高考物理 第10章第2节 知能演练强化闯关 新人教版选修3-2

1 高考物理高考物理 第第 1010 章第章第 2 2 节节 知能演练强化闯关知能演练强化闯关 新人教版选修新人教版选修 3 23 2 1 2011 高考新课标全国卷 如图 10 2 13 一理想变压器原副线圈的匝数比为 1 2 副线圈电路中接有灯泡 灯泡的额定电压为 220 V 额定功率为 22 W 原线圈电路中接有 电压表和电流表 现闭合开关 灯泡正常发光 若用U和I分别表示此时电压表和电流表 的读数 则 图 10 2 13 A U 110 V I 0 2 A B U 110 V I 0 05 A C U 110 V I 0 2 A D U 110 V I 0 2 A 222 解析 选 A 由变压原理 可得U1 110 V 即电压表示数为 110 V 由P入 P出 灯 n1 n2 U1 U2 泡正常发光可得P入 U1I1 P出 22 W I1 A 0 2 A 故 A 正确 22 110 2 2010 高考山东理综卷 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 10 2 14 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 下列说法正确的是 图 10 2 14 A 副线圈输出电压的频率为 50 Hz B 副线圈输出电压的有效值为 31 V 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 解析 选 AD 由图像可知 原线圈输入电压的最大值 Um 310 V T 2 10 2 s 则原线 圈输入电压的有效值 U1 220 V f 50 Hz 选项 A 正确 由 Um 2 1 T 1 2 10 2 s 可得 U2 U1 22 V B 错误 P向右移动时 副线圈的电阻减小 副线圈输出电 U1 U2 n1 n2 n2 n1 压不变 所以副线圈的电流增大 原线圈的电流也增大 而匝数比不变 所以原 副线圈 的电流比不变 副线圈输出电压不变 所以变压器的输出功率增加 D 正确 C 错误 3 2010 高考江苏单科卷 在如图 10 2 15 所示的远距离输电电路图中 升压变压器和 降压变压器均为理想变压器 发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变 随着发电厂输出 功率的增大 下列说法中正确的有 2 图 10 2 15 A 升压变压器的输出电压增大 B 降压变压器的输出电压增大 C 输电线上损耗的功率增大 D 输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 解析 选 CD 由于升压变压器的匝数比不变 所以升压变压器的输出电压U2不变 选项 A 错误 随着发电厂输出功率的增大 输电线电流增大 则降压变压器的输入电流也增大 即输电线上的损耗功率和损耗电压都将增大 则降压变压器的输入电压和输出电压都将减 小 选项 B 错误 C 正确 由于输送总功率P增大 输电线损耗功率为P损 2R 线 所 P U2 以 R线 故选项 D 正确 P损 P P U2 2 4 输电线的电阻共计为r 输送的电功率为P 用电压U送电 则用户能得到的电功率为 A P B P r P2 U2 C P D r U2 r P2 U2 解析 选 B 用户能得到的电功率为输送的电功率与输电线上损失的热功率之差 所以P户 P 2r B 选项正确 A C D 选项均错误 P U 5 某小型实验水电站输出功率是 20 kW 输电线路总电阻是 6 1 若采用 380 V 输电 求输电线路损耗的功率 2 若改用 5000 V 高压输电 用户端利用n1 n2 22 1 的变压器降压 求用户得到的电 压 解析 1 输电线上的电流大小为 I A 52 63 A P U 20 103 380 输电线路损耗的功率为 P损 I2R 52 63 2 6 W 16620 W 16 62 kW 2 改用高压输电后 输电线上的电流大小变为 I A 4 A P U 20 103 5000 用户端在变压器降压前获得的电压 U1 U I R 5000 4 6 V 4976 V 根据 用户得到的电压为 U1 U2 n1 n2 U2 U1 4976 V 226 18 V n2 n1 1 22 答案 1 16 62 kW 2 226 18 V 一 选择题 1 