高考物理第一轮复习第33讲 变压器 远距离输电(含解析)

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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.‎
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