人教版高中物理选修3-2交变电流与电能的输送测试题

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人教版高中物理选修3-2检测：第五章交变电流5.5电能的输送

5.5 电能的输送课时作业基础达标1．发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至学校的输电导线的总电阻为R ，经过导线的电流为 I ，学校获取的电压为 U 2，则输电线上消耗的电压可表示为()A ．U 1B ．U 1－IRC ． IRD ． U 2【分析】输电线的电压损失ΔU＝U 1－ U 2＝ IR ， B 错误， C 正确； U 1 为输出电压， U 2为用户获取的电压， A 、 D 错误．【答案】C2．如图为远距离高压输电的表示图，对于远距离输电，以下表述正确的选项是 ()A ．增添输电导线的横截面积有益于减少输电过程中的电能损失B ．高压输电是经过减小输电电流来减小电路的发热消耗C ．在输送电压一准时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D ．高压输电一定综合考虑各样要素，不必定是电压越高越好【分析】依据 P ＝ I 2R 可知，在电流 I 必定的状况下，减小电阻 R 能够减少电路上的电L能损失，而 R ＝ ρ ，因此增大输电线横截面积 S 可减小电阻R ，A 正确；由输送电功率P ＝ UI ，S2得输电线损失电功率P 线＝I 2R ＝ P2R ，可见减小输电电流可减小电路发热消耗，在输送电压一U准时，输送的电功率 P 越大，电能损失越大， B 正确， C 错误；高压输电其实不必定是电压越高越好，电压过高时，会带来技术和设施上的困难，因此D 正确．【答案】ABD3．某变电站用 11 kV 交变电压输电，输送功率必定，输电线的电阻为R.现若用变压器将电压高升到 220 kV 送电，下边选项正确的选项是 ()U，因此输电线上的电流增为本来的20 倍A ．因 I ＝RB ．因 P ，因此输电线上的电流减为本来的1I ＝ U20U 2400 倍C ．因 P ＝ R ，因此输电线上损失的功率增为本来的D．若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为本来的1 400【分析】由ΔP＝I2P21U，故 A 错．若ΔP不变，R＝U R 知，ΔP′＝400ΔP，C 错．此题 I≠R1R′＝ 400R，由电阻定律可得：d′＝20d， D 错，选 B.【答案】B4．某小型水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW ，若以 1 100 V送电，则线路损失为 10 kW ，若以 3 300 V 送电，则线路损失功率可变成()A ． 3.3 kW B． 1.1 kWC． 30 kW D． 11 kW【分析】依据 PP 2可知，热损失功率跟输送电压的平方成反比，故 B 选项正确．损＝U r【答案】B5．一台发电机最大输出功率为4000 kW ，电压为4000 V ，经变压器 T1升压后向远方输电．输电线路总电阻 R＝ 1 k Ω到.目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V,60 W) ．若在输电线路上耗费的功率为发电机输出功率的10%，变压器 T1和 T2的消耗可忽视，发电机处于满负荷工作状态，则()A ． T1原、副线圈电流分别为103A和 20AB． T2原、副线圈电压分别为 1.8 ×105 V 和 220 VC． T1和 T2的变压比分别为：50 和： 1D．有 6×104盏灯泡 (220 V 、 60 W) 正常发光【分析】输电线上耗费的功率P2P线线＝ I 2R＝ 400 kW ，则 I2＝＝ 20 A，又 P1＝ U1 I1，R则 I1＝P1＝103 A ，故 A 正确； T1的变压比U1＝I2＝1，又 P＝ U1I1＝U 2I2，得 U2＝2×105 V ，U 1U 2I150输电线上损失电压 U 线＝ I2R＝ 2×104V ，则 T2原线圈的输入电压U 3＝U 2－ U 线＝ 1.8 ×105 V，又灯泡正常发光， T2的副线圈的电压为220 V ，B 正确； T2的变压比U3 1.8 ×105 9000，C 错误；＝220＝U 411依据 U3I 2＝ 60n，解得 n＝ 6×104，D 正确．【答案】ABD6．某小型水电站的电能输送表示图以下图，发电机的输出电压为200 V ，输电线总电阻为 r ，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器 )．要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，则()2n 3A. n1>n 4n 2 n 3B.<n 1 n 4nC ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D ．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率【分析】依据变压器的电压与匝数之间的关系得n 2＝ U 2 ，n 3＝ U3 ，因为输电线上损失n 1 200n 4 220电压 U ＝IR ，U 2＝U 3＋U ，故 U 2>U 3， n 2 n 3> ， A 选项正确， B 选项错误；升压变压器的输n 1 n 4出功率等于降压变压器的输出功率与输电线损失功率的和，故D 选项正确， C 选项错误．【答案】AD7．发电机端电压为220 V ，输送功率 110 kW ，若要保证用户起码获取 100 kW 电功率，则输电导线电阻不得大于________Ω；若用一个升压变压器升压至5 500 V 后进行输电，则导线电阻不得大于 ________Ω.【分析】由题可知，用户获取100 kW 的电功率，则输电线损失为 10 kW.I 1＝110 0002220A ＝ 500 A,10 000 W ＝I 1 ·R 1，R 1＝ 10 000Ω＝ 0.04 Ω， R 1≤ 0.04 ，Ω250 000I 2＝ 110 000 210 000 Ω.5 500 A ＝ 20 A,10 000 W ＝I 2·R 2， R 2＝ 400 Ω＝ 25 Ω，故 R 2≤ 25【答案】 0.04 258．某发电站的输出功率为104 kW ，输出电压为 4 kV ，经过理想变压器升压后向80 km远处供电．已知输电导线的电阻率为 ρ＝ 2.4 ×10－8 Ω·m，导线横截面积为 1.5 ×10 － 4 m 2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：(1)升压变压器的输出电压； (2)输电线路上的电压损失．2L【分析】(1)设输电导线的电阻为 r ，则 r ＝ ρS＝ 25.6 Ω，由题意知 P 损＝P 出 ×4%＝I 2r ，则 I ＝ 125 A ，即升压变压器的输出电压U 2＝P＝ 8×104 V.I(2)输电线路上的电压损失U 损＝ Ir ＝ 3200 V.【答案】 (1)8 ×104V(2)3200 V能力提高1．以下图为远距离沟通输电的简化电路图．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，其尾端间的电压为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I1U 1A ．用户端的电压为I 2B．输电线上的电压降为 UC．理想变压器的输入功率为D．输电线路上损失的电功率为I 2.则2I1 rI1U()【分析】由理想变压器输入、输出功率相等可知P1＝P2，即 U1 I1＝ U2I2? U2＝I1U1， AI 2正确．