高中物理滬科選修32章末綜合測評3　電能的輸送與變壓器

1、章末綜合測評(三)電能的輸送與變壓器(時(shí)間：90分鐘分值：100分)一、選擇題(本大題共12個小題，共48分，在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第17題只有一項(xiàng)符合題目要求，第812題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)1對于理想變壓器來說，下列說法中不正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：53932091】A變壓器是利用互感現(xiàn)象制成的B變壓器可以改變各種電源的額定功率C變壓器不僅能改變電壓，同時(shí)還能改變電流D變壓器的初級電流隨次級電流的增大而增大B由變壓器的原理和電壓、電流、功率的關(guān)系可判斷只有B說法不正確2如圖所示的四個電路，能夠?qū)崿F(xiàn)升壓的是()ABCDD變壓器只能對交變電

2、流變壓，不能對直流變壓，故A、B錯誤；由于電壓與線圈匝數(shù)成正比，所以D能實(shí)現(xiàn)升壓，C不能實(shí)現(xiàn)升壓3如圖1為模擬遠(yuǎn)距離輸電電路，兩理想變壓器的線圈匝數(shù)n1n4n2n3，A1、A2、A3為相同的理想交流電流表，當(dāng)a、b端接入低壓交流電源時(shí)，則()圖1AA1、A2的示數(shù)相等BA1、A2、A3的示數(shù)相等CA1的示數(shù)大于A2的DA2的示數(shù)大于A3的C根據(jù)變壓器的規(guī)律電流與匝數(shù)成反比，得，且n1n2，故A1的示數(shù)大于A2，故A、B錯誤，C正確；同理，A2的示數(shù)小于A3的，故D錯誤4如圖2甲所示，一理想變壓器給一個小燈泡供電當(dāng)原線圈輸入如圖2乙所示的交變電壓時(shí)，額定功率為10 W的小燈泡恰好正常發(fā)光，已知燈

3、泡的電阻為40 ，圖中電壓表為理想電表，下列說法正確的是()甲 乙圖2A變壓器輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u220sin t(V)B電壓表的示數(shù)為220 VC變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為111D變壓器的輸入功率為110 WC由題圖乙可知，100 rad/s，故A錯誤；原線圈輸入電壓為220 V，電壓表示數(shù)為燈泡的額定電壓U20 V，故B錯誤；由B項(xiàng)分析，結(jié)合電壓與匝數(shù)的關(guān)系得，故C正確；變壓器的輸入功率與輸出功率相等，為10 W，故D錯誤5如圖3所示，M為理想變壓器，電表均可視為理想電表，接線柱a、b間接電壓u311sin 314t (V)的正弦交流電源當(dāng)滑動變阻器的滑片P向下滑動時(shí)，示數(shù)發(fā)生變化的

4、電表是() 【導(dǎo)學(xué)號：53932092】圖3AA1、A2BA2、V2CA1、A2、V2 DA1、A2、V1、V2AP下滑，負(fù)載電阻增大，A2示數(shù)減小，A1示數(shù)也減小，而V1和V2不變A正確6.如圖4所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n213，次級回路中連入三個均標(biāo)有“36 V40 W”的燈泡，且均正常發(fā)光，那么，標(biāo)有“36 V40 W”的燈泡A()圖4A也正常發(fā)光 B將被燒毀C比另三個燈暗 D無法確定A由電壓關(guān)系知原線圈兩端電壓為36 V，所以A燈正常發(fā)光故A正確7如圖5為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1和輸電線的電阻、理想變壓器的匝數(shù)均不變，且n1n2n4n3.當(dāng)用戶消耗的功率增大

5、時(shí)，下列表述正確的是()圖5A用戶的總電阻增大B用戶的電壓U4增大CU1U2U4U3D用戶消耗的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率C對兩個變壓器，所以，選項(xiàng)C正確；由能量守恒定律可知，發(fā)電機(jī)的輸出功率等于用戶消耗的功率和輸電線損耗的功率之和，選項(xiàng)D錯誤；輸出電壓U1一定，U2也一定，當(dāng)用戶消耗的功率P出增大時(shí)，負(fù)載增多，并聯(lián)支路增加，用戶的總電阻減小，P出IR負(fù)載，降壓變壓器的輸出電流I4增大，由知，降壓變壓器的輸入電流I3增大，即I2增大，則U3U2I2r減小，用戶的電壓U4減小，選項(xiàng)A、B錯誤8如圖6，將額定電壓為60 V的用電器，通過一理想變壓器接在正弦交變電源上閉合開關(guān)S后，用電器正常工作，交流

6、電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220 V和2.2 A以下判斷正確的是()圖6A變壓器輸入功率為484 WB通過原線圈的電流的有效值為0.6 AC通過副線圈的電流的最大值為2.2 AD變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2113BD變壓器的輸入功率P1P2I2U22.2×60 W132 W，選項(xiàng)A錯誤；由得，選項(xiàng)D正確；由得I1I2×2.2 A0.6 A，選項(xiàng)B正確；根據(jù)I得副線圈上的電流的最大值I2mI22.2 A，選項(xiàng)C錯誤9如圖7所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1n2110，副線圈與阻值R20 的電阻相連，原線圈兩端所加的電壓u20sin 20t(V)，則(

7、) 【導(dǎo)學(xué)號：53932093】圖7A交流電壓表的示數(shù)為20 VB副線圈輸出交流電的頻率為10 HzC電阻R上消耗的電功率為2 kWD原線圈中電流的最大值為100 ABC交流電壓表的示數(shù)為交流電電壓的有效值，應(yīng)為20 V，選項(xiàng)A錯誤；原線圈交流電的頻率為10 Hz，變壓器不改變交流電的頻率，故選項(xiàng)B正確；副線圈兩端的電壓有效值為U2U1200 V，則PU2I2U1I1，解得P2 000 W，選項(xiàng)C正確；I1100 A，原線圈中電流的最大值為100 A，選項(xiàng)D錯誤10如圖8甲中的變壓器為理想變壓器，原線圈的匝數(shù)n1與副線圈的匝數(shù)n2之比為101.變壓器的原線圈接如圖8乙所示的正弦交流電，兩個20

8、 的定值電阻串聯(lián)接在副線圈兩端電壓表V為理想電表，則()甲乙圖8A原線圈上電壓的有效值為100 VB原線圈上電壓的有效值約為70.7 VC電壓表的讀數(shù)為5.0 VD電壓表的讀數(shù)約為3.5 VBD原線圈上電壓的最大值為100 V，有效值為50 V，即70.7 V，A錯，B對；根據(jù)原、副線圈電壓之比與線圈匝數(shù)之比的關(guān)系可得，副線圈電壓的有效值為7.07 V，而電壓表的讀數(shù)為其中一個定值電阻兩端電壓的有效值，約為3.5 V，C錯，D對11.如圖9所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調(diào)節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑動觸頭在

9、原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，則()圖9A保持Q的位置不動，將P向上滑動時(shí)，電流表讀數(shù)變大B保持Q的位置不動，將P向上滑動時(shí)，電流表讀數(shù)變小C保持P的位置不動，將Q向上滑動時(shí)，電流表讀數(shù)變大D保持P的位置不動，將Q向上滑動時(shí)，電流表讀數(shù)變小BC保持Q的位置不動，則U2不變，將P向上滑動時(shí)，R接入電路的電阻變大，根據(jù)I2知，I2變小，由得I1也變小，即電流表讀數(shù)變小，選項(xiàng)A錯誤，選項(xiàng)B正確；保持P的位置不動，將Q向上滑動時(shí)，U2變大，則根據(jù)P2知副線圈輸出功率變大，由P1P2知，變壓器原線圈輸入功率P1變大，而P1I1U，輸入電壓U一定，I1變大，即電流表讀數(shù)變大，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯誤12

10、如圖10所示電路中，變壓器為理想變壓器，a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端，R0為定值電阻，R為滑動變阻器現(xiàn)將變阻器的滑片從一個位置滑動到另一位置，觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2 A，電流表A2的示數(shù)增大了0.8 A，則下列說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：53932094】圖10A電壓表V1示數(shù)增大B電壓表V2、V3示數(shù)均增大C該變壓器起降壓作用D變阻器滑片是沿cd的方向滑動CD電壓表V1的示數(shù)和a、b間電壓的有效值相同，滑片滑動時(shí)V1示數(shù)不變，選項(xiàng)A錯誤；電壓表V2測量的電壓為副線圈兩端的電壓，原、副線圈匝數(shù)不變，輸入電壓不變，故V2示數(shù)不變，V3示數(shù)為V2示數(shù)減去R0兩端電壓，兩線圈中

