【绿色通道】2012高考物理第十章交流电传感器变压器和远距离输电练习新人教版

用心爱心专心1第10章第2课时必考内容1．(2010·苏北四市)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为11∶2，原线圈两端的输入电压u＝2202sin100πt(V)，电表均为理想电表，滑动变阻器R接入电路部分的阻值为10Ω.下列叙述中正确的是()A．该交流电的频率为50HzB．电压表的读数为422VC．电流表的读数为4AD．若滑动变阻器的滑片P向a端移动，电流表的读数变大答案：AC解析：根据原线圈两端输入电压的表达式可知，交流电的频率f＝ω2π＝100π2πHz＝50Hz，A正确；变压器原线圈电压的有效值为U1＝220V，利用变压器的变压比U1∶U2＝n1∶n2，可求得U2＝40V，电压表的读数为40V，B错误；电流表的读数为I＝U2R＝4A，C正确；若滑动变阻器的滑片P向a端移动，接入电路的电阻增大，而U2不变，电流表示数变小，D错误．2．(2010·淄博模拟)图甲是线圈绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电图象，把该交流电压加在图乙中变压器的A、B两端．已知理想变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为5∶1，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻R＝1Ω，其他各处电阻不计，以下说法正确的是()A．在t＝0.1s、0.5s时，穿过线圈的磁通量最大B．线圈转动的角速度为10πrad/sC．电压表的示数为2VD．电流表的示数为0.40A答案：D解析：t＝0.1s,0.5s时，电压达最大值，此时线圈平面与磁场平行，A错误；由图知T＝0.4s，所以角速度w＝2πT＝2π0.4s＝5πrad/s，B错误；由U1U2＝n1n2得输出电压的最大值为22V，所以电压表示数应为2V，C错误，R中电流IR＝2V1Ω＝2A，由变压器的电流与匝数关系知电流表示数为0.40A，D正确，正确答案D.3．如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S闭合时()用心爱心专心2答案：B解析：在理想变压器中，因为U不变，故示数不变；闭合S时，负载电阻变小，副线圈中电流I2增大，示数增大，由P入＝P出可知示数增大，因ab和cd导线的电阻不可忽略，所以U3减小，示数变小．由I3＝U3/R1得，流过R1处的电流I3变小，示数变小，故B对．4．2010年12月中旬开始的低温雨雪冰冻造成浙江部分地区停电，为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为ΔP；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9ΔP，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)()A．输电电流为3IB．输电电流为9IC．输电电压为3UD．输电电压为13U答案：AD解析：高压线上的热耗功率ΔP＝I2R线①若热耗功率变为9ΔP，则9ΔP＝I′2R线②由①②得I′＝3I，A对．又输送功率不变P＝UI＝U′I′得U′＝13U，所以D对．5．(2009·广东单科)如图为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是()A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好答案：ABD解析：远距离输电过程中的主要能量损耗是输电导线的发热损耗，由P失＝I2R可以看出，在保证输电功率的前提下有两种方式可减小输电中的能量损失：一是减少输电线的电阻，由用心爱心专心3R＝ρLS知，A正确．二是减小输电电流，B正确．若输电电压一定，由P＝UI知输送的电功率越大，输电电流越大，则输电中能量损耗P失＝I2R越大，C错误．在影响高压输电的因素中另一个重要因素是电晕放电引起的电能损耗，在输电电压越高时，电晕放电引起的电能损失越大，D正确．6．(2010·试题调研)如图所示，降压变压器的变压系数是3，即初级线圈匝数与次级线圈的匝数之比是3∶1.初级线圈的输入电压是660V，次级线圈的电阻为0.2Ω，这台变压器给100盏200V,60W的电灯供电．求：(1)空载时次级线圈的端电压和输出功率；(2)接通电路后次级线圈的端电压；(3)每盏灯的实际功率．答案：(1)220V0(2)214.66V(3)57.1W解析：(1)设空载时次级线圈的端电压为U2.由n2n1＝U2U1得到U2＝n2n1U1＝220V因为空载，次级线圈的负载电阻R2→∞，次级线圈中的电流I2＝0，则次级线圈的输出功率P＝I2U2＝0.(2)接通电路后，100盏灯并联的总电阻为R外＝R100＝U额2/P额100＝8.07Ω次级线圈中的电流I2＝U2R外＋R损＝2208.07＋0.2A＝26.6A次级线圈的端电压U′2＝I2R外＝214.66V.(3)每盏灯的实际功率P＝I2100U′2＝26.6×214.66100W＝57.1W.7．(2010·汉中统考)在家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，如图所示．当变压器输入电压发生变化时，可上下调节P1、P2的位置，使输出电压稳定在220V上．现发现输出电压低于220V，下列措施不正确的是()A．P1不动，将P2向上移B．P2不动，将P1向下移C．将P1向上移，同时P2向下移D．将P1向下移，同时P2向上移用心爱心专心4答案：C解析：由变压器原、副线圈的电压比等于线圈匝数比U1U2＝n1n2可知，输出电压低于220V，可以增加副线圈匝数或减少原线圈匝数，A、B、D正确，C是错误的．8．(2009·山东理综)某小型水电站的电能输送示意图如下，发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220V的用电器正常工作，则()A.n2n1n3n4B.n2n1n3n4C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率答案：AD解析：由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率．