【紅對(duì)勾】2020高考物理 變壓器 電能的輸送課時(shí)作業(yè)（通用）

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1、課時(shí)作業(yè)31　變壓器　電能的輸送 時(shí)間：45分鐘　　滿分：100分 一、選擇題(8×8′＝64′) 1．某變壓器原、副線圈匝數(shù)比為55∶9，原線圈所接電源電壓按圖1所示規(guī)律變化，副線圈接有負(fù)載．下列判斷正確的是(　　) 圖1 A．輸出電壓的最大值為36 V B．原、副線圈中電流之比為55∶9 C．變壓器輸入、輸出功率之比為55∶9 D．交流電源有效值為220 V，頻率為50 Hz 解析：由題圖知Um＝220 V，由＝，則U′m＝36 V，故A錯(cuò)誤；由＝＝，可知B錯(cuò)誤；由P入＝P出，可知C錯(cuò)誤；由圖知交流電的周期T＝2×10－2 s，所以頻率f＝＝50 Hz，又因U＝＝2

2、20 V，故D正確． 答案：D 圖2 2．(2020·山東濟(jì)南一模)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)過升壓變電站升壓后通過遠(yuǎn)距離輸送，再經(jīng)過降壓變電站將高壓變?yōu)榈蛪海辰祲鹤冸娬緦㈦妷篣0＝11000sin100πt(V)的交流電降為220 V供居民小區(qū)用電，則變電站變壓器(　　) A．原、副線圈匝數(shù)比為50∶1 B．副線圈中電流的頻率是50 Hz C．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：原電壓的有效值為U1＝11000 V，由＝得，＝，選項(xiàng)A正確；變壓器不改變交流電的頻率，故選項(xiàng)B正確；由＝得，副線圈的電

3、流大，要想導(dǎo)線發(fā)熱少，導(dǎo)線要粗一些(電阻小)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；居民小區(qū)各用電器電流總和應(yīng)該等于副線圈的電流，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：AB 3．鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖3(a)所示．圖3(a)中電流表的讀數(shù)為1.2 A，圖3(b)中用同一電纜線繞了3匝，則(　　) 圖3 A．這種電流表能測直流電流，圖3(b)的讀數(shù)為2.4 A B．這種電流表能測交流電流，圖3(b)的讀數(shù)為0.4 A C．這種電流表能測交流電流，圖3(b)的讀數(shù)為3.6 A D．這種電流表既能測直流電流，又能測交流電流，圖3(b)的讀數(shù)為3.6 A 解析：該鉗形電流表的工作原理為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所以只能測交流電流，

4、且磁感應(yīng)強(qiáng)度與匝數(shù)成正比，故C項(xiàng)正確． 答案：C 4．一臺(tái)理想降壓變壓器從10 kV的線路中降壓并提供200 A的負(fù)載電流．已知兩個(gè)線圈的匝數(shù)比為40∶1，則變壓器的原線圈電流、輸出電壓及輸出功率是(　　) A．5 A,250 V,50 kW　　　　 B．5 A,10 kV,50 kW C．200 A,250 V,50 kW D．200 A,10 kV,2×103 kW 解析：由變壓器的原理可知＝，＝，P1＝P2＝U1I1＝U2I2.由題知：U1＝10 kV，I2＝200 A，＝，解得U2＝250 V，I1＝5 A，P2＝50 kW，所以選項(xiàng)A正確． 答案：A 5．如圖4所示

5、為四種亮度可調(diào)的臺(tái)燈的電路示意圖，它們所用的白熾燈泡相同，且都是“220 V　40 W”．當(dāng)燈泡所消耗的功率都調(diào)至20 W時(shí)，哪種臺(tái)燈消耗的功率最小(　　) 圖4 解析：從該題題干的問法上可以看出，該題是正確選項(xiàng)為唯一選項(xiàng)的單選題． 臺(tái)燈的消耗功率是指包含燈泡和其他輔助器件的總功率．由A、B、C、D四選項(xiàng)分析可知：C選項(xiàng)中理想變壓器功率損耗為零，電源輸出的總功率(臺(tái)燈消耗功率)只有燈泡的功率20 W．而其他選項(xiàng)中，不論滑動(dòng)變阻器是分壓接法還是限流接法，滑動(dòng)變阻器上總有功率損耗，臺(tái)燈的消耗功率都大于20 W．故C選項(xiàng)正確． 答案：C 圖5 6．(2020·江蘇高考)如圖5所示

6、，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1∶5，原線圈兩端的交變電壓為u＝20sin 100πt V．氖泡在兩端電壓達(dá)到100 V時(shí)開始發(fā)光．下列說法中正確的有(　　) A．開關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為100 Hz B．開關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為100 V C．開關(guān)斷開后，電壓表的示數(shù)變大 D．開關(guān)斷開后，變壓器的輸出功率不變 解析：本題主要考查變壓器相關(guān)知識(shí)，在能力的考查上要求考生能夠運(yùn)用已學(xué)的物理知識(shí)進(jìn)行分析判斷．在解題時(shí)要注意變壓器的三個(gè)決定關(guān)系，副線圈電壓由原線圈決定，則不論負(fù)載如何變化，電壓表的讀數(shù)不變，始終為有效值100 V，B正確．每個(gè)交流電周期內(nèi)氖管發(fā)光兩次，每秒發(fā)光100次

