【物理】2020届一轮复习人教版 　变压器　电能的输送 课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版 　变压器　电能的输送 课时作业

‎2020届一轮复习人教版 　变压器　电能的输送 课时作业 一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分。其中1～6为单选，7～10为多选)‎ ‎1．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V，6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是(　　)‎ A．120 V,0.10 A B．240 V,0.025 A C．120 V,0.05 A D．240 V,0.05 A 答案　D 解析　副线圈电压U2＝12 V，由＝得U1＝240 V，副线圈中电流I2＝2·＝1 A，由＝得I1＝0.05 A，D选项正确。‎ ‎2．如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为：u＝220sin100πt(V)的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“22 V　22 W”的灯泡10个，灯泡均正常发光。除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是(　　)‎ A．变压器原、副线圈匝数比为10∶1‎ B．电流表示数为1 A C．电流表示数为10 A D．副线圈中电流的频率为5 Hz 答案　B 解析　由u＝220sin100πt(V)可知，输入电压的有效值U1＝ V＝220 V，又知在输出端10个灯泡并联且正常发光，则知输出端电压的有效值U2＝22 V，则n1∶n2＝U1∶U2＝10∶1，A选项错。灯泡正常发光时的电流I＝＝1 A，输出端10个灯泡均正常发光，总电流I2＝10I＝10 A，根据I1∶I2＝n2∶n1，得出电流表示数I1＝1 A，B选项对，C选项错。变压器中输出电流的频率与输入电流的频率是一致的f＝ Hz＝50 Hz，D选项错。‎ ‎3.[2017·四川广元二模]一理想降压变压器原、副线圈匝数比为k，原线圈与阻值为4R0的电阻串联后，接入有效值为25 V的正弦式交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，当负载电阻的阻值R＝5R0时，理想电压表的示数为5 V。保持变压器输入电流不变，现将负载电阻的阻值增大到R′＝11R0，此时输入电压有效值为U′，则(　　)‎ A．k＝，U＝49 V B．k＝，U＝48 V C．k＝4，U＝49 V D．k＝4，U＝48 V 答案　C 解析　变压器副线圈电路电流I2＝＝＝，此时变压器原线圈电路电流为I1＝；调整负载前，变压器副线圈电压U2＝×6R0＝6 V，原线圈上的电压U1＝kU2＝6k V，则U＝U1＋I1×4R0，即25＝6k＋，解得k＝4；保持变压器输入电流不变，则副线圈电流也不变，将负载电阻的阻值增大到R′＝11R0，则变压器副线圈两端电压为U2′＝×(11R0＋R0)＝12 V，原线圈两端电压U1′＝kU2′＝48 V，故U′＝U1′＋I1·4R0＝48 V＋×4R0＝49 V，故C正确，A、B、D错误。‎ ‎4．(多选)如图所示，处在垂直于纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场中的单匝矩形闭合线框MNPQ，以恒定的角速度ω绕对角线NQ转动。已知MN长为l1，NP长为l2，线框电阻为R。t＝0时刻线框平面与纸面重合，下列说法正确的是(　　)‎ A．矩形线框产生的感应电动势有效值为Bl‎1l2ω B．矩形线框转过π时的电流为零 C．矩形线框转动一周，通过线框任意横截面的电荷量为 D．矩形线框转过π过程中产生的热量为 解析　矩形线框转动时产生正弦式交变电流，最大值为Bl‎1l2ω，所以有效值E＝Bl‎1l2ω，A项正确；转过π时，线框平面与磁场垂直，磁通量最大，感应电动势为零，电流为零，B项正确；转过一周，ΔΦ为零，通过横截面的电荷量为零，C项错误；转过π过程中产生的热量Q＝t＝·＝，D项正确。‎ 答案　ABD　‎ ‎5．A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流，则两电热器的电功率之比PA∶PB等于(　　)‎ A．5∶4 B．3∶2‎ C.∶1 D．