由输电电路图知，输电线上的电压降为U＝ U －U 1， B 错．理想变压器的输入功率P22＝ U 1I 1＝ UI 1－ I1r， C 错．输电线路上损失的电功率为P＝ I 1·r＝ I1U－ I1U 1， D 错．【答案】A2．图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1＝ n4<n2＝ n3，四根模拟输电线的电阻 R1、 R2、 R3、R4的阻值均为 R， A1、A 2为同样的理想沟通电流表，L1、L 2为同样的小灯泡，灯丝电阻 R L>2R，忽视灯丝电阻随温度的变化．当 A、B 端接入低压沟通电源时 ()A ． A 1、A 2两表的示数同样B． L1、 L2两灯泡的亮度同样C． R1耗费的功率大于R3耗费的功率D． R2两头的电压小于R4两头的电压【分析】远距离输电过程中，应用高压输电能够减小输电线上的功率损失，R1上耗费的功率小于R3上耗费的功率， C 项错；而比较两个不一样输电回路，输电线电阻同样，由P 损＝ I2·2R 可知， A 1示数小于 A 2示数， A 项错；依据欧姆定律可知，R2两头电压小于R4两头电压， D 项正确；因为输电线上损失电压不一样，故两灯泡两头电压不一样，故亮度不一样， B 项错．【答案】D3．电厂发电机的端电压为 250 V ，输出功率为 10 kW ，在进行远距离输电时，输电线总电阻为 5 Ω，则 ( )A ．直接输电，用户端的电压只有 50 VB ．若要求用户端的电压为220 V ，则应装备原、副线圈匝数比为： 4(发电厂 )和：1(用户端 )的变压器C ．若要求输电线消耗的功率仅为总功率的5%，则用户端的电压为 237.5 VD ．若用 10000 V 的高压输电，输电线的消耗功率仅为总功率的 0.05%【分析】直接输电时的电流为I ＝ P ＝10×103A ＝ 40 A ，因此输电线上的电压损失为ΔUU 250＝ IR ＝ 40×5 V ＝ 200 V ，因此用户两头获取的电压可求，为：U ′＝ U －ΔU＝ 250 V － 200 V ＝ 50 V ，22故 A 正确；用 10000 V 的高压输电时，功率损失为：ΔP＝P2100002U R ＝ 10000 ×5 W ＝ 5 W ，因此输电线的消耗功率仅为总功率的0.05%，故 D 正确．【答案】AD4．某水电站，用总电阻为 2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户，其输出电功率是 3×106kW. 现用 500 kV 电压输电，则以下说法正确的选项是 ()A ．输电线上输送的电流大小为 2.0 ×105 AB ．输电线上电阻造成的损失电压为15 kVC ．若改用 5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为 9×108kWD ．输电线上损失的功率为P ＝ U 2 /r ， U 为输电电压， r 为输电线的电阻9【分析】当 U ＝500 kV 时， I ＝ P ＝3×105 A ＝ 6×103A ，而 U 损＝ IR ＝15 kV ，应选项 AU 5×102U错误，选项 B 正确；输电线损失功率不行能比输出功率还大，应选项 C 错误； P ＝ r 中， U应是输电线电阻上的电压，即损失电压，而不是输电电压，应选项D 错误．【答案】B5．风力发电作为新式环保新能源，近几年来获取了迅速发展，以以下图所示风车阵中发电机输出功率的 100 kW ，输出电压为 250 V ，用户需要的电压为 220 V ，输电线电阻为 10 Ω若.输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比．(2)画出此输电线路的表示图．(3)用户获取的电功率是多少．【分析】(1)输电线损失的功率P 损＝P×4%＝ 100 kW ×4%＝ 4 kW.输电线电流 I 2＝P损4×103A ＝20 A.＝10R线3升压变电器输出电压U 2＝P＝100×10V ＝ 5×103 V. I220升压变压器原、副线圈匝数比：n1＝U1＝250＝1n2 U25000 20.电压损失 U 损＝ I2R 线＝ 20×10 V ＝200 V.降压变压器原线圈端电压U3＝U 2－ U 损＝4800 V.降压变压器原、副线圈匝数比n3＝ 4800＝240n4 22011 .(2)以下图．(3)用户获取的电功率即降压变压器的输出功率为P 用＝P－ P 损＝ P(1－ 4%)＝ 100 ×96% kW ＝96 kW.【答案】： 20： 11 (2)看法析图 (3)96 kW6．有条河流，流量 Q＝ 2 m 3/s，落差 h＝5 m ，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为 240V ，输电线总电阻 R＝ 30 Ω，同意损失功率为输出功率的6%，为知足用电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220 V,100 W ”的电灯正常发光？ (取 g＝ 10 N/kg)【分析】设ρ为水的密度电源端： P 输出＝ mgh/t×50%＝Qρgh×0.5＝2×1×103×10×5×0.5 W＝5×104 W.输出电压U0＝ 240 V ，输送电路以下图．为知足输电要求，据2P 损＝I送R，有I 送＝P 损/R ＝P输出×6%＝5×104×0.06 A ＝ 10 A.R 304则送电电压为 U 送＝P输送＝5×10V ＝ 5×103 V.I 送10因此升压变压器的变压比为 n 1 ：n 2＝U 0 ：U 送＝ 240/(5 ×103)＝输电线电压损失U 损＝I 送 R ＝ 10×30 V ＝300 V.用户端： U 1＝ U 送－ U 损＝ 5×103 V － 300 V ＝ 4 700 V.据题意可知， U ＝ 220 V ，因此降压变压器的匝数比为n ′ ：n ′＝ U212111.： 125.：U 2＝ 4 700＝：220因为理想变压器没有能量损失，因此可正常发光的电灯盏数为N ＝P输出－P 损＝P 灯445×10 － 5×10 ×0.06盏＝ 470 盏．【答案】： 125： 11 470 盏。

高中物理：选修3-2交变电流复习检测题

选修3-2交变电流复习检测题（注：1-11为单选，12-19为多选）1．如图所示是交流电的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是( )2．关于电能输送的以下分析，正确的是 ( )A ．由公式P ＝U 2R 知，输电电压越高，输电线上功率损失越少B ．由公式P ＝U 2R知，输电导线电阻越大，输电线上功率损失越少 C ．由公式P ＝I 2R 知，输电电流越大，输电导线上功率损失越大D ．由公式P ＝UI 知，输电导线上的功率损失与电流成正比3．一个矩形线圈在匀强磁场里做匀速转动，所产生的交流电动势的瞬时值表达式为 e ＝220sin10πt V ，则下列说法正确的是 ( )A ．该交流电的频率是10π HzB ．该交流电的有效值是220 VC ．t ＝20 s 时，线圈所受的安培力最大D ．t ＝20 s 时，穿过线圈的磁通量最大4．两个相同的电阻，分别通以如图所示的两种交变电流，则在一个周期内，甲、乙在电阻上产生的热量之比等于 ( )A ．3∶1B ．1∶2C ．2∶1D ．1∶15．一理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1，原线圈接在一个交流电源上，电压u 随时间t 变化的规律如图所示；副线圈所接电阻是11 Ω.则下列判断中错误的是 ( )A ．原线圈中的交变电流的频率是50 HzB ．变压器输入、输出的功率之比为4∶1C ．副线圈的输出电压为55 VD ．流过副线圈的电流是5 A6．