高中鲁科版物理新选修3-2 第四章 远距离输电 章节练习

高中鲁科版物理新选修3-2 第四章远距离输电
章节练习
一、单选题
1.如图||，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=2：1||，V和A均为理想电表||，灯光电阻R L=6Ω||，AB端电压u1=12 sin100πt（V）．下列说法正确的是（）
A. 电流频率为100Hz
B. V的读数为24V
C. A的读数为0.5A
D. 变压器输入功率为6W
2.在远距离输电中||，如果输送功率和输送距离不变||，要减少输送导线上热损耗||，目前最有效而又可行的输送方法是（）
A. 采用超导材料做输送导线
B. 采用直流电输送
C. 提高输送电的频率
D. 提高输送电压
3.一台理想变压器||，原、副线圈的匝数比n1∶n2= 1∶4||。

原线圈接入220V交流电压||，副线圈的电压为（）
A. 22V
B. 55V
C. 220V
D. 880V
4.如图所示为某款电吹风的电路图．图中理想变压器的两线圈匝数分别为n1和n2||，a、b、c、d为四个固定触点||，可动的扇形金属片P可同时接触两个触点．触片P处于不同位置时||，电吹风可处于停机||，吹热风和吹自然风三种不同的工作状态||，关于该款电吹风||，下列说法中正确的是（）
热风时输入功率450W
自然风输入功率50W
小风扇额定电压50V
正常工作时小风扇的机械功率 42W
A. 小风扇线圈电阻为8Ω
B. 电热丝正常工作时电阻为2A
C. 变压器两线圈的匝数比n1：n2=22：5
D. 触片P与触点b、c接触时||，电吹风吹热风
5.如图所示为远距离高压输电示意图||，关于远距离输电||，下列表述错误的是（）
A. 增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B. 高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗的
C. 在输送电压一定时||，输送的电功率越大||，输电过程中的电能损失越小
D. 高压输电必须综合考虑各种因素||，不一定是电压越高越好
6.如图所示||，M是一小型理想变压器||，接线柱a、b接在电压u＝311sin314t(V)的正弦交流电源上||，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图||，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器||，电流表A2为值班室的显示器||，显示通过R1的电流；电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)||，R3为一定值电阻．当传感器R2所在处出现火警时||，以下说法中正确的是（）
A. A1的示数不变||，A2的示数增大
B. A1的示数增大||，A2的示数增大
C. V1的示数增大||，V2的示数增大
D. V1的示数不变||，V2的示数减小
7.如图所示(a)、(b)两电路中||，当a、b两端和e、f两端分别加上220V的交流电压时||，测得c、d间与g、h间的电压均为110V||。

若分别在c、d与g、h两端加上110V的交流电压||，则a、b间与e、f间的电压分别()
A. 220V、220V
B. 220V、110V
C. 110V、110V
D. 220V、0
8.如图||，有一理想变压器||，原副线圈的匝数比为n：1．原线圈接正弦交流电压U||，输出端接有一个交流电流表和一个电动机．电动机线圈电阻为R．当输入端接通电源后||，电流表读数为I||，电动机带动一重物匀速上升．下列判断正确的是（）
A. 电动机两端电压为IR
B. 电动机消耗的功率为I2R
C. 原线圈中的电流为nI
D. 变压器的输入功率为
二、填空题
9.某发电厂输出的功率为200kW||，输出电压为10kV．若采用200kV的高压输电||，那么||，升压变压器（不计变压器能量损失）的原线圈和副线圈的匝数比为________；输电线等效电阻为10Ω||，输电线上的电压损失为________ V．
10.如图：理想变压器原线圈与10V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0.3W||，正常发光时电阻为30Ω||，已知两灯泡均正常发光||，流过原线圈的电流为0.09A||，可计算出原、副线圈的匝数比为________||，流过灯泡b的电流为________A．
11.输电过程中||，电能的损失主要是有电流的________造成的；我国电网的交变电流周期为0.02s||，因此电流方向在1s内改变________次．用________定则判定直线电流的磁感线方向．
12.有些机床为了安全||，照明电灯用的电压是36V||，这个电压是把380V的交流电压经变压器降压后得到的||。

