《新步步高》2015-2016学年高二物理沪科版选修3-2章末检测卷：第4章 电能的输送与变压器 WORD版含解析.docx

1、章末检测卷(三) (时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)1.发电厂给某工厂的功率限额为500 kW，用100 kV高压输送，当该工厂由于休假，只使用50 kW的电功率时，发电厂和工厂间的高压线路电流为()A.0.5 A B.5 AC.50 A D.不知电阻，无法求出答案A2.500千伏超高压输电是我国目前正在实施的一项重大工程，我省超高压输电工程正在紧张建设之中.若输送功率为3 200万千瓦，原来采用200千伏输电，由于输电线有电阻而损失的电功率为P损，则采用500千伏超高压输电后，在输电线上损失的电功率为(设输电线的电阻未变)()A.0.4P损

2、B.0.16P损 C.2.5P损 D.6.25P损答案B解析根据P损r可知：当输电电压由200 kV升高到500 kV时，其线路损耗由P损减小到0.16P损，选项B正确.3.普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图1中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则()图1A.ab接MN、cd接PQ，IabIcdC.ab接PQ、cd接MN，IabIcd答案B解析根据单一副线圈的理想变压器原理，电流比值等于匝数比的倒数，可得ab接MN、cd接PQ，IabIcd，故B正确.4.如图

3、2所示，图甲是远距离输电线路的示意图，图乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则()图2A.用户用电器上交流电的频率是100 HzB.发电机输出交流电的电压有效值是500 VC.输电线上的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D.当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小答案D解析由ut图像可知，交流电的周期T0.02 s，故频率f50 Hz，选项A错误；交流电的电压最大值Um500 V，故有效值U250 V，选项B错误；输电线上的电流由降压变压器副线圈上的电阻和降压变压器原、副线圈的匝数比决定，选项C错误；当用户用电器的总电阻增大时，副线圈上的电流减小，根据，原线圈(输电线)上的电流

4、减小，根据PIR得输电线损失的功率减小，选项D正确.5.如图3所示，一自耦变压器(可看做理想变压器)输入端AB间加一正弦交流电压，在输出端CD间接灯泡和滑动变阻器.转动滑片P可以改变副线圈的匝数，移动滑片Q可以改变接入电路电阻的阻值.则()图3A.只将P逆时针小角度转动，灯泡变亮B.只将P顺时针小角度转动，灯泡变亮C.只将Q向上移动，灯泡变暗D.只将Q向下移动，灯泡变亮答案A解析只将P逆时针转动，输出端匝数增多，输出电压增大，灯泡变亮，选项A正确，B错误.只将Q向上或向下移动，输出电压不变，灯泡亮度不变，选项C、D错误.6.如图4所示，理想变压器MN原线圈接一交流电源，副线圈回路中有一定值电阻

5、R0和两个小灯泡L1、L2，电表为理想电表.最初开关S是断开的，现闭合开关S，则()图4A.副线圈两端电压变大B.灯泡L1变亮C.电流表A1示数变大D.电阻R0中的电流变小答案C解析根据，U2U1，故U2不变，A错误；闭合开关S，副线圈回路中的电阻减小，电流I2增大，D错误；根据，则I1I2，所以电流表A1示数变大，C正确；R0两端电压增大，UL1减小，灯泡L1消耗的功率PL1，故功率PL1减小，灯泡L1变暗，B错误.二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分，每题至少有两个选项正确，选对得5分，漏选得2分，错选得0分)7.如图5所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出

6、的电功率为50 kW，用电阻为3 的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输出功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器).对整个送电过程，下列说法正确的是()图5A.输电线上的损失功率为300 WB.升压变压器的匝数比为1100C.输电线上的电流为10 AD.降压变压器的输入电压为4 700 V答案AC解析输电线上的损失功率为0.6%50 kW300 W，选项A正确.由I2R300 W可得输电线上电流I10 A，选项C正确；升压变压器副线圈电压为5 000 V，升压变压器的匝数比为110，选项B错误.输电线上损失的电

7、压为IR30 V，降压变压器的输入电压为4 970 V，选项D错误.8.如图6所示，理想变压器初级线圈接一正弦式交变电流，交变电流的电压有效值恒定不变.则下列说法中正确的是()图6A.只将S1从2拨向1时，电流表示数变小B.只将S2从4拨向3时，电流表示数变小C.只将S3从闭合变为断开，电阻R2两端电压增大D.只将变阻器R3的滑动触头上移，变压器的输入功率减小答案BD解析只将S1从2拨向1时，输出电压增大，输出功率增大，原线圈输入电流增大，电流表示数变大，选项A错误.只将S2从4拨向3时，输出电压减小，输出功率减小，原线圈输入电流减小，电流表示数变小，选项B正确.只将S3从闭合变为断开，电阻R

8、2两端电压不变，选项C错误.只将变阻器R3的滑动触头上移，变压器的输出电流减小，输出功率减小，由变压器功率关系可知其输入功率减小，选项D正确.9.如图7所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器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.设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有()图7A.U2变小，U4变大B.U2不变，U3变小C.P1变小，P2变小D.P2变大，P3变大答案BD解析由理想变压器输出功

9、率决定输入功率可得，当用户消耗功率变大时，升压变压器的输入功率必增大，即P1变大，输入电压U1为定值不变，升压变压器的匝数不变，故输出电压U2不变，由于P1变大，由P1U1I1P2U2I2可得，I1变大，P2、I2变大，闭合电路欧姆定律：U3U2I2R，故U3变小，降压变压器原、副线圈匝数不变，所以随U3变小，U4变小，A、C错误，B正确.由于用户功率变大，即P4变大，理想变压器无功率损耗可得：P3P4，功率P3也变大，故D正确.10.如图8所示，理想变压器的三只线圈匝数之比n1n2n31051，图中灯泡L的规格为“50 V,25 W”，电阻R的阻值是10 ，若灯泡L正常发光，据此可知()图8

