《2014高考物理 得分关键题增值增分特训 变压器 交流电与远距离输电》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2014高考物理 得分关键题增值增分特训 变压器 交流电与远距离输电（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、- 1 -变压器交流电与远距离输电(限时：45 分钟)一、单项选择题1 (2013福建15)如图 1所示，实验室一台手摇交流发电机，内阻 r1.0 ，外接R9.0 的电阻闭合开关 S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e10 sin 10 t (V)，则2()图 1A该交变电流的频率为 10 HzB该电动势的有效值为 10 V2C外接电阻 R所消耗的电功率为 10 WD电路中理想交流电流表 的示数为 1.0 A答案D解析由 e10 sin 10 t (V)知电动势的有效值 E 有 V10 V，故 B选项2Em2 1022错误；电路中的理想电流表示数为电流的有效值： I 有 1.0
2、A，故 D选项正确；E有r R电阻 R消耗的电功率 P I R9.0 W，故 C选项错误；交流电的角速度 10 2有rad/s，所以频率 f 5 Hz，故 A选项错误. 22 如图 2甲所示，在匀强磁场中有一个匝数 n10 的矩形线圈匀速转动，转轴 O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为 5 .从图甲所示位置开始计时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图象如图乙所示，那么 ()图 2A在 t0.2 s 时，线圈中的感应电流改变方向B在 t0.4 s 时，线圈中的感应电动势为零- 2 -C线圈转过 60时的感应电流为 A3D线圈转动过程中消耗的电功率为 10 2 W答案D解析当线圈与磁场方向平行时，磁
3、通量为零，但感应电动势最大，当线圈与磁场方向垂直时，磁通量最大，但感应电动势为零，由此可知在 t0.2 s时，线圈的磁通量为零，感应电动势最大，感应电流方向不改变，选项 A错误；同理，在 t0.4 s时，感应电动势最大，选项 B错误；线圈转动的角速度为 5 rad/s，感应电动势峰2T值为 Em nBS n m10 V，感应电流瞬时值表达式为 i cos t ，因此线圈EmR转过 60时感应电流为 I cos 60 A，选项 C错误；电压的有效值为105U 5 V，电功率为 P 10 2 W，选项 D正确Em2 2 U2R3 一般发电机组输出的电压在十千伏上下，不符合远距离输电的要求要在发电站
4、内用升压变压器，升压到几百千伏后再向远距离输电到达几百千米甚至几千千米之外的用电区之后，再经“一次高压变电站” “二次变电站”降压已知经低压变电站降压变压器(可视为理想变压器)后供给某小区居民的交流电 u220 sin 100 t V，该变压器原、2副线圈匝数比为 501，则 ()A原线圈上的电压为 11 000 V2B原线圈中电流的频率是 100 HzC原线圈使用的导线应该比副线圈的要粗D采用高压输电有利于减少输电线路中的损耗答案D解析降压变压器副线圈电压的有效值 U2 V220 V，根据 ，可得原Um2 22022 U1U2 n1n2线圈的电压为 11 000 V，选项 A错误；根据 10
5、0 rad/s2 f，可得频率 f50 Hz，选项 B错误；原、副线圈的功率是相同的，原线圈电压大，副线圈电压小，原线圈电流小，副线圈电流大，所以副线圈使用的导线应该比原线圈要粗，选项 C错误；采用高压输电，可以减小输电线上的电流，根据 P I2r可知，有利于减少输电线路中的损耗，选项 D正确4 如图 3所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为 500 V，输出的电功率为 50 kW，用电阻为 3 的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的 0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为 220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)对整个送电过程，下列说法正确的
6、是 ()- 3 -图 3A输电线上的损失功率为 300 WB升压变压器的匝数比为 1100C输电线上的电流为 100 AD降压变压器的输入电压为 4 700 V答案A解析输电线上的损失功率为 0.6%50 kW300 W，选项 A正确由 I2R300 W可得输电线上电流 I10 A，升压变压器副线圈电压为 5 000 V，升压变压器的匝数比为110，选项 B、C 错误输电线损失电压为 IR30 V，降压变压器的输入电压为 4 970 V，选项 D错误5 如图 4所示，一自耦变压器(可看做理想变压器)输入端 AB间加一正弦式交流电压，在输出端 CD间接灯泡和滑动变阻器转动滑片 P可以改变副线圈的
7、匝数，移动滑片 Q可以改变接入电路电阻的阻值则 ()图 4A只将 P逆时针转动，灯泡变亮B只将 P顺时针转动，灯泡变亮C只将 Q向上移动，灯泡变暗D只将 Q向下移动，灯泡变亮答案A解析只将 P逆时针转动，输出端匝数增多，输出电压增大，灯泡变亮，选项 A正确，B错误只将 Q向上或向下移动，输出电压不变，灯泡亮度不变，选项 C、D 错误6 如图 5所示，理想变压器副线圈通过导线接两个相同的灯泡 L1和 L2.导线的等效电阻为R.现将开关 S闭合，若变压器原线圈两端的交流电压保持不变，则下列说法中正确的是()- 4 -图 5A电阻 R两端的电压变小B通过灯泡 L1的电流增大C原线圈中的电流减小D变压
