2023年度高二物理期末復(fù)習(xí)單元檢測 變壓器和遠(yuǎn)距離輸

第6頁變壓器和遠(yuǎn)距離輸電1．如下圖，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝5∶1，其原線圈接一交流電源，電壓u＝220eq\r(2)sin100πtV，副線圈接一電動機(jī)，電阻為11Ω.假設(shè)電流表A2示數(shù)為1A，電表對電路的影響忽略不計，那么()A．交流電的頻率為100HzB．電動機(jī)輸出功率為33WC．電流表A1示數(shù)為5AD．變壓器原線圈的輸入功率為33W2．普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測量電流，通常要通過電流互感器來連接，圖中電流互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少，工作時電流為Iab，cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多，工作時電流為Icd，為了使電流表能正常工作，那么()A．a(chǎn)b接MN、cd接PQ，Iab＜IcdB．a(chǎn)b接MN、cd接PQ，Iab＞IcdC．a(chǎn)b接PQ、cd接MN，Iab＜IcdD．a(chǎn)b接PQ、cd接MN，Iab＞Icd3．如下圖，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表．以下說法正確的選項是()A．當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，R1消耗的功率變大B．當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電壓表V示數(shù)變大C．當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電流表A1示數(shù)變大D．假設(shè)閉合開關(guān)S，那么電流表A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變大4.如下圖的電路中，變壓器為理想變壓器，原線圈接一正弦交變電流，副線圈接火災(zāi)報警系統(tǒng)(報警器未畫出)，電壓表和電流表均為理想電表，R0為定值電阻，R為半導(dǎo)體熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小，那么當(dāng)該裝置附近有火源而導(dǎo)致其所在位置溫度升高時(不考慮儀器的損壞)()A．電流表示數(shù)不變B．電壓表的示數(shù)不變C．R0的功率變小D．變壓器的輸出功率減小5．圖中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為2∶1，現(xiàn)在原線圈兩端加上交變電壓u＝311sin100πtV時，燈泡L1、L2均正常發(fā)光，電壓表和電流表可視為理想電表，那么以下說法中正確的選項是()A．該交流電的頻率為100HzB．電壓表的示數(shù)為155.5VC．假設(shè)將變阻器的滑片P向上滑動，那么電流表的示數(shù)變大D．假設(shè)將變阻器的滑片P向上滑動，那么L1將變暗，L2將變亮6.一自耦變壓器如下圖，環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈，將其接在a、b間作為原線圈．通過滑動觸頭取該線圈的一局部，接在c、d間作為副線圈，在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時，c、d間的輸出電壓為U2，在將滑動觸頭從M點順時針轉(zhuǎn)到N點的過程中()A．U2>U1，U2降低B．U2>U1，U2升高C．U2<U1，U2降低D．U2<U1，U2升高7.如下圖，接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供電，如果將原、副線圈減少相同匝數(shù)，其它條件不變，那么()A．小燈泡變亮B．小燈泡變暗C．原、副線圈兩端電壓的比值不變D．通過原、副線圈電流的比值不變8．(多項選擇)如圖是一個理想變壓器的示意圖，S為單刀雙擲開關(guān)，P是滑動變阻器的滑動觸頭，R0是定值電阻，保持交變電壓U1不變．以下說法正確的選項是()A．假設(shè)P的位置不變，S由a合到b處，那么電流表示數(shù)減小B．假設(shè)P的位置不變，S由a合到b處，那么電壓表示數(shù)增大C．假設(shè)S置于b處，將P向上滑動，那么電流表示數(shù)增大D．假設(shè)S置于b處，將P向上滑動，那么電壓表示數(shù)增大9．(多項選擇)如下圖，理想變壓器原線圈匝數(shù)n1＝1210匝，副線圈匝數(shù)n2＝121匝，原線圈電壓u＝311sin100πtV，負(fù)載電阻R＝44Ω，不計電表對電路的影響，各電表的讀數(shù)應(yīng)為()A．的示數(shù)約為0.05AB．的示數(shù)約為311VC．的示數(shù)約為0.5AD．的示數(shù)約為31.1V10．