2019-2020年高考物理一轮复习 课时跟踪训练36 变压器、电能的输送.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 课时跟踪训练36 变压器、电能的输送一、选择题1(xx四川卷)如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则()A用户用电器上交流电的频率是100 HzB发电机输出交流电的电压有效值是500 VC输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小解析：整个远距离输电过程中，交流电的频率不变，由图乙可知，交流电的频率为50 Hz，A错误发电机输出交流电的电压最大值为500 V，B错误输电线的电流由用户端电流和降压变压器原、副线圈的匝数比共同决定，C错误当用户用电器的总电阻增大时，用户电流减小，输电线电流减小，输电线损失的功率减小，D正确答案：D2.(xx安徽师大摸底)一理想变压器原、副线圈匝数比n1n2115，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图所示，副线圈仅接入一个10 的电阻，则()A流过电阻的最大电流是20 AB与电阻并联的电压表的示数是141 VC变压器的输入功率是2.2103 WD在交变电流变化的个周期内，电阻产生的焦耳热是20 J解析：由变压器变压公式，副线圈输出电压U100 V，输出电流I10 A，由欧姆定律可得流过电阻的最大电流是ImI10 A，选项A错误；由变压器变压公式，知与电阻并联的电压表的示数是100 V，选项B错误；变压器输出功率PUI10010 W1000 W，则变压器的输入功率是1000 W，选项C错误；在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是QI2RT102100.02 J20 J，选项D正确答案：D3.普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则()Aab接MN、cd接PQ，Iab<IcdBab接MN、cd接PQ，Iab>IcdCab接PQ、cd接MN，Iab<IcdDab接PQ、cd接MN，Iab>Icd解析：为使电流表正常工作，电流表应接在电流较小一侧，由可知，匝数较多的cd端应接PQ，匝数少的ab端接MN，这样Iab>Icd，选项B正确答案：B4(xx四川自贡一诊)如图所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1n2101，接线柱a、b接一正弦交变电源，电压u311sin 100t V变压器右侧部分为一火警系统原理图其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器(电阻随温度升高而减小)，R1为一定值电阻下列说法正确的是()A当R2所在处出现火情时，电阻R1的功率变小B当R2所在处出现火情时，电压表V2的示数变大C当R2所在处出现火情时，电流表A的示数变小D电压表V1示数为22 V解析：根据题意，输入电压的有效值U1220 V，再根据电压比公式可知，副线圈的输出电压为U222 V，因为输入电压决定输出电压，所以当R2所在处出现火情时，副线圈电压不变，仍是22 V，即电压表V1示数仍是22 V，选项D正确；当R2所在处出现火情时，R2阻值随温度升高而减小，副线圈电路的总电阻减小，输出电流I2增大，电阻R1的功率PIR1变大，R2两端的电压U2U1I2R1变小，即电压表V2的示数变小，输入电流I1I20.1I2变大，所以电流表A的示数变大，选项A、B、C错误答案：D5(多选)(xx怀化市高三模拟)如图是一个小型电风扇电路简图，其中理想变压器的原、副线圈的匝数比为n1，原线圈接电压为U的交流电源，输出端接有一只电阻为R的灯泡L和风扇电动机D，电动机线圈电阻为r.接通电源后，电风扇正常运转，测出通过风扇电动机的电流为I，则下列说法正确的是()A风扇电动机D两端的电压为IrB理想变压器的输入功率为C风扇电动机D输出的机械功率为I2rD若电风扇由于机械故障被卡住，则通过原线圈的电流为解析：风扇正常运转，为非纯电阻电路，风扇电动机的两端电压U>Ir，选项A错根据原副线圈匝数比等于电压比可得n，副线圈电压U2，副线圈电流I2IIL，根据电流与匝数成反比，可得原线圈电流I1，理想变压器输入功率等于UI1，选项B错风扇电动机D输出的机械功率为总功率减去热功率即U2II2rI2r，选项C对若电风扇由于机械故障被卡住，则风扇变为纯电阻，此时副线圈电流I2，原线圈电流I1，选项D对答案：CD6(多选)(xx宁波市十校高三联考)图甲是小型交流发电机的示意图，两极M、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表，V为理想交流电压表内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是()A电压表的示数为10 VB0.01 s时发电机线圈平面与磁场方向平行C若P的位置向上移动、R的大小不变时，电流表读数将减小D若P的位置不变、R的大小不变，而把发电机线圈的转速增大一倍，则变压器的输入功率将增大到原来的4倍解析：由图乙知交流电电压峰值为10 V，电压表显示的为有效值10 V，A正确；0.01 s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与磁场方向平行，故B正确；若P的位置向上移动，匝数比减小，副线圈电压增大，R的大小不变时，电流表读数将增大，故C错误；若P的位置不变、R的大小不变，而把发电机线圈的转速增大一倍，电压增大为原来的2倍，则变压器的输入功率将增大到原来的4倍，故D正确答案：ABD7(多选)(xx浙江省金华十校高考模拟)如图所示，电阻不计的正方形导线框abcd处于匀强磁场中线框绕中心轴OO匀速转动时，产生的电动势e200cos(100t)V.