电功率为 P 输电电压为 U 所用导线电阻率为 横截 面积为 S 总长度为 L 输电线损失的电功率为 P 用户得到的电功率为 P用 则 P P用的关系式正确的是 A P B P U2S L P2 L U2S C P用 P D P用 P 1 U2S L P L U2S 解析 输电线电阻 R 输电电流为 I L S P U 故输电线上损失的电功率为 P I2R 2 P U L S P2 L U2S 用户得到的电功率为 P用 P P P 1 故 B D 正确 P L U2S 答案 BD 9 理想变压器连接电路如图 19 甲所示 已知原副线圈匝数比为 10 1 当输入电压波 用心 爱心 专心5 形如图乙时 电流表读数 2 A 则 图 19 A 电压表读数 282 V B 电压表读数 28 2 V C 输入功率为 56 4 W D 输入功率为 40 W 解析 由图乙可知 Um 282 V 则输入电压有效值 U1 200 V 根据 Um 2 U2 20 V 再根据 I1 0 2 A 输入功率 P U1I1 40 W 故 A B C 错 D 正 U1 U2 n1 n2 I1 I2 n2 n1 确 答案 D 10 2010 年广东模拟 如图 20 所示是霓虹灯的供电电路 电路中的变压器可视为理想 变压器 已知变压器原线圈与副线圈匝数比 加在原线圈的电压为 u1 311 sin100 t n1 n2 1 20 V 霓虹灯正常工作的电阻 R 440 k I1 I2表示原 副线圈中的电流 下列判断正确 的是 图 20 A 副线圈两端电压 6220 V 副线圈中的电流 14 1 mAB 副线圈两端电压 4400 V 副线圈中的电流 10 0 mA C I1I2 解析 原线圈电压的有效值为 220 V 由 解得副线圈电压 U2 4400 V U1 U2 n1 n2 由 I2 得 I2 10 0 mA 选项 B 对 U2 R 用心 爱心 专心6 根据 n1I2 选项 D 对 I1 I2 n2 n1 答案 BD 二 计算题 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 05 m2 线圈转动的频率为 50 Hz 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 220 2 V 11 kW 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 21 所示 求 图 21 1 发电机的输出电压有效值为多少 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大 解析 1 根据 Em NBS 1100 V 2 得输出电压的有效值为 U1 1100 V Em 2 2 根据 得 U1 U2 n1 n2 n1 n2 5 1 3 根据 P入 P出 2 2 104 W 再根据 P入 U1I1 解得 I1 20 A 答案 1 1100 V 2 5 1 3 20 A 12 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 初 次级匝数之比为 1 10 的升压器升压 经输电线路后 再用初 次级匝数比为 10 1 的降压器降压供给用户 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 22 所示 K 用心 爱心 专心7 2 升压器次级的输出电压为 U2 U1 220 V 2200 V n2 n1 10 1 图 22 升压器次级输出电流为 I2 I1 n1 n2 升压器初级输入电流由 P I1U1 得 I1 A 200 A P U1 44 103 220 所以 I2 I1 20 A n1 n2 输电线路上的电压损失和功率损失分别为 UR I2R 20 0 2 V 4 V PR I R 202 0 2 W 80 W 0 08 kW 2 2 加到降压器的初级线圈上的输入电流和电压为 I3 I2 20 A U3 U2 UR 2200 V 4 V 2196 V 降压变压器次级线圈的输出电压和电流分别为 U4 2196 V 219 6