2019年高中物理 第3章電能的輸送與變壓器綜合檢測 滬科版選修3-2一、選擇題(本大題共7個小題，每小題6分，共計42分，每小題至少一個答案正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號內(nèi))1(xx天津高考)在正常工作的理想變壓器的原、副線圈中，數(shù)值上不一定相等的物理量有()A交流電的頻率B端電壓的最大值C電流的有效值 D電功率【解析】變壓器不改變交流電的頻率；理想變壓器的輸入功率等于輸出功率；端電壓的最大值和電流的有效值與匝數(shù)有關(guān)，只有原、副線圈匝數(shù)比為11時，端電壓的最大值和電流的有效值才相等故應(yīng)選B、C.【答案】BC2(xx保亭高二檢測)發(fā)電機(jī)的輸出電壓為220 V，輸出功率為44 kW，每條輸電線電阻為0.2 ，則用戶得到的電壓U和電功率P分別為()AU80 VP16 kWBU140 VP16 kWCU140 VP28 kWDU180 VP36 kW【解析】設(shè)輸送功率為P，輸送電壓為U，輸電線電阻為r，依據(jù)P()2r，Ur可以計算出損失的功率、電壓分別為16 kW、80 V，所以用戶得到的功率和電壓分別為28 kW、140 V，C對【答案】C3用理想變壓器給負(fù)載電阻R供電，變壓器輸入電壓不變，用下列哪種方法可以使變壓器的輸入功率變大(除改變給定因素，其他條件不變)()A增加變壓器原線圈的匝數(shù)B減小負(fù)載電阻的阻值C增大負(fù)載電阻的阻值D增加變壓器副線圈的匝數(shù)【解析】由P入P出和可知，選項(xiàng)B、D正確【答案】BD4如圖1所示，理想變壓器的原線圈匝數(shù)為n11 000匝，副線圈匝數(shù)n2200匝，交變電源的電動勢e311sin 314t V，電阻R88 ，電流表和電壓表對電路的影響忽略不計，下列結(jié)論正確的是()圖1A電流頻率為50 HzB電流表A1的示數(shù)約為0.1 AC電壓表V1的示數(shù)為311 VD電阻R的發(fā)熱功率約為44 W【解析】由瞬時電動勢表達(dá)式可知電流頻率為50 Hz，電壓有效值約為220 V，副線圈電壓有效值約為44 V，算得副線圈電流有效值約為0.5 A，故電阻R的熱功率約為22 W算得原線圈電流有效值約為0.1 A，故答案為A、B.【答案】AB5.圖2(xx天津高考)為探究理想變壓器原、副線圈的電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2，導(dǎo)線電阻不計，如圖2所示當(dāng)開關(guān)S閉合后()AA1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值不變BA1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值變大CV2示數(shù)變小，V1與V2示數(shù)的比值變大DV2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)的比值不變【解析】因?yàn)樽儔浩鞯脑褦?shù)與輸入電壓U1不變，所以電壓表V1的示數(shù)和電壓表V2的示數(shù)不變，選項(xiàng)C錯誤，D正確；當(dāng)S閉合后，因?yàn)樨?fù)載電阻減小，故副線圈中的電流I2增大，由于輸入功率等于輸出功率，所以I1也將增大，則A1示數(shù)變大，但因?yàn)樽儔浩鞯脑褦?shù)不變，A1與A2示數(shù)的比值不變，故選項(xiàng)A正確，B錯誤【答案】AD6(xx銅川期末)如圖3所示，一理想變壓器的原線圈匝數(shù)為n11 000匝，副線圈匝數(shù)為n2200匝，電阻R88 ，原線圈接入一電壓u220sin 100t(V)的交流電源，電壓表和電流表對電路的影響可忽略不計，則()圖3A副線圈中交變電流的頻率為100 HzBt1 s的時刻，電壓表的示數(shù)為0C變壓器的輸入功率為22 WD電流表的示數(shù)為2.5 A【解析】由交變電壓的瞬時值表達(dá)式u220sin 100t(V)可知，原線圈兩端電壓為U1220 V交變電流的頻率f Hz50 Hz；變壓器不改變交變電流的頻率，因此副線圈中交變電流的頻率也是50 Hz，選項(xiàng)A錯誤電壓表測量的是副線圈兩端電壓的有效值，根據(jù)可得，副線圈兩端電壓U2U1220 V44 V，即電壓表的示數(shù)為44 V，選項(xiàng)B錯誤變壓器的輸入功率等于輸出功率，即P入P出22 W，選項(xiàng)C正確電流表測量的是原線圈中電流的有效值，I1 A0.1 A，即電流表的示數(shù)為0.1 A，選項(xiàng)D錯誤【答案】C7(xx西安中學(xué)高二檢測)某小型水電站的發(fā)電機(jī)輸出電壓為220 