线框的输出端与理想变压器原线圈相连，副线圈连接着一只“20 V、8 W”的灯泡，且灯泡能正常发光，电路中熔断器熔断电流为0.4 A，熔断器与输电导线的电阻忽略不计下列判断正确的是()At0 s时刻的线框中磁通量变化率为最大B理想变压器原、副线圈匝数之比为101C若副线圈两端并联多只“20 V、8 W”的灯泡，则最多不能超过10只D若线框转速减半，产生的电动势e100cos(100t)V解析：由题意知线圈产生的电动势e200cos(100t)V，故t0 s时刻电动势最大，线框中磁通量的变化率最大，所以A正确；变压器原线圈的电压U1200 V，又灯泡能正常发光，副线圈的电压U220 V，根据变压规律，所以B正确；灯泡的电流I0.4 A，因为熔断器熔断电流为0.4 A，故原线圈的电流有效值最大为0.4 A，根据变流规律可知副线圈的电流最大为4 A大于10I，所以副线圈并联的灯泡能超过10只，故C错误；若线框转速减半，即角速度减半产生的电动势e100cos(50t)V，故D错误答案：AB8(多选)(xx新课标全国卷)如图所示，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()AUabUcdn1n2B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，电流表的读数加倍解析：由于二极管的单向导电性，UabUcdn1n2，A错误增大负载电阻的阻值R，副线圈中的电流减小，则原线圈中的电流也减小，即电流表的读数变小，B正确c、d间的电压由原线圈中的电压和变压器的匝数比决定，与电阻R无关，C错误将二极管短路，副线圈中的电流加倍，则原线圈中的电流也加倍，D正确答案：BD9(多选)(xx扬州中学高三阶段测试)如图所示，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A、A1、A2、A3为理想的交流电流表，R为三个完全相同的电阻，L为电感，C为电容，当输入端接通电源后，电流表A读数为I.下列判断正确的是()A副线圈两端的电压为nUB通过副线圈的最大电流IC电流表A1的读数I1大于电流表A2的读数I2D电流表A3的读数I30解析：根据，得n，故A错误；根据题意得，电流表A读数为I，副线圈的电流有效值为I，所以通过副线圈的最大电流为I，故B正确；电感线圈会对交流电有阻碍作用，即I1I2，故C正确；电容器通交流阻直流，故有电流通过电流表A3，即I30，故D错误答案：BC10(xx邯郸市高三模拟)图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n1与副线圈匝数n2之比为101，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，电阻R1R2R320 和电容器C连接成如图甲所示的电路其中，电容器击穿电压为8 V，各电表均为理想交流电表，开关S处于断开状态，则()A电压表的读数为10 VB电流表的读数约为0.05 AC电阻R2上消耗的功率为2.5 WD若闭合开关S，电容器会被击穿解析：由乙图知，原线圈电压的有效值为U1100 V，根据变压规律得U210 V，开关S处于断开状态，负载为R1、R2串联，电压表测量R2的电压，又R1R2，可得电压表读数为5 V，所以A错误；副线圈电流I2 A，所以B错误；电阻R2上消耗的功率P2IR22.5 W，故C正确；若闭合开关S，电容器等于U2 V小于8 V，故电容器不会被击穿，所以D错误答案：C二、非选择题11理想变压器原线圈中输入电压U13300 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的示数U2 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I25 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？解析：(1)由电压与变压器匝数的关系可得：U1/n1U2/n2U，则n11650匝(2)当开关S断开时，有：U1I1U2I2，I1 A.(3)当开关S断开时，有：RLU2/I244 .当开关S闭合时，设副线圈总电阻为R，有RRL/222 ，副线圈中的总电流为I2，则I2U2/R10 A由U1I1U2I2可知，I1 A.答案：(1)1650匝(2) A(3) A12三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1.0106 km2，占长江流域面积的56%，坝址处年平均流量为Q4.511011 m3.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P1.82107 kW，年平均发电量约为W8.401010 kWh.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1.0103 kg/m3，g取10 m/s2)：(1)若三峡电站上、下游水位差按h100 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P14.5105 kW，采用超高压输电，输电电压为U500 kV，而发电机输出的电压约为U018 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解析：(1)一年里水流做功(即减少的势能)WQgh.水流的势能转化为电能的效率，将数据代入上式得67%.(2)设每台发电机组平均年发电n天，则WPt，即Pn24W.所以n天192.3天(3)升压变压器原、副线圈的匝数比，输电线上的电流I900 A.损失功率P损5%P1I2r，所以r27.8 .答案：(1)67%(2)192.3天(3)27.8