2020届高三物理一轮复习变压器电能的输送测试大纲人教版
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2020版高三物理一轮复习变压器电能的输送1. 一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压,其最大值保持不变,副线圈接有可调电阻R.设原线圈的电流为丨1,输入功率为P l,副线圈的电流为丨2,输出功率为P2. 当R增大时()A. I 1减小,P l增大B」2减小,P2减小C.I 2增大,P2减小D.I 1增大,P2增大解析:理想变压器(副线圈上电压不变)当负载电阻R增大时电流I2减小,由R=Ul2可知,功率P2也减小,所以B正确.答案:B2. 一理想变压器原?副线圈匝数比n i:n2=11:5.原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u如图所示.副线圈仅接入一个10 Q的电阻.则()A. 流过电阻的电流是20 AB. 与电阻并联的电压表的示数是100.2 VC. 经过1分钟电阻发出的热量是6X103 JD. 变压器的输入功率是1X103 W解析:由图象可知U=220 V,则u=也U=5X 220V=100 V m 11流过电阻电流1=匕=10 A,A错;电压表示数应为100V,B错;1分钟放出热量Q=I2Rt=102x 10X 60 J=6 X 104 J,C 错;P 出=UI=100 X 10 W=1X 103 W,所以P 入=卩出=1X 103 W,D 正确.答案:D3. 为探究理想变压器原?副线圈电压?电流的关系,将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接相同的灯泡L i、L2,电路中分别接了理想交流电压表V V2和理想交流电流表A、A导线电阻不计,如图所示.当开关S闭合后()A. A i示数变大,A i与A示数的比值不变B. A i示数变大,A i与A示数的比值变大C. V2示数变小,V i与V示数的比值变大DV示数不变,V i与V2示数的比值不变解析:本题考查变压器的工作原理及应用•由U i比可知,由于V不变,所以副U 2 门2线圈的输出电压U不变,且V与V2示数的比值不变,故当开关S闭合后,电阻R减小,由12=匕可知,电流表A的示数变大,由山匹可知,电流表A i的示数也变大,但A R12 m与A示数的比值不变,始终等于匹.故A?D正确.答案:AD4. 如图,理想变压器原副线圈匝数之比为4: 1,原线圈接入一电压为U=Usin cot的交流电源,副线圈接一个R=27.5 Q的负载电阻•若U0=220 2 V, o =100n rad/s.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-—s100C. 原线圈中电流表的读数为0.5 AD. 原线圈中的输入功率为110.2 W解析:因为U0=220.2 V,则电压有效值U=220 V,由U 2 门2 4正确.因为3 =100n rad/s,则T -2s=0.02 s,贝U B错误.100负载R中电流l2=U 55匕=2 A,由11 些得I 1=0.5 A,所以C正确.功率R 27.5 12口P=U11=220 V X 0.5 A=110 W,所以D错误.答案:AC5. 如图所示电路中的变压器为理想变压器,S为单刀双掷开关,P是滑动变阻器R 的滑动触头,U1为加在原线圈两端的交变电压,I 1?I 2分别为原线圈和副线圈中的电流. 下列说法正确的是()A. 保持P的位置及U不变,S由b切换到a,则R上消耗的功率减小B. 保持P的位置及U不变,S由a切换到b,则丨2减小C. 保持P的位置及U不变,S由b切换到a,则11增大D. 保持U不变,S接在b端,将P向上滑动,则丨1减小解析:S由b切换到a时,副线圈匝数增多,则输出电压U2增大,R上消耗的功率增大,由变压器功率关系可知,其输入功率也增大,故输入电流11增大,所以A错C 对;S 由a切换到b时,副线圈匝数减少,则输出电压U2减小,1 2减小,B对;P向上滑动时,R 减小,I 2增大,由电流与匝数的关系可知,I 1增大,D错.答案:BC6. 如图所示,P 为一理想自耦变压器的滑片,Q 为滑动变阻器的滑动触头•在输入 交变电压一定的条件下,下列说法正确的是()A. Q 不动,P 向下移动,电流表示数减小,电压表示数增大B. Q 不动,P 向上移动,电流表示数减小,电压表示数减小C. P 不动,Q 向上移动,电流表示数增大,电压表示数不变D. P 不动,Q 向下移动,电流表示数增大,电压表示数不变解析:图为升压自耦变压器,当Q 不变P 下移时,n i 减小U 2 T ,读数增大,副线圈读数减小,12 JldB 正确.当P 不动时n i 不变,由匕 西知U 2不变,读数不变,Q U 2 n 2上移RJ I 2门i T 读数增大,C 对D 错.答案:BC7. 某水电站,用总电阻为2.5 Q 的输电线输电给500km 外的用户,其输出电功率 是3X 106 kW,现用500 kV 电压输电,则下列说法正确的是()A. 输电线上输送的电流大小为2.0 X 105 AB. 输电线上由电阻造成的损失电压为 15 kVC. 