如图所示，匝数为100的矩形线圈abcd 处于磁感应强度B ＝6225πT 的水平匀强磁场中，线圈面积S ＝0.5 m 2，内阻不计．线圈绕垂直于磁场的轴以角速度ω＝10π rad/s 匀速转动，线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接入一只“12 V 、12 W ”的灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是 ( )A ．通过灯泡的交变电流的频率是50 HzB ．变压器原、副线圈匝数之比为10∶1C ．矩形线圈中产生的电动势的最大值为120 VD ．若将灯泡更换为“12 V 、24 W ”且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速7．如图为远距离输电示意图，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是( )A ．升压变压器的原线圈中的电流与用户电设备的功率无关B ．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定C ．当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大D ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压8.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V 的正弦交流电源上，如图所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为U ，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k ，则 ( )A ．U ＝66 V ，k ＝19B ．U ＝22 V ，k ＝19C ．U ＝66 V ，k ＝13D ．U ＝22 V ，k ＝139.在图示电路中，a 、b 接在电压有效值不变的交流电源两端，R 0为定值电阻，R 为滑动变阻器．现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A 1的示数增大了0.2 A ，电流表A 2的示数增大了0.8 A ，则下列说法正确的是 ( )A ．电压表V 1示数增大B ．电压表V 2、V 3示数均增大C ．该变压器起升压作用D ．变阻器滑片是沿c →d 的方向滑动10．如图所示是观察电阻R 随温度变化情况的示意图．现在把杯中的水由冷水换为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是 ( )A ．如果R 为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B ．如果R 为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C ．如果R 为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化非常明显D ．如果R 为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显11．一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出将湿手烘干。

人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》单元测试题(解析版)

第五章《交变电流》单元测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.远距离输送一定功率的交流电，若输送电压提高到n倍，则( )A．输电线上的电压损失增大B．输电线上的电能损失增大C．输电线上的电压损失不变D．输电线上的电能损失减少到原来的2.如图所示的电路，F为一交流发电机，C为平行板电容器，为使电流表A的示数增大，可行的办法是( )A．使发电机F的转速增大B．使发电机F的转速减小C．在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质D．使电容器两极板间的距离增大3.在图甲所示的电路中，理想变压器原线圈两端的正弦交变电压变化规律如图乙所示．已知变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，串联在原线圈电路中电流表A1的示数为1 A，下列说法正确的是( )A．电压表V的示数为200VB．变压器的输出功率为200 WC．变压器输出端交流电的频率为100 HzD．电流表A2的示数为0.1 A4.如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1，副线圈上接三个相同的灯泡，均能正常发光，原线圈中再串一个相同的灯泡L，则( )A．灯L也能正常发光B．灯L比另外三个灯都暗C．灯L将会被烧坏D．不能确定5.如图所示，一圆柱形铁芯上沿轴线方向绕有矩形线圈，铁芯与磁极的缝隙间形成了辐向均匀磁场，磁场的中心与铁芯的轴线重合．当铁芯绕轴线以角速度ω沿顺时针方向匀速转动时，下列线圈中电流随时间变化的图象，正确的是(从图位置开始计时，N、S极间缝隙的宽度不计，以a边的电流进入纸面，b边的电流出纸面为正方向)( )A．B．C． D．6.如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压U1一定，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.下列说法正确的是( )A．当用户的用电器增多时，U2减小，U4变大B．当用户的用电器增多时，P2变大，P3减小C．要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应减小降压变压器的匝数比D．要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应增大降压变压器的匝数比7.如图所示为远距离输电线路的示意图：若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是( )A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定C．当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压8.一台理想变压器从10 kV的线路中降压并提供200 A的负载电流．已知两个线圈的匝数比为40∶1，则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率是( )A． 5 A,250 V,50 kWB． 5 A,10 kV,50 kWC． 200 A,250 V,50 kWD．200 A,10 kV,2×103kW9.一正弦交流电的电流随时间变化规律图象如图所示，由图可知( )A．用电流表测该电流其示数为14.1 AB．该交流电流的频率为100 HzC．该交流电流通过10 Ω电阻时，电阻消耗的电功率为1 000 WD．该交流电流瞬时值表达式为i＝10sin 628t(A)10.下面的电路图是电子技术中的常用电路图(如图所示)．a、b是电路的输入端，其中输入的高频电流用“”表示，低频电流用“～”表示，直流电流用“－”表示．对于负载电阻R中通过的电流有以下说明．①图甲中R通过的是低频电流②图乙中R通过的是高频电流③图乙中R通过的是低频电流④图丙中R通过的是直流电流⑤图丁中R通过的是高频电流其中正确的是( )A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．①③④11.某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按如图所示规律变化，副线圈接有负载．下列判断正确的是( )A．输出电压的最大值为36 VB．原、副线圈中电流之比为55∶9C．变压器输入、输出功率之比为55∶9D．交流电源有效值为220 V，频率为50 Hz12.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5 Ω，外接一只电阻为95 Ω的灯泡，如图乙所示，则( )A．电压表的示数为220 VB．电路中的电流方向每秒钟改变50次C．灯泡实际消耗的功率为484 WD．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J13.如图所示，理想变压器的输入端通过灯泡L1与输出电压恒定的正弦交流电源相连，副线圈通过导线与两个相同的灯泡L2和L3相连，开始时开关S处于断开状态．当S闭合后，所有灯泡都能发光，下列说法中正确的有( )A．副线圈两端电压不变B．灯泡L1亮度变亮，L2的亮度不变C．副线圈中电流变大，灯泡L1变亮，L2变暗D．因为不知变压器原、副线圈的匝数比，所以L1及L2的亮度变化不能判断14.在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则( )A．t＝0.005 s时线圈平面与磁场方向平行B．t＝0.010 s时线圈的磁通量变化率最大C．线圈产生的交变电动势频率为100 HzD．线圈产生的交变电动势有效值为311 V15.如图所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动(ab向纸外，cd向纸内)．若从如图所示位置开始计时，并规定电流方向沿a→b→c→d→a为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是( )A． B． C． D．二、多选题(每小题至少有两个正确答案)16.(多选)有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电源，则( )A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小17.(多选)如图，一矩形导线框在匀强磁场中绕轴OO′匀速转动，产生的交变电流通过升压变压器的原线圈送入电路，使灯泡发光，若灯泡偏暗，不能正常工作，为使灯泡能够正常工作，下列各项措施中正确的是( )A．只增加匝数n1B．只增加匝数n2C．只向左移动滑动变阻器R的滑片D．只增加矩形导线框的转速18.(多选)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为11∶2，原线圈两端的输入电压u＝220sin 100πt(V)，电表均为理想电表，滑动变阻器R接入电路部分的阻值为10 Ω.下列叙述中正确的是( )A．该交流电的频率为50 HzB．电压表的读数为42VC．电流表的读数为4 AD．若滑动变阻器的滑片P向a端移动，电流表的读数变大19.(多选)我国“西电东送”采用高压输电，继三峡至常州500 kV直流输电工程后，又实现了三峡至广东的500 kV直流输电工程．采用高压直流输电有利于不同发电机为同一电网供电和不同电网的互联．关于高压直流输电，下列说法正确的是( )A．高压输电可以减小输电电流，从而减少输电导线的能量损失B．恒定的直流输电可以有效消除交流高压输电中感抗和容抗的影响C．可以加快输电的速度D．为实现高压直流输电，可以用变压器直接改变恒定电流的电压20.(多选)如图所示，一理想变压器原线圈可通过滑动触头P的移动改变其匝数，当P接a时，原、副线圈的匝数比为5∶1，b为原线圈的中点，副线圈接有电容器C、灯泡L、理想电流表A以及R＝44 Ω的定值电阻．若原线圈接有u＝311sin 100πt V的交变电压，下列判断正确的是( )A．当P接a时，灯泡两端电压为44 VB．当P接b时，电流表的读数为2 AC．P接b时灯泡消耗功率比P接a时大D．P固定在a点不移动，原线圈改接u＝311sin 200πt V的电压，灯泡亮度不变三、实验题21.有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线．(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的A、B位置，由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)．(2)如果把它看成理想变压器，现要测定A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量，并用字母表示)________A线圈的匝数为nA＝________.(用所测物理量符号表示)四、计算题22.如图所示，交流发电机的矩形线圈abcd中，ab＝cd＝50 cm、bc＝ad＝30 cm、匝数n＝100匝、线圈电阻r＝0.2 Ω，外电阻R＝4.8 Ω.线圈在磁感应强度B＝0.05 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动，角速度ω＝100π rad/s.(1)求产生感应电动势的最大值．(2)若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式．(3)交流电压表和交流电流表的示数各为多少？(4)此发电机的功率为多少？(5)从图示位置起，转过90°过程中，平均电动势为多少？通过线圈横截面的电荷量为多少？23.如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B＝0.5 T，矩形线圈的匝数N＝100匝，边长Lab＝0.2 m，＝0.1 m，以3 000 r/min的转速匀速转动，若从线圈平面通过中性面时开始计时，试求：Lbc(1)交变电动势的瞬时值表达式；(2)若线圈总电阻为2 Ω，线圈外接电阻为8 Ω，写出交变电流的瞬时值表达式；(3)线圈由图示位置转过的过程中，交变电动势的平均值．答案解析1.【答案】D【解析】在输送功率一定时，由I＝知，电压提高到n倍，则电流变为原来的，电压损失减为原来的，故A、C错误；由P损＝I2R知，功率损失减为原来的，故B错误，D正确．故选D.2.【答案】A【解析】当发电机转速增加时，交变电流的频率增大，容抗减小，电流表A的读数增大，A项正确，B项错误；在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质时，电容器的电容减小，电容器两极板间距离增大时电容也减小，当电容减小时，容抗增大，对交变电源的阻碍作用增大，电流表A示数减小，C、D两项均错误．3.【答案】B【解析】电表测量的是有效值，电压表V测量原线圈两端交变电压的有效值，所以其示数为U1＝＝200 V，A错误；变压器的输出功率等于输入功率，即P出＝P入＝U1I1＝200 W，B正确；变压器不改变输入交流电的频率，变压器输出端交流电的频率为50 Hz，C错误；电流表A2的示数为I2＝＝10 A，D错误．4.【答案】A【解析】原、副线圈中的电流之比为＝＝，而副线圈中通过每个灯泡的电流均为其额定电流I额＝.又I1＝I2，所以通过原线圈中灯L的电流恰为其额定电流，灯L正常发光，A正确．5.【答案】D【解析】由于磁场是均匀的辐向分布，因此a、b边切割磁感线的有效长度不变，产生的是直流电，A、B错；a边向右切割磁感线，由右手定则可知感应电流垂直纸面向外，为负方向，b边产生的感应电流垂直纸面向外，为负方向，D对；C错；故选D.6.【答案】D【解析】通过理想升压变压器T1将电送到用户附近，然后用理想降压变压器T2向远处用户家中供电．