云南省2020屆高三物理 《變壓器、電能的輸送》單元測(cè)試 新人教版

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1、云南省新人教版物理2020屆高三單元測(cè)試30 《變壓器、電能的輸送》 (時(shí)間：90分鐘 滿分：100分) 一、選擇題 1．如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為11∶2，原線圈兩端的輸入電壓u＝220sin 100πt(V)，電表均為理想電表，滑動(dòng)變阻器R接入電路部分的阻值為10 Ω.下列敘述中正確的是(　　) A．該交流電的頻率為50 Hz B．電壓表的讀數(shù)為42 V C．電流表的讀數(shù)為4 A D．若滑動(dòng)變阻器的滑片P向a端移動(dòng)，電流表的讀數(shù)變大 【答案】AC 【詳解】根據(jù)原線圈兩端輸入電壓的表達(dá)式可知，交流電的頻率f＝＝Hz＝50 Hz，A正確；變壓器原線圈電壓的

2、有效值為U1＝220 V，利用變壓器的變壓比U1∶U2＝n1∶n2，可求得U2＝40 V，電壓表的讀數(shù)為40 V，B錯(cuò)誤；電流表的讀數(shù)為I＝＝4 A，C正確；若滑動(dòng)變阻器的滑片P向a端移動(dòng)，接入電路的電阻增大，而U2不變，電流表示數(shù)變小，D錯(cuò)誤． 2．圖甲是線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的正弦交流電圖象，把該交流電壓加在圖乙中變壓器的A、B兩端．已知理想變壓器原線圈Ⅰ和副線圈Ⅱ的匝數(shù)比為5∶1，交流電流表和交流電壓表均為理想電表，電阻R＝1 Ω，其他各處電阻不計(jì)，以下說法正確的是(　　) 　 A．在t＝0.1 s、0.5 s時(shí)，穿過線圈的磁通量最大 B．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速

3、度為10 πrad/s C．電壓表的示數(shù)為 V D．電流表的示數(shù)為0.40 A 【答案】D 【詳解】t＝0.1 s,0.5 s時(shí)，電壓達(dá)最大值，此時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)平行，A錯(cuò)誤；由圖知T＝0.4 s，所以角速度w＝＝＝5π rad/s，B錯(cuò)誤；由＝得輸出電壓的最大值為2 V，所以電壓表示數(shù)應(yīng)為2 V，C錯(cuò)誤，R中電流IR＝＝2 A，由變壓器的電流與匝數(shù)關(guān)系知電流表示數(shù)為0.40 A，D正確，正確答案D. 3．如圖所示，T為理想變壓器，副線圈回路中的輸電線ab和cd的電阻不可忽略，其余輸電線電阻可不計(jì)，則當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)(　　) 【答案】B 【詳解】在理想變壓器中，因?yàn)閁不變，

4、故示數(shù)不變；閉合S時(shí)，負(fù)載電阻變小，副線圈中電流I2增大，示數(shù)增大，由P入＝P出可知示數(shù)增大，因ab和cd導(dǎo)線的電阻不可忽略，所以U3減小，示數(shù)變?。蒊3＝U3/R1得，流過R1處的電流I3變小，示數(shù)變小，故B對(duì)． 4.在變電站里,經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測(cè)電網(wǎng)上的強(qiáng)電流,所用的器材叫電流互感器.如下所示的四個(gè)圖中,能正確反映其工作原理的是( ) 【答案】選A. 【詳解】電流互感器應(yīng)是測(cè)電流的,應(yīng)串聯(lián)在火線上,故B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤.同時(shí),由I1n1=I2n2知要使I2＜I1,須n2＞n1,故A選項(xiàng)正確,C選項(xiàng)錯(cuò)誤. 5.如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，R1＝20

5、Ω，R2＝30 Ω，C為電容器.已知通過R1的正弦交流電如圖乙所示，則( ) A.交流電的頻率為0.02 Hz B.原線圈輸入電壓的最大值為200V C.電阻R2的電功率約為6.67 W D.通過R3的電流始終為零 【答案】選C. 【詳解】根據(jù)變壓器原理可知原副線圈中電流的周期、頻率相同，周期為0.02 s、頻率為50 Hz，A錯(cuò)；由圖乙可知通過R1的電流最大值為Im＝1 A、根據(jù)歐姆定律可知其最大電壓為Um＝20 V，再根據(jù)原副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比可知原線圈輸入電壓的最大值為200 V，B錯(cuò)；因?yàn)殡娙萜饔型ń涣?、阻直流的作用，則有電流通過R3和電容器，D錯(cuò)；根據(jù)正弦

6、交流電的峰值和有效值關(guān)系及并聯(lián)電路特點(diǎn)可知電阻R2的電流有效值為I＝ 、電壓有效值為U＝Um/ V，電阻R2的電功率為P2＝UI＝W,C對(duì). 6.如圖所示，為一理想變壓器，K為單刀雙擲開關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流強(qiáng)度，則( ) A.保持U1及P的位置不變，K由a合到b時(shí)，I1將增大 B.保持U1及P的位置不變，K由b合到a時(shí)，R消耗的功率減小 C.保持U1不變，K合在a處，使P上滑，I1將增大 D.保持P的位置不變，K合在a處，若U1增大，I1將增大 【答案】選A、B、D. 【詳解】K由a合到b時(shí)，n1減小，由U1/U2

7、=n1/n2，可知U2增大，P2= /R隨之增大，而P1=P2，又P1=I1U1，從而I1增大，A正確；K由b合到a時(shí)，與上述情況相反，P2將減小，B正確；P上滑時(shí)，R增大，P2=/R減小，又P1=P2，P1=I1U1，從而I1減小，C錯(cuò)誤；U1增大，由U1/U2=n1/n2可知，U2增大， I2=U2/R隨之增大，由I1/I2=n2/n1可知I1也增大，D正確.故選項(xiàng)A、B、D正確. 7．如圖所示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為4∶1.原線圈接入一電壓為u＝U0sinωt的交流電源，副線圈接一個(gè)R＝27.5 Ω的負(fù)載電阻．若U0＝220 V，ω＝100π rad/s，則下述結(jié)論正確的是 (

8、　　) A．副線圈中電壓表的讀數(shù)為55 V B．副線圈中輸出交流電的周期為 s C．原線圈中電流表的讀數(shù)為0.5 A D．原線圈中的輸入功率為110 W 【答案】AC 【詳解】原線圈電壓有效值U1＝220 V，由電壓比等于匝數(shù)比可得副線圈電壓U2＝55 V，A對(duì)；電阻R上的電流為2 A，由原副線圈電流比等于匝數(shù)的反比，可得電流表示數(shù)為0.5 A，C對(duì)；輸入功率為P＝220×0.5 W＝110 W，D錯(cuò)；周期T＝＝0.02 s，B錯(cuò)． 8．在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，輸送的電功率為P，輸電電壓為U，所用導(dǎo)線電阻率為ρ，橫截面積為S，總長度為L，輸電線損失的電功率為P′，用戶得到的電功率為P

9、用，則P′、P用的關(guān)系式正確的是 (　　) A．P′＝ B．P′＝ C．P用＝P－ D．P用＝P(1－) 【答案】BD 【詳解】輸電線電阻 R＝ρ，輸電電流為I＝ 故輸電線上損失的電功率為： P′＝I2R＝()2ρ＝ 用戶得到的電功率為P用＝P－P′＝P(1－)．故B、D正確． 9．理想變壓器連接電路如圖甲所示，已知原副線圈匝數(shù)比為10∶1，當(dāng)輸入電壓波形如圖乙時(shí)，電流表讀數(shù)2 A，則(　　) A．電壓表讀數(shù)282 V B．電壓表讀數(shù)28.2 V C．輸入功率為56.4 W D．輸入功率為40 W 【答案】D 【詳解】