将变压器视为理想变压器||，如图所示||，如果原线圈是1140匝||，则副线圈的匝数是________匝||，变压器原、副线圈的电流之比为________||。

三、综合题
13.如图所示为一理想变压器||，副线圈上接了一个标有“220V||，44W”字样的灯泡正常发光||，原线圈中的电压表示数为1100V．求：
（1）原、副线圈的匝数比；
（2）电流表的示数．
14.一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户||，已知发电机的输出功率为为50kW||，输出电压为500V||，升压变压器原、副线圈匝数比为1：5||，两个变压器间的输电导线的总电阻为15Ω||，降压变压器的输出电压为220V||，变压器本身的损耗忽略不计||，在输电过程中电抗造成电压的损失不计||，求：（1）升压变压器副线圈的端电压；
（2）输电线上损耗的电功率；
（3）降压变压器原、副线圈的匝数比．
四、解答题
15.某发电机输出功率是100kW||，输出电压是250V||，从发电机到用户间的输电线总电阻R是8Ω||，要使输电线上的功率损失为5%||，而用户得到的电压正好为220V||，求升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比各是多少？
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
【解析】【解答】解；A、AB端电压u1=12 sin100πt（V）．
电流频率为f= =50Hz||，故A错误；
B、电压表的示数为电路的有效电压的大小||，
根据电压与匝数成正比||，可知||，U2=6V||，故B错误；
C、I2= =1A||，A的读数为1A||，故C错误；
D、P1=P2=U2I2=6W||，故D正确．
故选：D．
【分析】根据电压与匝数成正比||，电流与匝数成反比||，变压器的输入功率和输出功率相等||，逐项分析即可得出结论．
2.【答案】D
【解析】【解答】提高输送电压||，因为输送功率不变||，所以输送电压高了||，输送电流就小了||，根据
可得输送导线上热损耗就小了.
故选D
【分析】远距离输电中提高输送电压是减小损耗的有效方法||。

3.【答案】D
【解析】【分析】由变压器的电压与匝数的关系式得到||，D对||，ABC错||。

【点评】本题学生明确变压器中原副线圈间的电压||，电流||，功率关系||。

4.【答案】A
【解析】【解答】解：A、小风扇的热功率为：P热=50﹣42=8W；电流I= =1A；则由P=I2r可得||，r=8Ω；故A正确；
B、电热丝的功率P′=450﹣50=400W；由P= 可知||，电热丝电阻R= =121Ω；故B错误；
C、根据变压器的原线圈、副线圈的匝数与电压的关系：n1：n2=50：220=5：22||，故C错误；
D、只有电热丝接入时才能吹热风；故吹热风时触片P与触点a、b接触||，故D错误；
故选：A
【分析】当电吹风机送出来的是冷风时||，说明电路中只有电动机自己工作；小风扇消耗的功率转化为机械功率和线圈上的热功率；
根据变压器的原线圈、副线圈的匝数与电压的关系计算匝数比．
5.【答案】C
【解析】【解答】解：A、增加输电导线的横截面积||，根据电阻定律知可以减小输电线的电阻||，从而减少损失的功率．A符合题意．
B、根据P=UI||，输电电压越高||，输电电流越小||，再根据P损=I2R知||，损耗的功率越小．B符合题意．
C、输电电压一定||，输送功率越大||，输电电流越大||，根据P损=I2R知||，损失的功率越大．C不符合题意．
D、在高压输电的过程中||，电压过高时||，感抗和容抗影响较大||，所以不一定是电压越高越好．D符合题意．
本题选错误的||，故答案为：C．
【分析】降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的电阻||，由电阻定律R＝ρ可知||，在输电距离一定的情况下||，为了减小电阻||，应采用电阻率小的材料||，也可以增加导线的横截面积．(2)减小输电导线中的输电电流||，由P＝UI可知||，当输送功率一定时||，提高输电电压||，可以减小输电电流．据此可以选出正确答案||。

6.【答案】D
【解析】【分析】电压表V1的示数不随负载的变化而变化||，C错误；当传感器R2所在处出现火情时||，电阻R阻值变小||，总电流变大||，由串反并同可知A2变大||，由变压器规律可知输入电流增大||，R3分得电压增大||，V2的示数减小||，D对||。

【点评】本题难度中等||，在判断此类问题时要搞清楚三个决定关系：输入电压决定输出电压、输出电流决定输入电流、输出功率决定输入功率||。

7.【答案】B
【解析】【分析】根据变压器知识||，电压之比为线圈之比||，所以原副线圈之比为2:1||，若在cd街上110||，则升压到220V||，C排除||。

若在ef加220V||，gh只有110V||，说明正好在电阻中间处||，若在gh加110V||，有没有有电流流过ef上其他电阻||，所以ef电压只有110V||，答案为B
【点评】本题考查了变压器变压以及滑动变阻器分压的区别||。

