新课标人教版2013届高三物理总复习一轮课时作业10-34

新课标人教版2013届高三物理总复习一轮课时作业10-34

课时作业 34　变压器　远距离输电 时间：45 分钟　　满分：100 分 一、选择题(8×8′＝64′) 1．某变压器原、副线圈匝数比为 55∶9，原线圈所接电源电压按图 1 所示规律变化， 副线圈接有负载．下列判断正确的是 (　　) 图 1 A．输出电压的最大值为 36 V B．原、副线圈中电流之比为 55∶9 C．变压器输入、输出功率之比为 55∶9 D．交流电源有效值为 220 V，频率为 50 Hz 解析：由题图知 Um＝220 2 V，由 Um Um′＝n1 n2，则 U′m＝36 2 V，故 A 错误；由I1 I2＝n2 n1 ＝ 9 55，可知 B 错误；由 P 入＝P 出，可知 C 错误；由图知交流电的周期 T＝2×10－2 s，所以 频率 f＝1 T＝50 Hz，又因 U＝Um 2 ＝220 V，故 D 正确． 答案：D 2．如图 2 所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为 20∶1，原线圈接正弦交流电源， 副线圈接入“220 V　60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光．则 (　　) 图 2 A．电流表的示数为3 2 220 A B．电源输出功率为 1200 W C．电流表的示数为 3 220 A D．原线圈端电压为 11 V 解析：设理想变压器原线圈的端电压为 U1，通过原线圈的电流为 I1，副线圈的端电压 为 U2，通过副线圈的电流为 I2，输入功率为 P1，输出功率为 P2.由灯泡正常发光可知 I2＝ 60 220 A＝ 3 11 A，U2＝220 V，根据理想变压器电流和匝数的关系I1 I2＝n2 n1可得 I1＝ 3 220 A，而电流表 的示数为有效值，故 A 错，C 正确．对于理想变压器有 P1＝P2，在这里电源的输出功率就 等于变压器的输入功率 P1，由题意可知 P2＝60 W，故电源的输出功率也为 60 W，因此选项 B 是错误的，又由理想变压器电压和匝数的关系U1 U2＝n1 n2可得，U1＝4400 V，故 D 错． 答案：C 3．钳形电流表的外形和结构如图 3(a)所示．图 3(a)中电流表的读数为 1.2 A，图 3(b)中 用同一电缆线绕了 3 匝，则 (　　) 图 3 A．这种电流表能测直流电流，图 3(b)的读数为 2.4 A B．这种电流表能测交流电流，图 3(b)的读数为 0.4 A C．这种电流表能测交流电流，图 3(b)的读数为 3.6 A D．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图 3(b)的读数为 3.6 A 解析：该钳形电流表的工作原理为电磁感应现象，所以只能测交流电流，且磁感应强度 与匝数成正比，故 C 项正确． 答案：C 4．一台理想降压变压器从 10 kV 的线路中降压并提供 200 A 的负载电流．已知两个线 圈的匝数比为 40∶1，则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率是 (　　) A．5 A,250 V,50 kW　　　　 B．5 A,10 kV,50 kW C．200 A,250 V,50 kW D．200 A,10 kV,2×103 kW 解析：由变压器的原理可知U1 U2＝n1 n2，I1 I2＝n2 n1，P1＝P2＝U1I1＝U2I2.由题知：U1＝10 kV，I2 ＝200 A，n1 n2＝40 1 ，解得 U2＝250 V，I1＝5 A，P2＝50 kW，所以选项 A 正确． 答案：A 5．远距离输送交流电都采用高压输电．我国正在研究用比 330 kV 高得多的电压进行输 电．采用高压输电的优点是 (　　) A．可节省输电线的铜材料 B．可根据需要调节交流电的频率 C．可减少输电线上的能量损失 D．可加快输电的速度 答案：C 6．如图 4 所示为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯泡相同，且都 是“220 V　40 W”．当灯泡所消耗的功率都调至 20 W 时，哪种台灯消耗的功率最小 (　　) 图 4 解析：从该题题干的问法上可以看出，该题是正确选项为唯一选项的单选题． 台灯的消耗功率是指包含灯泡和其他辅助器件的总功率．由 A、B、C、D 四选项分析 可知：C 选项中理想变压器功率损耗为零，电源输出的总功率(台灯消耗功率)只有灯泡的功 率 20 W．而其他选项中，不论滑动变阻器是分压接法还是限流接法，滑动变阻器上总有功 率损耗，台灯的消耗功率都大于 20 W．故 C 选项正确． 答案：C 7.