2∶1 ‎ 解析　根据电流有效值的定义可知IR＋2R＝IRT，解得有效值I甲＝I0，而I乙＝，根据功率的计算公式P＝I2R可得P甲∶P乙＝I∶I＝5∶4，故A项正确。‎ 答案　A　‎ ‎6．(2017·江苏)(多选)某音响电路的简化电路图如图所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则(　　)‎ A．电感L1的作用是通高频 B．电容C2的作用是通高频 C．扬声器甲用于输出高频成分 D．扬声器乙用于输出高频成分 解析　电感线圈对交流电的阻碍作用由感抗描述，XL＝2πfL，频率越高阻碍作用越大，对输入端的高频和低频交流信号的作用是通低频阻高频，所以A项错误；电容对交流电的阻碍作用XC＝，频率越高阻碍作用越小，所以是通高频阻低频，故BD正确；C项错误。‎ 答案　BD　‎ ‎7.‎ ‎(多选)(交变电流“四值”的计算)(2017·安徽屯溪模拟)如图所示,面积为S、匝数为N、电阻为r的正方形导线框与阻值为R的电阻构成闭合回路,理想交流电压表并联在电阻R的两端。线框在磁感应强度为B的匀强磁场中,以与电路连接的一边所在直线为轴垂直于磁场以角速度ω匀速转动,不计其他电阻,则下列说法正确的是(　　)‎ A.若从图示位置开始计时,线框中感应电动势的瞬时值为e=NBSωsin ωt B.线框通过中性面前后,流过电阻R的电流方向将发生改变,1秒内流过电阻R的电流方向改变次 C.线框从图示位置转过60°的过程中,通过电阻R的电荷量为 D.电压表的示数跟线框转动的角速度ω大小无关 答案ABC 解析从图示位置开始计时,即从线框处于中性面位置开始计时,感应电动势瞬时值e=NBSωsin ωt,选项A正确;线框通过中性面前后,流过电阻R的电流方向发生改变,每转1周电流方向改变2次,1秒钟内线框转动圈数为,故流过电阻R的电流方向改变2×次,选项B正确;线框从图示位置转过60°的过程中,通过电阻R的电荷量Δq=Δt=Δt=N,而ΔΦ=BΔS⊥=BS,故Δq=,选项C正确;电压表的示数U=,而E=,故U∝ω,选项D错误。‎ ‎8.(交变电流“四值”的计算)(2017·广东中山月考)如图甲所示,标有“220 V　40 W”的灯泡和标有“20 μF　300 V”的电容器并联到交流电源上,V为交流电压表,交流电源的输出电压如图乙所示。闭合开关,下列判断正确的是(　　)‎ A.t=时刻,V的示数为零 B.灯泡恰好正常发光 C.电容器不可能被击穿 D.V的示数保持110 V不变 答案B 解析V的示数应是电压的有效值220 V,故A、D错;电压的有效值恰好等于灯泡的额定电压,灯泡正常发光,B正确;电压的峰值Um=220 V=311 V,大于300 V,故电容有可能被击穿,C错。〚导学号06400486〛‎ 能力提升组 ‎9.‎ ‎(多选)如图,M为半圆形导线框,圆心为OM;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内,两圆弧半径相等;过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t=0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面且过OM和ON的轴,以相同的周期T逆时针匀速转动,则(　　)‎ A.两导线框中均会产生正弦交变电流 B.两导线框中感应电流的周期都等于T C.在t=时,两导线框中产生的感应电动势相等 D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等 答案BC 解析因半径、周期相同,故两线框进入磁场过程产生的感应电动势大小为e0=BωR2=·R2=,两线框中产生的电动势瞬时值随时间关系如图:‎ 所以选项A错误,选项B、C正确。由有效值定义可知M、N线圈中电流的有效值不相等,D项错误。〚导学号06400487〛‎ ‎ ‎ ‎10．(多选)如图所示为某小型电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2。在输电线路的起始端接入两个互感器，互感器原、副线圈的匝数比分别为10∶1和1∶10，电压表的示数为220 V，电流表的示数为‎10 A，则下列说法正确的是(　　)‎ A．升压变压器原、副线圈的匝数比为＝ B．采用高压输电可以增大输电线中的电流，输电电流为‎100 A C．线路输送电功率是220 kW D．