廣東2011高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章第二講變壓器電能的輸送試題

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1、第十章 第二講 變壓器、電能的輸送 一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分) 1．如圖1所示為理想變壓器原線圈所接交流電壓的波形．原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝10∶1，串聯(lián)在原線圈電路中的電流表示數(shù)為1 A，下列說法中不正確的是 (　　) A．變壓器的輸出功率為200 W 圖1 B．變壓器的輸出功率為200 W C．變壓器輸出端的交變電流的頻率為50 Hz D．穿過變壓器鐵芯的磁通量變化率的最大值為 Wb/s 解析：由圖象知，電壓的最大值Um＝200 V，有效值U＝20

2、0 V，周期T＝0.02 s，頻率f＝50 Hz，輸出功率P＝UI＝200 W，故A說法不正確，B、C說法正確；由變壓器變壓比公式＝，得U2＝20 V，U2的最大值U2m＝20 V，而U2m＝n2，所以的最大值應(yīng)為 Wb/s，故D說法正確． 答案：A 2．(2008·天津高考)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) (　　) A．I1減小，P1增大

3、 B．I1減小，P1減小 C．I2增大，P2減小 D．I2增大，P2增大 解析：設(shè)副線圈兩端的電壓為U2，由＝知，由于U1不變，故U2應(yīng)不變，再根據(jù)I2＝知，當(dāng)R增大時(shí)，I2應(yīng)減小，根據(jù)I1＝I2推得I1也減小；由P2＝，知P2減小，根據(jù)能量守恒P1＝P2，故P1減小；只有選項(xiàng)B是正確的． 答案：B 3．如圖2所示，理想變壓器的兩線圈匝數(shù)之比n1∶n2＝2∶1，電 源電動(dòng)勢E V (　　) A．閉合電鍵S后，UAB＝1.5 V

4、 圖2 B．閉合電鍵S后，UAB＝3 V C．?dāng)嚅_電鍵S前，UAB＝0.75 V D．?dāng)嚅_電鍵S瞬間，UAB≠0 解析：由于電源是直流電源，根據(jù)變壓器工作原理可知，閉合電鍵S后和斷開電鍵S前，UAB＝0，選項(xiàng)A、B、C均錯(cuò)．?dāng)嚅_電鍵S瞬間，由于電磁感應(yīng)，原線圈兩端產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，UAB≠0，D選項(xiàng)正確． 答案：D 4．發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至學(xué)校的輸電線電阻為R，通過導(dǎo)線的電流為I，學(xué)校輸入電壓為U2.下列4個(gè)計(jì)算輸電線損耗的功率的式子中錯(cuò)誤的是 (　　) A. B. C．I2R

5、 D．I(U1－U2) 解析：輸出電壓U1不是輸電線上損耗的電壓，故不能用計(jì)算導(dǎo)線上損耗的功率，A錯(cuò)；導(dǎo)線損耗電壓為ΔU＝U1－U2，故P損＝＝，B正確；P損＝I2R＝ΔUI＝(U1－U2)I，故C、D項(xiàng)正確． 答案：A 5．如圖3所示的甲、乙兩電路中，當(dāng)a、b兩端與e、f兩端 分別加上220 V的交流電壓時(shí)，測得c、d間與g、h間的電 壓均為110 V．若分別在c、d兩端與g、h兩端加上110 V 的交流電壓，則a、b間與e、f間的電壓分別為 (　　) 圖3 A．220 V,220 V

6、B．220 V,110 V C．110 V,110 V D．220 V,0 解析：圖甲中只要加交變電流，其電壓比就等于線圈的匝數(shù)比，所以a、b間電壓為220 V；圖乙中e、f兩端加220 V的交流電壓時(shí)，測得g、h間的電壓為110 V，此時(shí)為變阻器的分壓接法(滑片正好在變阻器的中央位置)；如果在g、h兩端加上110 V的交流電壓，則e、f間的電壓與g、h兩端的電壓相等(此時(shí)變阻器的上半部分電阻相當(dāng)于導(dǎo)線)，故B正確． 答案：B 二、雙項(xiàng)選擇題(本題共5小題，共35分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有兩個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得7分，只選一個(gè)且正確的得2分，

7、有選錯(cuò)或不答的得0分) 6．(2008·海南高考)如圖4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 負(fù)載電阻．若U0＝220 V，ω＝100π rad/s，則下述結(jié)論正確的是(　　) 圖4 A．副線圈中電壓表的讀數(shù)為55 V B．副線圈中輸出交變電流的周期為 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 解析：副線圈中電壓表讀數(shù)為副線圈電壓的有效值U2＝＝55 V，A對(duì)．副線圈 中交變電流的周期等于原線圈中交流電源電壓的周期T＝＝ s，B錯(cuò)．原線圈中 的電

8、流I1＝＝＝0.5 A，C對(duì)．原線圈中的輸入功率P＝＝110 W，D錯(cuò)． 答案：AC 7．(2009·山東高考)某小型水電站的電能輸送示意圖如圖5所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200 V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，降壓變壓器原、副 線圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)．要使額定電壓為220 V的用電器正 常工作，則 (　　) 圖5 A.＞ B.＜ C．升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓 D．升壓變壓器的輸出

