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

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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,IabIcdCab接PQ、cd接MN,IabIcd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IabIcd,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UIr,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
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