《2013高考物理二輪專題訓(xùn)練 10-2變壓器和遠(yuǎn)距離輸電（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2013高考物理二輪專題訓(xùn)練 10-2變壓器和遠(yuǎn)距離輸電（含解析）（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、1 / 1010-2 變壓器和遠(yuǎn)距離輸電變壓器和遠(yuǎn)距離輸電一、選擇題一、選擇題1 1在變電站里，經(jīng)常要用交流電表監(jiān)測電網(wǎng)上的強電流。所用在變電站里，經(jīng)常要用交流電表監(jiān)測電網(wǎng)上的強電流。所用的器材叫電流互感器，如下圖所示中，能正確反映其工作原理的是的器材叫電流互感器，如下圖所示中，能正確反映其工作原理的是( () ) 答案答案 A A 解析解析 電流互感器的工作目的是把大電流變?yōu)樾‰娏麟娏骰ジ衅鞯墓ぷ髂康氖前汛箅娏髯優(yōu)樾‰娏鳎?因此原因此原線圈的匝數(shù)少線圈的匝數(shù)少、副線圈的匝數(shù)多副線圈的匝數(shù)多，監(jiān)測每相的電流必須將原線圈串聯(lián)監(jiān)測每相的電流必須將原線圈串聯(lián)在火線中。在火線中。2.2.如圖，理想變壓

2、器原副線圈匝數(shù)之比為如圖，理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為 4 41 1，原線圈接入一電，原線圈接入一電壓為壓為u uU U0 0sinsint t的交流電源的交流電源， 副線圈接一個副線圈接一個R R27.527.5的負(fù)載電阻的負(fù)載電阻。若若U U0 0220220 2 2V V，100100rad/srad/s，則下述結(jié)論正確的是，則下述結(jié)論正確的是( () )A A副線圈中電壓表的讀數(shù)為副線圈中電壓表的讀數(shù)為 55V55V2 / 10B B副線圈中輸出交流電的周期為副線圈中輸出交流電的周期為1 1100100s sC C原線圈中電流表的讀數(shù)為原線圈中電流表的讀數(shù)為 0.5A0.5AD D原線

3、圈中的輸入功率為原線圈中的輸入功率為 1101102 2W W 答案答案 ACAC 解析解析 副線圈中電壓表讀數(shù)為副線圈電壓的有效值副線圈中電壓表讀數(shù)為副線圈電壓的有效值U U2 2n n2 2U U0 02 2n n1 155V55V，A A 對。副線圈中交流電的周期等于原線圈中交流電源電壓的對。副線圈中交流電的周期等于原線圈中交流電源電壓的周期周期T T2 21 15050s s，B B 錯。原線圈中的電流錯。原線圈中的電流I I1 1I I2 2n n2 2n n1 1U U2 2n n2 2RnRn1 10.5A0.5A，C C對。原線圈中的輸入功率對。原線圈中的輸入功率P PU U0

4、 0I I1 12 2110W110W，D D 錯。錯。3 3(2012(2012大連四所重點中學(xué)聯(lián)考大連四所重點中學(xué)聯(lián)考) )如圖所示如圖所示，M M為理想變壓器為理想變壓器，電表均可視為理想電表電表均可視為理想電表，電源電壓電源電壓U U不變不變，輸電線電阻忽略不計輸電線電阻忽略不計。當(dāng)當(dāng)變阻器滑片變阻器滑片P P向上移動時，讀數(shù)發(fā)生變化的電表是向上移動時，讀數(shù)發(fā)生變化的電表是( () )A AA A1 1B BA A2 2C CV V1 1D DV V2 2 答案答案 ABAB 解析解析 本題考查變壓器及電路動態(tài)分析。由于電源電壓本題考查變壓器及電路動態(tài)分析。由于電源電壓U U不不變，根

