高考物理第一轮复习第33讲　变压器　远距离输电（含解析）

高考物理第一轮复习第33讲　变压器　远距离输电（含解析）

‎ 课时作业(三十三)　[第33讲　变压器　远距离输电]‎ ‎1．2012·深圳二模 矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电流与时间关系如图K33－1所示．下列说法正确的是(　　)‎ 图K33－1‎ A．交变电流的有效值为‎5 ‎ A B．交变电流的周期为0.2 s C．交变电流的频率为50 Hz D．t＝0.1 s时线圈磁通量为零 ‎2．2012·南京调研(双选)如图K33－2所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝220sin(100t) V，则(　　)‎ 图K33－2‎ A．电压表的示数为22 V B．在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电流表A2的示数变小 C．在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电流表A1的示数变大 D．在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，理想变压器的输入功率变小 ‎3．2013·广东六校联考(双选)理想变压器的原线圈连接一只电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图K33－3所示．在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头．原线圈两端接在电压为U的交流电源上．则(　　)‎ 图K33－3‎ A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大 B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小 C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大 D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小 ‎4．2012·长沙模拟(双选)为了减少输电线路中的电力损失，发电厂发出的电通常是经过升压变电站升压后通过远距离输送，再经过降压变电站将高压变为低压．某降压变电站将电压u＝11000sin100πt(V)的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电站变压器(　　)‎ A．原、副线圈匝数比为50∶1‎ B．副线圈中电流的频率是50 Hz C．原线圈的导线比副线圈的要粗 D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和 ‎5．2012·临沂模拟随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U1，输电导线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常工作的电压为U2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是(　　)‎ A．输电线上损耗的功率为 B．输电线上损耗的功率为 C．若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电 D．采用更高的电压输电会降低输电的效率 ‎6．2012·茂名模拟(双选)远距离输电装置如图K33－4所示，升压变压器和降压变压器均是理想变压器．当S由2改接为1时，下列说法正确的是(　　)‎ 图K33－4‎ A．电压表读数变大 B．电流表读数变大 C．电流表读数变小 D．输电线损失的功率减小 ‎7．2012·温州模拟(双选)如图K33－5所示，一理想变压器原线圈匝数为n1＝1 000 匝，副线圈匝数为n2＝200匝，将原线圈接在u＝200sin120πt(V)的交流电压上，电阻R＝100 Ω，电流表A为理想电表，下列推断正确的是(　　)‎ 图K33－5‎ A．交变电流的频率为50 Hz B．穿过铁芯的磁通量的最大变化率为 Wb/s C．电流表A的示数为 A D．变压器的输入功率是16 W ‎8．2013·山东名校联盟测试照明电路中，为了安全，一般在电能表后面电路上安装一漏电保护器，如图K33－6所示，当漏电保护器的ef两端未接有电压时，脱扣开关S能始终保持接通，当ef两端有一电压时，脱扣开关S立即断开，下列说法正确的有(　　)‎ 图K33－6‎ A．站在地面上人触及b线时(单线触电)，脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用 B．当用户家的电流超过一定值时，脱扣开关会自动断开，即有过流保护作用 C．当相线和零线间电压太高时，脱扣开关会自动断开，即有过压保护作用 D．当站在绝缘面上的带电工作的人两手分别触到b线和d线时(双线触电)脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用 ‎9．2012·广东六校联考某用电器离供电电源的距离为L，线路上的电流为I，若要求线路上的电压降不超过U，已知输电线材料的电阻率ρ，则该输电线的横截面积的最小值为(　　)‎ A.　　B.　　C.　　　D. ‎10．2012·潍坊期末中国已投产运行的1 000 kV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500 kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000 kV特高压输电，不考虑其他因素的影响．则(　　)‎ A．