7、，則氖管發(fā)光頻率為100 Hz，開關(guān)斷開后，負(fù)載電阻增大、電流減小，則變壓器的輸出功率減小． 答案：AB 圖6 7．(2020·廣東高考)圖6為遠(yuǎn)距離高壓輸電的示意圖．關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電，下列表述正確的是(　　) A．增加輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失 B．高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發(fā)熱損耗的 C．在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越小 D．高壓輸電必須綜合考慮各種因素，不一定是電壓越高越好 解析：本題考查遠(yuǎn)距離輸電問題，意在考查考生對(duì)遠(yuǎn)距離輸電過程中的電能和電壓損失的影響因素分析．根據(jù)P＝I2R可知，在電流I一定的情況下，減

8、小電阻R可以減少電路上的電能損失，而R＝ρ，所以增大輸電線橫截面積S有利于減少輸電過程中的電能損失，A對(duì)；由公式P＝I2R可得，若設(shè)輸送的電功率為P′，則P＝R，可見，在輸送電壓U一定時(shí)，輸送的電功率P′越大，輸電過程中的電能損失越大，C錯(cuò)誤． 答案：ABD 8．(2020·四川高考)圖7甲所示電路中，A1、A2、A3為相同的電流表，C為電容器，電阻R1、R2、R3的阻值相同，線圈L的電阻不計(jì)．在某段時(shí)間內(nèi)理想變壓器原線圈內(nèi)磁場的變化如圖7乙所示，則在t1～t2時(shí)間內(nèi)(　　) 圖7 A．電流表A1的示數(shù)比A2的小 B．電流表A2的示數(shù)比A3的小 C．電流表A1和A2的示數(shù)相同

9、 D．電流表的示數(shù)都不為零 解析：由題圖乙可知，變壓器副線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，所以電感L對(duì)直流電沒有阻礙作用，電容C中沒有電流通過，所以只有選項(xiàng)C正確． 答案：C 二、計(jì)算題(3×12′＝36′) 圖8 9．如圖8所示，一個(gè)變壓器(可視為理想變壓器)的原線圈接在220 V的市電上，向額定電壓為1.80×104 V的霓虹燈供電，使它正常發(fā)光．為了安全，需在原線圈回路中接入熔斷器，使副線圈電路中電流超過12 mA時(shí)，熔絲就熔斷． (1)熔絲的熔斷電流是多大？ (2)當(dāng)副線圈電路中電流為10 mA時(shí)，變壓器的輸入功率是多大？ 解析：(1)設(shè)原、副線圈上的電壓、電流

10、分別為U1、U2、I1、I2，根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，有I1U1＝I2U2. 當(dāng)I2＝12 mA時(shí)，即為熔斷電流．代入數(shù)據(jù)，得I1＝0.98 A. (2)設(shè)副線圈中電流為I′2＝10 mA時(shí)，變壓器的輸入功率為P1，根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，有P1＝I′2U2 代入數(shù)據(jù)，得P1＝180 W. 答案：(1)0.98 A　(2)180 W 10．某發(fā)電站的輸出功率為104 kW，輸出電壓為4 kV，通過理想變壓器升壓后向80 km遠(yuǎn)處供電．已知輸電導(dǎo)線的電阻率為 ρ＝2.4×10－8Ω·m，導(dǎo)線橫截面積為1.5×10－4 m2，輸電線路損失的功率為輸出功率的4

11、%，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：設(shè)線路電阻為R，線路的損失功率為P損，線路的損失電壓為U損，發(fā)電站的輸出功率為P，升壓變壓器的輸出電壓為U. 由電阻定律，得R＝ρ＝2.4×10－8× Ω＝25.6 Ω 線路損失的功率P損＝4%P＝I2R 則I＝＝ A＝125 A 由P＝UI得U＝P/I＝104×103/125 V＝8×104 V U損＝IR＝125×25.6 V＝3200 V. 答案：(1)8×104 V　(2)3200 V 11．如圖9所示，一理想變壓器的原線圈接在電壓為220 V的正弦交流電源上，兩副線圈匝數(shù)分別為n2＝16匝、n3＝144匝，通過理想二極管、單刀雙擲開關(guān)與一只“36 V,18 W”的燈泡相連(燈泡電阻不變)，當(dāng)開關(guān)接1時(shí)，燈泡正常發(fā)光，求 (1)原線圈的匝數(shù)n1； (2)當(dāng)開關(guān)接2時(shí)，燈泡兩端電壓的有效值． 解析：(1)由＝得n1＝880匝． (2)開關(guān)接2時(shí)，有＝，解得U＝40 V，設(shè)交變電流的周期為T，則·＝T，U′＝20 V. 答案：(1)880匝　(2)20 V