2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第十章 第2講 變壓器 電能的輸送 新人教版.doc
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2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第十章 第2講 變壓器 電能的輸送 新人教版 1.如圖1所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1,電池和交變電源的電動(dòng)勢(shì)都為6 V,內(nèi)阻均不計(jì).下列說(shuō)法正確的是 ( ). 圖1 A.S與a接通的瞬間,R中無(wú)感應(yīng)電流 B.S與a接通穩(wěn)定后,R兩端的電壓為0 C.S與b接通穩(wěn)定后,R兩端的電壓為3 V D.S與b接通穩(wěn)定后,原、副線圈中電流的頻率之比為2∶1 解析 S與a接通的瞬間,副線圈有瞬間的感應(yīng)電流,A錯(cuò)誤;S與a接通穩(wěn)定后,理想變壓器的原線圈電流穩(wěn)定不變,副線圈電壓為零,B正確;S與b接通穩(wěn)定后,根據(jù)U1∶U2=n1∶n2,可得R兩端的電壓為3 V,C正確;原、副線圈的頻率相同,D錯(cuò)誤. 答案 BC 2.如圖2所示為一種變壓器的實(shí)物圖,根據(jù)其銘牌上所提供的信息,以下判斷正確的是( ). 圖2 A.這是一個(gè)升壓變壓器 B.原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多 C.當(dāng)原線圈輸入交流電壓220 V時(shí),副線圈輸出直流電壓12 V D.當(dāng)原線圈輸入交流電壓220 V、副線圈接負(fù)載時(shí),副線圈中電流比原線圈中電流小 解析 根據(jù)銘牌上所提供的信息可知:變壓器的輸入電壓為220 V,輸出電壓為12 V,該變壓器為降壓變壓器,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;變壓器的工作原理是電磁感應(yīng),故變壓器的原、副線圈上的電壓都為交流電壓,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由理想變壓器的輸出功率等于輸入功率,且原線圈的電壓大于副線圈的電壓,故副線圈接負(fù)載時(shí),副線圈中電流比原線圈中電流大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案 B 3.圖甲是某燃?xì)鉅t點(diǎn)火裝置的原理圖.轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交變電壓,并加在一理想變壓器的原線圈上,變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,○V為交流電壓表.當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于5 000 V時(shí),就會(huì)在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w.以下判斷正確的是( ) 圖3 A.電壓表的示數(shù)等于5 V B.電壓表的示數(shù)等于 V C.實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是>1 000 D.實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是<1 000 解析 交流電壓表測(cè)的是交流電的有效值,對(duì)正弦交流電,其電壓有效值 U=,所以B正確、A錯(cuò)誤;根據(jù)題意,副線圈電壓峰值大于5 000 V時(shí)就可以點(diǎn)燃?xì)怏w,對(duì)理想變壓器=>=1 000,C正確、D錯(cuò)誤. 答案 BC 4.如圖4所示,有一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)E,通過(guò)理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠(yuǎn)處用戶供電,輸電線的總電阻為R.T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1,它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2;T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3,它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4.設(shè)T1的輸入電壓U1一定,當(dāng)用戶消耗的電功率變大時(shí),有( ). 圖4 A.U2減小,U4變大 B.U2不變,U3變小 C.P1變小,P2變小 D.P2變大,P3變大 解析 當(dāng)用戶消耗的電功率增大時(shí),升壓變壓器的輸入功率必增大,即P1增大,輸入電壓U1為定值不變,升壓變壓器的匝數(shù)不變,故輸出電壓U2不變,由于P1增大,由P1=U1I1=P2=U2I2可得,I1增加,P2、I2增加,由閉合電路歐姆定律得:U3=U2-I2R,故U3減小,降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)不變,所以隨U3減小,U4減小,A錯(cuò)誤,B正確;由于用戶消耗的電功率增加,即P4增加,理想變壓器無(wú)功率損耗可得:P3=P4,功率P3也增加,故C錯(cuò)誤,D正確. 