2011課件-高三物理一輪復(fù)習(xí) 第二課時(shí) 變壓器電能的輸送練習(xí)

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1、2011金版新學(xué)案高三物理一輪復(fù)習(xí) 第二課時(shí) 變壓器電能的輸送練習(xí)1一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電壓，其最大值保持不變，副線圈接有可調(diào)電阻R.設(shè)原線圈的電流為I1，輸入功率為P1，副線圈的電流為I2，輸出功率為P2.當(dāng)R增大時(shí)()AI1減小，P1增大BI1減小，P1減小CI2增大，P2減小 DI2增大，P2增大【解析】考查理想變壓器及其相關(guān)知識(shí)當(dāng)副線圈接的可調(diào)電阻R增大時(shí)，變壓器輸出功率P2減小，導(dǎo)致變壓器輸入功率P1減小，原線圈中電流I1減小，所以正確選項(xiàng)是B.【答案】B2如右圖所示是一臺(tái)家用臺(tái)燈亮度調(diào)節(jié)原理圖，自耦變壓器接入正弦交流電壓，電流表、電壓表分別為理想交流電流表和理想交流電

2、壓表若將調(diào)壓端的滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng)，則()A電壓表V的示數(shù)變大B變壓器的輸出功率變大C電流表A的示數(shù)變小D電流表A的示數(shù)變大【解析】當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng)時(shí)，自耦變壓器“副線圈”匝數(shù)增大，由可知“副線圈”兩端電壓增大，臺(tái)燈的功率變大，A、B正確；由于理想變壓器輸入功率與輸出功率相等，且輸入電壓不變，故電流表示數(shù)變大，C錯(cuò)誤、D正確【答案】ABD3為了減少輸電線路中電力損失，發(fā)電廠發(fā)出的電通常是經(jīng)過變電所升壓后通過遠(yuǎn)距離輸送，再經(jīng)變電所將高壓變?yōu)榈蛪耗匙冸娝妷簎011 000sin 100t V的交流電降為220 V供居民小區(qū)用電，則變電所變壓器()A原、副線圈匝數(shù)比為501B副線圈中電流的頻率

3、是50 HzC原線圈的導(dǎo)線比副線圈的要粗D輸入原線圈的電流等于居民小區(qū)各用電器電流的總和【解析】u011 000sin 100t V中的11 000指的是電壓的最大值，有效值為11 000 V，則原、副線圈之間的匝數(shù)之比等于兩線圈的電壓之比，即501，A正確；由100可得頻率為50 Hz，變壓器不改變電流的頻率，因此，副線圈的頻率也是50 Hz，B正確；電流與匝數(shù)成反比，即原線圈的電流比副線圈電流要小，因此，副線圈的導(dǎo)線要比原線圈粗，C錯(cuò)誤；居民小區(qū)各個(gè)用電器都是并聯(lián)的，它們的電流總和等于副線圈中的電流，D錯(cuò)誤【答案】AB4如下圖所示，一理想變壓器原線圈匝數(shù)n11 100匝，副線圈匝數(shù)n222

4、0匝，交流電源的電壓u220sin 100t V，電阻R44 ，電壓表、電流表為理想電表，則下列說法錯(cuò)誤的是()A交流電的頻率為50 HzB電流表的示數(shù)為0.2 AC電流表的示數(shù)為 AD電壓表的示數(shù)為44 V【解析】由交流電源的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式可知，100，所以頻率f50 Hz，A項(xiàng)說法正確；理想變壓器的電壓比等于線圈匝數(shù)比，即，其中原線圈電壓的有效值U1220 V，U2U144 V，故D項(xiàng)說法正確；I21 A，故C項(xiàng)說法錯(cuò)誤；由電流比與線圈匝數(shù)成反比，即，所以I1I20.2 A，故B項(xiàng)說法正確綜上所述，說法錯(cuò)誤的是C項(xiàng)【答案】C5正弦交流電經(jīng)過匝數(shù)比為的變壓器與電阻R、交流電壓表V、交流電流

5、表A按如圖甲所示方式連接，R10 .圖乙是R兩端電壓U隨時(shí)間變化的圖象Um10 V，則下列說法中正確的是()A通過R的電流iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是iRcos 100t(A)B電流表A的讀數(shù)為0.1 AC電流表A的讀數(shù)為 AD電壓表的讀數(shù)為Um10 V【解析】由圖象知T2102 s，f50 Hz，2f100 rad/s，故iRcos 100t(A)，A正確再根據(jù)知，I1有效值為0.1 A，B正確，C錯(cuò)誤電壓表讀數(shù)應(yīng)為副線圈電壓有效值，U10 V，故D錯(cuò)誤【答案】AB6為了測(cè)一個(gè)已知額定電壓為100 V的燈泡的額定功率，設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，理想變壓器的原、副線圈分別接有理想電流表A和燈泡L，滑動(dòng)

