2019_2020学年高中物理重难强化训练四含解析粤教版选修3_220191116197.doc

重难强化训练(四)(时间：40分钟分值：100分)基础达标练一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1.如图所示，一输入电压为220 V、输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，然后将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈两端的电压为1 V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为()A1 100,360B1 100,180C2 200,180 D2 200,360B由U1U2U3n1n2n3，可得n1n31 100匝，n2n1180匝，B选项正确2.如图所示，理想变压器的原线圈接入u11 000sin(100t) V的交变电压，副线圈通过电阻r6 的导线对“220 V880 W”的用电器RL供电，该用电器正常工作，由此可知()A原、副线圈的匝数比为501B交变电压的频率为100 HzC副线圈中电流的有效值为4 AD变压器的输入功率为880 WC因为用电器正常工作，可知用电器RL上的电压是220 V，电流为4 A，C正确；副线圈电压为244 V，所以原、副线圈匝数比451，A错误；变压器不改变交变电流的频率，原线圈电压频率为50 Hz，副线圈电压频率还是50 Hz，B错误；变压器输入功率等于输出功率，输出功率为976 W，所以输入功率也为976 W，D错误3(多选)如图所示，一理想变压器原线圈匝数n11 100匝，副线圈匝数n2220匝，交流电源的电压u220 sin 100t(V)，电阻R44 ，电压表、电流表为理想电表，则下列说法正确的是 ()A交流电的频率为50 HzB电流表A1的示数为0.2 AC电流表A2的示数为2 AD电压表的示数为44 VABD由交流电源的电压瞬时值表达式可知，100 rad/s，所以频率为50 Hz，A项说法正确；理想变压器的电压比等于线圈匝数比，即.其中原线圈电压的有效值U1220 V，U2U144 V，故D项说法正确；I21 A，故C项说法错误；由电流比与线圈匝数比成反比，即所以I1I20.2 A，故B项说法正确4如图所示，理想变压器原线圈输入电压uUmsin t，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示下列说法正确的是()AI1和I2表示电流的瞬时值BU1和U2表示电压的最大值C滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小C交流电表测量的是交变电流的有效值，故A、B错误；由于理想变压器的输出电压U2U1与负载无关，即滑片P下滑时U2不变，故D错误；由I1U1知R减小时I1变大，故C正确5如图所示，Q是熔断电流为1 A的保险丝，R为用电器，理想变压器的原、副线圈的匝数比为n1：n221, 原线圈的电压为u220sin(100t) V要使保险丝不熔断，R的阻值一定()A不能小于55 B不能大于55 C不能小于77 D不能大于77 A保险丝的原理是电流的热效应，应该用电流的有效值，由得U2U1×220 V110 V，由得I2I1×1 A2 A，所以Rmin55 ，故A正确6如图所示为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1n4<n2n3，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻RL2R，忽略灯丝电阻随温度的变化当A、B端接入低压交流电源时()AA1、A2两表的示数相同BL1、L2两灯泡的亮度相同CR1消耗的功率大于R3消耗的功率DR2两端的电压小于R4两端的电压D远距离输电过程中，应用高压输电能够减小输电线上的功率损失，则R1消耗的功率小于R3消耗的功率，C项错误；比较两个不同输电回路，输电线电阻相同，由P损I2·2R可知，A1示数小于A2示数，A项错误；根据欧姆定律可知，R2两端电压小于R4两端电压，D项正确；由于输电线上损失的电压不同，故两灯泡两端电压不同，亮度不同，B项错误二、非选择题(14分)7(14分)某小型实验水电站输出功率是20 kW，输电线总电阻是6 .(保留四位有效数字)(1)若采用380 V的电压输电，求输电线损耗的功率；(2)若改用5 000 V高压输电，用户利用n1n2221的变压器降压，求用户得到的电压解析(1)输电线上的电流为I A52.63 A输电线路损耗的功率为P线I2R52.632×6 W16 620 W16.62 kW.(2)改用高压输电后，输电线上的电流变为I A4 A用户在变压器降压前获得的电压U1UIR(5 0004×6)V4 976 V根据，用户得到的电压为U2U1×4 976 V226.2 V.答案(1)16.62 kW(2)226.2 V能力提升练一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1如图所示，接在理想变压器中的四个规格相同的灯泡都正常发光，灯泡的额定电压为U0，那么()Aa、b接在交流电源上，交变电压U3U0B理想变压器的匝数比n1n2n3111C理想变压器的匝数比n1n2n3321D理想变压器的匝数比n1n2n3421C由于灯泡都正常发光，可知n2中电压为2U0，n3中电压为U0，设原线圈中电流为I0，根据能量守恒有U1I02U0I0U0I0，解得U13U0，所以三个线圈的匝数比为321，选项B、D错误，C正确；根据原线圈中电路的接法可知，交变电压U4U0，选项A错误2(多选)为保证用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，图甲为变压器示意图保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示以下说法正确的是()甲乙Au2190sin(50t) VBu2190sin(100t) VC为使用户电压稳定在220 V，应将P适当下移D为使用户电压稳定在220 V，应将P适当上移BD由电压u2随时间t变化的曲线可知，用户电压的最大值是190 V，周期是2×102 s，所以u2190sin(100t) V，A错误，B正确；根据，n1减小，U2增大，因此为使用户电压稳定在220 V，应将P适当上移，C错误，D正确3(多选)如图所示为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电已知输电线的总电阻R10 ，降压变压器T2原、副线圈的匝数之比为41，副线圈与用电器R0组成闭合电路若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈的输出电压的瞬时值表达式为u220sin(100t) V，用电器的电阻R011 ，则()A通过用电器R0的电流的有效值是20 AB升压变压器的输入功率为4 650 WC发电机中的交变电流的频率为100 HzD当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小AB由T2的副线圈的输出电压的瞬时值表达式可知，副线圈的输出电压的有效值为220 V，电流的有效值为I A20 A，选项A正确；通过输电线的电流I A5 A，所以升压变压器的输入功率为PI2RI2R052×10W202×11 W4 650 W，选项B正确；发电机中的交变电流的频率与T2的输出电压的频率相同，也为50 Hz，选项C错误；当用电器的电阻R0减小时，其消耗的功率变大，发电机的输出功率变大，选项D错误4有一理想的降压变压器，四个标称均为“6 V6 W”的小灯泡a、b、c、d以及理想电压表接在变压器上，电路如图所示在1、2两端接交流电源(电压有效值为U)时， 四个小灯泡均能正常发光则下列说法正确的是()A电压表的示数为24 VB电源电压U24 VC变压器原、副线圈的匝数比为41D变压器原线圈的输入功率为24 WB灯泡的额定电流为： I1 A；四个灯泡均能正常发光，则副线圈的电流为：I23I3A此时原线圈上的电流为：I1I1 A则原副线圈的匝数比为：副线圈上三个灯泡并联，则副线圈上的电压等于灯泡的额定电压，为6 V，所以原线圈两端的电压为：U1·U23×618 V，所以电压表的示数为18 V而电路的输入电压为：U入U1U18624 V故A错误，B正确，C错误；变压器的输入功率等于输出功率，即小灯泡b、c、d消耗的功率之和18 W，故D错误二、非选择题(本题共2小题，共26分)5(13分)在远距离输电时，要考虑尽量减小输电线上的功率损失有一个发电站，输送的电功率为P500 kW，当使用U5 kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电能表一昼夜示数相差4 800 kW·h.(1)求输电效率和输电线的总电阻r.(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输电？解析(1)输电线上损失的电功率为P损 kW200 kW输电效率为×100%60%输电线路中的电流为I A100 A由P损I2r可得，输电线的总电阻为r 20 .(2)若想使输电效率98%，则输电线路上损失的电功率为P损P(1)500×103×0.02 W1×104 W由P损I2r可得，输电线路中的电流为I A22.36 A由PUI可得，输电电压为U V22.36 kV.答案(1)60%20 (2)22.36 kV6(13分)有一条河流，水的流量每秒为Q2 m3，落差h5 m，现在这条河流下方建发电站，若发电机的总效率为50%，输出电压为240 V，输电线总电阻R30 ，输电线上损失的电功率为发电机输出电功率的6%.g取10 m/s2.(1)为满足用电的需求，使用户获得220 V的电压，分别求输电线路使用的理想升压变压器、降压变压器的原副线圈的匝数比；(2)如果输送的电能供“220 V 100 W”的电灯使用，正常发光的电灯的盏数为多少？解析(1)远距离输电的示意图如答图所示发电机的输出功率P总Qgh5×104 W输电线上的电流用I表示，则电功率损失P损I2R所以输电线中的电流为I A10 A升压变压器原线圈两端的电压U1240 V副线圈两端的电压为U2 V5×103 V故升压变压器原、副线圈的匝数比为n1n2U1U2240(5×103)6125输电线上的电压损失为UIR10×30 V300 V降压变压器原线圈两端的电压为U3U2U5×103 V300 V4 700 V降压变压器副线圈两端的电压为U4220 V故降压变压器原、副线圈的匝数比为n3n4U3U44 70022023511.(2)设正常发光的电灯的盏数为N，则N 盏470盏答案(1)升压变压器原副线圈的匝数比为6125降压变压器原副线圈的匝数比为23511(2)470盏- 7 -