3 2012 珠海市高三摸底考试 如图 10 2 16 为一理想变压器 其原副线圈匝数比 n1 n2 1 10 副线圈与阻值R 20 的电阻相连 原线圈两端所加的电压u 20 2 sin100 t V 则 图 10 2 16 A 交流电压表的示数为 20 V 2 B 副线圈输出交流电的频率为 50 Hz C 电阻R上消耗的电功率为 2 kW D 原线圈中电流的最大值为 100 A 解析 选 BC 交流电表的示数是电流的有效值 所以交流电压表的示数为 20 V A 错误 变压器不改变频率 所以 B 正确 根据变压比 副线圈输出的电压有效值为 200 V 而电 阻R 20 所以副线圈中电流的有效值为 10 A 电阻R上消耗的电功率为 2 kW 根据 变压比 原线圈中的电流的有效值为 100 A 最大值为 100 A C 正确 D 错误 2 2 如图 10 2 17 所示 理想变压器原线圈输入交变电压u 141sin314t V 副线圈接 有一电流表和阻值为 100 的负载电阻R 测得电流表的示数为 0 10 A 由此可知该变压 器的原 副线圈的匝数比为 图 10 2 17 A 141 1 B 14 1 1 C 100 1 D 10 1 解析 选 D 副线圈电压U2 IR 10 V 原线圈的电压U1 V 100 V 故匝数比 141 2 n1 n2 10 1 U1 U2 100 10 3 2011 高考浙江理综卷 如图 10 2 18 所示 在铁芯上 下分别绕有匝数n1 800 和n2 200 的两个线圈 上线圈两端与u 51sin314t V 的交流电源相连 将下线圈两端接 交流电压表 则交流电压表的读数可能是 图 10 2 18 A 2 0 V B 9 0 V C 12 7 V D 144 0 V 4 解析 选 A 若未考虑铁芯的漏磁因素 上线圈电压有效值U1 36 V 按变压器的变压 51 2 比 得U2 U1 9 0 V 而实际上副线圈磁通量 2 1 由U n得 U1 U2 n1 n2 n2 n1 t U1 n1 U2 n2 则应选 A 4 2012 华南师大附中模拟 在变电站里 经常要用交流电表去监测电网上的强电流 所 用的器材叫电流互感器 如图 10 2 19 所示的四个图中 能正确反映其工作原理的是 图 10 2 19 解析 选 A 电流互感器是测电流的 应串联在火线上 故 B D 选项错误 同时 由 I1n1 I2n2知要使I2 I1 须n2 n1 故 A 选项正确 C 选项错误 5 2010 高考重庆理综卷 一输入电压为 220 V 输出电压为 36 V 的变压器副线圈烧坏 为获知此变压器原 副线圈匝数 某同学拆下烧坏的副线圈 用绝缘导线在铁芯上新绕了 5 匝线圈 如图 10 2 20 所示 然后将原线圈接到 220 V 交流电源上 测得新绕线圈的 端电压为 1 V 按理想变压器分析 该变压器烧坏前的原 副线圈匝数分别为 图 10 2 20 A 1100 360 B 1100 180 C 2200 180 D 2200 360 解析 选 B 由 得 解得n1 1100 n2 180 选项 B 正确 U1 U2 n1 n2 220 36 n1 n2 220 1 n1 5 6 如图 10 2 21 所示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 10 2 21 A 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少电路的发热损耗的 5 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 选 ABD 根据P I2R可知 在电流I一定的情况下 减小电阻R可以减少电路上的 电能损失 而R 所以增大输电线横截面积S有利于减少输电过程中的电能损失 A l S 对 由公式P I2R可得 若设输送的电功率为P 则P损 R 可见 在输送电压U P 2 U2 一定时 输送的电功率P 越大 输电过程中的电能损失越大 C 错误 7 2012 马鞍山检测 随着社会经济的发展 人们对能源的需求也日益扩大 节能变得越 来越重要 某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电 用户通过降压变压器用电 若 发电厂输出电压为U1 输出功率为P输电导线总电阻为R 在某一时段用户需求的电功率 为P0 用户的用电器正常工作的电压为U2 