(2009·江苏高考)如图 5 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＝20 2sin 100πt V．氖泡在两端电压达到 100 V 时开始发光．下列说法中正确 的有 (　　) 图 5 A．开关接通后，氖泡的发光频率为 100 Hz B．开关接通后，电压表的示数为 100 V C．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 解析：本题主要考查变压器相关知识，在能力的考查上要求考生能够运用已学的物理知 识进行分析判断．在解题时要注意变压器的三个决定关系，副线圈电压由原线圈决定，则不 论负载如何变化，电压表的读数不变，始终为有效值 100 V，B 正确．每个交流电周期内氖 管发光两次，每秒发光 100 次，则氖管发光频率为 100 Hz，开关断开后，负载电阻增大、 电流减小，则变压器的输出功率减小． 答案：AB 8.(2009·广东高考)图 6 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 (　　) 图 6 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少电路的发热损耗的 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 解析：本题考查远距离输电问题，意在考查考生对远距离输电过程中的电能和电压损失 的影响因素分析．根据 P＝I2R 可知，在电流 I 一定的情况下，减小电阻 R 可以减少电路上 的电能损失，而 R＝ρL S，所以增大输电线横截面积 S 有利于减少输电过程中的电能损失，A 对；由公式 P＝I2R 可得，若设输送的电功率为 P′，则 P＝P′2 U2 R，可见，在输送电压 U 一 定时，输送的电功率 P′越大，输电过程中的电能损失越大，C 错误． 答案：ABD 二、计算题(3×12′＝36′) 9．如图 7 所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在 220 V 的市电上，向额 定电压为 1.80×104 V 的霓虹灯供电，使它正常发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔 断器，使副线圈电路中电流超过 12 mA 时，熔丝就熔断． 图 7 (1)熔丝的熔断电流是多大？ (2)当副线圈电路中电流为 10 mA 时，变压器的输入功率是多大？ 解析：(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为 U1、U2、I1、I2，根据理想变压器的输入 功率等于输出功率，有 I1U1＝I2U2. 当 I2＝12 mA 时，即为熔断电流．代入数据，得 I1＝0.98 A. (2)设副线圈中电流为 I′2＝10 mA 时，变压器的输入功率为 P1，根据理想变压器的输 入功率等于输出功率，有 P1＝I′2U2 代入数据，得 P1＝180 W. 答案：(1)0.98 A　(2)P1＝180 W 10．某发电站的输出功率为 104 kW，输出电压为 4 kV，通过理想变压器升压后向 80 km 远处供电．已知输电导线的电阻率为 ρ＝2.4×10－8Ω·m，导线横截面积为 1.5×10－4 m2，输 电线路损失的功率为输出功率的 4%，求： (1)升压变压器的输出电压； (2)输电线路上的电压损失． 解析：设线路电阻为 R，线路的损失功率为 P 损，线路的损失电压为 U 损，发电站的输 出功率为 P，升压变压器的输出电压为 U. 由电阻定律，得 R＝ρl S＝2.4×10－8×2 × 80 × 103 1.5 × 10－4 Ω＝25.6 Ω 线路损失的功率 P 损＝4%P＝I2R 则 I＝ 4%P R ＝ 0.04 × 104 × 103 25.6 A＝125 A 由 P＝UI 得 U＝P/I＝104×103/125 V＝8×104 V U 损＝IR＝125×25.6 V＝3200 V. 答案：(1)8×104 V　(2)3200 V 11．如图 8 所示，一理想变压器的原线圈接在电压为 220 V 的正弦交流电源上，两副线 圈匝数分别为 n2＝16 匝、n3＝144 匝，通过理想二极管、单刀双掷开关与一只“36 V,18 W” 的灯泡相连(灯泡电阻不变)，当开关接 1 时，灯泡正常发光，求 图 8 (1)原线圈的匝数 n1； (2)当开关接 2 时，灯泡两端电压的有效值． 解析：(1)由n1 n3＝ U1 U灯得 n1＝880 匝． (2)开关接 2 时，有 n1 n2＋n3＝U1 U ，解得 U＝40 V，设交变电流的周期为 T，则U2 R ·T 2＝U′2 R T，U′＝20 2 V. 答案：(1)880 匝　(2)20 2 V