2022年高考物理变压器和远距离输电 .pdf

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1、10-2 变压器和远距离输电一、选择题1在变电站里，经常要用交流电表监测电网上的强电流。所用的器材叫电流互感器，如下图所示中，能正确反映其工作原理的是() 答案 A 解析 电流互感器的工作目的是把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少、副线圈的匝数多，监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中。2. 如图，理想变压器原副线圈匝数之比为41，原线圈接入一电压为uU0sint 的交流电源， 副线圈接一个R27.5的负载电阻。若U02202V，100rad/s ，则下述结论正确的是 () A副线圈中电压表的读数为55V B副线圈中输出交流电的周期为1100s C原线圈中电流表的读数为0.5A D原线圈中的

2、输入功率为1102W 答案 AC 解析 副线圈中电压表读数为副线圈电压的有效值U2n2U02n155V，A 对。副线圈中名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 交流电的周期等于原线圈中交流电源电压的周期T2150s， B 错。 原线圈中的电流I1I2n2n1U2n2Rn10.5A，C 对。原线圈中的输入功率PU0I12110W，D 错。3(2012 大连四所重点中学联考)如图所示， M 为理想变压器，电表均可视为理想电表

3、，电源电压U 不变，输电线电阻忽略不计。当变阻器滑片P 向上移动时，读数发生变化的电表是 () AA1BA2CV1DV2答案 AB 解析 本题考查变压器及电路动态分析。由于电源电压U 不变，根据理想变压器工作原理可知两电压表示数不变，CD 错误；当变阻器滑片P 向上移动时，变阻器连入电路的电阻减小，右侧电路中电流增大，B 正确；根据P入P出可知原线圈中电流也增大，A 正确。4(2012 辽宁丹东四校摸底)如图所示，两种情况下变压器灯泡L2、L3的功率均为P，且 L1、L2、L3为相同的灯泡，匝数比为n1n23 1，则图甲中L1的功率和图乙中L1的功率分别为 () AP、PB9P、4P9C.4P

4、9、9PD.4P9、P答案 B 解析 由题意可知， 两种情况下变压器输出功率均为2P，设灯泡 L2、L3的电压为U，电流为I，电阻为R，两种情况下变压器的输入电压为3U，变压器输入电流为23I；图甲中L1的功率为 P13U2R9P；图乙中 L1的功率为 P2(23I)2R4P9，选项 B 正确。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 5(2012 黑龙江模拟 )某型号家用交流稳压器中，变压器的原、 副线圈都带有滑动触头，

5、如图所示，当变压器输入电压发生变化时，可通过向上、向下调节P1、P2的位置，使输出电压稳定在220V。现发现输出电压低于220V，欲通过调节P1、P2的位置使输出电压稳定在 220V，下列措施可行的是() A保持 P1不动，将 P2向上移B保持 P2不动，将 P1向下移C将 P1向上移，同时P2向下移D将 P1向下移，同时P2向上移答案 ABD 解析 设变压器的输入电压为U1，输出电压为U2，原、副线圈匝数分别为n1、n2；现输出电压低于220V，要调高U2，根据变压器的工作原理，U1U2n1n2k，即是要减小变压比 k，可以增大n2，A 正确，也可以减小n1，B 正确，还可以增大n2的同时减

6、小n1，D 正确。6(2012 广东茂名一模 )远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均是理想变压器，当K 由 2 改接为 1 时，下列说法正确的是() A电压表读数变大B电流表读数变大C电流表读数变小D输电线损失的功率减小答案 AB 解析 由 U2n2n1U1知，当 K 由 2 改接为 1 时，升压变压器的原线圈匝数不变，副线圈匝数变大，输送电压变大，降压变压器的输入电压和输出电压均变大，电压表示数变大，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 -

7、 - - - - - - - - 选项 A 正确；降压变压器的输出电压变大时，流过灯泡的电流I灯也变大，输电线上的电流I线也随着 I灯的变大而变大，所以电流表读数变大，选项B 正确而 C 错误； I线变大时，输电线损失的功率P线I2线R 变大，选项D 错误。7(2012 郑州一模 )如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n，原线圈接正弦交流电，电压为U，输出端接有理想电压表、理想电流表和一个电动机，电动机线圈的电阻为R，当输入端接通电源后，电流表的读数为I，电动机带动一重物匀速上升，下列判断正确的是 () A 原线圈中的电流为nIB电压表的读数为IRC电动机的输入功率为I2RD变压器的

8、输入功率为UIn答案 D 解析 由 I1n2n1I2可得， I1In，选项 A 错误；对于含有电动机的非纯电阻电路，当电动机转动时，电动机两端电压大于IR，选项 B 错误；输出电压U2n2n1U1Un，输出功率P出U2I2UInP入，选项 C 错误而 D 正确。8(2012 长春调研 )如图甲中的变压器为理想变压器，原线圈的匝数n1与副线圈的匝数n2之比为 10 1。变压器的原线圈接如图乙所示的正弦交流电，两个阻值分别为20的定值电阻串联接在副线圈两端，电压表为理想电表。则() 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名