如圖甲所示的電路中，S為單刀雙擲開關(guān)，電表為理想電表，Rt為熱敏電阻(阻值隨溫度的升高而減小)，理想變壓器原線圈接圖乙所示的正弦交流電．那么()A．變壓器原線圈中交流電壓u的表達(dá)式u＝110eq\r(2)sin100πt(V)B．S接在a端，Rt溫度升高時，變壓器的輸入功率變小C．S接在a端，Rt溫度升高時，電壓表和電流表的示數(shù)均變大D．S由a切換到b，Rt消耗的功率變大11．利用超導(dǎo)材料零電阻的性質(zhì)，可實現(xiàn)無損耗輸電．現(xiàn)有一直流電路，輸電線的總電阻為0.4Ω，它提供應(yīng)用電器的電動率為40kW，電壓為800V．如果用臨界溫度以下的超導(dǎo)電纜替代原來的輸電線，保持供應(yīng)用電器的功率和電壓不變，那么節(jié)約的電功率為()A．1kWB．1.6×103kWC．1.6kWD．10kW12．(多項選擇)在如下圖的遠(yuǎn)距離輸電電路中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變．隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，以下說法中正確的有()A．升壓變壓器的輸出電壓增大B．輸入用戶的電壓增大C．輸電線上損耗的功率增大D．輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大13．(多項選擇)如圖為某小型水電站的電能輸送示意圖，發(fā)電機(jī)通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電，輸電線的總電阻R＝10Ω，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，副線圈與用電器R0組成閉合電路．假設(shè)T1、T2均為理想變壓器，T2的副線圈兩端電壓u＝220eq\r(2)sin100πt(V)，當(dāng)用電器電阻R0＝11Ω時()A．通過用電器R0的電流有效值是20AB．升壓變壓器的輸入功率為4650WC．發(fā)電機(jī)中的電流變化頻率為100HzD．當(dāng)用電器的電阻R0減小時，發(fā)電機(jī)的輸出功率減小14．(多項選擇)一臺發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4000kW，電壓為4000V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠(yuǎn)方輸電．輸電線路總電阻R＝1kΩ.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負(fù)載為多個正常發(fā)光的燈泡(220V、60W)．假設(shè)在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的10%，變壓器T1和T2的損耗可忽略，發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，那么()A．T1原、副線圈電流分別為103A和20AB．T2原、副線圈電壓分別為1.8×105V和220VC．T1和T2的變壓比分別為1∶50和40∶1D．有6×104盞燈泡(220V、60W)正常發(fā)光參考答案1.【答案】B【解析】[由ω＝100πrad/s＝2πf，解得f＝50Hz，A錯誤；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得副線圈兩端的電壓U2＝44V，電動機(jī)的輸出功率P出＝U2I2－I22R＝33W，B正確；由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，解得I1＝0.2A，C錯誤；變壓器原線圈的輸入功率P＝U1I1＝220×0.2W＝44W，D錯誤．]2.【答案】B【解析】[利用變壓器工作原理eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，所以輸入端ab接MN，輸出端cd接PQ，所以B正確，D錯誤．電流互感器的作用是使大電流變成小電流，所以Iab＞Icd，所以A、C錯誤．]3.【答案】B【解析】[滑動變阻器的觸頭向上滑動時，滑動變阻器接入電路中的電阻變大，R1中的電流變小，R1消耗的功率變小，選項A錯誤；滑動變阻器的觸頭向上滑動時，R1兩端的電壓變小，電壓表V示數(shù)變大，選項B正確；滑動變阻器的觸頭向上滑動時，副線圈電路的總電阻變大，總功率變小，原線圈的功率也變小，電流表A1的示數(shù)變小，選項C錯誤；閉合開關(guān)S，R1兩端的電壓變大，電壓表V示數(shù)變小，A2示數(shù)變小，選項D錯誤．]4.【答案】B【解析】[根據(jù)變壓器原理可知，變壓器輸出電壓由輸入電壓和線圈匝數(shù)比決定，故輸出電壓不變，電壓表示數(shù)不變，因熱敏電阻阻值減小，那么副線圈總電流增大，那么輸入電流增大，故A錯誤，B正確；因輸出電流增大，那么由P＝I2R0可知，R0的功率變大，故C錯誤；因輸出電壓不變，輸出電流增大，那么由P＝UI可知，變壓器的輸出功率增大，故D錯誤．]5.