高三单元测试30：《变压器、电能的输送》

111云南省新人教版物理2012届高三单元测试30变压器、电能的输送(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题1如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为112，原线圈两端的输入电压u220sin 100t(V)，电表均为理想电表，滑动变阻器R接入电路部分的阻值为10 .下列叙述中正确的是()A该交流电的频率为50 HzB电压表的读数为42 VC电流表的读数为4 AD若滑动变阻器的滑片P向a端移动，电流表的读数变大【答案】AC【详解】根据原线圈两端输入电压的表达式可知，交流电的频率fHz50 Hz，A正确；变压器原线圈电压的有效值为U1220 V，利用变压器的变压比U1U2n1n2，可求得U240 V，电压表的读数为40 V，B错误；电流表的读数为I4 A，C正确；若滑动变阻器的滑片P向a端移动，接入电路的电阻增大，而U2不变，电流表示数变小，D错误2图甲是线圈绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电图象，把该交流电压加在图乙中变压器的A、B两端已知理想变压器原线圈和副线圈的匝数比为51，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻R1 ，其他各处电阻不计，以下说法正确的是()A在t0.1 s、0.5 s时，穿过线圈的磁通量最大B线圈转动的角速度为10 rad/sC电压表的示数为 VD电流表的示数为0.40 A【答案】D【详解】t0.1 s,0.5 s时，电压达最大值，此时线圈平面与磁场平行，A错误；由图知T0.4 s，所以角速度w5 rad/s，B错误；由得输出电压的最大值为2 V，所以电压表示数应为2 V，C错误，R中电流IR2 A，由变压器的电流与匝数关系知电流表示数为0.40 A，D正确，正确答案D.3如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S闭合时()【答案】B【详解】在理想变压器中，因为U不变，故示数不变；闭合S时，负载电阻变小，副线圈中电流I2增大，示数增大，由P入P出可知示数增大，因ab和cd导线的电阻不可忽略，所以U3减小，示数变小由I3U3/R1得，流过R1处的电流I3变小，示数变小，故B对4.在变电站里,经常要用交流电表去监测电网上的强电流,所用的器材叫电流互感器.如下所示的四个图中,能正确反映其工作原理的是( )【答案】选A.【详解】电流互感器应是测电流的,应串联在火线上,故B、D选项错误.同时,由I1n1=I2n2知要使I2I1,须n2n1,故A选项正确,C选项错误.5.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，R120 ，R230 ，C为电容器.已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则( )A.交流电的频率为0.02 HzB.原线圈输入电压的最大值为200VC.电阻R2的电功率约为6.67 WD.通过R3的电流始终为零 【答案】选C.【详解】根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、频率相同，周期为0.02 s、频率为50 Hz，A错；由图乙可知通过R1的电流最大值为Im1 A、根据欧姆定律可知其最大电压为Um20 V，再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为200 V，B错；因为电容器有通交流、阻直流的作用，则有电流通过R3和电容器，D错；根据正弦交流电的峰值和有效值关系及并联电路特点可知电阻R2的电流有效值为I 、电压有效值为UUm/ V，电阻R2的电功率为P2UIW,C对.6.如图所示，为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则( )A.保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大B.保持U1及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗的功率减小C.保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大D.保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大【答案】选A、B、D.【详解】K由a合到b时，n1减小，由U1/U2=n1/n2，可知U2增大，P2= /R随之增大，而P1=P2，又P1=I1U1，从而I1增大，A正确；K由b合到a时，与上述情况相反，P2将减小，B正确；P上滑时，R增大，P2=/R减小，又P1=P2，P1=I1U1，从而I1减小，C错误；U1增大，由U1/U2=n1/n2可知，U2增大， I2=U2/R随之增大，由I1/I2=n2/n1可知I1也增大，D正确.故选项A、B、D正确.7如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比为41.原线圈接入一电压为uU0sint的交流电源，副线圈接一个R27.5 的负载电阻若U0220 V，100 rad/s，则下述结论正确的是()A副线圈中电压表的读数为55 VB副线圈中输出交流电的周期为 sC原线圈中电流表的读数为0.5 AD原线圈中的输入功率为110 W【答案】AC【详解】原线圈电压有效值U1220 V，由电压比等于匝数比可得副线圈电压U255 V，A对；电阻R上的电流为2 A，由原副线圈电流比等于匝数的反比，可得电流表示数为0.5 A，C对；输入功率为P2200.5 W110 W，D错；周期T0.02 s，B错8在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为，横截面积为S，总长度为L，输电线损失的电功率为P，用户得到的电功率为P用，则P、P用的关系式正确的是()AP BPCP用P DP用P(1)【答案】BD【详解】输电线电阻 R，输电电流为I故输电线上损失的电功率为：PI2R()2用户得到的电功率为P用PPP(1)故B、D正确9理想变压器连接电路如图甲所示，已知原副线圈匝数比为101，当输入电压波形如图乙时，电流表读数2 A，则()A电压表读数282 V B电压表读数28.2 VC输入功率为56.4 W D输入功率为40 W【答案】D【详解】由图乙可知，Um282 V，则输入电压有效值U1200 V根据，U220 V，再根据，I10.2 A，输入功率PU1I140 W，故A、B、C错，D正确10如图20所示是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器已知变压器原线圈与副线圈匝数比，加在原线圈的电压为u1311 sin100t (V)，霓虹灯正常工作的电阻R440 k，I1、I2表示原、副线圈中的电流下列判断正确的是()A副线圈两端电压6220 V，副线圈中的电流14.1 mAB副线圈两端电压4400 V，副线圈中的电流10.0 mACI1I2【答案】BD【详解】原线圈电压的有效值为220 V，由解得副线圈电压U24400 V；由I2得I210.0 mA，选项B对根据n1I2，选项D对二、非选择题11如图 (a)是一理想变压器的电路连接图，图(b)是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象，已知原、副线圈的匝数比为101，电流表A2的示数为2 A，开关S断开，求：(1)变压器的输入功率和电压表的示数；(2)将开关S闭合，定性分析电路中三只电表的示数变化情况【答案】(1)40 W20 V(2)A1示数增大A2示数增大V示数不变【详解】(1)由图(b)可知输入电压的有效值U1200 V由得U220 V变压器的输入功率P1等于输出功率P2故P1P2U2I2202 W40 W.(2)将S闭合，U2不变，即电压表示数保持20 V不变；由于负载增多，负载总电阻减小，电流表A2的示数增大；次级线圈的输出功率增加，初级线圈的输入功率随之增加，电流表A1的示数增大12 发电机的端电压为220 V，输出电功率为44 kW，输电导线的电阻为0.2 ，如果用原、副线圈匝数之比为110的升压变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为101的降压变压器降压供给用户(1)画出全过程的线路图(2)求用户得到的电压和功率(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压【答案】(1)见解析(2)219.6 V43.92 kW(3)180 V36 kW【详解】(1)线路图如图所示(2)升压变压器副线圈上的输出电压U2U12 200 V，升压变压器副线圈上的输出电流I2I1，升压变压器原线圈上的输入电流，由PU1I1得I1 A200 A，所以I2 A20 A.输电线路上的电压损失和功率损失分别为URI2R4 V，PRIR0.08 kW.加到降压变压器原线圈上的输入电流和电压分别为I3I220 A，U3U2UR2 196 V.降压变压器副线圈上的输出电压和电流分别为U4U3219.6 V，I4I3200 A.用户得到的功率P4U4I443.92 kW.(3)若不采用高压输电，线路损失电压为URI1R40 V，用户得到的电压UU1UR180 V，用户得到的功率为PUI136 kW.111