11、電流增大，易知R0兩端電壓升高，故V3示數(shù)減小，選項(xiàng)B錯誤；理想變壓器U1I1U2I2，則U1I1U2I2，I2I1，故U2U1，變壓器為降壓變壓器，選項(xiàng)C正確；因I2增大，故知R減小，變阻器滑片是沿cd的方向滑動，選項(xiàng)D正確二、計(jì)算題(本大題共4小題，共52分，按題目要求作答)13(13分)如圖11所示為一理想變壓器，原線圈的輸入電壓U13 300 V，副線圈的輸出電壓U2220 V，繞過鐵心的導(dǎo)線所接的電壓表的示數(shù)U02 V，則：圖11(1)原、副線圈的匝數(shù)分別是多少？(2)當(dāng)S斷開時(shí)，A2的示數(shù)I25 A，那么A1的示數(shù)是多少？(3)當(dāng)S閉合時(shí)，A2的示數(shù)如何變化？A1的示數(shù)如何變化？【

12、解析】(1)根據(jù)變壓比及可得n1·n0×1匝1 650匝n2·n0×1匝110匝(2)由理想變壓器知P入P出，即I1U1I2U2故I1·I2×5 A0.33 A.(3)開關(guān)S閉合時(shí)，負(fù)載增加，總電阻減小，副線圈的輸出電壓U2不變，I2，即I2增大，輸出功率P出I2U2也增大根據(jù)理想變壓器P入P出，即I1U1I2U2，原線圈中的電流I1也隨之增大，即電流表A2、A1的示數(shù)均變大【答案】(1)1 650匝、110匝(2)0.33 A(3)A2、A1的示數(shù)均變大14(13分)某發(fā)電站的輸出功率為104 kW，輸出電壓為4 kV，通過理想變壓

13、器升壓后向80 km的遠(yuǎn)處供電已知輸電導(dǎo)線的電阻率為2.4×108 ·m，導(dǎo)線橫截面積為1.5×104m2，輸電線路損失的功率為輸出功率的4%，求：(1)升壓變壓器的輸出電壓；(2)輸電線路上的電壓損失【解析】(1)供電線路如圖所示輸電線的電阻為R輸電線上的功率損失為PI2R4%P1升壓變壓器原、副線圈的功率關(guān)系為P2P1IU2由式得升壓變壓器的輸出電壓U28×104 V.(2)輸電線路上的電壓損失為UIR3.2×103 V.【答案】(1)8×104 V(2)3.2×103 V15(13分)如圖12所示，一臺有兩個副線圈的變

14、壓器，原線圈匝數(shù)n11 100匝接入電壓U1220 V的交流電路中. 【導(dǎo)學(xué)號：53932095】(1)要求在兩個副線圈上分別得到電壓U26 V，U3110 V，它們的匝數(shù)n2、n3分別為多少？(2)若在兩副線圈上分別接上“6 V,20 W”、“110 V,60 W”的兩個用電器，原線圈的輸入電流為多少？【解析】(1)根據(jù)原、副線圈間電壓與匝數(shù)的關(guān)系：由得n2n1×1 100匝30匝n3n1×1 100匝550匝(2)設(shè)原線圈輸入電流為I1，由P入P出得U1I1U2I2U3I3P2P3所以I1 A A.【答案】(1)30匝550匝(2) A16(13分)風(fēng)力發(fā)電作為新型環(huán)保新能源，近幾年來得到了快速發(fā)展，如圖13所示，風(fēng)車陣中發(fā)電機(jī)輸出功率為100 kW，輸出電壓是250 V，用戶需要的電壓是220 V，輸電線總電阻為10 .若輸電線因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%，試求：圖13(1)在輸電線路中設(shè)置的升、降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；(2)用戶得到的電功率是多少【解析】(1)輸電線損失的功率