《2019届高三二轮系列之疯狂专练二十六 理想变压器 远距离输电 教师版》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2019届高三二轮系列之疯狂专练二十六 理想变压器 远距离输电 教师版(8页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、1【山西摸底调研】为消除200 kV高压输电线路中输电线上的凌冰,有人设计了利用电流的热效应除冰的方法。当输送功率和输电线电阻一定时,为使输电线上损耗的热功率增大为原来的16倍,则输电电压应变为()A50 kV B110 kV C440 kV D880 kV【解析】高压线上的热耗功率P=I2R线;若热耗功率变为16P,则16P=I2R线;得I=4I,又输送功率不变,由P=UI=UI得U=14U=50kV,A正确。【答案】A2【随州质量检测】(多选)如图所示,MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨,垂直导轨放置金属棒ab与导轨接触良好。N、Q端接理想变压器的初级线圈,理想变压器的输
2、出端有三组次级线圈,分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C。在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场,若用IR、IL、Ic分别表示通过R、L和C的电流,则下列判断中正确的是()A在ab棒匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后,IR0、IL0、IC0B在ab棒匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定的,IR0、IL0、IC0C若ab棒在某一中心位置附近做vvmsin t的运动,则IR0、IL0、IC0D若ab棒匀加速运动,则IR0、IL0、IC0【解析】在ab棒匀速运动过程中,ab棒产生恒定的感应电动势,左边原线圈中产生恒定的电流,形成恒定的磁场,穿过右侧的三个副线圈的磁通量不变,则副线圈中没有感应电
3、动势产生,所以IR=0、IL=0、IC=0,故A错误,B正确;若ab棒在某一中心位置附近做简谐运动,原线圈中产生正弦式交变电流,副线圈中将有感应电流产生,故IR0、IL0、IC0,故C正确;若ab棒匀加速运动,原线圈中感应电流均匀增大,穿过副线圈的磁通量均匀增大,副线圈中产生恒定的感应电动势,由于电容器有隔直的特性,IC=0,而电感线圈有通直的特性,IL0,故IR0、IL0、IC=0,故D正确。【答案】BCD3【山西质量检测】(多选)如图所示,R是一个光敏电阻,其阻值随光照强度的增加而减小,理想变压器原、副线圈的匝数比为101,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
4、压,其瞬时值表达式为(V),则()A电压表的示数为VB在天逐渐变黑的过程中,电流表A2的示数变小C在天逐渐变黑的过程中,电流表A1的示数变大D在天逐渐变黑的过程中,理想变压器的输入功率变小【解析】根据电压与匝数成正比可知,原线圈的电压的最大值为2202V,根据电压之比等于线圈匝数之比可知,副线圈的电压的最大值为222V,电压表的示数为电压的有效值,所以示数为UV=2222V=22V,故A错误;在天变黑的过程中,光照变弱,R阻值增大,电路的总电阻减大,由于电压是由变压器决定的,输出的电压不变,所以电流变小,电流表A2的示数变小,故B正确;由于变压器的输入和输出的功率是相等的,副线圈的电流减小,电
5、压不变,所以由P=UI可知,输出的功率要减小,故输入的功率也要减小,因输入电压不变,故输入电流变小,故C错误,D正确。【答案】BD4【岭南中学二模】如图所示,有一矩形线圈的面积为S,匝数为N,电阻不计,绕OO轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度做匀速转动,从图示位置开始计时。矩形线圈通过铜滑环接理想变压器的原线圈,副线圈接固定电阻R0和滑动变阻器R,下列判断正确的是()A矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBScos tB矩形线圈从图示位置经过时间内,通过电流表A1的电荷量为0C当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中,电流表A1和A2示数都变小D当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中
6、,电压表V1示数不变,V2和V3的示数都变小【解析】因为线圈是从垂直中性面开始计时,所以矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBScost,故A正确;t=2=T4时,线圈从垂直中性面转到中性面,磁通量一直增大,感应电流方向不变,平均感应电动势不为0,平均电流不为0,q=It,所以通过电流表A1的电荷量不为0,故B错误;滑动变阻器滑片向上滑动过程中,变阻器阻值变大,根据欧姆定律,副线圈电流变小,根据电流与匝数成反比,知原线圈电流减小,即电流表A1和A2示数都变小,故C正确;滑动变阻器滑片向上滑动过程中,变阻器连入电路电阻变大,原线圈电压U1不变,匝数比不变,副线圈两端的电压不变,所以电压
7、表V1的示数不变,副线圈电阻变大,电流变小,电阻R0两端的电压变小,变阻器两端的电压变大,即电压表V3的示数变大,故D错误。【答案】AC5【高安质检】如图,理想变压器的原、副线圈匝数比为15,原线圈两端的交变电压(V)。氖泡在两端电压达到100 V时开始发光。下列说法中正确的有()A开关接通后,氖泡的发光频率为50 HzB开关接通后,电压表的示数为100 VC开关断开后,电压表的示数变大D开关断开后,变压器的输出功率不变【解析】交变电压的频率为f=1002=50Hz,一个周期内电压两次大于100V,即一个周期内氖泡能两次发光,所以其发光频率为100Hz,故A错误;由交变电压的瞬时值表达式知,原