提升电压的目的是降低线路的功率损失，从而提高用户得到的功率．当用户的用电器增多时，用户消耗的功率变大，P2变大，P3变大，用户电流变大，输电线上电流变大，电压降变大，＝，U2不变，＝，U4变小，A、B、C错误；要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，输电电压变大，在输送功率一定的条件下，输电线电流减小，T2输入电压变大，要用户得到额定电压，同时应增大降压变压器的匝数比，C错误，D正确．7.【答案】C【解析】变压器输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的，选项A、B错误．用户的总电阻减小，根据P＝，消耗的功率增大，输电线电流增大，由P损＝I R线可知线路损失功率增大，C项正确，升压变压器的输出电压等于输电线电阻上损失的电压加上降压变压器的输入电压，D项错误．8.【答案】A【解析】设原线圈输入电压、电流、功率分别为U1、I1、P1，副线圈输出电压、电流、功率分别为U2、I2、P2，原、副线圈匝数分别为n1、n2.由＝知I1＝I2＝×200 A＝5 A.由＝知U2＝U1＝×10×103V＝250 V，输出功率P2＝U2I2＝250×200 W＝50 kW.9.【答案】C【解析】电表测量的是有效值，故I＝＝10 A，故A错误；由图可知T＝0.02 s，故频率为f ＝＝50 Hz，故B错误；消耗的功率为P＝I2R＝102×10 W＝1 000 W，故C正确；角速度为ω＝＝100π rad/s该交流电流瞬时值表达式为i＝10sin 100πt(A)，故D错误．10.【答案】D【解析】甲图中电容器与R串联，电容器“通交流，隔直流”，因此甲图中的直流电流被过滤掉，R中通过的只是低频电流，①正确．乙图中C很小，电流有交流高频和低频两种成分，C与R并联，因电容器“通高频，阻低频”，所以R中通过的是低频部分，②错误，③正确．丙图中是交流低频与直流电流，C与R并联，R中通过的为直流，④正确．丁图中，电源为交流高频和低频，图为电感L和电阻R串联，电感L是“通低频，阻高频”，所以R中通过的为低频电流，⑤错误，故正确答案为①③④，选D.11.【答案】D【解析】由＝得，输出电压的最大值为36V，A选项错误；原、副线圈中电流之比＝＝，故B选项错误；理想变压器输入功率与输出功率相等，C错误；由图象易知D选项正确．12.【答案】D【解析】电压表示数为灯泡两端电压的有效值，由题图知电动势的最大值E m＝220V，有效值E ＝220 V，灯泡两端电压U＝＝209 V，A错；由题图甲知T＝0.02 s，一个周期内电流方向改变两次，可知1 s内电流方向变化100次，B错；灯泡的实际功率P＝＝W＝459.8 W，C错；电流的有效值I＝＝2.2 A，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Qr＝I2rt＝2.22×5×1 J ＝24.2 J，D对．13.【答案】C【解析】当S接通后，输出功率变大，输出电流变大，变压器的输入功率等于输出功率，所以变压器的输入功率变大，输入电流变大，灯泡L1的电压增大，原线圈电压减小，匝数不变，副线圈电压减小，故A错误；由A可知，灯泡L1变亮，L2变暗，故B、D错误，C正确．14.【答案】A【解析】t＝0.005 s时线圈平面与磁场方向平行，感应电动势最大，选项A正确；t＝0.010 s 时线圈的磁通量最大，变化率最小，选项B错误；线圈产生的交变电动势周期为0.02 s，频率为50 Hz，选项C错误；线圈产生的交变电动势最大值为311 V，选项D错误．15.【答案】A【解析】由题意知线圈总有一半在磁场中做切割磁感线的匀速转动，所以产生的仍然是正弦式交变电流，只是电动势最大值为全部线圈在磁场中匀速转动情况下产生的感应电动势最大值的一半，所以选项B、C错误．再由右手螺旋定则可以判断出A选项符合题意．16.【答案】BC【解析】保持Q的位置不动，副线圈匝数不变，由＝知U2不变，当P向上滑动时，R变大，由I2＝知I2减小，I1减小，故电流表的读数变小，A错误，B正确；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由＝知U2增大，由I2＝知I2增大，I1增大，故电流表的读数变大，C正确，D错误．17.【答案】BCD【解析】若只减少n1匝数，或只增加n2匝数，则副线圈电压有效值U2＝U1增大，灯泡两端分得电压变大，故A错误，B正确．若只向左移动滑动变阻器R的滑片，其电阻减小，则灯泡分得电压增大，故选C.若只增加导线框的转速，其角速度ω增大，则原线圈电压E m＝nBSω增大，其有效值U1＝增大，副线圈电压有效值U2＝U1增大，则灯泡两端分得电压变大，故D正确．18.【答案】AC【解析】根据原线圈两端输入电压的表达式可知，交流电的频率f＝＝Hz＝50 Hz，A正确；原线圈电压的有效值为U1＝220 V，由U1∶U2＝n1∶n2，得U2＝40 V，电压表的读数为40 V，B错误；电流表的读数为I＝＝4 A，C正确；若滑动变阻器的滑片P向a端移动，接入电路的电阻增大，而U2不变，电流表示数变小，D错误．19.【答案】AB【解析】在功率一定时，采用高压输电，根据P＝UI，可以通过减小电流，从而减少输电导线的能量损失，A项正确；交流电由于感抗和容抗的作用，不能无限升压，而利用直流输电可以有效弥补这个缺陷，B项正确；两种输电方式都不能改变输电的速度，C项错误；变压器只能改变交变电流的电压，D项错误．20.【答案】BC【解析】若原线圈接有u＝311sin100πt V的交变电压，则电压的有效值为220 V，由于原、副线圈的匝数比为5∶1，当P接a点时，原、副线圈的匝数比为5∶1，则副线圈的电压为44 V，而交流电虽能通过电容器，但受到一定的阻碍，所以灯泡的电压低于44 V，故A错误；当P接b时，原、副线圈的匝数比为5∶2，则副线圈的电压为88 V，又理想电流表以及R＝44 Ω的定值电阻，所以电流表的示数为2 A，故B正确；当P接b时灯泡两端的电压比P接a时大，所以灯泡消耗的功率比P接a时大，故C正确；P固定在a点不移动，原线圈接有u＝311sin 200πt V的交变电压，则副线圈得到的交流电的频率变大，则容抗变小，灯泡亮度变亮，故D错误．21.【答案】(1)A (2)①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；②把低压交流电源接B线圈，测得线圈的输出电压为U；③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UAn【解析】(1)A由题图乙可知A位置的阻值大于B位置的阻值，由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的．(2)①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；②把低压交流电源接B线圈，测得线圈的输出电压为U；③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA.则nA＝n.22.【答案】(1)235.5 V (2)i＝47.1cos (100πt) A(3)160 V 33.3 A (4)5 544 W (5)150 V 0.15 C【解析】(1)设ab＝l1、bc＝l2，则交流电动势的最大值E m＝nBl1l2ω≈235.5 V(2)根据闭合电路欧姆定律，电流的最大值I m＝＝47.1 A在题图所示位置时，电流有最大值，则电流的瞬时值表达式为i＝I m cosωt，代入数值得i＝47.1cos (100πt) A(3)电流的有效值为I＝≈33.3 A路端电压的有效值为U＝IR≈160 V即电压表的示数为160 V，电流表的示数为33.3 A.(4)电动势的有效值为E＝≈166.5 V则发电机的功率为P＝IE≈5 544 W(5)平均电动势为＝n＝n＝n＝150 V通过线圈横截面的电荷量q＝Δt＝Δt＝n＝n＝0.15 C.23.【答案】(1)e＝314sin 314t V(2)i＝31.4sin 314t A(3)200 V【解析】(1)线圈的角速度ω＝2πn＝314 rad/s线圈电动势的最大值E m＝NBSω＝314 V故交变电动势的瞬时值表达式：e＝E m sinωt＝314sin 314t V(2)I m＝＝31.4 A所以交变电流的瞬时值表达式：i＝31.4sin 314t A(3)＝N＝＝4NBSn＝200 V.。