将P上移，用户获得的电压将升高 解析　根据变压器的原理可得升压变压器原、副线圈的匝数比为＝，A项错误；采用高压输电可以减小输电线中的电流，从而减小输电过程中的电能损失，根据电流互感器原理及匝数比为1∶10，由公式＝＝，得输电电流为IA2＝10×‎10 A＝‎100 A，B项错误；根据电压表的示数为220 V，根据变压公式，＝＝10，输电电压为U2＝10×220 V＝2 200 V，线路输送电功率为P＝U2IA2＝220 kW，C项正确；将P上移，则降压变压器的初级线圈减小，故用户获得的电压将升高，D项正确。‎ 答案　CD　‎ ‎11．如图所示为远距离输电的原理图，变压器均为理想变压器，图中标出了各部分的电压和电流，输电线总电阻为R，以下结论正确的是(　　)‎ A．I2＝ B．U2I2＝U4I4‎ C．若用户的用电功率变大，则U4变大 D．若用户的用电功率变大，则I1变大 解析　在输电的回路中，有U2＝I2R＋U3，输电线上损失的电压小于升压变压器的输出电压，A项错误；升压变压器的输入功率为总功率，等于输电线上的损耗功率和用户得到的功率之和，B项错误；电厂输出的电压U1不变，则U2不变，若用户的用电功率变大，则输电电流变大，那么输电线上损失的电压变大，用户得到的电压变小，C项错误，D项正确。‎ 答案　D　‎ ‎12．如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2和R3均为定值电阻，V1和V2为理想电压表，A1和A2为理想电流表。开关S闭合时，V1和V2的读数分别为U1和U2；A1和A2的读数分别为I1和I2。若交流电源电压不变，现断开S，下列推断正确的是(　　)‎ A．U2可能变小、I2一定变小 B．U2一定不变、I2一定变小 C．I1一定变小、I2可能变大 D．I1可能变大、I2可能变大 解析　交流电源电压不变，U1数值不变，根据变压器变压公式可知，副线圈电压只与原线圈电压和变压器原、副线圈匝数比有关，现断开S，U2不变，副线圈所接电路的等效电阻增大，电流表A2的读数I2变小，B项正确，A项错误；变压器输出功率减小，导致变压器输入功率变小，I1变小，C、D项错误。‎ 答案　B　‎ ‎13．如图所示，两种情况下变压器灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，匝数比为n1∶n2＝3∶1，则图甲中L1的功率和图乙中L1的功率分别为 (　　)‎ A．P、P　　B．9P、　　C.、9P　　D.、P 解析　由题意可知，两种情况下变压器输出功率均为2P，设灯泡L2、L3的电压为U，电流为I，电阻为R，两种情况下变压器的输入电压为3U，变压器输入电流为I；图甲中L1的功率为P1＝＝9P；图乙中L1的功率为P2＝2R＝，B项正确。‎ 答案　B　‎ ‎14．三峡水利电力枢纽工程是长江流域治理开发的一项重大举措，又是全世界已建、在建的最大规模的水利枢纽工程。枢纽控制流域面积1.0×‎106 km2，占长江流域面积的56%，坝址处年平均流量为Q＝4.51×‎1011m3‎。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时的总发电功率)为P＝1.82×107 kW，年平均发电量约为W＝8.40×1010kW·h。该工程已于2009年全部竣工，成为“西电东送”的中部通道，主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的用电紧张局面。‎ 阅读上述材料，解答以下问题(水的密度ρ＝1.0×‎103 kg/m3，g取‎10 m/s2)：‎ ‎(1)如果三峡电站上、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的表达式，并计算效率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为多少天？‎ ‎(3)将该电站的电能输送到华中地区，输电功率为P1＝4.5×106 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为U0＝18 kV，要使输电线上损耗的功率为输电总功率的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。‎ 解析　(1)电站将水流的势能转化为电能的效率η的表达式为η＝×100%＝×100%＝×100%‎ 代入数据，得η＝‎ ×100%≈67.1 %。‎ ‎(2)根据公式P＝得 t＝＝天≈192.3天。‎ ‎(3)升压变压器的变压比为 ＝＝＝，‎ 输电线中的电流 I＝＝A＝9.0×‎103A，‎ 输电线上损耗的电功率 P损＝5%P1＝I2R线，‎ 输电线路的总电阻 R线＝ ‎＝ Ω ‎＝2.78 Ω。‎ 答案　(1)η＝×100%　67.1%‎ ‎(2)192.3天 ‎(3)9∶250　2.78 Ω