2019年高中物理 第四章 遠(yuǎn)距離輸電綜合檢測 魯科版選修3-2.doc

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2019年高中物理 第四章 遠(yuǎn)距離輸電綜合檢測 魯科版選修3-2一、選擇題(本題共7小題，每小題6分，共42分每小題至少有一個選項(xiàng)是正確的)1如圖1所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n241，原線圈兩端連接光滑導(dǎo)軌，副線圈與電阻R相連組成閉合回路當(dāng)直導(dǎo)線AB在勻強(qiáng)磁場中沿導(dǎo)軌勻速向右做切割磁感線運(yùn)動時，安培表A1的讀數(shù)為12 mA，那么安培表A2的讀數(shù)為()圖1A0B3 mAC48 mA D與R的大小有關(guān)【解析】當(dāng)直導(dǎo)線AB在勻強(qiáng)磁場中沿導(dǎo)軌勻速向右做切割磁感線運(yùn)動時，原線圈中產(chǎn)生的是恒定電流，而變壓器只能改變交變電流，不能改變直流電，所以副線圈中沒有電流，故選A.【答案】A2一臺理想變壓器，原線圈和副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2，正常工作時輸入和輸出的電壓、電流、功率分別為U1和U2，I1和I2，P1和P2，已知n1n2，則()AU1U2，P1P2 BP1P2，I1U2 DP1P2，I1I2【解析】因?yàn)槭抢硐胱儔浩?，故有，P1P2，已知n1n2則U1U2，又I1U1I2U2，則I1I2，故正確答案為B.【答案】B3(2011新課標(biāo)全國高考)如圖2，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為12；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220 V，額定功率為22 W；原線圈電路中接有電壓表和電流表現(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光若用U和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數(shù)，則()圖2AU110 V，I0.2 ABU110 V，I0.05 ACU110，I0.2 A VDU110 V，I0.2 A【解析】電壓表、電流表的讀數(shù)為有效值，燈泡正常發(fā)光，副線圈兩端電壓為220 V，由理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為12可知，電壓表讀數(shù)為110 V，由P1P2可知：電流表讀數(shù)為0.2 A，選項(xiàng)A正確【答案】A4在家用交流穩(wěn)壓器中，變壓器的原、副線圈都帶有滑動頭，如圖3所示當(dāng)變壓器輸入電壓發(fā)生變化時，可上下調(diào)節(jié)滑動頭P1、P2的位置，使輸出電壓穩(wěn)定在220 V上，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)輸出電壓低于220 V，下列措施不正確的是()圖3AP1不動，將P2向上移BP2不動，將P1向下移C將P1向上移，同時P2向下移D將P1向下移，同時P2向上移【解析】由變壓器的變壓關(guān)系，得U2U1，要使U2增大，若n1不變，應(yīng)增大n2，即P2向上移動；若n2不變，應(yīng)減小n1，即P1向下移動；若n1、n2均變化，保證增大即可，而n1增大，n2減小，使減小，所以P1向上移動，同時P2向下移動，不能做到使輸出電壓為220 V，故選C.【答案】C5.(xx崇明區(qū)檢測)為了解決農(nóng)村電價居高不下的問題，有效地減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)，在我國廣大農(nóng)村普遍實(shí)施了“農(nóng)網(wǎng)改造”工程，工程包括兩項(xiàng)主要內(nèi)容：(1)更新變電設(shè)備，提高輸電電壓；(2)更新電纜，減小輸電線電阻若某輸電線路改造后輸電電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，線路電阻變?yōu)樵瓉淼?.8倍，在輸送的總功率不變的條件下，線路損耗功率將變?yōu)樵瓉淼?)A0.4倍 B0.32倍C0.2倍 D0.16倍【解析】設(shè)輸送功率為P，輸送電壓為U，輸電線電阻為r，依據(jù)P2r，若某輸電線路改造后輸電電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，線路電阻變?yōu)樵瓉淼?.8倍，線路損耗功率將變?yōu)樵瓉淼?.2倍，C對【答案】C6某同學(xué)設(shè)計(jì)了下列四種電路以調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動快慢，你認(rèn)為這四個電路中哪個可行并最省電(C中為理想變壓器)()【解析】A、B選項(xiàng)中，雖能調(diào)節(jié)電扇轉(zhuǎn)速，但不僅電扇要消耗電能，滑動變阻器也要消耗電能；D中滑動變阻器與電扇并聯(lián)，不能調(diào)節(jié)電扇轉(zhuǎn)速，卻需消耗電能；C中為理想變壓器，不消耗電能，僅有電扇消耗電能故既可以調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動的快慢，又最省電的是C.