云南省2012届高三物理 《变压器、电能的输送》单元测试 新人教版

用心 爱心 专心 1 云南省新人教版物理云南省新人教版物理 20122012 届高三单元测试届高三单元测试 3030 变压器 电能的输送变压器 电能的输送 时间 90 分钟 满分 100 分 一 选择题 1 如图所示 理想变压器原 副线圈的匝数比为 11 2 原线圈两端的输入电压 u 220sin 100 t V 电表均为理想电表 滑动变阻器 R 接入电路部分的阻值为 10 2 下列叙述中正确的是 A 该交流电的频率为 50 Hz B 电压表的读数为 42 V 2 C 电流表的读数为 4 A D 若滑动变阻器的滑片 P 向 a 端移动 电流表的读数变大 答案 AC 详解 根据原线圈两端输入电压的表达式可知 交流电的频率 f Hz 50 2 100 2 Hz A 正确 变压器原线圈电压的有效值为 U1 220 V 利用变压器的变压比 U1 U2 n1 n2 可求得 U2 40 V 电压表的读数为 40 V B 错误 电流表的读数为 I 4 A C 正确 若滑动变阻器的滑片 P 向 a 端移动 接入电路的电阻增大 而 U2 不变 U2 R 电流表示数变小 D 错误 2 图甲是线圈绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电图象 把该 交流电压加在图乙中变压器的 A B 两端 已知理想变压器原线圈 和副线圈 的匝数比为 5 1 交流电流表和交流电压表均为理想电表 电阻 R 1 其他各处电阻不计 以下说 法正确的是 A 在 t 0 1 s 0 5 s 时 穿过线圈的磁通量最大 B 线圈转动的角速度为 10 rad s C 电压表的示数为 V 2 D 电流表的示数为 0 40 A 答案 D 详解 t 0 1 s 0 5 s 时 电压达最大值 此时线圈平面与磁场平行 A 错误 由图知 T 0 4 s 所以角速度 w 5 rad s B 错误 由 得输出电压的最大值 2 T 2 0 4 s U1 U2 n1 n2 为 2 V 所以电压表示数应为 2 V C 错误 R 中电流 IR 2 A 由变压器的电流与 2 2 V 1 匝数关系知电流表示数为 0 40 A D 正确 正确答案 D 3 如图所示 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 则当开关 S 闭合时 用心 爱心 专心 2 答案 B 详解 在理想变压器中 因为 U 不变 故示数不变 闭合 S 时 负载电阻变小 副线圈 中电流 I2 增大 示数增大 由 P 入 P 出可知示数增大 因 ab 和 cd 导线的电阻不可忽 略 所以 U3 减小 示数变小 由 I3 U3 R1 得 流过 R1 处的电流 I3 变小 示数变小 故 B 对 4 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 如下所 示的四个图中 能正确反映其工作原理的是 答案 选 A 详解 电流互感器应是测电流的 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 如图甲所示 理想变压器原 副线圈的匝数比为 10 1 R1 20 R2 30 C 为电 容器 已知通过 R1 的正弦交流电如图乙所示 则 A 交流电的频率为 0 02 Hz B 原线圈输入电压的最大值为 200V C 电阻 R2 的电功率约为 6 67 W D 通过 R3 的电流始终为零 答案 选 C 详解 根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期 频率相同 周期为 0 02 s 频率为 50 Hz A 错 由图乙可知通过 R1 的电流最大值为 Im 1 A 根据欧姆定律可知其最大电压 为 Um 20 V 再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为 200 V B 错 因为电容器有通交流 阻直流的作用 则有电流通过 R3 和电容器 D 错 根据正 用心 爱心 专心 3 弦交流电的峰值和有效值关系及并联电路特点可知电阻 R2 的电流有效值为 I 电 压有效值为 U Um V 电阻 R2 的电功率为 P2 UI W C 对 6 如图所示 为一理想变压器 K 为单刀双掷开关 P 为滑动变阻器的滑动触头 U1 为加在 原线圈两端的电压 I1 为原线圈中的电流强度 则 A 保持 U1 及 P 的位置不变 K 由 a 合到 b 时 I1 将增大 B 保持 U1 及 P 的位置不变 K 由 b 合到 a 时 R 消耗的功率减小 C 保持 U1 不变 K 合在 a 处 使 P 上滑 I1 将增大 