答案 BD 5.一個(gè)不計(jì)電阻的矩形線圈繞在其平面內(nèi)并且垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)圖象如圖5所示,并且接在原、副線圈匝數(shù)比為=的理想變壓器原線圈兩端,則( ). 圖5 A.變壓器副線圈兩端的電壓為U2=108 V B.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=36sin 10πt V C.t=0.2 s時(shí)穿過(guò)線圈平面的磁通量變化率最大 D.t=0.1 s時(shí)穿過(guò)線圈平面的磁通量最大 解析 由題圖象可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=36 V,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E==36 V,根據(jù)=可計(jì)算得U2=108 V,A對(duì);由圖象可知周期T=0.4 s,ω==5 π,B錯(cuò);由圖象可知t=0.1 s時(shí)線圈平面和磁場(chǎng)方向平行,穿過(guò)線圈平面的磁通量最小為零,D錯(cuò);t=0.2 s時(shí)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,穿過(guò)線圈平面的磁通量變化率最小,C錯(cuò). 答案 A 6.圖6甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2=5∶1,電阻R=20 Ω, L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡,S1為單刀雙擲開(kāi)關(guān).原線圈接正弦交變電源,輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示.現(xiàn)將S1接1、S2閉合,此時(shí)L2正常發(fā)光.下列說(shuō)法正確的是( ) 圖6 A.輸入電壓u的表達(dá)式u=20sin (50πt) V B.只斷開(kāi)S2后,L1、L2均正常發(fā)光 C.只斷開(kāi)S2后,原線圈的輸入功率增大 D.若S1換接到2后,R消耗的電功率為0.8 W 解析 由圖象可知Um=20 V,T=0.02 s,故ω==100π rad/s,即輸入電壓u的表達(dá)式u=20sin (100πt)V,所以A項(xiàng)錯(cuò)誤.?dāng)嚅_(kāi)S2后兩燈泡串聯(lián),總電壓仍為4 V,所以L1、L2均不能正常發(fā)光,B項(xiàng)錯(cuò)誤.根據(jù)P入=P出=可知斷開(kāi)S2后R增大,P入變小,C項(xiàng)錯(cuò)誤.若S1接2,由P=可得P= W=0.8 W,故答案為D. 答案 D 7.如圖7所示,圖(a)中的變壓器是一理想變壓器,其輸出端輸出電壓信號(hào)如圖(b)所示(圖線為正弦曲線),電路中電阻R=55 Ω,圖中交流電流表、交流電壓表為理想電表,其中電流表A1與電流表A2的讀數(shù)之比為1∶4,下列說(shuō)法中正確的是 ( ). 圖7 A.電壓表V1的示數(shù)為880 V B.電壓表V2的示數(shù)為220 V C.原線圈輸入功率為220 W D.原線圈中交變電壓的頻率為100 Hz 解析 由題圖(b)可知交流電的有效值為220 V,電壓表V2測(cè)副線圈兩端電壓,故示數(shù)為220 V,B錯(cuò);交流電的周期為0.02 s,頻率為50 Hz,D錯(cuò);根據(jù)U1I1=U2I2得:U1=880 V,A對(duì);副線圈的輸出功率為=880 W,等于原線圈的輸入功率,故C錯(cuò). 答案 A 8.如圖8所示,T為理想變壓器,A1、A2為理想交流電流表,V1、V2為理想交流電壓表,R1、R2為定值電阻,R3為光敏電阻(光照增強(qiáng),電阻減小),原線圈兩端接恒壓正弦交流電源,當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)( ). 圖8 A.電壓表V1示數(shù)變小 B.電壓表V2示數(shù)變大 C.電流表A1示數(shù)變大 D.電流表A2示數(shù)變大 解析 變壓器的輸入電壓一定,則輸出電壓不變,電壓表V1的示數(shù)不變,A選項(xiàng)錯(cuò);當(dāng)入射光增強(qiáng)時(shí),光敏電阻R3的阻值迅速減小,變壓器的負(fù)載總阻值減小,則由P出==IR總知,變壓器的輸出功率增加了,電流表A2的示數(shù)變大了,D選項(xiàng)對(duì);再由P入=UI1=P出知,電流表A1的示數(shù)變大,C選項(xiàng)對(duì);變壓器的輸出電壓不變,而R1兩端的電壓增加了,則電壓表V2的示數(shù)變小,B選項(xiàng)錯(cuò). 答案 CD 9.2011年9月28日,中國(guó)第二條特高壓交流電項(xiàng)目獲批,國(guó)家電網(wǎng)副總經(jīng)理舒印彪表示:該公司第二條特高壓交流電項(xiàng)目已獲得發(fā)改委批準(zhǔn),投資規(guī)模、線路長(zhǎng)度和輸電容量都比之前項(xiàng)目大一倍以上.如圖9所示是遠(yuǎn)距離輸電示意圖,電站的輸出電壓U1=250 V,輸出功率P1=100 kW,輸電線電阻R=8 Ω.則進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電時(shí),下列說(shuō)法中正確的是( ) 圖9 A.若電站的輸出功率突然增大,則降壓變壓器的輸出電壓減小 B.若電站的輸出功率突然增大,則升壓變壓器的輸出電壓增大 C.