鲁科版高中物理选修3-2第四章《变压器、电能的输送考试》单元测试(含答案)

第四章　变压器、电能的输送
一、单选题
如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2.则
A.
用户端的电压为
B.
输电线上的电压降为U
C.
理想变压器的输入功率为
D.
输电线路上损失的电功率为
如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为20∶1，b接原线圈的中心触头，电压表和电流表均为理想电表．从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u＝220sin
100πt(V)，则下列说法正确的是
A.
单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小
B.
原线圈和副线圈中交变电流的频率之比为
C.
当单刀双掷开关与b连接时，电压表的示数为22
V
D.
当单刀双掷开关由a拨向b时，电压表和电流表的示数均变小
如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心轴头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝220
sin
100πt(V)，则
A.
当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小
B.
当时，c、d间的电压瞬时值为110
V
C.
单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小
D.
当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22
V
法拉第在1831年发现了“磁生电”现象．如图所示，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A和电池连接，线圈B用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针．实验中可能观察到的现象是
A.
用一节电池作电源小磁针不偏转，用十节电池作电源小磁针会偏转
B.
线圈B匝数较少时小磁针不偏转，匝数足够多时小磁针会偏转
C.
线圈A和电池连接瞬间，小磁针会偏转
D.
线圈A和电池断开瞬间，小磁针不偏转
如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶
n2＝2∶1，和均为理想电表，灯泡电阻RL＝6
Ω，AB端电压
。下列说法正确的是
A.
电流频率为100
Hz
B.
的读数为24
V
C.
的读数为0.5A
D.
变压器输入功率为6
W
如图所示，理想变压器的副线圈上接有三个灯泡，原线圈与一个灯泡串联接在交流电源上．若四个灯泡完全相同，且都正常发光，则电源两端的电压与灯泡两端的电压之?比为
A.1：1
B.
2：1
C.
3：1
D.
4：1
关于理想变压器特点的下列说法中正确的是
A.
理想变压器能够使电压升高，同时电流变大
B.
原副线圈具有相同的磁通量及变化率，产生的感应电动势也相同
C.
原副线圈没有电阻，铁芯中不会产生涡流
D.
原线圈往往匝数少，绕线粗，电流大
如图所示，导线AB可在平行导轨MN上滑动，接触良好，轨道电阻不计，电流计中有如图所示方向感应电流通过时，AB的运动情况是
A．向左匀速运动
B．向左减速运动
C．向右匀速运动
D．向右减速运动
二、多选题
如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关S断开，当开关S接通时，下列说法中正确的是
A.
副线圈两端M、N的输出电压减小
B.
副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大
C.
通过灯泡L1的电流减小
D.
原线圈上电流增大
如图甲所示，某个小型交流发电机的“转子”部分由单匝导线框组成，导线框所处的磁场看做匀强磁场，磁感应强度大小为B＝2.828
T，导线框面积为S＝0.04
m2，其电阻忽略不计，线框绕固定转轴以角速度ω＝314
rad/s匀速转动．若将其接入图乙所示的理想变压器原线圈输入端，所有电表均为理想电表，原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶1，灯泡L1和L2电阻均为12.56
Ω不变，以下说法正确的是
?
A.
该交流电的频率为50
Hz
B.
电压表V1的示数为3.14V
C.
开关S断开，此时小灯泡L1的电功率为3.14W
D.
开关S闭合，电流表A1的示数变小
如图所示的变压器，接如图甲所示的交流电时，灯泡正常发光，电容器没有被击穿，现将电源换成如图乙所示的交流电，则
A.
由于乙交变电流的周期变短，因此灯泡比第一次亮
B.
由于乙的频率比甲的大，因此电容器有可能被击穿
C.
无论接甲，还是接乙电源，若滑动触头P向上移动，灯泡都变暗
D.
若将副线圈n2的匝数增加，灯泡消耗的功率将变大
如图，电阻不计的金属导轨PQ、MN水平平行放置，间距为L，导轨的P、M端接到匝数比为n1：n2=2：1的理想变压器的原线圈两端，变压器的副线圈接有阻值为R的电阻．在两导轨间x≥0区域有垂直导轨平面的磁场，磁场的磁感应强度，一阻值不计的导体棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好．开始时导体棒处于x=0处，从t=0时刻起，导体棒ab在沿x正方向的力F作用下做速度为v的匀速运动，则
A.