10、A.变压器线圈a、b两端输入的交流电压为100 VB.电流表读数为5 AC.1 min内电阻R产生的热量为6.0104 JD.变压器输入电流为0.35 A答案AD解析灯泡L正常发光，说明灯泡L两端电压为U250 V，由变压公式可知，变压器线圈a、b两端输入的交流电压为U1U2100 V，选项A正确；由变压公式可知，线圈n3两端电压为U3U210 V，电流表读数I31 A，选项B错误；由焦耳定律可得1 min内电阻R产生的热量为QIRt121060 J6.0102 J，选项C错误；由理想变压器输入功率等于输出功率知I1U1P2I3U325 W10 W35 W.变压器输入电流为I1 A0.35 A

11、，选项D正确.三、填空题(本题共2小题，共10分)11.(2分)如图9所示，理想变压器的输出端接有一电动机，电动机的电阻为R，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升，若变压器的输入功率为P，电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电流表的读数应等于_.图9答案解析理想变压器P出P入由题意知：P入PP出mgvI2R综合得I .12.(8分)如图10所示，理想变压器原线圈与一10 V的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a和b，小灯泡a的额定功率为0.3 W，正常发光时电阻为30 ，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A，可计算出原、副线圈的匝数比为_，流过灯泡b的电流为_A.图10

12、答案1030.2解析副线圈两端电压U2等于小灯泡a两端电压Ua，由Pa得Ua3 V，则原、副线圈的匝数比；流过灯泡a的电流Ia0.1 A又，得I20.3 A.流过灯泡b的电流IbI2Ia0.3 A0.1 A0.2 A.四、计算题(本大题共4小题，共46分)13.(8分)有一台内阻为1 的发电机，供给一个学校照明用电，如图11所示.升压变压器匝数比为14，降压变压器的匝数比为41，输电线的总电阻R4 ，全校共22个班，每班有“220 V40 W”的灯6盏.若保证全部电灯正常发光，则：图11(1)发电机输出功率是多大？(2)输电效率是多少？答案(1)5 424 W(2)97.3%解析(1)对降压变

13、压器：U2I2U3I3nP灯22640 W5 280 W.U2U3880 V.I2 A6 A.对升压变压器：U1I1U2I2IRU2I2624 W5 280 W5 424 W.所以发电机输出功率P出5 424 W.(2)100%100%97.3%.14.(10分)如图12所示，理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比n1n221，交流电源电压u311sin (100t) V，F为熔断电流为I01.0 A的保险丝，负载R为一可变电阻.图12(1)当电阻R100 时，保险丝能否被熔断？(2)要使保险丝不被熔断，电阻R的阻值应不小于多少？变压器输出的电功率不能超过多少？答案(1)保险丝不会被熔断 (2)

14、55 220 W解析原线圈电压的有效值为U1 V220 V由得副线圈两端的电压U2U1220 V110 V(1)当R100 时，副线圈中电流I2 A1.10 A.由U1I1U2I2 得原线圈中的电流为I1I21.10 A0.55 A，由于I1I0 (熔断电流)，故保险丝不会被熔断.(2)设电阻R取某一值R0时，原线圈中的电流I1刚好到达熔断电流I0，即I11.0 A，则副线圈中的电流为I2I1I121.0 A2.0 A变阻器阻值为R0 55 此时变压器的输出功率为P2I2U22.0110 W220 W可见，要使保险丝F不被熔断，电阻R的阻值不能小于55 ，输出的电功率不能大于220 W.15.

15、(12分)一台发电机输出的电功率为100 kW，输出电压为250 V，现欲向远处输电，若输电线的总电阻为8 ，要求输电时输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%，并向用户输送220 V电压.(1)试画出这次输电线路的示意图.(2)求输电所需升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数之比分别是多少？(3)求用户得到的电功率是多少？答案(1)见解析图(2)11619011(3)95 kW解析(1)由于是大功率、远距离输电，为了减少输电线路损失的电能，所以要采用高压输电，再用降压变压器向用户输送220 V电压，画出其输电线路的示意图如图所示.(2)由于要求PRP25%，又因为P1P2PR5%P15%

16、100 kW5103 W故通过输电线的最大电流为I2 A25 A降压变压器输入功率P2P2PR(1001035103)W9.5104 WI3 A AI1 A400 A.所以升压变压器的原、副线圈的匝数之比降压变压器的原、副线圈的匝数之比(3)由于是理想变压器，用户得到的电功率即为降压变压器的输入功率P用P1PR(1001035103)W95 kW.16.(16分)一台小型发电机的最大输出功率为100 kW，输出电压恒为500 V，现用电阻率为1.8108 m，横截面积为105 m2的输电线向4103 m远处的用户输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率不超过发电机总功率的4%，求：(1

17、)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？(2)如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？(3)想一想，当深夜接入电路的用电器减少时，用电器两端的电压是大于、小于还是等于220 V？若用电器电路中电流为100 A，求此时用电器两端的电压数值.答案(1)112(2)28811(3)大于220 V227 V解析(1)输电要用两根导线，则输电线的电阻为r1.8108 14.4 由题意知P损P4%()2r代入数据解得：U26 000 V升压变压器原、副线圈匝数比.(2)I2 A AU损I2r14.4 V240 V而U3U2U损6 000 V240 V5 760 V降压变压器原、副线圈匝数比为28811(3)用电器总数减少时，用电器两端电压将增大由题知I4100 A则由所以I3U损I3r14.4 V55 V而U1、U2不变U3U2U损(6 00055) V5 945 V，U4U35 945 V227 V.