电能的输送
一、选择题
1.(2018·江苏)采用220 kV高压向远方的城市输电.当输送功率一定时,为使输电线上损1
耗的功率减小为原来的,输电电压应变为( )
4A.55 kV C.440 kV 答案 C
PP22
解析 输送电流I=,输电线上损失的功率ΔP=IR=()R;为使输电线上损耗的功率减
UU1
小为原来的,输电电压应变原来的2倍,即输电电压增大为440 kV.故C项正确,A、B、D
4三项错误.
2.(2018·太原三模)汽油发动机内,经过压缩达到一定温度和压力的汽油,需要火花塞点燃从而实现能量转化,而火花塞需要高达10 kV的电压才能点火.某同学设计了如图甲、乙的点火电路,已知直流电源的电压为12 V,升压变压器的输出端接到火花塞上,开关是自动控制的,下列说法正确的是( )
B.110 kV D.880 kV
A.两电路都不可能使火花塞点火,因为变压器不能改变直流电压 B.图甲、乙的电路中,保持开关闭合,输出端都会获得持续的高压 C.图甲的电路中,只有在开关闭合或断开瞬间,输出端才会有高压产生 D.图乙的电路中,在开关断开或闭合瞬间.输出端都会有高压产生 答案 C
解析 变压器是改变交流电的电压的设备,由图可知,当甲图中的开关接通与断开的瞬间,左侧的电流发生变化,变化的电流引起左侧的线圈内磁通量的变化,进而引起右侧的线圈内磁通量的变化,则在右侧的线圈内产生感应电动势,该电动势以高压的形式对外输出,即可使火花塞产生高压点火.而图乙中,右侧没有电流,所以右侧的开关的接通与断开不能引起电流的变化,所以图乙不能使火花塞点火.故C项正确,A、B、D三项错误.
3.(2018·江苏二模)如图所示,理想变压器的原线圈接在u=2202sinπt(V)的交流电源上,副线圈接有R=55 Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2∶1,电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为220 V C.原线圈的输入功率为440 W 答案 D
解析 A项,由题意知,原线圈电压有效值为220 V,原、副线圈匝数之比为2∶1,由变压n2
器原理可得:U2=U1=110 V,电压表的示数为110 V,故A项错误;
n1
U2110
B项,副线圈的电流为I2== A=2 A,由n1I1=n2I2可得,I1=1 A,即电流表的读数
R55为1 A,故B项错误;
C项,输入功率和输出功率相等可得,原线圈中的输入功率为P入=P出=U2I2=220 W,故C项错误;
2π
D项,由u=2202sinπt(V)可知,ω=π,又由ω=,解得:T=2 s,理想变压器不
T改变周期,故D项正确.
4.(2018·山西四模)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2,原线圈回路接有内阻不计的交流电流表A,副线圈回路接有定值电阻R=2 Ω,现在a、b间和c、d间分别接上示波器,同时监测得a、b间,c、d间电压随时间变化的图像如图所示,则下列说法中错误的是( )
B.电流表的示数为2 A
D.副线圈输出交流电的周期为2 s
A.T=0.02 s B.n1∶n2=55∶1
C.电流表A的示数I≈36.4 mA
D.当原线圈电压瞬时值最大时,副线圈两端电压瞬时值为0 答案 D
解析 A项,因为变压器不改变交变电流的周期,输入电压的周期T=0.02 s,输出电压的311
周期T=0.02 s,故A项正确;B项,原线圈电压的有效值U1= V=220 V,副线圈电压
25.66n1U122055
的有效值U2= V=4 V.根据电压与匝数成正比,有===,故B项正确;C
n2U2412U248
项,输出功率P2===8 W,输入功率为8 W,电流表的示数I1= A=0.036 4 A=
R2220
2
2
36.4 mA,故C项正确;D项,根据电压与匝数成正比,知当原线圈电压瞬时值最大时,副线圈两端电压的瞬时值最大,故D项错误.
5.(2018·揭阳一模)一含有理想自耦变压器的电路如图所示,变压器副线圈匝数可调,原线圈串联定值电阻r后接在有效值为220V的正弦式交流电源上,定值电阻R=4r.当副线圈匝数调至某位置时,R和r的功率恰好相等.则此时原副线圈匝数比为( ) A.2∶1 C.1∶2 答案 C
解析 由电功率P=IR,当二者的电功率相等的,则:I1·r=I2·4r 1
所以:I2=I1
2I1n2
又:=
I2n1
n11
联立得:=.故A、B、D三项错误,C项正确.
n22
6.如图所示,有一自耦变压器接在稳定的交流电源上,V1、V2为理想电压表.下列说法中正确的是( )
2
2
2
B.4∶1 D.1∶4
A.若F不动,滑片P向上滑动时,V1示数变大,V2示数变小 B.若F不动,滑片P向上滑动时,灯泡消耗的功率变小 C.若P不动,滑片F向下移动时,V1示数不变,V2示数增大 D.若P不动,滑片F向下移动时,灯泡消耗的功率变小 答案 D
解析 电压表V1的示数由交流电源决定,与其他因素无关,A项错误;F不动,变压器输出电压不变,滑片P上滑,副线圈电路总电阻减小,由欧姆定律可知,电流增大,灯泡L功率U1n1
增大,B项错误;若滑片P不动,F下移,副线圈匝数n2减小,由变压规律=可知,输
U2n2出电压U2减小,由欧姆定律可知,电路总电流减小,故灯泡消耗功率减小、滑动变阻器两端电压减小,C项错误,D项正确.