9、功率大于降壓變壓器的輸入功率 解析：由于輸電線上的功率損耗，故升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入 功率，P出－P損＝P入，故D正確.＝，＝，因?yàn)閁1＝200 V＜U4＝220 V， U2＞U3＝U2－U線，故＞，A正確． 答案：AD 8．某理想變壓器的原、副線圈按如圖6所示電路連接，圖中電表均為 理想交流電表，且R1＝R2，電鍵S原來閉合．現(xiàn)將S斷開，則電壓 表的示數(shù)U、電流表的示數(shù)I、電阻R1上的功率P1、變壓器原線圈 的輸入功率P的變化情況分別是 (　　) 圖6 A．U增大

10、 B．I增大 C．P1減小 D．P減小 解析：將副線圈看成電源，其輸出電壓不變，電鍵S斷開，電壓表的示數(shù)U增大， A正確；S斷開，副線圈電流I′減小，由＝知電流表的示數(shù)I減小，B錯(cuò)誤； 由P1＝知電阻R1上的功率P1增大，C錯(cuò)誤；由P＝U原I知變壓器原線圈的輸入 功率P減小，D正確． 答案：AD 9．在家用交流穩(wěn)壓器中，變壓器的原、副線圈都帶有滑動(dòng)頭，如圖7所示．當(dāng)變壓器輸 入電壓發(fā)生變化時(shí)，可上下調(diào)節(jié)P1、P2的位置，使輸出電壓穩(wěn)定在220 V上．現(xiàn)發(fā)現(xiàn) 輸出電壓低于220 V，下列措施正確的是

11、 (　　) 圖7 A．P1不動(dòng)，將P2向上移 B．P2不動(dòng)，將P1向上移 C．將P1向上移，同時(shí)P2向下移 D．將P1向下移，同時(shí)P2向上移 解析：由變壓器原、副線圈的電壓比等于線圈匝數(shù)比＝可知，輸出電壓低于220 V，可以增加副線圈匝數(shù)或減少原線圈匝數(shù)，A、D正確，B、C錯(cuò)誤． 答案：AD 10．如圖8所示，理想變壓器初級(jí)線圈接一交變電流，交變電流的電壓有效值恒定不變．則下列說法中正確的是 (　　) 圖8 A．只將S1從2撥向1

12、時(shí)，電流表示數(shù)變小 B．只將S2從4撥向3時(shí)，電流表示數(shù)變小 C．只將S3從閉合變?yōu)閿嚅_，電阻R2兩端電壓增大 D．只將變阻器R3的滑動(dòng)觸頭上移，變壓器的輸入功率減小 解析：由＝可得A項(xiàng)中n1變小，U1、n2不變，則U2變大，I2變大，又＝可 得I1變大，A錯(cuò)；B項(xiàng)中n2變小，n1、U1不變，則U2變小，I2變小，又＝，所 以I1變小，B正確；C項(xiàng)中，R增大，U2不變，所以UR2＋UR3不變，又R3不變， 所以UR2不變，C項(xiàng)錯(cuò)；D項(xiàng)中，R3變大，R總變大，U2不變，則I2變小，P出＝U2I2 變小，R入＝P出變小，D項(xiàng)正確． 答案：BD 三、非選擇題(本題共2小題，共30

13、分) 11．(14分)一臺(tái)理想變壓器，其原線圈2200匝，副線圈440匝，并接一個(gè)100 Ω的負(fù)載電阻，如圖9所示． 圖9 (1)當(dāng)原線圈接在44 V直流電源上時(shí)，電壓表示數(shù)為多少？電流表示數(shù)為多少？ (2)當(dāng)原線圈接在220 V交變電源上時(shí)，電壓表示數(shù)為多少？電流表示數(shù)為多少？此 時(shí)輸入功率為多大？變壓器效率為多大？ 解析：(1)原線圈接在直流電源上時(shí)，由于原線圈中的電流恒定，所以穿過原、副線 圈的磁通量不發(fā)生變化，副線圈兩端不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，故電壓表示數(shù)為零，電流 表示數(shù)也為零． (2)由＝得U2＝U1＝220× V＝44 V. I2＝＝ A＝0.44 A P入

14、＝P出＝I2U2×44 W＝19.36 W， 效率η＝100%. 答案：(1)0　0　(2)44 V　0.44 A　19.36 W　100% 12．(16分)學(xué)校有一臺(tái)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻為r＝1 Ω，升壓變壓器匝數(shù)比為1∶4，降 壓變壓器的匝數(shù)比為4∶1，輸電線的總電阻為R＝4 Ω，全校22個(gè)教室，每個(gè)教室 用“220 V 40 W”的燈6盞，要求所有燈都正常發(fā)光，則： (1)發(fā)電機(jī)的輸出功率多大？ (2)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢多大？ (3)輸電線上損耗的電功率多大？ 解析：輸電示意圖如圖所示． (1)所有燈都正常工作的總功率為22×6×40 W=5280 W，用電器總電流為I2′ = A=24 A，輸電線上的電流I1′=IR=I2= =6 A，降壓變壓器上U2= 4U2′=880 V，輸電線上的電壓損失為UR=IRR=24 V，因此升壓變壓器的輸出電壓 為U1′=UR+U2=904 V，輸入電壓為U1=U1′/4=326 V，輸入電流為I1=4I1′=24 A 所以發(fā)電機(jī)輸出功率為P出=U1I1=5424 W. (2)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢E=U1+I1r=250 V. (3)輸電線上損耗的電功率PR=IR2R=144 W. 答案：(1)5424 W　(2)250 V　(3)144 W