在满足用户正常用电的情况下 下列说法正确 的是 A 输电线上损耗的功率为 P2 0R U2 2 B 输电线上损耗的功率为 P2R U2 1 C 若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电 D 采用更高的电压输电会降低输电的效率 8 某小型水电站的电能输送示意图如图 10 2 22 所示 发电机通过升压变压器T1和降 压变压器T2向用户供电 已知输电线的总电阻为R 降压变压器T2的原 副线圈匝数之比 为 4 1 降压变压器副线圈两端交变电压u 220sin100 t V 降压变压器的副线圈与 2 阻值R0 11 的电阻组成闭合电路 若将变压器视为理想变压器 则下列说法中错误的 是 图 10 2 22 A 通过R0电流的有效值是 20 A B 降压变压器T2原 副线圈的电压比为 4 1 C 升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压 6 D 升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率 解析 选 C 降压变压器副线圈两端交变电压有效值为 220 V 负载电阻为 11 所以通 过R0电流的有效值是 20 A 选项 A 正确 降压变压器T2的原 副线圈匝数之比为 4 1 所以降压变压器T2原 副线圈的电压比为 4 1 选项 B 正确 升压变压器T1的输出电压 等于降压变压器T2的输入电压加上输电线上损失的电压 选项 C 错误 升压变压器T1的输 出功率等于降压变压器T2的输入功率加上输电线上的功率 选项 D 正确 图 10 2 23 9 2012 黄山市高三七校联考 如图 10 2 23 所示 ab间接电压恒定的交变电源 M为 理想变压器 如果R1 的阻值增大 则 A 电压表示数增大 B 电流表的示数增大 C 灯泡L的亮度变暗 D 电阻R2的热功率增大 解析 选 A R1 的阻值增大 则输出电路总电阻增大 总功率减小 干路中电流减小 所 以电阻R2的热功率减小 R2两端电压减小 而输出电压不变 所以L和R1并联电路两端的 电压增大 电压表示数增大 灯泡L的亮度变亮 A 正确 C D 错误 输入功率等于输出功 率 所以输入电路中功率减小 电流表示数减小 B 错误 10 如图 10 2 24 所示 两种情况下灯泡 L2 L3的功率均为P 且 L1 L2 L3为相同的 灯泡 匝数比为n1 n2 3 1 则图 a 中 L1的功率和图 b 中 L1的功率分别为 图 10 2 24 A P P B 9P P 4 9 C P 9P D P 9P 4 9 9 4 解析 选 B 图 a 中 L2的功率为P 则 L2上电压为U2 原线圈中电压U1 3U2 3 PRPR L1两端电压与U1相等 则 L1所消耗功率PL1 9P 图 b 中 L2 L3功率相同 变 U2 1 R 9PR R 压器的输出功率为 2P 原线圈电压U1 3U2 3 原线圈中电流I1 灯 L1上 PR 2P U1 消耗功率为PL1 I1 2R R P 故 B 正确 4P2 9PR 4 9 二 非选择题 11 如图 10 2 25 所示 理想变压器原线圈中输入电压U1 3300 V 副线圈两端电压U2 为 220 V 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 2 V 7 图 10 2 25 1 原线圈n1等于多少匝 2 当开关S断开时 表 A2的示数I2 5 A 则表 A1的示数I1为多少 3 当开关S闭合时 表 A1的示数I1 等于多少 解析 1 由电压与变压器匝数的关系可得 U1 U n1 n 即n1 n 1650 U1 U 2 当开关S断开时 由U1I1 U2I2可知I1 0 33 A U2I2 U1 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 10 A 由U1I1 U2I2 可知I1 0 67 A U2I2 U1 答案 1 1650 2 0 33 A 3 0 67 A 12 某电厂要将电能输送到较远的用户 输送的总功率为 9 8 104 W 电厂输出电压仅为 350 V 为减少输送功率损失 先用一升压变压器将电压升高再输出 已知输电线路的总电 阻为 4 允许损失的功率为输送功率的 5 所需电压为 220 V 求升压 降压变压器的 原 副线圈的匝数比各是