2013高考物理复习 金版教程 第10章第2单元 变压器电能的输送练习

1 限时规范特训限时规范特训 时间 45 分钟 分值 100 分 1 2012 陕西省西安八校高三联考 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 200 V 2 C 电阻R2的电功率约为 6 67 W D 通过R3的电流始终为零 解析 根据变压器原理可知原 副线圈中电流的周期 频率相同 根据乙图可知 周 期为 0 02 s 频率为 50 Hz 选项 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 选项 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 根据正弦交流电的峰值和有效值关系以及并联电路特点可 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 ImR1 2R22 P2 UI W 选项 C 正确 20 3 答案 C 2 2012 山东省济宁市金乡二中高三月考 如图所示 理想变压器原 副线圈的匝数 比为 10 1 b是原线圈的中心抽头 电压表和电流表均为理想电表 从某时刻开始在原线 圈c d两端加上交变电压 其瞬时值表达式为u1 220sin314t V 则 2 A 当单刀双掷开关与a连接时 电压表的示数为 22 V 2 B 当t s 时 c d间的电压瞬时值为 110 V 1 600 C 单刀双掷开关与a连接 在滑动变阻器触头P向上移动的过程中 电压表和电流表 的示数均变小 D 当单刀双掷开关由a扳向b时 电压表和电流表的示数均变小 解析 当单刀双掷开关与a连接时 输出电压的瞬时值为u2 22sin314t V 电压 2 表测量副线圈两端的有效值 即其示数为 22 V 选项 A 正确 将t s 代入 1 600 u1 220sin314t V 220sin100 t V 可得u1 110 选项 B 错误 单刀双掷开关 222 与a连接 输入电压和原 副线圈匝数比不变 所以输出电压不变 电压表示数不变 当 触头P向上移动的过程中 滑动变阻器接入电阻变大 电流变小 选项 C 错误 当单刀双 掷开关由a扳向b时 输入电压不变 但匝数比改为 5 1 所以输出电压增大 电压表示 数为 44 V 选项 D 错误 答案 A 3 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 则下述结 2 论正确的是 A 副线圈中电压表的读数为 55 V B 副线圈中输出交变电流的周期为 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 副线圈中电压表读数为副线圈电压的有效值U2 55 V A 对 副线圈中 n2U0 2n1 交变电流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 5 A C 对 原线圈中的输入功率P 110 W D 错 I2n2 n1 U2n2 Rn1 U0I1 2 答案 AC 4 2012 辽宁省丹东市四校协作体高三理综卷 如图所示 两种情况下变压器灯泡 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 3 A P P B 9P P 4 9 C P 9P D P 9P 4 9 9 4 解析 设灯L2两端电压为U2 流过它的电流为I2 灯泡电阻均为R 则P I R U2 2 R2 2 原线圈上的输入电压U1 3U2 图 a 中L1与原线圈并联 所以P1a 9P 图 b U2 1 R 9U2 2 R 中 设流过原线圈上的电流为I1 则 3I1 I2 I2 所以I1 I2 灯L1与原线圈串联 所 2 3 以P1b I R I R P 2 1 4 9 2 2 4 9 答案 B 5 2010 全国理综 右图为一理想变压 器 其原线圈与一电压有效值不变的交流电 源相连 P为滑动头 现令P从均匀密绕的 副线圈最底端开始 沿副线圈匀速上滑 直 至白炽灯 L 两端的电压等于其额定电压为止 用I1表示流过原线圈的电流 I2表示流过灯 泡的电流 U2表示灯泡两端的电压 N2表示灯泡消耗的电功率 这里的电流 电压均指有效 值 电功率指平均值 下列 4 个图中 能够正确反映相应物理量的变化趋势的是 解析 副线圈是均匀密绕的且滑动头匀速上滑 说明副线圈的匝数n2在均匀增大 n2 kt 由变压器的变压公式 得U2 kt 即U2随时间t均匀增大 选项 C 正 U2 U1 n2 n1 U n1 4 确 灯泡两端的电压由零逐渐增大时 其灯泡电阻增大 其流过灯泡的电流I2随时间变化 趋势图象 B 正确 