江苏省2012届高三高考物理一轮复习精选精练跟踪练习第十章第2单元变压器电能的输送

用心 爱心 专心1 第十章第十章 第第 2 2 单元单元 变压器变压器 电能的输送电能的输送 一 单项选择题 本题共 5 小题 每小题 7 分 共 35 分 1 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 1 所示 副线圈仅接入一个 10 的电阻 则 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 2 如图 2 所示 有一理想变压器 原 副线圈的匝数比为n 原线圈接正弦交流电压U 输出端接有一个交流电流表和 一个电动机 电动机线圈电阻为R 当输入端接通电源后 电流表读数为I 电动机带动一重物匀速上升 下列判断 正 确的是 A 电动机两端电压为IR B 电动机消耗的功率为I2R C 原线圈中的电流为nI D 变压器的输入功率为 UI n 3 如图 3 所示 左侧的圆形导电环半径为r 1 0 cm 导电环与一个理想变压器的原 线圈相连 变压器的副线圈两端与一个电容为C 100 pF 的电容器相连 导电环的 电阻不计 环中有垂直于圆环平面的变化磁场 磁感应强度B的变化率为 100 B t sin t 若电容器C所带电荷量的最大值为 1 41 10 9C 则所用理想变压 2 器的原 副线圈的 匝数之比为 取 2 10 A 1 100 B 100 1 用心 爱心 专心2 C 1 100 D 100 1 22 4 如图 4 所示 一理想变压器原 副线圈匝数比为 3 1 原线圈 中串一个灯泡 L 副线圈上接三个与 L 相同的灯泡 这三个灯 泡均能正常发光 则 A 灯 L 也能正常发光 B 灯 L 比另三灯都暗 C 灯 L 将会被烧坏 D 不能确定 5 2008 年 1 月份 我国南方大部分地区遭遇特大雪灾 输电线表面结冰严重 导致线断 塔倒 某学校实验兴趣小组设计了利用输电导线自身电阻发热除冰的救灾方案 处理后 的电路原理如图 5 所示 输电线路终端降压变压器用模拟负载R0代替 RL为输电线电 阻 并将电阻RL放入冰雪中 在变压器原线圈两端加上交变电流后即出现冰雪融化的 现象 为了研究最好除冰方案 下列模拟实验除给定操作外 其他条件不变 不考虑其 可行性 你认为其中最合理的是 A 将调压变压器滑动触头P向上移动一些 B 将调压变压器滑动触头P向下移动一些 同时延长通电时间 C 通过计算 选择适当输出电压 并闭合 S 将模拟负载R0短时短路 D 通过计算 选择适当输出电压 并将模拟负载R0的阻值增大一些 二 多项选择题 本题共 5 小题 每小题 7 分 共 35 分 每小题有多个选项符合题意 全 部选对的得 7 分 选对但不全的得 3 分 错选或不答的得 0 分 6 正弦式电流经过匝数比为 的变压器与电阻R 交流电压表 V 交流电流表 A 按如 n1 n2 10 1 图 6 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 10 V 则下列说法中正确的是 2 用心 爱心 专心3 A 通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR cos100 t A 2 B 电流表 A 的读数为 0 1 A C 电流表 A 的读数为 A 2 10 D 电压表的读数为Um 10 V 2 7 如图 7 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 20 sin100 t 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 2 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 8 如图 8 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 圈与副线圈的匝数比 加在原线圈上的电压为u1 311sin100 t V 霓虹灯正 n1 n2 1 20 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 用心 爱心 专心4 A 副线圈两端电压 6220 V 副线圈中的电流 14 1 mA B 副线圈两端电压 4400 V 副线圈中的电流 10 0 mA C I1 I2 D I1 I2 9 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 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 10 某小型水电站的电能输送示意图如图 9 所示 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 A n2 n1 n3 n4 B n2 n1 n3 n4 C 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D 升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 三 计算题 本题共 2 小题 共 30 分 解答时请写出必要的文字说明 方程式和重要 的演算步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值 和单位 11 14 分 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 用心 爱心 专心5 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 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 