10、由圖乙可知，Um＝282 V，則輸入電壓有效值U1＝＝200 V．根據(jù)＝，U2＝20 V，再根據(jù)＝，I1＝0.2 A，輸入功率P＝U1I1＝40 W，故A、B、C錯(cuò)，D正確． 10．如圖20所示是霓虹燈的供電電路，電路中的變壓器可視為理想變壓器．已知變壓器原線圈與副線圈匝數(shù)比＝，加在原線圈的電壓為u1＝311 sin100πt (V)，霓虹燈正常工作的電阻R＝440 kΩ，I1、I2表示原、副線圈中的電流．下列判斷正確的是(　　) A．副線圈兩端電壓6220 V，副線圈中的電流14.1 mA B．副線圈兩端電壓4400 V，副線圈中的電流10.0 mA C．I1

11、1>I2 【答案】BD 【詳解】原線圈電壓的有效值為220 V，由＝解得副線圈電壓U2＝4400 V；由I2＝得I2＝10.0 mA，選項(xiàng)B對(duì)．根據(jù)n1I2，選項(xiàng)D對(duì)． 二、非選擇題 11．如圖 (a)是一理想變壓器的電路連接圖，圖(b)是原線圈兩端所加的電壓隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象，已知原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，電流表A2的示數(shù)為2 A，開關(guān)S斷開，求： (1)變壓器的輸入功率和電壓表的示數(shù)； (2)將開關(guān)S閉合，定性分析電路中三只電表的示數(shù)變化情況． 【答案】　(1)40 W　20 V (2)A1示數(shù)增大　A2示數(shù)增大　V示數(shù)不變 【詳解】　(1

12、)由圖(b)可知輸入電壓的有效值 U1＝200 V 由＝得 U2＝＝20 V 變壓器的輸入功率P1等于輸出功率P2 故P1＝P2＝U2I2＝20×2 W＝40 W. (2)將S閉合，U2不變，即電壓表示數(shù)保持20 V不變；由于負(fù)載增多，負(fù)載總電阻減小，電流表A2的示數(shù)增大；次級(jí)線圈的輸出功率增加，初級(jí)線圈的輸入功率隨之增加，電流表A1的示數(shù)增大． 12 發(fā)電機(jī)的端電壓為220 V，輸出電功率為44 kW，輸電導(dǎo)線的電阻為0.2 Ω，如果用原、副線圈匝數(shù)之比為1∶10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線路后，再用原、副線圈匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶． (1)畫出全過程的線路圖

13、． (2)求用戶得到的電壓和功率． (3)若不經(jīng)過變壓而直接送到用戶，求用戶得到的功率和電壓． 【答案】　(1)見解析　(2)219.6 V　43.92 kW (3)180 V　36 kW 　【詳解】(1)線路圖如圖所示． (2)升壓變壓器副線圈上的輸出電壓 U2＝U1＝2 200 V， 升壓變壓器副線圈上的輸出電流I2＝I1， 升壓變壓器原線圈上的輸入電流，由P＝U1I1得 I1＝＝ A＝200 A， 所以I2＝＝ A＝20 A. 輸電線路上的電壓損失和功率損失分別為 UR＝I2R＝4 V，PR＝IR＝0.08 kW. 加到降壓變壓器原線圈上的輸入電流和電壓分別為 I3＝I2＝20 A，U3＝U2－UR＝2 196 V. 降壓變壓器副線圈上的輸出電壓和電流分別為 U4＝U3＝219.6 V，I4＝I3＝200 A. 用戶得到的功率P4＝U4I4＝43.92 kW. (3)若不采用高壓輸電，線路損失電壓為 UR′＝I1R＝40 V， 用戶得到的電壓U′＝U1－UR′＝180 V， 用戶得到的功率為P′＝U′I1＝36 kW.