5、據(jù)理想變壓器工作原理可知兩電壓表示數(shù)不變，變，根據(jù)理想變壓器工作原理可知兩電壓表示數(shù)不變，CDCD 錯誤；當(dāng)錯誤；當(dāng)變阻器滑片變阻器滑片P P向上移動時向上移動時，變阻器連入電路的電阻減小變阻器連入電路的電阻減小，右側(cè)電路中右側(cè)電路中電流增大電流增大，B B 正確正確；根據(jù)根據(jù)P P入入P P出出可知原線圈中電流也增大可知原線圈中電流也增大，A A 正確正確。4 4(2012(2012遼寧丹東四校摸底遼寧丹東四校摸底) )如圖所示，兩種情況下變壓器燈如圖所示，兩種情況下變壓器燈3 / 10泡泡 L L2 2、L L3 3的功率均為的功率均為P P，且，且 L L1 1、L L2 2、L L3

6、3為相同的燈泡，匝數(shù)比為為相同的燈泡，匝數(shù)比為n n1 1n n2 23 3 1 1，則圖甲中，則圖甲中 L L1 1的功率和圖乙中的功率和圖乙中L L1 1的功率分別為的功率分別為( () )A AP P、P PB B9 9P P、4 4P P9 9C.C.4 4P P9 9、9 9P PD.D.4 4P P9 9、P P 答案答案 B B 解析解析 由題意可知，兩種情況下變壓器輸出功率均為由題意可知，兩種情況下變壓器輸出功率均為 2 2P P，設(shè)，設(shè)燈泡燈泡 L L2 2、L L3 3的電壓為的電壓為U U，電流為，電流為I I，電阻為，電阻為R R，兩種情況下變壓器的，兩種情況下變壓器的

7、輸入電壓輸入電壓為為3 3U U， 變壓器輸入電流變壓器輸入電流為為2 23 3I I； 圖甲圖甲中中L L1 1的功率的功率為為P P1 13 3U U2 2R R9 9P P；圖乙中；圖乙中 L L1 1的功率為的功率為P P2 2( (2 23 3I I) )2 2R R4 4P P9 9，選項，選項 B B 正確。正確。5 5(2012(2012黑龍江模擬黑龍江模擬) )某型號家用交流穩(wěn)壓器中某型號家用交流穩(wěn)壓器中，變壓器的原變壓器的原、副線圈都帶有滑動觸頭，如圖所示，當(dāng)變壓器副線圈都帶有滑動觸頭，如圖所示，當(dāng)變壓器輸入電壓發(fā)生變化時輸入電壓發(fā)生變化時，可通過向上、向下調(diào)節(jié)可通過向上、

8、向下調(diào)節(jié)P P1 1、P P2 2的位置，使輸出電壓穩(wěn)定在的位置，使輸出電壓穩(wěn)定在 220V220V。現(xiàn)?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)輸出電壓低于發(fā)現(xiàn)輸出電壓低于 220V220V，欲通過調(diào)節(jié)，欲通過調(diào)節(jié)P P1 1、P P2 2的位置使輸出電壓穩(wěn)定的位置使輸出電壓穩(wěn)定在在 220V220V，下列措施可行的是，下列措施可行的是( () )4 / 10A A保持保持P P1 1不動，將不動，將P P2 2向上移向上移B B保持保持P P2 2不動，將不動，將P P1 1向下移向下移C C將將P P1 1向上移，同時向上移，同時P P2 2向下移向下移D D將將P P1 1向下移，同時向下移，同時P P2 2向上移向上

9、移 答案答案 ABDABD 解析解析 設(shè)變壓器的輸入電壓為設(shè)變壓器的輸入電壓為U U1 1，輸出電壓為輸出電壓為U U2 2，原原、副線圈副線圈匝數(shù)分別為匝數(shù)分別為n n1 1、n n2 2；現(xiàn)輸出電壓低于現(xiàn)輸出電壓低于 220V220V，要調(diào)高要調(diào)高U U2 2，根據(jù)變壓器的根據(jù)變壓器的工作原理，工作原理，U U1 1U U2 2n n1 1n n2 2k k，即是要減小變壓比，即是要減小變壓比k k，可以增大，可以增大n n2 2，A A 正確，正確，也可以減小也可以減小n n1 1，B B 正確，還可以增大正確，還可以增大n n2 2的同時減小的同時減小n n1 1，D D 正確。正確。