导体棒ab中产生的交变电流的频率为kv
B.
交流电压表的示数为2B0Lv
C.
交流电流表的示数为
D.
在x=0到
这段过程，力F做的功为
如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光要使灯泡变亮，可以采取的方法有
A.
向下滑动P
B.
增大交流电源的电压
C.
增大交流电源的频率
D.
减小电容器C的电容
如图所示，理想变压器的原副线圈匝数比，原线圈接正弦交流电，其电压瞬时值表达式为
；副线圈接有“220V　40W”的白炽灯泡一只当输入端接通电源后，以下说法正确的是
A.
灯泡两端的电压为150
V
B.
灯泡两端的电压为110
V
C.
灯泡实际消耗的功率为额定功率的
D.
若将灯泡与副线圈断开，则副线圈两端电压为零
如图1所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为5:1，原线圈接入图2所示的电压，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法正确的有
A.
图乙中电压的有效值为220V
B.
电压表的示数为44V
C.
R处出现火警时电流表示数增大
D.
R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大
关于下列器材的原理和用途，正确的是
A.
变压器可以改变交变电压但不能改变频率
B.
扼流圈对交流电的阻碍作用是因为线圈存在电阻
C.
真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流使炉内金属熔化
D.
磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
三、计算题
1．某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9
kW，输出电压为500
V，输电线的总电阻为10
Ω，允许线路损耗的功率为输出功率的4%.
(1)当村民和村办小企业需要220
V电压时，求所用升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)
(2)若不用变压器而由发电机直接输送，则村民和村办小企业得到的电压和功率各是多少？
2．某河的水流量为4
m3/s，水流下落的高度差为5
m．现在利用河水来发电，设所用发电机的总效率为50%.
(1)求发电机的输出功率．
(2)设发电机的输出电压为350
V，在输送途中输电线的电阻为4
Ω，损耗的功率为输出功率的5%，问在用户需用电压为220
V时，所用升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别为多少？(取g＝9.8
m/s2)
参考答案
一、单选1.
A
2.C
3.D
4.C
5.
D
6.
D
7.
D
8.
B
二、多选9.
BCD
10.
AC
11.
CD
12.
AD
13.
BC
14.BC
15.CD
16.
AD
三、计算题
1.解析　(1)建立如图甲所示的远距离输电模型
由线路损耗的功率P线＝IR线和P线＝4%P出
可得I线＝6
A
又P出＝U2I线
所以U2＝1
500
V
则U3＝U2－I线R线＝1
440
V
由理想变压器规律可得
＝＝，＝＝
所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是1∶3和72∶11.
(2)若不用变压器而由发电机直接输送(模型如图乙所示)．由P出＝UI线′可得I线′＝18
A
所以线路损耗的功
率P线′＝I线′2R线＝182×10
W＝3
240
W
用户得到的电压
U用户＝U－I线′R线＝(500－18×10)
V＝320
V
用户得到的功率P用户＝P出－P线′＝(9
000－3
240)
W＝5
760
W.
2.解析：(1)水推动发电机叶轮的功率
P＝
又m＝ρV
所以P＝
发电机的输出功率为
P出＝50%P
解得P出＝50%×1.0×103×4×9.8×5
W＝9.8×104
W.
(2)输电线上损耗的功率为
P损＝5%P出＝5%×9.8×104
W＝4.9×103
W
又P损＝I2r
所以输电线中的电流
I＝
＝
A＝35
A
根据理想变压器的输入功率和输出功率相等可知，升压变压器副线圈两端的电压为
U2＝＝
V＝2.8×103
V
所以升压变压器原、副线圈的匝数比为
＝＝＝
因为降压变压器原线圈两端的电压为
U1′＝2.8×103
V－35×4
V＝2.66×103
V
副线圈两端的电压为U2′＝220
V
所以降压变压器原、副线圈的匝数比为
＝＝＝.
PAGE
/
NUMPAGES