送电电流变为原来的2倍 B．输电线上降落的电压将变为原来的2倍 C．输电线上降落的电压将变为原来的 D．输电线上损耗的电功率将变为原来的 ‎11．三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发的关键工程，是中国规模最大的水利工程．枢纽控制流域面积为1.0×‎106 km2，占长江流域面积的56%，坝址处年平均流量为Q＝4.51×‎1011 m3‎.水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面．在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26台，总装机容量(指26台发电机组同时工作的总发电功率)为P＝1.82×107 kW，年平均发电量约为W＝8.40×1010 kW·h.该工程已全部竣工，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的供电紧张局面．阅读上述资料，解答下列问题(‎ 水的密度ρ＝1.0×‎103 kg/m3，g取‎10 m/s2)：‎ ‎(1)若三峡电站上、下游水位差按h＝‎100 m计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率η的公式，并计算出效率η的数值．‎ ‎(2)若26台发电机组全部建成并发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均年发电时间t为多少天？‎ ‎(3)将该电站的电能输送到华中地区，送电功率为P1＝4.5×105 kW，采用超高压输电，输电电压为U＝500 kV，而发电机输出的电压约为U0＝18 kV.若输电线上损耗的功率为输电功率的5%，求发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比和输电线路的总电阻．‎ 课时作业(三十三)‎ ‎1．B　[解析] 交变电流的有效值为I＝＝‎2.5 ‎ A，A错；由图知，周期为T＝0.2 s，B对；交变电流的频率为f＝＝5 Hz，C错；t＝0.1 s时感应电流为零，线圈处于中性面，磁通量最大，D错．‎ ‎2. BD　[解析] 电压表的示数为有效值，应为22 V，选项A错误；在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，由于电压不变，变阻器接入电路中的电阻变大，所以电流表A2的示数变小，电流表A1的示数也变小，选项B正确，选项C错误；在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，输出功率变小，输入功率也变小，选项D正确．‎ ‎3．BC　[解析] 将P向上滑动时，R增大，电压不变，所以副线圈电流减小，原线圈电流减小；Q向上滑动时，输出电压增大，输出功率增大，所以输入功率增大，原线圈电流增大．‎ ‎4. AB　[解析] 输入电压的有效值为U1＝11 000 V，由＝得，＝，选项A正确；变压器不改变交流电的频率，f＝＝ Hz＝50 Hz，选项B正确；由＝得，副线圈的电流大，要想导线发热少，导线要粗一些(电阻小)，选项C错误；居民小区各用电器电流总和应该等于副线圈的电流，选项D错误．‎ ‎5. C　[解析] 设发电厂输出功率为P，则输电线上损耗的功率ΔP＝P－P0，ΔP＝I2R＝，选项A、B错误；采用更高的电压输电，可以减小导线上的电流，故可以减少输电线上损耗的功率，提高输电的效率，选项C正确，选项D错误．‎ ‎6．AB　[解析] 当S由2改接为1时，升压变压器的原线圈匝数不变，副线圈匝数变大，所以输送电压变大，降压变压器的输入电压和输出电压均变大，电压表示数变大，选项A正确；降压变压器的输出电压变大时，流过灯泡的电流I灯也变大，输电线上的电流I线也随着I灯的变大而变大，所以电流表读数变大，选项B正确，选项C错误；I线变大时，输电线上损失的功率P线＝IR变大，选项D错误．‎ ‎7．BD　[解析] 已知u＝200sin120πt(V)，则有效值U1＝200 V，角速度ω＝2πf＝120π rad/s，则交变电流的频率f＝＝60 Hz，选项A错误；由Um1＝n1＝200 V，而n1＝1000匝，则穿过铁芯的磁通量的最大变化率＝ Wb/s，选项B正确；由＝和I2＝，电流表A的示数为‎0.4 A，选项C错误；变压器的输入功率P1＝P2＝I2U2＝0.4×40 W＝16 W，选项D正确．‎ ‎8．A　[解析] 原线圈是双线绕制的，正常供电时，原线圈双线中电流等大反向，产生的磁通量大小相等、方向相反，穿过原线圈的合磁通量为零，副线圈中不产生感应电动势，ef两端无电压．要使ef两端有电压，必须使ab间的电流与cd间的电流不相等，使副线圈中的磁通量不为零，且发生变化，只有A才能使ef两端有电压，故选项A正确．‎ ‎9．D　[解析] 由U＝IR和R＝ρ，联立解得S＝，选D.‎ ‎10．C　[解析] 根据输送电功率P输＝U输I输及P输不变可知送电电流I输＝∝，当U 输变为原来的2倍时，I输变为原来的，选项A错误；输电线上降落的电压U降＝I输R降∝I输，当送电电流变为原来的时，输电线上降落的电压也变为原来的，选项B错误，选项C正确；输电线上损耗的电功率P损＝IR降∝I，故输电线上损耗的电功率变为原来的，选项D错误．‎ ‎11．(1)η＝　67%　(2)192.3天　(3)　27.8 Ω ‎[解析] (1)一年里水流做功(即减少的势能)W′＝Qρgh.‎ 水流的势能转化为电能的效率η＝＝，‎ 将数据代入上式得η≈67%.‎ ‎(2)设每台发电机组平均年发电n天，则W＝Pt，‎ 即P×n×24＝W.‎ 所以n＝＝天≈192.3天．‎ ‎(3)升压变压器原、副线圈的匝数比＝＝＝，输电线上的电流I＝＝‎900 A.‎ 损失功率P损＝5%P1＝I2r，所以r≈27.8 Ω.‎