10、6 6(2012(2012廣東茂名一模廣東茂名一模) )遠(yuǎn)距離輸電裝置如圖所示，升壓變壓遠(yuǎn)距離輸電裝置如圖所示，升壓變壓器和降壓變壓器均是理想變壓器器和降壓變壓器均是理想變壓器，當(dāng)當(dāng) K K 由由 2 2 改接為改接為 1 1 時時，下列說法正下列說法正確的是確的是( () )A A電壓表讀數(shù)變大電壓表讀數(shù)變大B B電流表讀數(shù)變大電流表讀數(shù)變大C C電流表讀數(shù)變小電流表讀數(shù)變小D D輸電線損失的功率減小輸電線損失的功率減小 答案答案 ABAB5 / 10 解析解析 由由U U2 2n n2 2n n1 1U U1 1知知，當(dāng)當(dāng) K K 由由 2 2 改接為改接為 1 1 時時，升壓變壓器的原升

11、壓變壓器的原線圈匝數(shù)不變線圈匝數(shù)不變，副線圈匝數(shù)變大副線圈匝數(shù)變大，輸送電壓變大輸送電壓變大，降壓變壓器的輸入降壓變壓器的輸入電壓和輸出電壓均變大電壓和輸出電壓均變大，電壓表示數(shù)變大電壓表示數(shù)變大，選項選項 A A 正確正確；降壓變壓器降壓變壓器的輸出電壓變大時，流過燈泡的電流的輸出電壓變大時，流過燈泡的電流I I燈燈也變大，輸電線上的電流也變大，輸電線上的電流I I線線也隨著也隨著I I燈燈的變大而變大，所以電流表讀數(shù)變大，選項的變大而變大，所以電流表讀數(shù)變大，選項 B B 正確而正確而 C C錯誤；錯誤；I I線線變大時，輸電線損失的功率變大時，輸電線損失的功率P P線線I I2 2線線R

12、 R變大，選項變大，選項 D D 錯誤。錯誤。7 7(2012(2012鄭州一模鄭州一模) )如圖所示，有一理想變壓器，原、副線圈如圖所示，有一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為的匝數(shù)比為n n，原線圈接正弦交流電，電壓為，原線圈接正弦交流電，電壓為U U，輸出端接有理想電，輸出端接有理想電壓表壓表、理想電流表和一個電動機理想電流表和一個電動機，電電動機線圈的電阻為動機線圈的電阻為R R，當(dāng)輸入端當(dāng)輸入端接通電源后接通電源后，電流表的讀數(shù)為電流表的讀數(shù)為I I，電動機帶動一重物勻速上升電動機帶動一重物勻速上升，下列下列判斷正確的是判斷正確的是( () )A A原線圈中的電流為原線圈中的電流為nI

13、nIB B電壓表的讀數(shù)為電壓表的讀數(shù)為IRIRC C電動機的輸入功率為電動機的輸入功率為I I2 2R RD D變壓器的輸入功率為變壓器的輸入功率為UIUIn n 答案答案 D D 解析解析 由由I I1 1n n2 2n n1 1I I2 2可得可得，I I1 1I In n，選項選項 A A 錯誤錯誤；對于含有電動機對于含有電動機的非純電阻電路的非純電阻電路，當(dāng)電動機轉(zhuǎn)動時當(dāng)電動機轉(zhuǎn)動時，電動機兩端電壓大于電動機兩端電壓大于IRIR，選項選項 B B6 / 10錯誤；輸出電壓錯誤；輸出電壓U U2 2n n2 2n n1 1U U1 1U Un n，輸出功率，輸出功率P P出出U U2 2

