【紅對(duì)勾】2020高考物理 變壓器 電能的輸送課時(shí)作業(yè)(通用)

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1、課時(shí)作業(yè)31 變壓器 電能的輸送 時(shí)間:45分鐘  滿分:100分 一、選擇題(8×8′=64′) 1.某變壓器原、副線圈匝數(shù)比為55∶9,原線圈所接電源電壓按圖1所示規(guī)律變化,副線圈接有負(fù)載.下列判斷正確的是(  ) 圖1 A.輸出電壓的最大值為36 V B.原、副線圈中電流之比為55∶9 C.變壓器輸入、輸出功率之比為55∶9 D.交流電源有效值為220 V,頻率為50 Hz 解析:由題圖知Um=220 V,由=,則U′m=36 V,故A錯(cuò)誤;由==,可知B錯(cuò)誤;由P入=P出,可知C錯(cuò)誤;由圖知交流電的周期T=2×10-2 s,所以頻率f==50 Hz,又因U==2

2、20 V,故D正確. 答案:D 圖2 2.(2020·山東濟(jì)南一模)為了減少輸電線路中電力損失,發(fā)電廠發(fā)出的電通常是經(jīng)過升壓變電站升壓后通過遠(yuǎn)距離輸送,再經(jīng)過降壓變電站將高壓變?yōu)榈蛪海辰祲鹤冸娬緦㈦妷篣0=11000sin100πt(V)的交流電降為220 V供居民小區(qū)用電,則變電站變壓器(  ) A.原、副線圈匝數(shù)比為50∶1 B.副線圈中電流的頻率是50 Hz C.原線圈的導(dǎo)線比副線圈的要粗 D.輸入原線圈的電流等于居民小區(qū)各用電器電流的總和 解析:原電壓的有效值為U1=11000 V,由=得,=,選項(xiàng)A正確;變壓器不改變交流電的頻率,故選項(xiàng)B正確;由=得,副線圈的電

3、流大,要想導(dǎo)線發(fā)熱少,導(dǎo)線要粗一些(電阻小),故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;居民小區(qū)各用電器電流總和應(yīng)該等于副線圈的電流,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案:AB 3.鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖3(a)所示.圖3(a)中電流表的讀數(shù)為1.2 A,圖3(b)中用同一電纜線繞了3匝,則(  ) 圖3 A.這種電流表能測(cè)直流電流,圖3(b)的讀數(shù)為2.4 A B.這種電流表能測(cè)交流電流,圖3(b)的讀數(shù)為0.4 A C.這種電流表能測(cè)交流電流,圖3(b)的讀數(shù)為3.6 A D.這種電流表既能測(cè)直流電流,又能測(cè)交流電流,圖3(b)的讀數(shù)為3.6 A 解析:該鉗形電流表的工作原理為電磁感應(yīng)現(xiàn)象,所以只能測(cè)交流電流,

4、且磁感應(yīng)強(qiáng)度與匝數(shù)成正比,故C項(xiàng)正確. 答案:C 4.一臺(tái)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(gè)線圈的匝數(shù)比為40∶1,則變壓器的原線圈電流、輸出電壓及輸出功率是(  ) A.5 A,250 V,50 kW     B.5 A,10 kV,50 kW C.200 A,250 V,50 kW D.200 A,10 kV,2×103 kW 解析:由變壓器的原理可知=,=,P1=P2=U1I1=U2I2.由題知:U1=10 kV,I2=200 A,=,解得U2=250 V,I1=5 A,P2=50 kW,所以選項(xiàng)A正確. 答案:A 5.如圖4所示

5、為四種亮度可調(diào)的臺(tái)燈的電路示意圖,它們所用的白熾燈泡相同,且都是“220 V 40 W”.當(dāng)燈泡所消耗的功率都調(diào)至20 W時(shí),哪種臺(tái)燈消耗的功率最小(  ) 圖4 解析:從該題題干的問法上可以看出,該題是正確選項(xiàng)為唯一選項(xiàng)的單選題. 臺(tái)燈的消耗功率是指包含燈泡和其他輔助器件的總功率.由A、B、C、D四選項(xiàng)分析可知:C選項(xiàng)中理想變壓器功率損耗為零,電源輸出的總功率(臺(tái)燈消耗功率)只有燈泡的功率20 W.而其他選項(xiàng)中,不論滑動(dòng)變阻器是分壓接法還是限流接法,滑動(dòng)變阻器上總有功率損耗,臺(tái)燈的消耗功率都大于20 W.故C選項(xiàng)正確. 答案:C 圖5 6.(2020·江蘇高考)如圖5所示

6、,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1∶5,原線圈兩端的交變電壓為u=20sin 100πt V.氖泡在兩端電壓達(dá)到100 V時(shí)開始發(fā)光.下列說法中正確的有(  ) A.開關(guān)接通后,氖泡的發(fā)光頻率為100 Hz B.開關(guān)接通后,電壓表的示數(shù)為100 V C.開關(guān)斷開后,電壓表的示數(shù)變大 D.開關(guān)斷開后,變壓器的輸出功率不變 解析:本題主要考查變壓器相關(guān)知識(shí),在能力的考查上要求考生能夠運(yùn)用已學(xué)的物理知識(shí)進(jìn)行分析判斷.在解題時(shí)要注意變壓器的三個(gè)決定關(guān)系,副線圈電壓由原線圈決定,則不論負(fù)載如何變化,電壓表的讀數(shù)不變,始終為有效值100 V,B正確.每個(gè)交流電周期內(nèi)氖管發(fā)光兩次,每秒發(fā)光100次

7、,則氖管發(fā)光頻率為100 Hz,開關(guān)斷開后,負(fù)載電阻增大、電流減小,則變壓器的輸出功率減?。? 答案:AB 圖6 7.(2020·廣東高考)圖6為遠(yuǎn)距離高壓輸電的示意圖.關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電,下列表述正確的是(  ) A.增加輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失 B.高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發(fā)熱損耗的 C.在輸送電壓一定時(shí),輸送的電功率越大,輸電過程中的電能損失越小 D.高壓輸電必須綜合考慮各種因素,不一定是電壓越高越好 解析:本題考查遠(yuǎn)距離輸電問題,意在考查考生對(duì)遠(yuǎn)距離輸電過程中的電能和電壓損失的影響因素分析.根據(jù)P=I2R可知,在電流I一定的情況下,減

8、小電阻R可以減少電路上的電能損失,而R=ρ,所以增大輸電線橫截面積S有利于減少輸電過程中的電能損失,A對(duì);由公式P=I2R可得,若設(shè)輸送的電功率為P′,則P=R,可見,在輸送電壓U一定時(shí),輸送的電功率P′越大,輸電過程中的電能損失越大,C錯(cuò)誤. 答案:ABD 8.(2020·四川高考)圖7甲所示電路中,A1、A2、A3為相同的電流表,C為電容器,電阻R1、R2、R3的阻值相同,線圈L的電阻不計(jì).在某段時(shí)間內(nèi)理想變壓器原線圈內(nèi)磁場(chǎng)的變化如圖7乙所示,則在t1~t2時(shí)間內(nèi)(  ) 圖7 A.電流表A1的示數(shù)比A2的小 B.電流表A2的示數(shù)比A3的小 C.電流表A1和A2的示數(shù)相同

9、 D.電流表的示數(shù)都不為零 解析:由題圖乙可知,變壓器副線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流,所以電感L對(duì)直流電沒有阻礙作用,電容C中沒有電流通過,所以只有選項(xiàng)C正確. 答案:C 二、計(jì)算題(3×12′=36′) 圖8 9.如圖8所示,一個(gè)變壓器(可視為理想變壓器)的原線圈接在220 V的市電上,向額定電壓為1.80×104 V的霓虹燈供電,使它正常發(fā)光.為了安全,需在原線圈回路中接入熔斷器,使副線圈電路中電流超過12 mA時(shí),熔絲就熔斷. (1)熔絲的熔斷電流是多大? (2)當(dāng)副線圈電路中電流為10 mA時(shí),變壓器的輸入功率是多大? 解析:(1)設(shè)原、副線圈上的電壓、電流

10、分別為U1、U2、I1、I2,根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,有I1U1=I2U2. 當(dāng)I2=12 mA時(shí),即為熔斷電流.代入數(shù)據(jù),得I1=0.98 A. (2)設(shè)副線圈中電流為I′2=10 mA時(shí),變壓器的輸入功率為P1,根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,有P1=I′2U2 代入數(shù)據(jù),得P1=180 W. 答案:(1)0.98 A (2)180 W 10.某發(fā)電站的輸出功率為104 kW,輸出電壓為4 kV,通過理想變壓器升壓后向80 km遠(yuǎn)處供電.已知輸電導(dǎo)線的電阻率為 ρ=2.4×10-8Ω·m,導(dǎo)線橫截面積為1.5×10-4 m2,輸電線路損失的功率為輸出功率的4

11、%,求: (1)升壓變壓器的輸出電壓; (2)輸電線路上的電壓損失. 解析:設(shè)線路電阻為R,線路的損失功率為P損,線路的損失電壓為U損,發(fā)電站的輸出功率為P,升壓變壓器的輸出電壓為U. 由電阻定律,得R=ρ=2.4×10-8× Ω=25.6 Ω 線路損失的功率P損=4%P=I2R 則I== A=125 A 由P=UI得U=P/I=104×103/125 V=8×104 V U損=IR=125×25.6 V=3200 V. 答案:(1)8×104 V (2)3200 V 11.如圖9所示,一理想變壓器的原線圈接在電壓為220 V的正弦交流電源上,兩副線圈匝數(shù)分別為n2=16匝、n3=144匝,通過理想二極管、單刀雙擲開關(guān)與一只“36 V,18 W”的燈泡相連(燈泡電阻不變),當(dāng)開關(guān)接1時(shí),燈泡正常發(fā)光,求 (1)原線圈的匝數(shù)n1; (2)當(dāng)開關(guān)接2時(shí),燈泡兩端電壓的有效值. 解析:(1)由=得n1=880匝. (2)開關(guān)接2時(shí),有=,解得U=40 V,設(shè)交變電流的周期為T,則·=T,U′=20 V. 答案:(1)880匝 (2)20 V

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