9、师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - A原线圈上电压的有效值为100V B原线圈上电压的有效值为502V C电压表的读数为5.0V D变压器的输入功率为2.5W 答案 B 解析 由题图乙可以看出，电压的最大值为100V，有效值UUm2，即原线圈上电压的有效值是502V ，A 错误， B 正确；由变压器原理可知U1U2n1n2，副线圈上电压的有效值为U2 5 2V，由电路关系可知电压表读数为522V，C 错误；由变 压器的功率关系P1P2，P2U222R1.25W，因此输入功率P1是 1.25W，D 错误。二、非选择题9在远距离输电时

10、，要尽量考虑减少输电线上的功率损失。有一个电站，输送的电功率 P500kW，当使用 U5kV 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表示数相差4800kW h。求：(1)输电效率和输电线总电阻r。(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电。答案 (1)60%20(2)22.4kV 解析 (1)由于输送功率P500kW ，一昼夜输送电能EPt12000kW h，终点得到的电能 E7200kW h，因此效率 60%。输电线上的电流可由IPU计算， I100A，而输电线损耗功率可由PrI2r 计算，其中Pr480024kW 200kW，

11、因此可求得r20。(2)输电线上损耗功率PrPU2r1U2，原来 Pr200kW ，现在要求Pr10kW，计算可得输电电压应调节为U22.4kV 。10一台理想变压器原、副线圈匝数比为10 1，原线圈接u100 2sin100 t(V) 的交变电压、 副线圈两端用导线接规格为“6V12W”的小灯。 已知导线总电阻r0.5 ，试求：副线圈应接几盏小灯？这些小灯应如何连接才能使这些小灯都正常发光？答案 4 盏并联解析 由U1U2n1n2，副线圈两端电压的有效值U2U1n2n1100110V10V 导线上的电压U线10V6V4V 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -

12、- - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 副线圈中的输出电流I240.5A8A 每个小灯的额定电流IPU126A2A 应接小灯的盏数：n824(盏) 连接方式为并联。11(2012 济宁模拟 )水力发电具有防洪、防旱、 减少污染多项功能，现在水力发电已经成为我国的重要能源之一。某小河水流量为40m3/s， 现欲在此河段安装一台发电功率为1000千瓦的发电机发电。(1)设发电机输出电压为500V，在输送途中允许的电阻为5，允许损耗 总功率的5%，则所用升压变压器原、副线圈匝数比应是多少？(2)

13、若所用发电机总效率为50%，要使发电机能发挥它的最佳效能，则拦河坝至少要建多高？ (g 取 10m/s2) 答案 (1)1 20(2)5m 解析 (1)设送电电流为I，损耗的功率为P耗，导线电阻为R线，由 P耗I2R线得：IP耗R线10001030.055A100A 设送电电压为U送，由 PIU 得：U送PI1000103100V1104V 则升压变压器原、副线圈匝数比：n原n副U原U送50010000120(2)发电时水的重力势能转化为电能，故50%mghPt其中mtVt110340kg/s4104kg/s 所以 hPtmg0.510001034104100.5m5m 12三峡水利枢纽工程是

14、长江流域治理开发的关键工程，是中国规模最大的水利工程，枢纽控制流域面积为1.0106km2，占长江流域面积的56%，坝址处年平均流量为Q4.511011m3。水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面。在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26 组，总装机容量(指 26 台发电机组同时工作的总发电功率)为 P1.82107kW ，年平均发电量约为W8.401010kW h。该工程已全部竣工，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的供电紧张局面。阅读上述资料，解答下列问题(水的密度 1.0103kg/m3，g 取 10m/s2)：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - -

15、- - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - (1)若三峡电站上、下游水位差按h100m 计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率的公式，并计算出效率的数值。(2)若 26 台发电机组全部建成并发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均发电时间 t 为多少天？(3)将该电站的电能输送到华中地区，送电功率P14.5 105kW，采用超高压输电，输电电压为U500kV ，而发电机输出的电压约为U018kV 。若输电线上损耗的功率为输电功率为 5%，求发电站的升压变压器原、副线圈

16、的匝数比和输电线路的总电阻。答案 (1) WQgh67%(2)192.3 天(3)925027.8解析 (1)一年中水流做功(即减少的势能 ) WQgh 。水流的势能转化为电能的效率 WWWQgh将数据代入上式得 67%。(2)设每台发电机组平均年发电n 天，则 WPt即 Pn24W所以 nW24P8.4010101.8210724天192.3 天(3)升压变压器原、副线圈的匝数比n1n2U0U185009250输电线上的电流IP1U900A 损失功率 P损5%P1I2r，所以 r27.8 。更多试题下载：（在文字上按住ctrl即可查看试题）高考模拟题：高考各科模拟试题【下载】历年高考试题：历年高考各科试题【下载】高中试卷频道：高中各年级各科试卷【下载】高考资源库：各年级试题及学习资料【下载】高考资源库：各年级试题及学习资料【下载】名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -