2019年高中物理 第四章 远距离输电综合检测 鲁科版选修3-2.doc

2019年高中物理 第四章 远距离输电综合检测 鲁科版选修3-2一、选择题(本题共7小题，每小题6分，共42分每小题至少有一个选项是正确的)1如图1所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n241，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速向右做切割磁感线运动时，安培表A1的读数为12 mA，那么安培表A2的读数为()图1A0B3 mAC48 mA D与R的大小有关【解析】当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速向右做切割磁感线运动时，原线圈中产生的是恒定电流，而变压器只能改变交变电流，不能改变直流电，所以副线圈中没有电流，故选A.【答案】A2一台理想变压器，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和P2，已知n1n2，则()AU1U2，P1P2 BP1P2，I1U2 DP1P2，I1I2【解析】因为是理想变压器，故有，P1P2，已知n1n2则U1U2，又I1U1I2U2，则I1I2，故正确答案为B.【答案】B3(2011新课标全国高考)如图2，一理想变压器原副线圈的匝数比为12；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表现闭合开关，灯泡正常发光若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则()图2AU110 V，I0.2 ABU110 V，I0.05 ACU110，I0.2 A VDU110 V，I0.2 A【解析】电压表、电流表的读数为有效值，灯泡正常发光，副线圈两端电压为220 V，由理想变压器原副线圈的匝数比为12可知，电压表读数为110 V，由P1P2可知：电流表读数为0.2 A，选项A正确【答案】A4在家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，如图3所示当变压器输入电压发生变化时，可上下调节滑动头P1、P2的位置，使输出电压稳定在220 V上，现发现输出电压低于220 V，下列措施不正确的是()图3AP1不动，将P2向上移BP2不动，将P1向下移C将P1向上移，同时P2向下移D将P1向下移，同时P2向上移【解析】由变压器的变压关系，得U2U1，要使U2增大，若n1不变，应增大n2，即P2向上移动；若n2不变，应减小n1，即P1向下移动；若n1、n2均变化，保证增大即可，而n1增大，n2减小，使减小，所以P1向上移动，同时P2向下移动，不能做到使输出电压为220 V，故选C.【答案】C5.(xx崇明区检测)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()A0.4倍 B0.32倍C0.2倍 D0.16倍【解析】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【答案】C6某同学设计了下列四种电路以调节风扇的转动快慢，你认为这四个电路中哪个可行并最省电(C中为理想变压器)()【解析】A、B选项中，虽能调节电扇转速，但不仅电扇要消耗电能，滑动变阻器也要消耗电能；D中滑动变阻器与电扇并联，不能调节电扇转速，却需消耗电能；C中为理想变压器，不消耗电能，仅有电扇消耗电能故既可以调节风扇转动的快慢，又最省电的是C.【答案】C7有5个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原、副线圈中，如图4所示若将该线路与交流电源接通，且开关S接在位置1时，5个灯泡发光亮度相同；若将开关S接在位置2时，灯泡均未烧坏则下列可能的是()图4A该变压器是降压变压器，原、副线圈匝数比为41B该变压器是升压变压器，原、副线圈匝数比为14C副线圈中的灯泡仍能发光，只是更亮些D副线圈中的灯泡仍能发光，只是亮度变暗【解析】若S接1时，五个灯泡亮度相同，说明通过各个灯泡的电流相同，则通过副线圈的电流是通过原线圈的4倍由，故，此变压器是降压变压器，所以选项A正确；若S接2时，原线圈的输入电压增大，副线圈的输出电压随之增大，则接于副线圈的灯泡均比原来更亮些，所以选项C正确故选A、C.【答案】AC二、非选择题(本题共5个小题，共58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)图58(8分)如图5所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1n241，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等a、b端加一交流电压后，两电阻消耗的电功率之比PAPB_；两电阻两端的电压之比UAUB_.【解析】理想变压器的原、副线圈中的电流之比IAIBn2n114，又RARB，因此消耗的电功率之比PAPBIRAIRBII116，由UAIARA、UBIBRB，得UAUBIAIBn2n114.【答案】11614图69(10分)黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”如图6是高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将有效值为220 V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5 cm，已知空气在常温常压下的击穿电压为6 220 V/cm，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少？【解析】电网两极间电场可看做匀强电场UmEmd由题意，空气被击穿时Em6 220 V/cm由理想变压器电压关系：由峰值与有效值关系U1mU1由以上各式得所以次、初级线圈匝数比不得超过101.【答案】10110(10分)一台理想降压变压器从10 kV的线路中降压并提供200 A的负载电流，已知两个线圈的匝数比为401，则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率各是多少？【解析】设原线圈输入电压、电流、功率分别为U1、I1、P1，副线圈的输出电压、电流、功率分别为U2、I2、P2，原、副线圈匝数分别为n1、n2.由电压与匝数的关系得U2U110103 V250 V.又由电流与匝数的关系得I1I2200 A5 A.输出功率P2U2I2250200 W5104 W.【答案】5 A250 V5104 W11(14分)(xx农垦高二检测)如图7所示为演示远距离输电的装置，理想变压器B1、B2的变压比分别为14和51，交流电源的内阻r1 ，三只灯泡的规格均为“6 V1 W”，输电线总电阻为10 .若三只灯泡都正常发光，则交变电源的电动势E为多大？图7【解析】设变压器B1的原线圈电压为U1，副线圈电压为U2，变压器B2的原线圈电压为U3，副线圈电压为U4.通过B1原线圈的电流为I1，输电线上的电流为I2，B2副线圈上的电流为I3根据题意得：U46 V，而I30.5 A对B2由电流关系：I2I30.1 A线路上的损失电压为U线I2R线1 V由线路上的电压关系：U2UU3，将有关数据代入得U17.75 V再对B1使用电流关系I1n1I2n2，求得：I10.4 A最后由闭合电路欧姆定律：EI1rU18.15 V.【答案】8.15 V12(16分)有条河流，流量Q2 m3/s，落差h5 m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240 V，输电线总电阻R30 ，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使用的升压变压器、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220 V 100 W”的电灯正常发光图8【解析】依题意，电源端P输出50%Qgh0.5211031050.5 W5104 W输出电压U0240 V为满足输电要求，由P损IR有：I送 A10 A则送电电压为U送 V5103 V所以升压变压器的变压比为n1n2U0U送6125输电线电压损失U损I送R1030 V300 V用户端U1U送U损5103 V300 V4 700 V，据题意可知U2220 V所以降压变压器的匝数比为n1n2U1U223511因为理想变压器没有能量损失，所以可正常发光的电灯的盏数为：N(盏)470(盏)【答案】升压变压器，降压变压器470盏