高中物理鲁科版选修32：章末综合测评 第4章

1、章末综合测评(四)远距离输电(时间：60分钟分值：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求，第710题有多项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1电学中的库仑定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律(有关感应电动势大小的规律)、安培定律(磁场对电流作用的规律)都是一些重要的规律，如图1所示为远距离输电系统的示意图(为了简单，设用户的电器是电动机)，下列选项中正确的是()图1A发电机能发电的主要原理是库仑定律；变压器能变压的主要原理是欧姆定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律B发电

2、机能发电的主要原理是安培定律；变压器能变压的主要原理是欧姆定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是库仑定律C发电机能发电的主要原理是欧姆定律；变压器能变压的主要原理是库仑定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律D发电机能发电的主要原理是法拉第电磁感应定律；变压器能变压的主要原理是法拉第电磁感应定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是安培定律D发电机是利用电磁感应现象制成的，电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，故选项D正确，A、B、C错误2一台理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2，I1和I2，P1

3、和P2，已知n1>n2，则()AU1>U2，P1<P2BP1P2，I1<I2CI1I2，U1>U2 DP1>P2，I1>I2B因为是理想变压器，故有，P1P2，已知n1>n2则U1>U2，又I1U1I2U2，则I1<I2，故正确答案为B.3如图2所示，与理想变压器相连的四只灯泡相同，变压器原、副线圈的匝数比为31，接在副线圈上的三只灯泡正常发光，则对于串联在原线圈上的灯泡L()图2A比正常发光时的亮度更亮B也能正常发光C比正常发光时的亮度更暗D无法判断其亮度情况B灯泡L的亮度如何，主要看灯泡L的功率多大，在本题中就是看通过灯泡L的电流

4、如何变化设每只灯的额定电流为I0，因并联在副线圈两端的三只灯泡正常发光，所以副线圈中的电流I23I0，由得原线圈的电流I1I2I0，恰为灯泡L的额定电流，因此灯泡L也正常发光4一含有理想变压器的电路如图3所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 ，为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为()图3A2 B3C4 D5B设原、副线圈的匝数比为k，根据变压器匝数比与电流成反比的关系，则原线圈电流为I时，副线圈电流为kI；原线圈电流为4I时，副线圈电流为4kI.根据变压器的输入

5、功率等于输出功率得UII2R1(kI)2(R2R3)4UI(4I)2R1(4kI)2R2联立两式代入数据解得k3选项B正确5为了解决农村电价居高不下的问题，有效地减轻农民负担，在我国广大农村普遍实施了“农网改造”工程，工程包括两项主要内容：(1)更新变电设备，提高输电电压；(2)更新电缆，减小输电线电阻若某输电线路改造后输电电压变为原来的2倍，线路电阻变为原来的0.8倍，在输送的总功率不变的条件下，线路损耗功率将变为原来的()【导学号：11452108】A0.4倍 B0.32倍C0.2倍 D0.16倍C设输送功率为P，输送电压为U，输电线电阻为r，依据P2r，若某输电线路改造后输电电压变为原来

6、的2倍，线路电阻变为原来的0.8倍，线路损耗功率将变为原来的0.2倍，C对6.用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图4所示，则()图4A变压器输入功率约为3.9 WB输出电压的最大值是110 VC变压器原、副线圈匝数比是12D负载电流的函数表达式i0.05sin (A)A根据i­t图象，负载电流的函数表达式i0.05sin 100t (A)且Im0.05 A，通过负载的电流的有效值I2，输出电压的最大值UmU2110 V，变压器的输入功率P1P2I2U23.9 W，变压器原、副线圈匝数比.选项A正确，选项B、C、D错误7

7、如图5甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是()图5A线圈匝数n1n2，n3n4B线圈匝数n1n2，n3n4C甲图中的电表是电压表，输出端不可以短路D乙图中的电表是电流表，输出端不可以断路CD题图甲中原线圈并联在电路中，应为电压互感器，为降压变压器，n1n2，题图甲中的电表为电压表；题图乙中原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n3n4，题图乙中电表为电流表，故选项C、D正确8如图6所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，绕OO轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度匀速转动滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有定值电阻R，从图示位置开始计时，下列判断正确的

8、是()【导学号：11452109】图6A电流表测得的是电流最大值B感应电动势的瞬时值表达式为eNBS·sin tCP向上移动时，电流表示数变大DP向上移动时，电流表示数变小BD电流表测得的是电流有效值，选项A错误；从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为eNBS·sin t，选项B正确；P向上移动时，输出电压降低，电流表示数变小，选项C错误，D正确9.一个自耦变压器的铁芯上只绕一个线圈，如图7所示，把整个线圈作为副线圈，取线圈的一部分作为原线圈，在自耦变压器的原线圈和副线圈中各接一个电阻R1、R2，R1R2，输入交变电流的电压U不变，已知该变压器为理想变压器下列说法正

9、确的是()图7AR2和R1两电压之比等于原、副线圈的匝数之比B原线圈匝数越多，R1两端电压越大C副线圈输出电压随原线圈匝数呈线性变化D当原线圈匝数等于副线圈匝数时，R2两端电压最大，最大值为AD设R1和R2的阻值为R，原线圈输入电压为U1，原线圈中电流为I1，副线圈电压为U2，副线圈中电流为I2，原线圈匝数为n，副线圈匝数为N，则，A正确；原线圈输入电压U1UUR1UU2，由，得U2，整理得U2，UR1U2，B、C错误；U2，当nN时，U2有最大值，最大值为，D正确10如图8所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻

10、串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则()图8AUabUcdn1n2B增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大D将二极管短路，电流表的读数加倍BD根据变压器的工作原理、交流电的有效值解题变压器的变压比，其中U1、U2是变压器原、副线圈两端的电压U1Uab，由于二极管的单向导电特性，UcdU2，选项A错误增大负载电阻R的阻值，负载的电功率减小，由于P入P出，且P入I1Uab，所以原线圈上的电流I1减小，即电流表的读数变小，选项B正确c、d端的电压由输入电压Uab决

11、定，负载电阻R的阻值变小时，Ucd不变，选项C错误根据变压器上的能量关系有E输入E输出，在一个周期T的时间内，二极管未短路时有UabI1T·0(U为副线圈两端的电压)，二极管短路时有UabI2TT，由以上两式得I22I1，选项D正确二、非选择题(本题共3个小题，共40分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11.(12分)如图9所示，变压器原线圈输入电压为220 V，副线圈输出电压为36 V，两只灯泡的额定电压均为36 V，L1额定功率为12 W，L2额定功率为6 W试求：图9(1)该变压器的原、副线圈的匝数比；(2)两灯均正常工作时原线圈中的电流以及只有L1工

12、作时原线圈中的电流【解析】(1)由变压比公式得：，.(2)两灯均正常工作时，由能量守恒得P1P2U1I1，I1 A0.082 A，只有L1灯工作时，由能量守恒P1U1I1，解得I1 A0.055 A.【答案】(1)559(2)0.082 A0.055 A12(14分)一台交流发电机的额定输出功率P4.0×103 kW，以400 V电压将其接在升压变压器上向远方输电若输电导线的总电阻为10 ，允许输电线损失的功率为输出功率的10%，问：(1)升压变压器的变压比应为多大？(2)为了使远方用电器能得到220 V的工作电压，降压变压器的变压比应为多大？【解析】(1)由P损P×10%

13、Ir，得I2200 A由PU1I1得I11×104 A所以.(2)U2U12×104 V所以U3U2I2r1.8×104 V又U4220 V，所以.【答案】(1)150(2)9001113(14分)利用太阳能电池这个能量转换器件将辐射能转变为电能的系统称为光伏发电系统，光伏发电系统的直流供电方式有其局限性，绝大多数光伏发电系统均采用交流供电方式有一台内阻为1 的太阳能发电机，供给一个学校照明用电，如图10所示，升压变压器的匝数比为14，降压变压器的匝数比为41，输电线的总电阻R4 ，全校共22个班，每班有“220 V40W”的电灯6盏若全部电灯都正常发光，求：图10(1)发电机的输出功率为多大？(2)发电机的电动势为多大？(3)输电效率为多少？(4)若使灯数减半并正常发光，发电机的输出功率又为多大？【导学号：11452110】【解析】(1)发电机的输出功率应为负载消耗的功率与输电线电阻损耗的功率之和，即P出nP灯IR又I2 A6 A所以P出22×6×40 W62×4 W5 424 W.(2)E