灯泡消耗的电功率P U2I2 随时间增大 但一定不是均匀增大 选项 D 错误 根据理想变压器输入功率等于输出功率 流过原线圈的电流I1增大 选项 A 错 误 答案 BC 6 某理想变压器的原 副线圈按如图所示 电路连接 图中电表均为理想交流电表 且 R1 R2 电键S原来闭合 现将S断开 则电压 表的示数U 电流表的示数I 电阻R1上的功率 P1 变压器原线圈的输入功率P的变化情况分别 是 A U增大 B I增大 C P1减小 D P增大 解析 将副线圈看成电源 其输出电压不变 电键S断开 电压表的示数U增大 A 正确 S断开 副线圈电流I 减小 由 知电流表的示数I减小 B 错误 由P1 n1 n2 I I 知电阻R1上的功率P1增大 C 错误 由P U原I知变压器原线圈的输入功率P减小 D U2 R1 错误 答案 A 7 发电厂发电机的输出电压为U1 发电厂至学校的输电线电阻为R 通过导线的电流 为I 学校输入电压为U2 下列 4 个计算输电线损耗的功率的式子中错误的是 A B U21 R U1 U2 2 R C I2R D I U1 U2 解析 输出电压U1不是输电线上损耗的电压 故不能用计算导线上损耗的功率 A U21 R 错 导线损耗电压为 U U1 U2 故P损 B 正确 P损 U2 R U1 U2 2 R I2R UI U1 U2 I 故 C D 项正确 答案 A 8 如图所示的甲 乙两电路中 当a b两端与e f两端分别加上 220 V 的交流电压 时 测得c d间与g h间的电压均为 110 V 若分别在c d两端与g h两端加上 110 V 的交流电压 则a b间与e f间的电压分别为 5 A 220 V 220 V B 220 V 110 V C 110 V 110 V D 220 V 0 解析 图甲中只要加交变电流 其电压比就等于线圈的匝数比 所以a b间电压为 220 V 图乙中e f两端加 220 V 的交流电压时 测得g h间的电压为 110 V 此时为变 阻器的分压接法 滑片正好在变阻器的中央位置 如果在g h两端加上 110 V 的交流电压 则e f间的电压与g h两端的电压相等 此时变阻器的上半部分电阻相当于导线 故 B 正确 答案 B 9 2012 北京市海淀区高三模拟 某小型水电站的电能输送示意图如图所示 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 2 降压变压器的副线圈与阻值R0 11 的电阻组成闭合电路 若将变压器均视为理想变压 器 则下列说法中正确的是 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 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 本题考查了理想变压器 远距离输电有关知识 降压变压器副线圈两端交变电 压有效值为 220 V 所以通过R0电流的有效值是 20 A A 选项正确 降压变压器T2的原 副线圈匝数之比为 4 1 根据 B 选项正确 升压变压器T1的输出电压等于降压变 U1 U2 n1 n2 压器T2的输入电压加上输电线的总电阻R的损失电压 C 选项错误 根据能量守恒 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的损失功率 D 选项正 确 本题难度较低 6 答案 ABD 10 如图所示 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 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 U n 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 C 错 IU n 答案 D 11 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 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I 1等于多少 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 7 为I 2 则I 2 U2 R 10 A 由U1I 1 U2I 2可知 I 1 A U2I 2 U1 2 3 12 某电站输送电压为U 6000 V 输送功率为P 500 kW 这时安装在输电线路的起 点和终点的电度表一昼夜里读数相差 4800 kW h 试求 1 使用该输送电压输电时的输电效率和输电线的电阻 2 若要使输电损失的功率降到输送功率的 2 试论述电站应该采用什么输电办法 解析 1 依题意输电电线上的功率损失为