6、變阻器的阻值范圍是0100 ，不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響，原、副線圈的匝數(shù)比為21，交流電源的電壓為U0440 V，適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片位置，當(dāng)燈泡在額定電壓下正常工作時(shí)，電流表A的示數(shù)為1.2 A，則()A燈泡的額定功率為40 WB燈泡的額定電流為2.4 AC滑動(dòng)變阻器并聯(lián)部分的阻值為50 D滑動(dòng)變阻器消耗的電功率為240 W【解析】根據(jù)題意，副線圈上的電流為2.4 A，電壓為220 V，由于滑動(dòng)變阻器上部分的并聯(lián)電路電壓為100 V，則下部分電阻電壓為120 V，由串聯(lián)知識(shí)，可知滑動(dòng)變阻器上部分與小燈泡并聯(lián)后與滑動(dòng)變阻器下部分功率分配比為10012056，故下部分電阻上的電功率P下P總

7、，P總1.2440 W528 W，則P下288 W，下部分電阻R下288/2.42 50 ，則滑動(dòng)變阻器上部分(并聯(lián)部分)的電阻為50 ，上部分電路消耗功率PP總P下240 W，故容易計(jì)算出通過燈泡的電流為0.4 A，燈泡的功率為40 W，故A、C正確【答案】AC7如右圖所示，兩條平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，其間有與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬棒ab沿導(dǎo)軌下滑，下滑過程中與導(dǎo)軌接觸良好金屬棒、導(dǎo)軌、電流表A1和理想變壓器原線圈構(gòu)成閉合回路金屬棒ab在沿導(dǎo)軌下滑的過程中，電流表A1一直有示數(shù)，而電流表A2在某時(shí)刻之后示數(shù)變成了零，以下說法正確的是()A電流表A2示數(shù)等于零之前，金屬棒必是變速運(yùn)動(dòng)B電流

8、表A2示數(shù)等于零之后，金屬棒必是變速運(yùn)動(dòng)C電流表A2示數(shù)等于零之前，金屬棒必是勻速運(yùn)動(dòng)D電流表A2示數(shù)等于零之后，金屬棒必是勻速運(yùn)動(dòng)【解析】金屬棒在重力作用下，開始向下做加速運(yùn)動(dòng)，速度不斷增加，金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流逐漸增大，原線圈上產(chǎn)生的磁場(chǎng)不斷增強(qiáng)，穿過副線圈的磁通量不斷增大，在副線圈上發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，電流表A2上有電流當(dāng)金屬棒上電流增加到一定程度，金屬棒受到的安培力等于重力時(shí)，金屬棒開始做勻速下落，原線圈的電流不再發(fā)生變化，原線圈上產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，穿過副線圈的磁通量不發(fā)生變化，副線圈上不發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，電流表A2示數(shù)等于零綜上所述，選項(xiàng)A、D正確【答案】AD8如右圖

9、所示，M是一小型理想變壓器，接線柱a、b接在電壓u311sin314t(V)的正弦交流電源上，變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電阻隨著溫度的升高而減小，電流表A2為值班室的顯示器，顯示通過R1的電流，電壓表V2顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫出)，R3為一定值電阻當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，以下說法中正確的是()AA1的示數(shù)不變，A2的示數(shù)增大BA1的示數(shù)增大，A2的示數(shù)增大CV1的示數(shù)增大，V2的示數(shù)增大DV1的示數(shù)不變，V2的示數(shù)減小【解析】本題考查變壓器的性質(zhì)和動(dòng)態(tài)電路由于理想變壓器的輸入電壓U1不變，V1讀數(shù)不變；匝數(shù)比一定時(shí)，輸出電壓

10、U2不變當(dāng)有火警時(shí)，熱敏電阻R2變小，輸出電路的總電阻變小，U2一定時(shí)，總電流I變大，R3上的電壓U3IR3變大，V2的讀數(shù)變小，R1兩端電壓變小，A2電流變小由理想電路的電流關(guān)系，I變大，通過原線圈的總電流變大，A1讀數(shù)變大，只有D正確【答案】D9一個(gè)理想變壓器的工作示意圖如下圖所示 ，變壓器的初級(jí)線圈匝數(shù)為n1，與干路高電壓U1相連，工作時(shí)流過線圈的電流為I1，初級(jí)與干路相連的導(dǎo)線的電阻不能忽略變壓器的次級(jí)線圈匝數(shù)為n2，輸出電壓為U2，工作時(shí)流過線圈的電流為I2，設(shè)連接在次級(jí)線圈上的用電器均為相同的電燈，導(dǎo)線的電阻可以忽略在變壓器次級(jí)線圈有負(fù)載的情況下，下列判斷哪個(gè)正確()A無論次級(jí)接入