【答案】C【解析】[交流電的角速度ω＝100πrad/s＝2πf，解得f＝50Hz，A錯誤；由eq\f(U1,U2)∶eq\f(n1,n2)及U1＝220V，解得U2＝110V，B錯誤；假設(shè)將變阻器的滑片P向上移動，變阻器接入電路的電阻變小，電流表的示數(shù)增大，副線圈兩端的電壓不變，L1的亮度不變，L2兩端的電壓增大，L2的亮度增大，C正確，D錯誤．]6．【答案】C【解析】[由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，n1>n2知U2<U1；滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)至N點過程，n2減小，那么U2降低，C項正確．]7．【答案】B【解析】[原、副線圈減去相同的匝數(shù)n后，有eq\f(n1′,n2′)＝eq\f(n1－n,n2－n)，可以得出，eq\f(n1,n2)－eq\f(n1′,n2′)＝eq\f(n〔n2－n1〕,n2〔n2－n〕)<0，那么說明eq\f(n1′,n2′)的比值變大，由eq\f(n1′,n2′)＝eq\f(U1,U2′)＝eq\f(I2′,I1′)知，選項C、D錯誤；由eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)和eq\f(n1′,n2′)＝eq\f(U1,U2′)知，U2′<U2，再由P＝eq\f(U2′2,R)知，燈泡變暗，選項A錯誤，B正確．]8．【答案】BD【解析】[此題考查變壓器的根本規(guī)律和電路的動態(tài)分析．假設(shè)P的位置不變，S由a合到b處時，原線圈的匝數(shù)減小，由eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)知副線圈的電壓U2增大，所以副線圈的電流I2增大，故電壓表的示數(shù)增大，由U2I2＝U1I1知原線圈電流增大，選項A錯誤，B正確；假設(shè)S置于b處，將P向上滑動，滑動變阻器的有效阻值變大，所以副線圈的電流I2減小，所以R0分擔(dān)的電壓減小，故電壓表的示數(shù)增大，由U2I2＝U1I1知原線圈電流減小，選項C錯誤，D正確．]9．【答案】AC【解析】[此題考查的是理想變壓器電壓比、電流比及交流電表讀數(shù)．交流電表示數(shù)均為有效值，那么U1＝eq\f(311,\r(2))V＝220V，即電表V1的讀數(shù)為220V，選項B錯誤；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，解得U2＝eq\f(n2,n1)U1＝22V，即電表V2的讀數(shù)為22V，選項D錯誤；通過電阻R的電流大小為I2＝eq\f(U2,R)＝0.5A，即電表A2的讀數(shù)為0.5A，選項C正確；由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，解得I1＝eq\f(n2,n1)I2＝0.05A，即電表A1的讀數(shù)為0.05A，選項A正確．]10．【答案】A【解析】[由圖乙易知交流電壓的瞬時值表達(dá)式，A項正確；S接a端，電壓表示數(shù)不變，溫度升高Rt阻值減小，故電流表示數(shù)增大，由P＝UI知輸出功率增大，輸入功率也增大，B、C項均錯誤；S由a切換到b，電壓表示數(shù)減小，由P＝eq\f(Ueq\o\al(2,2),R)，Rt消耗的功率減小，D項錯誤，應(yīng)選A.]11．【答案】A【解析】[輸電線上的電流為：I＝eq\f(P,U)＝eq\f(40×103,800)A＝50A，輸電線上消耗的功率P線＝I2R＝502×0.4W＝1000W＝1kW，所以假設(shè)采用超導(dǎo)電纜代替原來的輸電線，線路上節(jié)約的電功率為1kW.]12．【答案】CD【解析】[根據(jù)題意，發(fā)電廠的輸出電壓保持不變，那么升壓變壓器的輸入電壓就不變，輸出電壓也不變，A錯誤；由于發(fā)電廠輸出功率增大時，通過輸電線的電流增大，輸電線上損失的電壓和損失的功率均增大，降壓變壓器的輸入電壓減小，輸出電壓也減小，輸入用戶的電壓減小，選項B錯誤，C正確；設(shè)升壓變壓器的輸出電壓為U(恒定不變)，通過輸電線的電流為I(逐漸增大)，那么輸電線上損耗的功率占總功率的比例eq\f(I2R,UI)＝eq\f(IR,U)增大，選項D正確．]13．【答案】AB【解析】[由T2的副線圈兩端電壓的表達(dá)式知，副線圈兩端的電壓有效值為220V，電流為I＝eq\f(220,11)A＝20A，A對；由于輸電線電流I′＝eq\f(20,4)A＝5A，所以升壓變壓器的輸入功率為P＝P線＋PR0＝52×10W＋202×11W＝4650W，B對；發(fā)電機(jī)中的電流變化頻率與T2的副線圈兩端電壓的頻率相同，也為50Hz，C錯；當(dāng)用電器的電阻R0減小時，其消耗的功率變大，發(fā)電機(jī)的輸出功率變大，D錯．]14．【答案】ABD【解析】[T1原線圈的電流為I1＝eq\f(P1,U1)＝eq\f(4000×103,4000)A＝1×103A，輸電線上損失的功率為P損＝Ieq\o\al(2,2)R＝10%P1，所以I2＝eq\r(\f(10%P1,R))＝eq\r(\f(4000×103×0.1,