8、线圈两端电压的有效值为U1=2022V=20V,由n1n2=U1U2得副线圈两端的电压为U2=100V,电压表的示数为交流电的有效值,故B正确;开关断开前后,输入电压不变,变压器的变压比不变,故输出电压不变,故C错误;断开后,电路消耗的功率减小,输出功率决定输入功率,故D错误。【答案】B6【青岛2019届调研检测】(多选)理想变压器原线圈a的匝数n1100匝,副线圈b的匝数n250匝,线圈a接在(V)的交流电源上,“12 V 6 W”的灯泡恰好正常发光,电阻R224 ,电压表为理想电表。下列说法正确的是()A交变电流的频率为100 HzB原线圈两端的电压为50 VC电压表的示数为24 VDR1
9、消耗的功率是0.5 W【解析】由公式可知,角速度=100,则f=1002=50Hz,故A错误;灯泡正常发光,故副线圈中电流为I=PU=612A=0.5A,所以电压表示数为:U2=12+IR2=12+0.524=24V,故C正确;根据理想变压器电压比:n1n2=U1U2,可得原线圈两端的电压为:U1=48V,故B错误;输出端电压为48V,R1两端的电压为U1=50-48=2V,根据电流之比等于电匝数的反比可得:I1=0.25A;则功率P=UI=20.25=0.5W,故D正确。【答案】CD7【福建月考】如图所示,一个小型水电站,其交流发电机的输出电压U1一定,通过理想升压变压器T1和理想降压变压器
10、T2向远处用户供电,输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1,它的输出电压和输出功率分别为U2和P2。T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3,它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。下列说法正确的是()A当用户的用电器增多时,U2减小,U4变大B当用户的用电器增多时,P1变大,P3减小C输电线上损失的功率为D要减小线路的损耗,应增大升压变压器的匝数比,同时应增大降压变压器的匝数比【解析】交流发电机的输出电压U1一定,匝数比没变,根据n1n2=U1U2,知U2不变,故A错误;当用户的用电器增多时,用户消耗的电功率变大,则输入功率增大,即P3变大,故B错误;输电线上损失的功率
11、P=U损2R,输电线上损失的电压U损小于U2,故C错误;输送功率一定时,根据P=UI和P损=I2R知,要减小线路的损耗,应增大输送电压,又U1一定,根据n1n2=U1U2,可知应增大升压变压器的匝数比n2n1,U3=U2-IR,U2增大,I2减小,所以U3增大,用户电压不变,根据U3U4=n3n4知,应增大降压变压器的匝数比n3n4,故D正确。【答案】D8【天一中学2019届调研】如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比 n1n231,L1、L2为两相同灯泡,R、L、D和C分别为定值电阻、理想线圈、理想二极管和电容器,其中C10 F。当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电压时,下列说法中正确的是
12、()A灯泡L1一定比L2暗B电容器C所带电荷量的最大值为CC电容器C充电周期为sD副线圈两端的电压有效值为V【解析】原线圈有正弦交流电,则副线圈中也有正弦式交流电。由于L1与电阻相串联,而L2与电感器相串联,灯泡L1与L2的亮度,取决于电感和电阻的阻碍作用,本题未给条件无法判断,故A错误;电容器与二极管串联,含有电容的支路经1.010-2s充电后,再经过1.010-2s再次充电,则周期为2.010-2s,故C正确;由题意可知,原线圈的电压的最大值为362V,由于原、副线圈的匝数比n1:n2=3:1,所以副线圈的电压最大值为122V,则有效值为12V,故D错误;二极管具有单向导电性,电容器两端电
13、压的最大值为122V,所以电容器带电量的最大值为QCU1010-6122C1.2210-4C,故B错误。【答案】C9【济宁2019届摸底】如图所示是交流发电机模型示意图,N100匝的矩形闭合导线框abcd处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中,线框面积S0.48 m2。线框绕垂直于磁场的轴OO以角速度100 rad/s逆时针匀速转动,并与理想升压变压器相连,变压器副线圈接入一只“12 V 24 W”的灯泡,且灯泡正常发光,线框、输电线路的电阻都不计。(1)将图示时刻记为t0,请判断此刻线圈ab边中的电流方向,并写出该线框产生正弦交变电动势的瞬时值表达式;(2)求变压器的原副线圈匝数比;(3)求灯泡
14、正常发光时,电流表的读数。【解析】(1)线框逆时针转动,根据右手定则,电流俯视为逆时针电动势最大值为:Em=nBs=1002100.48100=4802V从中性面位置开始计时,故瞬时值为:e=Emsint=4802sin100t (V)。(2)升压变压器的输入电压为:U1=48022=480V一只“12V 24W”的灯泡,且灯泡正常发光,根据变压比公式,有U1U2=n1n2解得:n1n2=48012=401(3)理想变压器的输入功率等于输出功率,则U1I1=U2R=24W代入数据解得:I1=0.05A。10【临沂月考】发电机输出功率P50 kW,输出电压U1500 V,用户需要的电压U4220
15、 V,连接升压变压器和降压变压器的输电线电阻R3 。若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的0.6%,试求:(1)用户得到的电功率是多少?(2)输电线中的电流和输电线上损失电压分别是多少?(3)在输电线路中的升压、降压变压器原副线圈的匝数比分别是多少?【解析】(1)输电线上损耗的功率P损=0.6%P=300W用户得到的功率P4=P-P损=49700W (2)由P损=I22R得:I2=10A输电线上损失电压:U=I2R=103V=30V(3)升压变压器原线圈输入电流为:I1=PU1=100A 升压变压器原、副线圈匝数之比:n1n2=I2I1=10100=110升压变压器的输出电压为:U2=10U1=5000V 降压变压器的输入电压为:U3=U2-U=4970V降压变压器原、副线圈两端的匝数之比:n3n4=U3U4=49722。江西风向标教育科技有限公司(旗下网站:好教育http:/www. )郑重发表如下声明: 一、本网站的原创内