7.如下图所示,为四种亮度可调的台灯的电路示意图,它们所用白炽灯泡相同,且都是“220 V,40 W”,当灯泡所消耗的功率都调于20 W时,哪种台灯消耗的功率最小)( )
答案 C
解析 C图为理想变压器调节,而理想变压器不消耗能量,A、B、D三图中均利用电阻来调节灯泡上的电压,故一定要消耗能量.C项消耗功率最小.
8.(2018·安徽模拟)(多选)图1所示是调压变压器的原理图,线圈AB绕在一个圆形的铁芯上,总匝数为1000匝.AB间加上如图2所示的正弦交流电压,移动滑动触头P的位置,就可以调节输出电压.在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表,变阻器的滑动触头为Q.已知开始时滑动触头位于变阻器的最下端,且BP间线圈匝数刚好是500匝,变阻器的最大阻值等于72欧姆.则下列判断中正确的是( )
A.开始时,安培表示数为0.252 A B.开始时,流过R的交流电频率25 Hz
C.保持P的位置不动,将Q向上移动时,R消耗的功率变大
D.保持Q的位置不动,将P沿逆时针方向转动少许,R消耗的功率变大 答案 CD
解析 A项,开始时,原副线圈的匝数比为2∶1,所以副线圈上的输出电压的有效值为U2n2U2
=U1=18 V,安培表读数为I==0.25 A.A项错误. n1R
B项,变压器不变频,所以周期为0.02 s,频率等于50 Hz.B项错误.
C项,保持P的位置不动,副线圈上的输出电压不变.将Q向上移动时,R上的有效阻值减小,故消耗的功率变大.C项正确.
D项,保持Q的位置不动,R上的有效阻值不变,将P沿逆时针方向移动少许时,副线圈的匝数增大,输出电压增大,故R消耗的功率变大.D项正确.
9.(2018·百色三模)如图所示,矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路.线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动,磁感应强度大小为B,线圈转动的角速度为ω,匝数为N,线圈电阻不计.下列说法正确的是( )
A.电容器的电容C变小时,灯泡变亮 B.将原线圈抽头P向下滑动时,灯泡变暗 C.若线圈转动的角速度变为2ω,灯泡变亮 D.线圈处于图示位置时,电压表读数为0 答案 C
解析 A项,电容器的电容C变小时,容抗增大,故干路电流减小,灯泡变暗,故A项错误; B项,矩形线圈abcd中产生交变电流;将原线圈抽头P向下滑动时,原线圈匝数变小,根U1n1
据变压比公式=可知,输出电压增大,故灯泡会变亮,故B项错误;
U2n2
C项,若线圈转动角速度变为2ω,根据电动势最大值公式Em=NBSω,最大值增加为2倍;有效值E=
Em
,也变为2倍;输出电压增大,故灯泡会变亮,故C项正确; 2
D项,线圈处于图示位置时,是中性面位置,感应电动势的瞬时值为零;但电压表的示数为有效值,故电压表示数不为零,故D项错误.
10.(2018·浙江模拟)智能手机无线充电器的原理类似于变压器,由发射器和接收器组成,分别有一发射线圈和接收线圈,如图甲所示.现将甲图部分电路等效成乙图所示的电路图,发射、接收线圈匝数比n1∶n2=22∶1,接收线圈右侧连接有4个理想二极管,若AB端输入电压为u=311sin200πt(V),下列说法中正确的是( )
A.C端永远是负极
B.CD端输出电压的有效值为10 V C.CD端输出电压的频率是100 Hz
D.当AB端输入恒定直流电时,CD端输出的也是直流电 答案 B
解析 A、C两项,当AB端输入交流电时,由于二极管的作用是只允许正向的电流通过,所以C端永远是正极,D端永远是负极,所以CD端输出的是直流电,故A、C两项错误. B项,当AB端输入电压为u=311sin10πtV时,即原线圈的电压有效值是220 V,根据电压与匝数成正比得副线圈的电压是10 V,副线圈右侧连接有4个理想二极管,二极管具有单向导电性,图中四个二极管左右两侧的正负极位置相反,所以不管交变电流方向怎样,CD端就相当于接了副线圈两端,所以CD端输出电压的有效值为10 V,故B项正确. D项,当AB端输入恒定直流电时,变压器不起作用,CD端无电流,故D项错误.
2020高考物理一轮复习课时作业51电能的输送(含解析)新人教版
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