11、的電燈的數(shù)量多少，總有U1U2n1n2B無論次級(jí)接入的電燈的數(shù)量多少，總有I1I2n2n1C無論次級(jí)接入的電燈的數(shù)量多少，總有U1I1U2I2D以上判斷都不正確【解析】變壓器的變壓比中的U1是變壓器原線圈兩端的電壓，由于初級(jí)線圈的干路電阻較大，線路上的壓降也較大，線路損耗功率也較大，因此A、C選項(xiàng)不成立【答案】B102008年春節(jié)前后，我國南方部分省市的供電系統(tǒng)由于氣候原因遭到嚴(yán)重破壞為此，某小區(qū)啟動(dòng)了臨時(shí)供電系統(tǒng)，它由備用發(fā)電機(jī)和副線圈匝數(shù)可調(diào)的變壓器組成，如下圖所示，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)e480sin(100t)V(不考慮其內(nèi)阻)，圖中R表示輸電線的電阻滑動(dòng)觸頭P置于a處時(shí)，用戶的用電器恰好正常

12、工作，在下列情況下，要保證用電器仍能正常工作，則()A若A2示數(shù)為2 A，R10 ，則原副線圈的匝數(shù)比n1n221B若A2示數(shù)為2 A，R10 ，則原副線圈的匝數(shù)比n1n221C當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出的電壓發(fā)生波動(dòng)使V1示數(shù)小于正常值，用電器不變時(shí)，應(yīng)使滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)D如果V1示數(shù)保持正常值不變，那么當(dāng)用電器增加時(shí)，滑動(dòng)觸頭P應(yīng)向上滑【解析】若A2的示數(shù)為2 A，R10 ，用戶電壓220 V，電壓表V2示數(shù)U2220 VI2R240 V，電壓表V1示數(shù)(有效值)U1480 V，原副線圈的匝數(shù)比n1n2U1U221，故選項(xiàng)A對(duì)、B錯(cuò)；由n1n2U1U2，若U1變小，則n2應(yīng)變大，故選項(xiàng)C錯(cuò)；當(dāng)用電器增

13、加時(shí)，副線圈中的電流增加，輸電線電阻R上的電壓增大，副線圈兩端的電壓應(yīng)增大，故滑動(dòng)觸頭P應(yīng)向上滑，故選項(xiàng)D對(duì)【答案】AD11如下圖所示，理想變壓器原線圈中輸入電壓U13 300 V，副線圈兩端電壓U2220 V，輸出端連有完全相同的兩個(gè)燈泡L1和L2，繞過鐵芯的導(dǎo)線所接的電壓表 的示數(shù)U2 V求(1)原線圈n1等于多少匝？(2)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表 的示數(shù)I25 A則電流表 的示數(shù)I1為多少？(3)當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電流表 的示數(shù)I1等于多少？【解析】(1)由電壓與變壓器匝數(shù)的關(guān)系可得：U1/n1U2/n2U，則n11 650匝(2)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，有：U1I1U2I2，I1U2I2/U1 A

14、.(3)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，有：RLU2/I244 .當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，設(shè)副線圈總電阻為R，有RRL/222 ，副線圈中的總電流為I2，則I2U2/R10 A由U1I2U2I1可知，I1U2I2/U1 A.【答案】(1)1 650匝(2) A(3) A12人們利用發(fā)電機(jī)把天然存在的各種形式的能量(水流能、煤等燃料的化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為電能，為了合理地利用這些能源，發(fā)電站要修建在靠近這些資源的地方，但用電的地方卻分布很廣，因此，需要把電能輸送到遠(yuǎn)方若某電站的輸送電壓為U6 000 V，輸送功率P500 kW，這時(shí)安裝在輸電線路的起點(diǎn)和終點(diǎn)的電度表一晝夜里讀數(shù)相差4 800 kWh(即4 800度電)，試求：(1)輸電效率和輸電線的電阻；(2)若要使輸電損失的功率降到原輸送功率的2%，電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電？(結(jié)果保留二位有效數(shù)字)【解析】(1)輸電效率100%60%由WI2Rt及PUI得：R28.8 .(2)若使輸電損失的功率降到原輸送功率的2%，則P損P2%10 kW，又P損IR，U1，聯(lián)立解得輸送電壓為U12.7104 V.【答案】(1)60%28.8 (2)2.7104 V