变压器的工作原理建立在电磁感应的基础上||，而滑动变阻器分压是建立在串并联电路的基础上
8.【答案】D
【解析】【解答】解：A、电动机电路属于非纯电阻电路||，则欧姆定律不适用．因此电动机两端的电压不能为IR||，故A错误；
B、电动机消耗的功率为线圈内阻消耗的功率与输出功率之和||，而为I2R仅是电动机线圈电阻的功率||，故B错误；
C、因为原副线圈的匝数比为n||，且电流表读数为I||，则由理想变压器的原副线圈的电流与匝数成反比得||，原线圈的电流为||，故C错误；
D、理想变压器的原线圈的电压为U||，而电流为||，则变压器的输入功率为U ．故D正确；
故选：D
【分析】理想变压器的输入功率与输出功率相等||，而副线圈与电动机相连||，则电动机的输出功率与电动机线圈的内阻之和为副线圈的输出功率．
二、填空题
9.【答案】1：20；10
【解析】【解答】解：根据电压与匝数成正比||，有
输电上的电流
电压损失△U=IR=1×10=10V
故答案为：1：20 10
【分析】根据变压器线圈匝数比等于电压之比即可求解；由△U=IR求输电线上电压损失．
10.【答案】10：3；0.2
【解析】【解答】因a正常发光||，根据公式||，得||，由得匝数比为；
又a正常发光||，根据公式得||，
因b灯与a 灯并联||，则U b=U a=3V
由得副线圈总电流；
又因b灯与a 灯并联||，所以副线圈总电流I2=I a+I b
故流过灯泡b的电流I b=I2﹣I a=0.2A||。

【分析】合理选择功率计算公式||，结合理想变压器的匝数比与电流比、电压比关系||，可快速求解||。

由a 灯正常发光可求出副线圈的电压||，由得；
a 灯泡正常发光时可由额定功率和电阻求出a灯泡电压、电流；
根据公式可计算出副线圈的I2||，再根据并联电路特点I b=I2﹣I a||，求出流过灯泡b的电流
I b||。

11.【答案】热效应；100；安培
【解析】【解答】解：输电过程中||，电能的损失主要是有电流的热效应造成的；我国电网的交变电流周期为0.02s||，因此电流方向在1s内改变100次；
用安培定则判定直线电流的磁感线方向；
故答案为：热效应||，100||，安培．
【分析】电能的损失是线路电阻发热产生；交流电一个周期电流方向改变2次；电流的磁场可以用安培定则判断．
12.【答案】108；9：95
【解析】【解答】由于原线圈的电压为380V||，副线圈的电压为36V||，则原副线圈的匝数之比为
||，故副线圈的匝数；由可知变压器原、副线圈的电流之比为I1:I2=9：95 ||。

【分析】考查了理想变压器工作原理||，属于基础题||。

三、综合题
13.【答案】（1）解：根据电压与匝数成正比||，有n1：n2=U1：U2
n1：n2=1100：220=5：1
（2）解：根据输入功率等于输出功率||，有P1=P2=44w
I1= =0.04A
【解析】【分析】（1）根据电压与匝数成正比求原、副线圈的匝数比；（2）根据输入功率等于输出功率求电流表示数；
14.【答案】（1）解：因为||，所以=2500V
（2）解：P2=P1=50kW．
输电线中电流= ||，
则=202×15W=6000W
（3）解：用户得到功率P4=P1﹣P损=44000W||，
所以降压变压器副线圈电流I4= = A=200A
故
【解析】【分析】（1）根据理想变压器原副线圈两端的电压与匝数成正比||，求解升压变压器副线圈的端电压；（2）变压器不改变功率||，由P=UI求出输电线中电流||，由功率公式求解输电线上损耗的电功率；
（3）用户得到的功率等于发电机的输出功率减去输电线上损失的功率||，根据用户得到的功率||，由功率公式求出降压变压器副线圈中电流||，再由电流与匝数成反比求解降压变压器原、副线圈的匝数比．
四、解答题
15.【答案】解：由P=UI可得：
升压变压器的原线圈输入电流：
输电线上损失的功率：
由P损=I2R得；输电线上的电流
由得：升压变压器的匝数比
用户得到的功率P4=P3=P1﹣P损
=100×103﹣5×103W
=95×103W
由P=UI可得：降压变压器原线圈两端的电压
由得：
降压变压器的匝数比：
答：升压变压器和降压变压器的匝数比1分别为：1：16 190：11
【解析】【分析】发电机输出功率是100kW||，输出电压是250V||，根据P=UI可计算出升压变压器原线圈的输入电流I1||，在根据输电线上的功率损失为5%||，可计算出升压变压器副线圈的电流I2||，根据即可求出升压变压器的匝数比；由题意可计算出用户得到的功率||，根据P=UI又可计算出降压变压器原线圈两端的电压||，根据即可求出降压变压器的匝数比．。