V，若輸送的總功率為P0，輸電電壓為U，輸電導(dǎo)線的總電阻為r，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n1和n2，降壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n3和n4，都是理想變壓器，要使額定電壓為220 V的用電器正常工作，則()圖4A輸電線上的電流IP0/UBn2/n1越大，輸電線上損失的功率越大C升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率D升壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功率【解析】由P0I1U1I2U2知輸電線上的電流I，A對；輸送電壓越高，輸電線上的損失的功率越小，B錯；由于輸電線上有功率損失和電壓損失，所以C對D錯【答案】AC二、非選擇題(本大題共5個小題，共58分計算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)8(6分)(xx南京高二檢測)如圖5所示的理想變壓器，它的初級線圈接在交流電源上，次級線圈接一個標(biāo)有“12 V,100 W”的燈泡，已知變壓器初、次級線圈的匝數(shù)比為181，那么小燈泡正常工作時，圖中的電壓表的讀數(shù)為_V，電流表的讀數(shù)為_A.圖5【解析】兩電表的讀數(shù)均為初級線圈的電壓和電流的有效值由公式得U1U21812 V216 V由公式得I1I2 A0.46 A.【答案】2160.469(6分)圖6(2011海南高考)如圖6所示，理想變壓器原線圈與一10 V的交流電源相連，副線圈并聯(lián)兩個小燈泡a和b，小燈泡a的額定功率為0.3 W，正常發(fā)光時電阻為30 .已知兩燈泡均正常發(fā)光，流過原線圈的電流為0.09 A，可計算出原、副線圈的匝數(shù)比為_，流過燈泡b的電流為_A.【解析】燈泡a兩端電壓即副線圈兩端電壓，由P可知燈泡a兩端電壓U23 V，故，再由理想變壓器輸入功率等于輸出功率可得I1U1PaIbU2，解之有Ib0.2 A.【答案】1030.210(12分)圖7如圖7所示，一臺有兩個副線圈的變壓器，原線圈匝數(shù)n11 100匝接入電壓U1220 V的電路中(1)要求在兩個副線圈上分別得到電壓U26 V，U3110 V，它們的匝數(shù)n2、n3分別為多少？(2)若在兩副線圈上分別接上“6 V20 W”“110 V60 W”的兩個用電器，原線圈的輸入電流為多少？【解析】(1)根據(jù)原、副線圈間電壓與匝數(shù)的關(guān)系，由得n2n11 10030匝，n3n11 100550匝(2)設(shè)原線圈輸入電流為I1，由P入P出得：I1U1I2U2I3U3P2P3，I1 A0.36 A.【答案】(1)30匝550匝(2)0.36 A11(16分)(xx榆林高二檢測)發(fā)電機(jī)路端電壓為220 V，輸出功率為110 kW.若要保證用戶得到100 kW的電功率，輸電線的電阻不得大于多少，若用一個理想變壓器升壓至5 500 V輸出，輸電線的電阻不得大于多少？【解析】設(shè)輸送功率為P，輸送電壓為U，輸電線電阻為r，依據(jù)P()2r當(dāng)U1220 V時，rP10103 0.04 當(dāng)U25 500 V時，rP10103 25 【答案】0.04 25 12(18分)有一臺發(fā)電機(jī)通過升壓變壓器和降壓變壓器向用戶供電，已知發(fā)電機(jī)的輸出功率是20 kW，輸出電壓為400 V，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1n215，高壓輸電導(dǎo)線的總電阻R1.0 ，降壓變壓器的輸出電壓U4220 V，求：(1)升壓變壓器的輸出電壓；(2)輸送電能的效率；(3)降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比n3n4；(4)如果不用變壓器而直接輸電，輸電導(dǎo)線的熱損耗是用變壓器時的幾倍？【解析】(1)根據(jù)，得U2U12 000 V.(2)輸電導(dǎo)線中的電流I2 A10 A輸電導(dǎo)線上損失的功率P損IR100 W故100%100%99.5%.(3)降壓變壓器的輸入電壓U3U2U損2 000 VI2R2 000 V10 V1 990 V故.(4)如果不用變壓器而直接輸電，則輸電導(dǎo)線中的電流I50 A輸電導(dǎo)線上損失的功率P損I2R2 500 W所以不用變壓器時輸電導(dǎo)線的熱損耗是用變壓器時的25倍【答案】(1)2 000 V(2)99.5%(3)19922(4)25倍