5 A 则电流表 A1的示数I1为多少 3 当开关 S 闭合时 电流表 A1的示数I1 等于多少 12 16 分 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 0 106 km2 占长江流域面积的 56 坝址处年平均流量 为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 台 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 82 107 kW 年平均发电量约为W 8 40 1010 kW 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 0 103 kg m3 g取 10 m s2 1 若三峡电站上 下游水位差按h 100 m 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 每台发电机组平均年 发电时间t为多少天 3 将该电站的电能输送到华中地区 送电功率为P1 4 5 105 kW 采用超高压输电 输电电压为U 500 kV 而发电机输出的电压约为U0 18 kV 若输电线上损耗的功率 为输电功率的 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 用心 爱心 专心6 第十章 第 2 单元 变压器 电能的输送 参考答案与详细解析 一 单项选择题 本题共 5 小题 每小题 7 分 共 35 分 1 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 只有 D 项正确 U2 2 R 1002 10 答案 D 2 解析 因电动机是非纯电阻电路 U IR P I2R A B 错 电动机两端电压 为 故电动机消耗的功率为 即为变压器的输入功率 原线圈中的电流I0 I n D 对 U n IU n C 错 答案 D 3 解析 原线圈两端电压最大值 U1m mS 0 1 V B t2 副线圈两端电压的最大值即电容器两端电压的最大值 由C 得 U2m 14 1 V Q U Qm C 所以 n1 n2 U1m U2m 1 100 故 A 对 答案 A 4 解析 原 副线圈中的电流之比为 而副线圈中通过每盏灯的电流均为 I1 I2 n2 n1 1 3 用心 爱心 专心7 其额定电流I额 又I1 I2 所以通过原线圈中灯 L 的电流恰为其额定电流 灯 L 正 I2 3 1 3 常发光 所以 A 正确 答案 A 5 解析 输电线的电阻RL一定 将调压变压器滑动触头P向上移动一些 可以增大 输出电压和输出电流 因此RL上消耗的功率增大 可以增强除冰效果 但同时也增大了电 能消耗 延长通电时间 虽可以增大发热量 但发热快慢不变即功率不变 若发热与导线 散热平衡 则导线上的冰是不能除去的 如果所加电压适当 闭合 S 将模拟负载R0短时短 路 可以将电能在RL上释放短时产生大量热量而除冰 适当电压可保证输电线不被烧断 节能省时 若增大R0 则RL上的电功率会减小 因此最合理的是方案 C 答案 C 二 多项选择题 本题共 5 小题 每小题 7 分 共 35 分 每小题有多个选项符合题意 全 部选对的得 7 分 选对但不全的得 3 分 错选或不答的得 0 分 6 解析 由图乙所示图象知T 2 10 2 s f 50 Hz 2 f 100 rad s Im A 故iR cos100 t A A 正确 再根据 I2 1 A 知 Um R22 I1 I2 n2 n1 Im 2 I1的有效值为 0 1 A B 正确 C 错误 电压表读数应为副线圈电压的有效值 U 10 Um 2 V 故 D 错误 答案 AB 7 解析 由u 20 sin100 t V 可知 Um 20 V f 50 Hz 氖泡在一个周期内 22 发光两次 故其发光频率为 100 Hz A 正确 电压表示数为U 5 100 V B 正确 开 Um 2 关断开后电压表示数不变 输出功率变小 故 C D 错误 答案 AB 8 解析 原线圈电压的有效值为U 220 V Um 2 由 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 根据n1 n2 而 故I1 I2 选项 D 对 I1 I2 n2 n1 答案 BD 9 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 I1 I2 n2 n1 流的有效值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 用心 爱心 专心8 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 选项 U1m 2 正确 B D 选项错误 答案 AC 10 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 V U4 220 U2 U1 n2 n1 U3 U4 n3 n4 V U2 U3 U2 U线 故 A 正确 n2 n1 n3 n4 答案 AD 三 计算题 本题共 2 小题 共 30 分 解答时请写出必要的文字说明 方程式和重要 的演算步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值 和单位 11 解析 1 由电压与变压器匝数的关系可得 U1 n1 U2 n2 U 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 10 A 由 U1I1 U2I2 可知 I1 A U2I2 U1 2 3 答案 1 1650 匝 2 A 3 A 1 3 2 3 12 解析 1 一年