14、I I2 2UIUIn nP P入入，選項，選項 C C錯誤而錯誤而 D D 正確。正確。8 8(2012(2012長春調(diào)研長春調(diào)研) )如圖甲中的變壓器為理想變壓器，原線圈如圖甲中的變壓器為理想變壓器，原線圈的匝數(shù)的匝數(shù)n n1 1與副線圈的匝數(shù)與副線圈的匝數(shù)n n2 2之比為之比為 1010 1 1。變壓器的原線圈接如圖。變壓器的原線圈接如圖乙所示的正弦交流電，兩個阻值分別為乙所示的正弦交流電，兩個阻值分別為 2020的定值電阻串聯(lián)接在副的定值電阻串聯(lián)接在副線圈兩端，電壓表線圈兩端，電壓表為理想電表。則為理想電表。則( () )A A原線圈上電壓的有效值為原線圈上電壓的有效值為 100V1

15、00VB B原線圈上電壓的有效值為原線圈上電壓的有效值為 5050 2 2V VC C電壓表電壓表的讀數(shù)為的讀數(shù)為 5.0V5.0VD D變壓器的輸入功率為變壓器的輸入功率為 2.5W2.5W 答案答案 B B 解析解析 由題圖乙可以看出，電壓的最大值為由題圖乙可以看出，電壓的最大值為 100V100V，有效值，有效值U UU Um m2 2，即原線圈上電壓的有效值是即原線圈上電壓的有效值是 5050 2 2V V，A A 錯誤錯誤，B B 正確正確；由變壓由變壓器原理可知器原理可知U U1 1U U2 2n n1 1n n2 2，副線圈上電壓的有效值為副線圈上電壓的有效值為U U2 25 5

16、 2 2V V，由電路關(guān)系由電路關(guān)系可知電壓表讀數(shù)為可知電壓表讀數(shù)為5 52 22 2V V，C C 錯誤；由變錯誤；由變壓器的功率關(guān)系壓器的功率關(guān)系P P1 1P P2 2，P P2 2U U2 22 22 2R R1.25W1.25W，因此輸入功率，因此輸入功率P P1 1是是 1.25W1.25W，D D 錯誤。錯誤。二、非選擇題二、非選擇題7 / 109 9在遠(yuǎn)距離輸電時，要盡量考慮減少輸電線上的功率損失。有在遠(yuǎn)距離輸電時，要盡量考慮減少輸電線上的功率損失。有一個電站，輸送的電功率一個電站，輸送的電功率P P500kW500kW，當(dāng)使用，當(dāng)使用U U5kV5kV 的電壓輸電時的電壓輸電

17、時，測得安裝在輸電線路起點和終點處的兩只電能表一晝夜表示數(shù)相測得安裝在輸電線路起點和終點處的兩只電能表一晝夜表示數(shù)相差差4800kW4800kWh h。求：。求：(1)(1)輸電效率輸電效率和輸電線總電阻和輸電線總電阻r r。(2)(2)若想使輸電效率提高到若想使輸電效率提高到 98%98%，又不改變輸電線，那么電站應(yīng)，又不改變輸電線，那么電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電。使用多高的電壓向外輸電。 答案答案 (1)60%(1)60%2020(2)22.4kV(2)22.4kV 解析解析 (1)(1)由于輸送功率由于輸送功率P P500kW500kW，一晝夜輸送電能，一晝夜輸送電能E EPtPt12

18、000kW12000kWh h，終點得到的電能，終點得到的電能E E7200kW7200kWh h，因此效率，因此效率60%60%。輸電線上的電流可由輸電線上的電流可由I IP PU U計算計算，I I100A100A，而輸電線損耗功率可由而輸電線損耗功率可由P Pr rI I2 2r r計算，其中計算，其中P Pr r480048002424kWkW200k200kW W，因此可求得，因此可求得r r2020。(2)(2)輸電線上損耗功率輸電線上損耗功率P Pr rP PU U2 2r r1 1U U2 2，原來原來P Pr r200kW200kW，現(xiàn)在要現(xiàn)在要求求P Pr r10kW10k