D 保持 P 的位置不变 K 合在 a 处 若 U1 增大 I1 将增大 答案 选 A B D 详解 K 由 a 合到 b 时 n1 减小 由 U1 U2 n1 n2 可知 U2 增大 P2 R 随之增大 而 P1 P2 又 P1 I1U1 从而 I1 增大 A 正确 K 由 b 合到 a 时 与上述情况相反 P2 将减 小 B 正确 P 上滑时 R 增大 P2 R 减小 又 P1 P2 P1 I1U1 从而 I1 减小 C 错误 U1 增大 由 U1 U2 n1 n2 可知 U2 增大 I2 U2 R 随之增大 由 I1 I2 n2 n1 可知 I1 也增 大 D 正确 故选项 A B D 正确 7 如图所示 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 rad s 则下 2 述结论正确的是 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 答案 AC 详解 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 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 用心 爱心 专心 4 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 答案 BD 详解 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 9 理想变压器连接电路如图甲所示 已知原副线圈匝数比为 10 1 当输入电压波形如图乙 时 电流表读数 2 A 则 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 答案 D 详解 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 U1 U2 n1 n2 I1 I2 n2 n1 D 正确 10 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 V 霓虹灯正常工 n1 n2 1 20 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 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 I1I2 用心 爱心 专心 5 答案 BD 详解 原线圈电压的有效值为 220 V 由 解得副线圈电压 U2 4400 V 由 I2 U1 U2 n1 n2 得 I2 10 0 mA 选项 B 对 根据 n1I2 选项 D 对 U2 R I1 I2 n2 n1 二 非选择题 11 如图 a 是一理想变压器的电路连接图 图 b 是原线圈两端所加的电压随时间变化的 关系图象 已知原 副线圈的匝数比为 10 1 电流表 A2 的示数为 2 A 开关 S 断开 求 1 变压器的输入功率和电压表的示数 2 将开关 S 闭合 定性分析电路中三只电表的示数变化情况 答案 1 40 W 20 V 2 A1 示数增大 A2 示数增大 V 示数不变 详解 1 由图 b 可知输入电压的有效值 U1 200 V 由 得 U1 U2 n1 n2 U2 20 V n2U1 n1 变压器的输入功率 P1 等于输出功率 P2 故 P1 P2 U2I2 20 2 W 40 W 2 将 S 闭合 U2 不变 即电压表示数保持 20 V 不变 由于负载增多 负载总电阻减小 电 流表 A2 的示数增大 次级线圈的输出功率增加 初级线圈的输入功率随之增加 电流表 A1 的示数增大 12 发电机的端电压为 220 V 输出电功率为 44 kW 输电导线的电阻为 0 2 如果用原 副线圈匝数之比为 1 10 的升压变压器升压 经输电线路后 再用原 副线圈匝数比为 10 1 的降压变压器降压供给用户 1 画出全过程的线路图 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 答案 1 见解析 2 219 6 V 43 92 kW 3 180 V 36 kW 详解 1 线路图如图所示 2 升压变压器副线圈上的输出电压 用心 爱心 专心 6 U2 U1 2 200 V n2 n1 升压变压器副线圈上的输出电流 I2 I1 n1 n2 升压变压器原线圈上的输入电流 由 P U1I1 得 I1 A 200 A P U1 44 103 220 所以 I2 A 20 A n1P n2U1 44 103 10 220 输电线路上的电压损失和功率损失分别为 UR I2R 4 V PR I R