【答案】C7有5個完全相同的燈泡連接在理想變壓器的原、副線圈中，如圖4所示若將該線路與交流電源接通，且開關(guān)S接在位置1時，5個燈泡發(fā)光亮度相同；若將開關(guān)S接在位置2時，燈泡均未燒壞則下列可能的是()圖4A該變壓器是降壓變壓器，原、副線圈匝數(shù)比為41B該變壓器是升壓變壓器，原、副線圈匝數(shù)比為14C副線圈中的燈泡仍能發(fā)光，只是更亮些D副線圈中的燈泡仍能發(fā)光，只是亮度變暗【解析】若S接1時，五個燈泡亮度相同，說明通過各個燈泡的電流相同，則通過副線圈的電流是通過原線圈的4倍由，故，此變壓器是降壓變壓器，所以選項(xiàng)A正確；若S接2時，原線圈的輸入電壓增大，副線圈的輸出電壓隨之增大，則接于副線圈的燈泡均比原來更亮些，所以選項(xiàng)C正確故選A、C.【答案】AC二、非選擇題(本題共5個小題，共58分計(jì)算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)圖58(8分)如圖5所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為n1n241，原線圈回路中的電阻A與副線圈回路中的負(fù)載電阻B的阻值相等a、b端加一交流電壓后，兩電阻消耗的電功率之比PAPB_；兩電阻兩端的電壓之比UAUB_.【解析】理想變壓器的原、副線圈中的電流之比IAIBn2n114，又RARB，因此消耗的電功率之比PAPBIRAIRBII116，由UAIARA、UBIBRB，得UAUBIAIBn2n114.【答案】11614圖69(10分)黑光燈是利用物理方法滅蛾殺蟲的一種環(huán)保型設(shè)備，它發(fā)出的紫色光能夠引誘害蟲飛近黑光燈，然后被黑光燈周圍的交流高壓電網(wǎng)“擊斃”如圖6是高壓電網(wǎng)的工作電路，高壓電網(wǎng)是利用變壓器將有效值為220 V的交流電壓變成高壓，高壓電網(wǎng)相鄰兩極間距離為0.5 cm，已知空氣在常溫常壓下的擊穿電壓為6 220 V/cm，為防止空氣被擊穿而造成短路，變壓器的次、初級線圈匝數(shù)比不得超過多少？【解析】電網(wǎng)兩極間電場可看做勻強(qiáng)電場UmEmd由題意，空氣被擊穿時Em6 220 V/cm由理想變壓器電壓關(guān)系：由峰值與有效值關(guān)系U1mU1由以上各式得所以次、初級線圈匝數(shù)比不得超過101.【答案】10110(10分)一臺理想降壓變壓器從10 kV的線路中降壓并提供200 A的負(fù)載電流，已知兩個線圈的匝數(shù)比為401，則變壓器的原線圈電流、輸出電壓及輸出功率各是多少？【解析】設(shè)原線圈輸入電壓、電流、功率分別為U1、I1、P1，副線圈的輸出電壓、電流、功率分別為U2、I2、P2，原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2.由電壓與匝數(shù)的關(guān)系得U2U110103 V250 V.又由電流與匝數(shù)的關(guān)系得I1I2200 A5 A.輸出功率P2U2I2250200 W5104 W.【答案】5 A250 V5104 W11(14分)(xx農(nóng)墾高二檢測)如圖7所示為演示遠(yuǎn)距離輸電的裝置，理想變壓器B1、B2的變壓比分別為14和51，交流電源的內(nèi)阻r1 ，三只燈泡的規(guī)格均為“6 V1 W”，輸電線總電阻為10 .若三只燈泡都正常發(fā)光，則交變電源的電動勢E為多大？圖7【解析】設(shè)變壓器B1的原線圈電壓為U1，副線圈電壓為U2，變壓器B2的原線圈電壓為U3，副線圈電壓為U4.通過B1原線圈的電流為I1，輸電線上的電流為I2，B2副線圈上的電流為I3根據(jù)題意得：U46 V，而I30.5 A對B2由電流關(guān)系：I2I30.1 A線路上的損失電壓為U線I2R線1 V由線路上的電壓關(guān)系：U2UU3，將有關(guān)數(shù)據(jù)代入得U17.75 V再對B1使用電流關(guān)系I1n1I2n2，求得：I10.4 A最后由閉合電路歐姆定律：EI1rU18.15 V.【答案】8.15 V12(16分)有條河流，流量Q2 m3/s，落差h5 m，現(xiàn)利用其發(fā)電，若發(fā)電機(jī)總效率為50%，輸出電壓為240 V，輸電線總電阻R30 ，允許損失功率為輸出功率的6%，為滿足用電的需求，則該輸電線路所使用的升壓變壓器、降壓變壓器的匝數(shù)比各是多少？能使多少盞“220 V 100 W”的電燈正常發(fā)光圖8【解析】依題意，電源端P輸出50%Qgh0.5211031050.5 W5104 W輸出電壓U0240 V為滿足輸電要求，由P損IR有：I送 A10 A則送電電壓為U送 V5103 V所以升壓變壓器的變壓比為n1n2U0U送6125輸電線電壓損失U損I送R1030 V300 V用戶端U1U送U損5103 V300 V4 700 V，據(jù)題意可知U2220 V所以降壓變壓器的匝數(shù)比為n1n2U1U223511因?yàn)槔硐胱儔浩鳑]有能量損失，所以可正常發(fā)光的電燈的盞數(shù)為：N(盞)470(盞)【答案】升壓變壓器，降壓變壓器470盞