2020届人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》考试测试卷

第五章《交变电流》测试卷一、单选题(共12小题)1.下列说法中正确的有()A．交流电流表、交流电压表测的是电压、电流的最大值B．电容器上标明的电压是有效值C．交流电压表和电流表测出的是瞬时值D． 220 V交流电的电压有效值是220 V2.用电压表检查如图所示的电路中的故障，测量Uad＝5.0 V，Uab＝0，Ubc＝5.0 V，Ucd＝0.则电路故障可能是()A．滑动变阻器R1断路B．电容器C被击穿C．电阻R2断路D．电感线圈L断路3.一正弦式交变电流随时间变化的规律如图所示，由图可知()A．该交变电流的瞬时表达式为i＝10sin (25πt)AB．该交变电流的频率为50 HzC．该交变电流的方向每秒钟改变50次D．该交变电流通过阻值为2 Ω的电阻时，此电阻消耗的功率为200 W4.如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正．则下图中正确的是()A．B．C．D．5.如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)．则线框内产生的感应电流的有效值为()A．B．C．D．6.如图甲，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内．左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化．规定内圆环a端电势高于b端时，ab间的电压uab为正，下列uab－t图象可能正确的是()A．B．C．D．7.如图所示，上图是远距离输电线路的示意图，下图是发电机输出电压随时间变化的图象，则()A．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8.下列各图象中表达的电流是正弦式交变电流的是()A．B．C．D．9.关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是()A．由功率P＝U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻B．由P＝IU，应低电压小电流输电C．由P＝I2R，应减小导线电阻或减小输电电流D．上述说法均不对10.面积均为S的两个电阻相同的线圈，分别放在如图甲、乙所示的磁场中，甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO′轴匀速转动，乙图中磁场变化规律为B＝B0cos t，从图示位置开始计时，则()A．两线圈的磁通量变化规律相同B．两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同C．经相同的时间t(t＞T)，两线圈产生的热量不同D．从此时刻起，经时间，通过两线圈横截面的电荷量不同11.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图象如图所示，则()A．交流电的频率是4π HzB．当t＝0时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大C．当t＝π s时，e有最大值D．t＝π s时，e＝－10 V最小，磁通量变化率最小12.如图所示为理想变压器，原线圈的匝数为1 000 匝，两个副线圈的匝数n2＝50 匝、n3＝100 匝，L1是“6 V,2 W”的小灯泡，L2是“12 V,4 W”的小灯泡，当n1接上交流电压时，L1、L2都正常发光，那么原线圈中的电流为()A．AB．AC．AD．A二、填空题(共3小题)13.一阻值恒定的电阻，当两端加上10 V的直流电压时，测得它的功率为P；当两端加上某一正弦式交流电压时，测得它的功率为，由此可知该交流电压的有效值为________V，最大值为________V.14.如图甲所示，调压器装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55 Ω，、为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，则：电流表的示数为________A，的示数为________A，原线圈中电压的瞬时值表达式为：________________.15.我国西部特别是云、贵、川有大量的水力资源，西电东送是西部大开发的重要项目之一．据报道，云南大朝山在2005年可建成100万千瓦的水力发电站．设电站输出电压为25万伏，则输电线上的电流是________A．如输电线总电阻为40 Ω，则电流通过输电线时，在输电线上发热消耗的功率为________kW.如将输出电压升高到100万伏，则输电线上发热消耗的功率为________kW.根据以上数据得出你认为合理的输电方法是________________________________．三、实验题(共1小题)16.有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线．(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的A、B位置，由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)．(2)如果把它看成理想变压器，现要测定A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量，并用字母表示)________A线圈的匝数为nA＝________.(用所测物理量符号表示)四、计算题(共3小题)17.在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失．有一个电站，输送的电功率为P＝500 kW，当使用U＝5 kV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度表一昼夜示数相差4 800度．求：(1)这时的输电效率η和输电线的总电阻R线．(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？18.如图所示是一交变电流随时间变化的图象，求此交变电流的有效值．19.图甲所示为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u－t图象如图乙所示，若只在ce间接一只Rce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只Rde＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值Uab的表达式；(2)求只在ce间接400 Ω的电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比.答案解析1.【答案】D【解析】交流电流表、交流电压表测的是电压、电流的有效值，A、C错误．