8、器的输入功率变大答案D解析原线圈输入电压不变，原、副线圈匝数比不变，则副线圈输出电压不变，开关闭合，总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律得输出总电流变大，故 R两端的电压变大，A错误；根据闭合电路欧姆定律得并联电路分得的电压变小，通过灯泡 L1的电流减小，B错误；原线圈输入电流与副线圈输出电流成正比，故原线圈电流增大，C 错误；由P UI得输入功率变大，D 正确7 图 6甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为 41，原线圈接图乙所示的正弦交流电图中 RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻， R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表则下列说法正确的是 ()图 6A图乙所示电压的瞬时值表达式为 u51
9、sin 50 t (V)B变压器原、副线圈中的电流之比为 14C变压器输入、输出功率之比为 14D RT处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大答案B解析题图乙所示电压的瞬时值表达式为 u51sin 100 t (V)，故 A选项错误；根据理想变压器的原理可知，原、副线圈中的电流之比与匝数成反比，输入、输出功率相等，所以 B选项正确，C 选项错误； RT处温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大，所以 D选项错误8 如图 7所示，电路中理想变压器原、副线圈接入电路的匝数可通过单刀双掷开关改变，为交流电流表在变压器原线圈 a、 b两端加上一峰值不变的正弦交变电压下列分析正确的是 ()- 5 -
10、图 7A只将 S1从 1拨向 2时，电流表示数变小B只将 S2从 3拨向 4时，电流表示数变大C只将 R的滑片上移， R2的电功率变大D只将 R的滑片上移， R2的电功率减小答案D解析只将 S1从 1拨向 2时，输出电压升高，输出功率增大，电流表示数变大，选项 A错误只将 S2从 3拨向 4时，输出电压降低，输出功率减小，电流表示数变小，选项 B错误只将 R的滑片上移， R2中电流减小， R2的电功率减小，选项 C错误，D 正确9 一台理想变压器，开始时开关 S接 1，此时原、副线圈的匝数比是 111，原线圈接入电压为 220 V的正弦交流电一只理想二极管和一个滑动变阻器串联接在副线圈上，如图
11、 8所示则下列判断正确的是 ()图 8A原、副线圈中的功率之比为 111B若滑动变阻器接入电路的阻值为 10 ，则 1 min内滑动变阻器产生的热量为 1 200 JC若只将 S从 1拨到 2，电流表示数增大D若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，则两电表示数均减小答案B解析根据变压器功率关系可知，原、副线圈中的功率之比为 11，选项 A错误根据焦耳定律，若滑动变阻器接入电路的阻值为 10 ，由于二极管的单向导电性，1 min内滑动变阻器产生的热量为 1 200 J，选项 B正确若只将 S从 1拨到 2，输出电压降低，输出功率减小，电流表示数减小，选项 C错误若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，电压表示
12、数不变，电流表示数减小，选项 D错误二、多项选择题10(2013江苏8)如图 9所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片 P处于图示位置时，灯泡 L能发光要使灯泡变亮，可以采取的方法有- 6 -()图 9A向下滑动 PB增大交流电源的电压C增大交流电源的频率D减小电容器 C的电容答案BC解析滑片 P向下滑动，副线圈匝数减小，变压器输出电压减小，灯泡变暗，则 A项错误；增大原线圈的输入电压，输出电压增大，小灯泡变亮，B 项正确；增大交流电源的频率，电容器对交流电的阻碍减小，因此灯泡变亮，C 项正确；减小电容器的电容，电容器对交流电的阻碍会增大，灯泡会变暗，因此 D项错误11将一个 R
13、36 的电阻接在一正弦交流发电机的输出端，该电阻两端的 u t图象如图10所示，下列说法正确的是 ()图 10A该电阻消耗的功率是 72 WB该交流发电机的转速是 50 r/sC图中交流电压的瞬时值表达式为 u36 sin 100 t (V)2D并联在该电阻两端的理想交流电压表的示数是 36 V2答案BC解析由题图可知发电机输出电压最大值 Um36 V，有效值 U36 V，电阻消耗的功2率 P 36 W，选项 A错误；交流电周期 T0.02 s，转速 n 50 r/s，选项 B正U2R 1T确； 100 rad/s，所以交流电压的瞬时值表达式 u36 sin 100 t (V)，2T 2选项
14、C正确；交流电压表示数为有效值 36 V，选项 D错误12如图 11所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比是 101，原线圈输入交变电压u141.4sin 50 t(V)， O点是副线圈上、下匝数比为 14 处抽出的线头， R12 - 7 -， R28 ，则()图 11A开关 S断开时，电流表的示数为 0.1 AB开关 S闭合时，电流表的示数为 0.1 AC开关 S断开时，两电阻总的电功率为 20 WD开关 S闭合时，两电阻总的电功率为 10 W答案ABD解析输入电压的有效值为 100 V，由理想变压器的变压比公式可知，开关 S断开时，输出电压的有效值为 10 V，输出电流的有效值为 1 A，输
15、出功率为 10 W，输入功率与输出功率相等，故输入功率为 10 W，即输入电流为 0.1 A，A 正确，C 错误；开关10 W100 V闭合时， R1、 R2两端的电压分别为 2 V和 8 V，根据 P 得两电阻消耗的功率分别为 2 U2RW和 8 W，故两电阻的总功率为 10 W，D 正确；输入功率等于输出功率也为 10 W，由P UI得输入电流的有效值为 0.1 A，B 正确13在如图 12所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为 21，四个灯泡完全相同，其额定电压为 U，若已知灯泡 L3和 L4恰能正常工作，那么 ()图 12AL 1和 L2都能正常工作BL 1和 L2都不能正常工作C交流电源电压为 2UD交流电源电压为 4U答案AD解析根据灯泡 L3和 L4恰能正常工作，变压器原线圈输入电压为灯泡 L3和 L4额定电压U的 2倍，输入电流为灯泡 L3和 L4的额定电流所以 L1和 L2都能正常工作，交流电源电压为 4U，选项 A、D 正确，B、C 错误