輸電線損耗比例為5%時(shí),所用升壓變壓器的匝數(shù)比= D.用10 000 V高壓輸電,輸電線損耗功率為8 000 W 解析 由=知U1不變時(shí),U2也不變,故B錯(cuò)誤;由U3=U2-R知,電站的輸出功率突然增大,U3減小,又=,故U4也減小,A正確;I1==400 A,I2==25 A,===,所以C正確;用10 000 V高壓輸電,即U2′=10 000 V,I2′==10 A,ΔP′=I2′2R=8102 W,所以D錯(cuò)誤. 答案 AC 10.如圖10所示,50匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B= T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框面積S=0.5 m2,線框電阻不計(jì).線框繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′以角速度ω=200 rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng),并與理想變壓器原線圈相連,副線圈接入一只“220 V,60 W”燈泡,且燈泡正常發(fā)光,熔斷器允許通過(guò)的最大電流為10 A,下列說(shuō)法正確的是 ( ). 圖10 A.圖示位置穿過(guò)線框的磁通量變化率不為零 B.線框中產(chǎn)生交變電壓的表達(dá)式為u=500sin (200t) V C.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為50∶11 D.允許變壓器輸出的最大功率為2 200 W 解析 圖示位置穿過(guò)線框的磁通量最大,但由于沒(méi)有邊切割磁感線,所以無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),磁通量的變化率為零,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;線框中交變電壓u=NBSωsin ωt=500sin (200t) V,B選項(xiàng)正確;變壓器原、副線圈匝數(shù)之比===,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;變壓器輸出的最大功率等于輸入的最大功率P=UI=50010 W=5 000 W,D選項(xiàng)錯(cuò)誤. 答案 B 11.某同學(xué)自制變壓器,原線圈為n1匝,在做副線圈時(shí),將導(dǎo)線ab對(duì)折后并在一起,在鐵芯上繞n2圈,從導(dǎo)線對(duì)折處引出一個(gè)接頭c,連成如圖11所示電路.S為單刀雙擲開(kāi)關(guān),線圈電阻不計(jì),原線圈接u1=Umsin ωt(V)的交流電源.下列說(shuō)法正確的是 ( ). 圖11 A.S接b時(shí),電壓表示數(shù)為 B.S接c時(shí),電壓表示數(shù)為 C.S接c時(shí),滑動(dòng)觸頭P向下移動(dòng),變壓器輸入功率變大 D.S接c時(shí),滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng),變壓器輸入電流變大 解析 S接b時(shí),副線圈屬于雙線繞法,不論原線圈中交流電源如何變化,副線圈中都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),所以電壓表示數(shù)為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;S接c時(shí),根據(jù)理想變壓器的電壓比關(guān)系U1∶n1=U2∶n2,且U1=,解得U2=,選項(xiàng)B正確;S接c時(shí),滑動(dòng)觸頭P向下移動(dòng),連入電路的有效電阻增大,P入=P出=減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng),連入電路的有效電阻減小,副線圈中的電流I2=增大,因U2I2=U1I1,所以變壓器輸入電流I1變大,選項(xiàng)D正確. 答案 BD 12.在遠(yuǎn)距離輸電時(shí),要考慮盡量減少輸電線上的功率損失.有一個(gè)小型發(fā)電站,輸送的電功率為P=500 kW,當(dāng)使用U=5 kV的電壓輸電時(shí),測(cè)得安裝在輸電線路起點(diǎn)和終點(diǎn)處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4 800 kWh.求: (1)輸電效率η和輸電線的總電阻r; (2)若想使輸電效率提高到98%,又不改變輸電線,那么發(fā)電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電? 解析 (1)輸送功率P=500 kW,一晝夜輸送電能E=Pt=12 000 kWh 輸電線上損失的電能ΔE=4 800 kWh 終點(diǎn)得到的電能E′=E-ΔE=7 200 kWh, 所以輸電效率η==60% 輸電線上的電流I==100 A 輸電線損耗功率Pr=I2r,其中Pr==200 kW 得r=20 Ω. (2)輸電線上損耗功率Pr=2r∝ 原來(lái)Pr=200 kW,現(xiàn)在要求Pr′=10 kW, 解得輸電電壓應(yīng)調(diào)節(jié)為U′=22.4 kV. 答案 (1)60% 20 Ω (2)22.4 kV- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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