电容器上标明的电压是耐压值，即击穿电压，B错误.220 V交流电的电压有效值是220 V，D正确．2.【答案】D【解析】当用电压表去判断电路故障时，如果电压表的两接线柱能与电源的两极接通，而与电压表两接线柱相并联的那部分电路没有完全短路，电压表就会有示数．即当电压表有示数时，电源两极与电压表两接线柱间的电路无断点．由题意Uad＝Ubc＝5.0 V可知ab，cd间为通路，A、C错误；若电容器被击穿，则Ubc将为零，B错误．故正确答案为D.3.【答案】C【解析】角速度为ω＝＝＝50π rad/s，所以交流电的电流瞬时值的表达式为i＝10sin (50πt)A，故A错误；交流电的频率为f＝＝25 Hz，故B错误；一个周期内电流方向改变2次，该交变电流的方向每秒钟改变50次，故C正确；交流电的电流有效值为I＝A，将该交变电流的电压加在阻值R＝2 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为P＝I2R＝100 W，故D错误．4.【答案】D【解析】在初始位置ad和bc切割磁感线，产生感应电流，由楞次定律可知电流的方向为a→d→c→b→a，是负值，选项A、B错误．当再转过时，线圈处在中性面位置，感应电流为零，则选项C错误，选项D正确．故选D.5.【答案】D【解析】交流电流的有效值是根据电流的热效应得出的，线框转动周期为T，而线框转动一周只有的时间内有感应电流，则有()2R＝I2RT，所以I＝.D正确．6.【答案】C【解析】在第一个0.25T0时间内，通过大圆环的电流为顺时针逐渐增加，由楞次定律可判断内环内a端电势高于b端，因电流的变化率逐渐减小故内环的电动势逐渐减小；同理在第0.25T0－0.5T0时间内，通过大圆环的电流为顺时针逐渐减小，由楞次定律可判断内环内a端电势低于b端，因电流的变化率逐渐变大故内环的电动势逐渐变大，故选项C正确．7.【答案】D【解析】从图乙得到交流电的频率是50 Hz，变压器在输电过程中不改变交流电的频率，A错误；从图乙得到发电机输出电压的最大值是500 V，所以有效值为250V，B错误；输电线的电流是由降压变压器的负载电阻和输出电压决定的，C错误；由于变压器的输出电压不变，当用户用电器的总电阻增大时，输出电流减小，根据电流与匝数成反比的关系可知，输电线上的电流减小，由P＝I R线可知，输电线上损失的功率减小，D正确．线8.【答案】C【解析】正弦交流电是指大小和方向随时间做正弦规律变化的电流，由题图可知，只有C正确．9.【答案】C【解析】输电时导线上损失的电压ΔU＝IR，它不同于输电电压，P＝或P＝IU中的U应为导线上损失的电压，故A、B错，导线上功率的损失为发热损失，即P＝I2R，故C正确．10.【答案】A【解析】甲图中的磁通量变化规律为Φ甲＝B0S cos t，乙图中磁通量的变化规律为Φ乙＝B0S cos t.由于两线圈的磁通量变化规律相同，则两线圈中感应电动势的变化规律相同，达到最大值的时刻也相同，有效值E也相同，又因两线圈电阻相同，所以Q＝t也相同，经过时间，通过两线圈横截面的电荷量q＝·也相同，故A正确．11.【答案】B【解析】从图象可知交流电的周期为2π s，频率为Hz，t＝π s时，e＝0最小，A、C错；t＝0时，e最小，Φ最大，B对；t＝π s时，e＝－10 V，e最大，最大，“－”号表示方向，D错．12.【答案】C【解析】由P入＝P出知，I1U1＝6 W，又＝所以U1＝U2＝×6 V＝120 V，I1＝A＝ A.13.【答案】510【解析】当电阻两端加直流电压时，有P＝；当电阻两端加正弦式交流电压时，设交流电压的有效值为U′，有＝；联立以上两式可解得U′＝5V，其最大值为U m＝U′＝10 V.14.【答案】21u＝220sin(100πt) V【解析】15.【答案】4×103 6.4×1054×104提高输电电压【解析】当输电电压U1＝25万伏时，I1＝＝A＝4×103A输电线上热功率P热1＝I R＝(4×103)2×40 W＝6.4×105kW当输电电压U2＝100万伏时，I2＝＝A＝1×103A输电线上热功率P热2＝I R＝(1×103)2×40 W＝4×104kW.由以上计算可知：在输电功率P一定时，输电电压越高，输电线上损失的热功率P热越小，故合理的输电方法是提高输电电压．16.【答案】(1)A(2)①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；①把低压交流电源接B 线圈，测得线圈的输出电压为U；①用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA n【解析】(1)A由题图乙可知A位置的阻值大于B位置的阻值，由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的．(2)①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；①把低压交流电源接B线圈，测得线圈的输出电压为U；①用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA.则nA＝n.17.【答案】(1)60%20 Ω(2)22.4 kV【解析】(1)由于输送功率为P＝500 kW，一昼夜输送电能E＝Pt＝12 000度，终点得到的电能E′＝7 200度，因此效率η＝60%.输电线上的电流可由I＝计算，为I＝100 A，而输电线损耗功率可由P损＝I2R线计算，其中P损＝＝200 kW，因此可求得R线＝20 Ω.(2)输电线上损耗功率P损＝()2·R线①，原来P损＝2 200 kW，现在要求P损′＝10 kW，计算可得输电电压应调节为U′≈22.4 kV.18.【答案】5 A19.【答案】(1)Uab＝400sin 200πt V(2)0.28 A(3)【解析】(1)由题图可知，交变电流周期为T＝0.01 s，ω＝＝200π rad/s，电压最大值U m＝400 V，原线圈输入电压瞬时值Uab的表达式为Uab＝400sin 200πt V.(2)电压有效值U1＝200V，理想变压器P1＝P2，2020届人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》考试测试卷原线圈中电流I1＝，解得I1＝A≈0.28 A.(3)设ab间匝数为n1，＝，同理，＝，由题意可知，＝，解得＝，代入数据解得＝.11 / 11。

人教版高中物理选修3-2第五章交变电流单元练习题(含详细答案)

第五章交变电流一、单选题1.如图甲所示, Ⅰ、Ⅱ两个并排放置的共轴线圈,Ⅰ中通有如图乙所示的交变电流,则下列判断错误的是()A．在t1到t2时间内,Ⅰ、Ⅱ相吸B．在t2到t3时间内,Ⅰ、Ⅱ相斥C．t1时刻两线圈间作用力为零D．t2时刻两线圈间吸引力最大2.如图所示,某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V,输出的电功率为50 kW,用电阻为3 Ω的输电线向远处送电,要求输电线上损失功率为输电功率的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()A．输电线上的损失功率为300 WB．升压变压器的匝数比为1∶100C．输电线上的电流为100 AD．降压变压器的输入电压为4 700 V3.如图所示,把电阻R、电感线圈L、电容器C并联接到一交流电源上,三个灯泡的亮度相同,若保持电源电压大小不变,而将频率增大,则关于三个灯的亮度变化说法正确的是()A． A灯亮度不变,B灯变暗,C灯变亮B． A灯亮度不变,B灯变亮,C灯变暗C． A灯变暗,B灯亮度不变,C灯变亮D． A灯变亮,B灯变暗,C灯亮度不变4.