P出－P损＝P入，故D正确.U2U1＝n2n1，U3U4＝n3n4，因为U1＝200VU4＝220V，U2U3＝U2－U线，故n2n1n3n4，选项A正确．9．(2010·烟台模拟)一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1，原线圈接入电压为220V的正弦交流电，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图所示．电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是()A．原、副线圈中的电流之比为5∶1B．电压表的读数为44VC．若滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω，则1min内产生的热量为2904JD．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均减小答案：C解析：原、副线圈中的电流与匝数成反比，所以电流之比为1∶5，A项错误；原、副线圈的电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压为44V，但二极管具有单向导电性，根据有效值的定义有442R×T2＝U有效2R×T，从而求得电压表两端电压有效值为U有效＝222V，则Q＝U有效2R×60＝2904J，B错误，C正确；将滑动变阻器滑片向上滑动，接入电路中的阻值变小，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的读数不变，电流表的读数变大，D错误．10．(2009·四川理综)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1＝20Ω，R2＝30Ω，C为电容器．已知通过R1的正弦式交流电如图乙所示，则()用心爱心专心5A．交流电的频率为0.02HzB．原线圈输入电压的最大值为2002VC．电阻R2的电功率约为6.67WD．通过R3的电流始终为零答案：C解析：由图乙可知交流电频率为50Hz，所以A错．副线圈电压最大值U2＝I1R1＝20V，由U1n1＝U2n2可知U1＝200V，B错．R1和R2并联，P2＝U222/30≈6.67W．因电容器接交流电有充放电电流，故D错．11．(2009·江苏单科)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u＝202sin100πtV．氖泡在两端电压达到100V时开始发光．下列说法中正确的有()A．开关接通后，氖泡的发光频率为100HzB．开关接通后，电压表的示数为100VC．开关断开后，电压表的示数变大D．开关断开后，变压器的输出功率不变答案：AB解析：由u＝202sin100πtV可知，um＝202V，f＝50Hz，氖泡在一个周期内发光两次，故其发光频率为100Hz，A选项正确．电压表示数为U＝um2×5＝100V，B选项正确．开关断开后电压表示数不变，输出功率变小，故C、D两选项错误．12．某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9kW，输出电压为500V，输电线的总电阻为10Ω，允许线路损耗的功率为输出功率的4%，求：(1)村民的村办小企业需要220V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)(2)若不用变压器而由发电机直接输送，村民的村办小企业得到的电压和功率是多少？答案：(1)1∶372∶11(2)320V5760W解析：建立如下图甲所示的远距离输电模型，要求变压器原、副线圈的匝数比，先要知道原、副线圈两端的电压之比．本题可以线路上损耗的功率为突破口，先求出输电线上的电流I线，再根据输出功率求出U2，然后再求出U3.甲(1)由线路损耗的功率P线＝I线2R线可得用心爱心专心6I线＝P线R线＝9000×4%10A＝6A.又因为P输出＝U2I线，所以U2＝P输出I线＝90006V＝1500V，U3＝U2－I线R线＝(1500－6×10)V＝1440V.根据理想变压器规律n1n2＝U1U2＝500V1500V＝13，n3n4＝U3U4＝1440V220V＝7211，所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是1∶3和72∶11.乙(2)若不用变压器而由发电机直接输送(模型如图所示)，由P输出＝UI线′可得I线′＝P输出U＝9000500A＝18A.所以线路损耗的功率P线＝I线′2R线＝182×10W＝3240W.用户得到的电压U用户＝U－I线′R线＝(500－18×10)V＝320V.用户得到的功率P用户＝P输出－P线＝(9000－3240)W＝5760W.13．(2010·福建理综)中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为()A.P4B.P2C．2PD．4P答案：A解析：设输送功率为P，输送电流为I，输送电压为U，则P＝UI，I＝PU，P损＝I2R.输送电压升为原来的2倍，则输送电流降为原来的一半，P损降为原来的四分之一，故选A.14．(2010·江苏单科)在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有()用心爱心专心7A．升压变压器的输出电压增大B．降压变压器的输出电压增大C．输电线上损耗的功率增大D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大答案：CD解析：考查远距离输电各物理量变化的分析．发电厂的输出电压不变，由变压器原理知，升压变压器的输出电压不变，A错误．由P＝UI知，输送功率增大，线路中的电流增大，损失的电压增大，降压变压器原线圈的电压变小，其输出电压也变小，故B错误，C正确．输电线上损失的功率ΔP＝I2R＝P2U2R，所以ΔPP＝PU2R，故输电线上损失的功率占总功率的比例随输送功率的增大而增大，D正确．