19、W，計算可得輸電電壓應(yīng)調(diào)節(jié)為，計算可得輸電電壓應(yīng)調(diào)節(jié)為U U22.4kV22.4kV。1010一臺理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為一臺理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 1010 1 1，原線圈接，原線圈接u u100100 2 2sin100sin100t t(V)(V)的交變電壓的交變電壓、副線圈兩端用導(dǎo)線接規(guī)格為副線圈兩端用導(dǎo)線接規(guī)格為“6V6V12W12W”的小燈的小燈。已知導(dǎo)線總電阻已知導(dǎo)線總電阻r r0.50.5，試求試求：副線圈應(yīng)接幾盞小副線圈應(yīng)接幾盞小燈？這些小燈應(yīng)如何連接才能使這些小燈都正常發(fā)光？燈？這些小燈應(yīng)如何連接才能使這些小燈都正常發(fā)光？ 答案答案 4 4 盞盞并聯(lián)并聯(lián) 解析解析

20、 由由U U1 1U U2 2n n1 1n n2 2，副線圈兩端電壓的有效值，副線圈兩端電壓的有效值U U2 2U U1 1n n2 2n n1 11001001 11010V V10V10V8 / 10導(dǎo)線上的電壓導(dǎo)線上的電壓U U線線10V10V6V6V4V4V副線圈中的輸出電流副線圈中的輸出電流I I2 24 40.50.5A A8A8A每個小燈的額定電流每個小燈的額定電流I IP PU U12126 6A A2A2A應(yīng)接小燈的盞數(shù)：應(yīng)接小燈的盞數(shù)：n n8 82 24(4(盞盞) )連接方式為并聯(lián)。連接方式為并聯(lián)。1111(2012(2012濟(jì)寧模擬濟(jì)寧模擬) )水力發(fā)電具有防洪水力

21、發(fā)電具有防洪、防旱防旱、減少污染多項減少污染多項功能功能，現(xiàn)在水力發(fā)電已經(jīng)成為我國的重要能源之一現(xiàn)在水力發(fā)電已經(jīng)成為我國的重要能源之一。某小河水流量某小河水流量為為40m40m3 3/s/s，現(xiàn)欲在此河段安裝一臺發(fā)電功率為現(xiàn)欲在此河段安裝一臺發(fā)電功率為 10001000 千瓦的發(fā)電機發(fā)電千瓦的發(fā)電機發(fā)電。(1)(1)設(shè)發(fā)電機輸出電壓為設(shè)發(fā)電機輸出電壓為 500V500V，在輸送途中允許的電阻為，在輸送途中允許的電阻為 5 5，允許損耗允許損耗總功率的總功率的 5%5%，則所用升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比應(yīng)是多，則所用升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比應(yīng)是多少？少？(2)(2)若所用發(fā)電機總效率為若所用發(fā)

22、電機總效率為 5050% %，要使發(fā)電機能發(fā)揮它的最佳效，要使發(fā)電機能發(fā)揮它的最佳效能，則攔河壩至少要建多高？能，則攔河壩至少要建多高？( (g g取取 10m/s10m/s2 2) ) 答案答案 (1)1(1)1 2020(2)5m(2)5m 解析解析 (1)(1)設(shè)送電電流為設(shè)送電電流為I I，損耗的功率為，損耗的功率為P P耗耗，導(dǎo)線電阻為，導(dǎo)線電阻為R R線線，由，由P P耗耗I I2 2R R線線得：得：I IP P耗耗R R線線1000100010103 30.050.055 5A A100A100A設(shè)送電電壓為設(shè)送電電壓為U U送送，由，由P PIUIU得：得：U U送送P PI

23、 I1000100010103 3100100V V1 110104 4V V則升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比：則升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比：n n原原n n副副U U原原U U送送50050010000100001 120209 / 10(2)(2)發(fā)電時水的重力勢能轉(zhuǎn)化為電能，故發(fā)電時水的重力勢能轉(zhuǎn)化為電能，故50%50%mghmghPtPt其中其中m mt tV Vt t1 110103 340kg/s40kg/s4 410104 4kg/skg/s所以所以h hPtPtmgmg0.50.51000100010103 34 410104 410100.50.5m m5m5m1212 三峽水利