若改用5 kV 电压输电,则输电线上损失的功率为9X 108 kW 、 U 2 、D. 输电线上损失的功率为 △ P=—,U 为输电电压,r 为输电线的电阻r解析:本题考查远距离输电原理及输电线路的电压损耗和功率损耗 .由P 输=2输I电流I 2=U 2原线圈电流11T, 读数增大,故A 错?当Q 不变P 上移时n i tU 2;线上的电压损耗U 损=1输R 线=6000X 2.5 V=15 kV,B 正确;输电线上的功率损耗应该使U 2用P 损=1输R 线=5员I 输来计算,若用P —来计算,U 为电压损耗才可以,D 错误;若改r用5 kV 电压输电,则输电线上损失的功率为9X 1011 kW,C 错误.答案:B8. 如图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 也 丄,加在原线圈的电压为 u i =311si n100 n t(V),霓虹灯正p 20常工作的电阻R=440 k Q ,I ?2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 mAC. I 1<I 2 D 」1>I 2解析:由 U 1=311sin100 n t(V)311知 Ui= V=220 V由 U 1 n 1 得 12=4400 V U 2 n 2 U 212=^ =0.01 AR 故A 错误,B 正确.输,可见用500 kV 电压输电时,输电电流为1=备 轉1。
3 A,A 错误;输电由I1 n2 20,则21212 m 1故C错误,D正确.答案:BD9. 如图所示,变压器的原线圈及两个副线圈的匝数比为n仁n2:n3=4: 2: 1,所连接的三个灯消耗的电功率相同,则流过每个灯的电流之比I仁丨2:|3= _________ ,每个解析:理解变压器每个线圈的电压之比等于它们的匝数比,则U: U: U=4: 2:1,理想变压器的输入功率等于输出功率,则有I I U1=I2U2+I3U3.U 1又I 2U2=I 3U3,则I 2= -3I 3- I 3U2 2l i U=2l2l b,则U i 2故I l:I2: I 3=1:2:2三个灯泡消耗的功率相等,有I A2_1R=I A2_2R=I A2_3R得R1:R: Rs=4: 4: 1答案:4 : 2: 1 4 : 4: 110. 某小型实验水电站输出功率是20 kW,输电线路总电阻是6 Q .(1)若采用380 V输电,求输电线路损耗的功率•3n 3 U灯⑵若改用5000 V高压输电,用户端利用n1:n2=22: 1的变压器降压,求用户得到的电压.解析:(1)输电线上的电流强度为解析:(1)根据变压器电压比U 1解得原线圈匝数m=880匝.输电线路损耗的功率为2 2P 损=1 R=52.63 X 6 W 16620 W=16.62 kW. (2)改用高压输电后,输电线上的电流强度变为5000用户端在变压器降压前获得的电压 U=U-I ' R=(5000-4X 6) V=4976 V 根据W BU 2 “2用户得到的电压为n 21U=二 U=X 4976 V=226.18 V.m 22答案:(1)16.62 kW (2)226.18 V11. 如图所示,一理想变压器的原线圈接在电压为 220 V 的正弦交流电源上,两副线圈匝数分别为n 2=16匝?n 3=144匝,通过理想二极管?单刀双掷开关与一只“ 36 V 18 W ”的灯泡相连(灯泡电阻不变),当开关接1时,灯泡正常发光,求(1) 原线圈的匝数n 1;(2) 当开关接2时,灯泡两端电压的有效值20 10 380A=52.63 A20 103 A=4 A3n 3 U灯⑵开关接2时,有5n2 n3 U解得副线圈上电压为U=40 V设交变电流的周期为TU 2U 2晶体二级管有单向导电性,因此—T 2 —TR R此时灯泡两端电压有效值为U =20 2 V.答案:(1)880 匝(2)20 、2 V12. 如图所示是一种自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图,转轴的一端装有一对随轴转动的磁极,另一端装有摩擦小轮•电枢线圈绕在固定的U形铁芯上, 自行车车轮转动时,通过摩擦小轮带电磁极转动,使线圈中产生正弦交变电流,给车头灯供电•已知自行车车轮半径r=35 cm,摩擦小轮半径r o=1.OO cm.线圈有n=800匝,线圈框横截面积S=20 cm,总电阻R i=40 Q .旋转磁极的磁感应强度B=0.010 T,车头灯电阻R=10 Q .当车轮转动的角速度3 =8 rad/s时,求:(1) 发电机磁极转动的角速度;(2) 车头灯中电流的有效值.解析:(1)磁极与摩擦小轮转动的角速度相等,由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动,故有r c 0.35 .. “c .. 3 0= 8 rad/s=280 rad/s. r 0 0.01⑵摩擦小轮带动磁极转动,线圈产生的感应电动势的最大值为_4E=nBco 0S=800X 0.010 X 280X 20X 10 V=4.48 V 通过灯泡的电流有效值答案:(1)280 rad/s (2)64 mA感应电动势的有效值 E m E=24.48 2 V=3.2 V A=64 mA.40 10E。