24、樞紐工程是長江流域治理開發(fā)的關(guān)鍵工程三峽水利樞紐工程是長江流域治理開發(fā)的關(guān)鍵工程， 是中國是中國規(guī)模最大的水利工程，樞紐控制流域面積為規(guī)模最大的水利工程，樞紐控制流域面積為 1.01.010106 6kmkm2 2，占長江流，占長江流域面積的域面積的 56%56%，壩址處年平均流量為壩址處年平均流量為Q Q4.514.5110101111m m3 3。水利樞紐的主水利樞紐的主要任務(wù)包括防洪要任務(wù)包括防洪、發(fā)電發(fā)電、航運三方面航運三方面。在發(fā)電方面在發(fā)電方面，三峽電站安裝水三峽電站安裝水輪發(fā)電機組輪發(fā)電機組 2626 組，總裝機容量組，總裝機容量( (指指 2626 臺發(fā)電機組同時工作的總發(fā)電臺

25、發(fā)電機組同時工作的總發(fā)電功率功率) )為為P P1.821.8210107 7kWkW，年平均發(fā)電量約為，年平均發(fā)電量約為W W8.408.4010101010kWkWh h。該工程已全部竣工該工程已全部竣工，電站主要向華中電站主要向華中、華東電網(wǎng)供電華東電網(wǎng)供電，以緩解這兩個以緩解這兩個地區(qū)的供電緊張局面。閱讀上述資料，解答下列問題地區(qū)的供電緊張局面。閱讀上述資料，解答下列問題( (水的密度水的密度1.01.010103 3kg/mkg/m3 3，g g取取 10m/s10m/s2 2) )：(1)(1)若三峽電站上、下游水位差按若三峽電站上、下游水位差按h h100m100m 計算，試推導(dǎo)

26、三峽電計算，試推導(dǎo)三峽電站將水流的勢能轉(zhuǎn)化為電能的效率站將水流的勢能轉(zhuǎn)化為電能的效率的公式，并計算出效率的公式，并計算出效率的數(shù)的數(shù)值。值。(2)(2)若若 2626 臺發(fā)電機組全部建成并發(fā)電，要達(dá)到年發(fā)電量的要求臺發(fā)電機組全部建成并發(fā)電，要達(dá)到年發(fā)電量的要求，每臺發(fā)電機組平均發(fā)電時間每臺發(fā)電機組平均發(fā)電時間t t為多少天？為多少天？(3)(3)將該電站的電能輸送到華中地區(qū)將該電站的電能輸送到華中地區(qū)， 送電功率送電功率P P1 14 4.5.510105 5kWkW，采用超高壓輸電，輸電電壓為采用超高壓輸電，輸電電壓為U U500kV500kV，而發(fā)電機輸出的電壓約，而發(fā)電機輸出的電壓約為為

27、U U0 018kV18kV。 若輸電線上損耗的功率為輸電功率為若輸電線上損耗的功率為輸電功率為 5%5%，求發(fā)電站的升壓求發(fā)電站的升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比和輸電線路的總電阻。變壓器原、副線圈的匝數(shù)比和輸電線路的總電阻。 答案答案 (1)(1)W WQ Qghgh67%67%(2)192.3(2)192.3 天天(3)(3)9 925025027.827.810 / 10 解析解析 (1)(1)一年中水流做功一年中水流做功( (即減少的勢能即減少的勢能) )W WQ Qghgh。水流的勢能轉(zhuǎn)化為電能的效率水流的勢能轉(zhuǎn)化為電能的效率W WW WW WQ Qghgh將數(shù)據(jù)代入上式得將數(shù)據(jù)代入上式得67%67%。(2)(2)設(shè)每臺發(fā)電機組平均年發(fā)電設(shè)每臺發(fā)電機組平均年發(fā)電n n天，則天，則W WPtPt即即P Pn n2424W W所以所以n nW W2424P P8.408.40101010101.821.8210107 72424天天192.3192.3 天天(3)(3)升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n n1 1n n2 2U U0 0U U18185005009 9250250輸電線上的電流輸電線上的電流I IP P1 1U U900A900A損失功率損失功率P P損損5%5%P P1 1I I2 2r r，所以，所以r r27.827.8。