如图所示,好多同学家里都有调光电灯、调速电风扇,是用可控硅电子元件来实现的,为经一双向可控硅调节后加在电灯上的电压,即在正弦交流电的每个二分之一周期内,前周期被截去,调节台灯上旋钮可以控制截去的多少,从而改变电灯上的电压,那么现在电灯上的电压为()A．B． 2U mC．D．U m5.关于线圈在匀强磁场中转动产生的正弦交变电流,下列说法正确的是()A．线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次,感应电动势方向不变B．线圈转动一周,感应电流的方向一定改变一次C．线圈平面每经过中性面一次, 感应电流和感应电动势方向都改变一次D．线圈转动一周, 感应电流和感应电动势方向一定都改变一次6.如图所示,甲、乙两个交流电路中,电源的输出电压、输出电流均相等．若理想变压器原、副线圈的匝数为n1、n2,则负载电阻R1与R2的比值为()A．n1∶n2B．n2∶n1C．n∶nD．n∶n7.一正弦交流电的电流随时间变化的规律如图所示．由图可知()A．该交流电的电流瞬时值的表达式为i＝2sin (100πt)AB．该交流电的频率是50 HzC．该交流电的电流有效值为2AD．若该交流电流通过R＝10 Ω的电阻,则电阻消耗的功率是20 W8.对于如图所示的电流I随时间t作周期性变化的图象,下列说法中正确的是()A．电流大小变化,方向不变,是直流电B．电流大小、方向都变化,是交流电C．电流最大值为0.2 A,周期为0.01 sD．电流大小变化,方向不变,不是直流电,是交流电9.在如图甲所示电路的MN间加如图乙所示正弦交流电,负载电阻为200 Ω,若不考虑电表内阻对电路的影响,则交流电压表和交流电流表的读数分别为()A． 311 V,1.10 AB． 220 V,1.10 AC． 220 V,3.11 AD． 311 V,3.11 A10.如图所示,一单匝矩形线圈ab边的长为l1,ad边的长为l2,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动．从线圈处于图示位置开始计时(t＝0),则在t＝t0时线圈中的感应电动势为()A．Bl1l2ωsinωt0B．Bl1l2ωcosωt0C．Bl1l2ωsinωt0D．Bl1l2ωcosωt0二、多选题11.(多选)从某一装置输出的交流常常即有高频成分,又有低频成分．如果只需要把低频成分输送到下一级装置,可采用的电路是图中的()A．B．C．D．12.(多选)如图所示,边长为L＝0.2 m的正方形线圈abcd,其匝数为n＝10,总电阻为r＝2 Ω,外电路的最阻为R＝8 Ω,ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场的磁感应强度B＝1 T．若线圈从图示位置开始,以角速度ω＝2 rad/s绕OO′轴匀速转动,则以下判断中正确的是()A．在t＝时刻,磁场穿过线圈的磁通量为零,但此时磁通量随时间变化最快B．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式e＝0.8sin 2t VC．从t＝0时刻到t＝时刻,电阻R上产生的热量为Q＝3.2π×10－4JD．从t＝0时刻到t＝时刻,通过R的电荷量q＝0.02 C13.(多选)如图所示,平行板电容器与灯泡串联,接在交流电源上,灯泡正常发光,则()A．把电介质插入电容器,灯泡一定变亮B．把电容器两极板间距离增大,灯泡一定变亮C．把电容器两极板间距离减小,灯泡一定变亮D．使交流电频率增大,灯泡变暗三、实验题14.有一个教学用的可拆变压器,如图甲所示,它有两个外观基本相同的线圈A、B,线圈外部还可以绕线．(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值,指针分别对应图乙中的A、B 位置,由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)．(2)如果把它看成理想变压器,现要测定A线圈的匝数,提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源,请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量,并用字母表示)________A线圈的匝数为nA＝________.(用所测物理量符号表示)四、计算题15.发电机的端电压为220 V,输出功率44 kW,输电导线的电阻为0.2 Ω,如果用初、次级线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压,经输电线后,再用初、次级线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户．(1)画出全过程的线路示意图;(2)求用户得到的电压和功率;(3)若不经过变压而直接送到用户,求用户得到的电压和功率．16.某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示．在磁极与圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为π,磁场均沿半径方向,匝数为N的矩形线圈．abcd的边长ab＝cd＝l、bc＝ad＝2l.线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动、bc和ad边同时进入磁场,在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B,方向始终与两条边的运动方向垂直,线圈的总电阻为r,外接电阻为R.求：(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小E m;(2)线圈切割磁感线时,bc边所受安培力的大小F;(3)外接电阻上电流的有效值I.17.一台发电机的功率是44 kW,用电阻为0.2 Ω的导线输送到用户,(1)若用220 V的电压输电,输电线上的电流多大？输电线发热损失的功率是多少？(2)若用22 kV的电压输电,输电线上电流多大？输电线发热损失的功率又是多少？五、填空题18.如图所示,一交流发电机线圈共50匝,ab＝0.1 m,bd＝0.2 m,总电阻为10 Ω,在B＝0.5 T的匀强磁场中从磁通量最大位置开始以100 r/s的转速匀速转动,外电路中接有R为40 Ω的电阻,当线圈转过周期时,电流表的读数为________;电压表读数为________;这段时间内通过外电阻R的电荷量为________．19.正弦交流电是由闭合线圈在匀强磁场中匀速转动产生的．线圈中感应电动势随时间变化的规律如图所示,则此感应电动势的有效值为________V.20.下图是交流发电机的示意图．为了清楚,老师只画出了一匝线圈(实际共有N匝)．线圈AB边(长l1)连在金属环K上,CD边(长也为l1)连在滑环L上;导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接．假定线圈沿逆时针方向以角速度ω0匀速转动,如图甲至丁．(左边为N极,右边为S极;外面是K环,里面是L环)那么：(1)线圈转到上述图示的________位置时,线圈中电流最大;(2)线圈由丙转到丁的过程中,AB边中电流的方向____________;(3)当AD边和BC边长均为l2,磁场可视为磁感应强度B的匀强磁场,整个电路总电阻设为R,以丙图位置计时t＝0,则线圈中电流随时间变化的规律为i＝____________.21.如图所示,单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动,线框中感应电流的有效值I＝________.线框从中性面开始转过的过程中,通过导线横截面的电荷量q＝________.22.如图为一用理想变压器供电的电路示意图,其中交流电源的内阻忽略不计,L1为与原线圈串联的灯泡,灯泡L2、L3为副线圈的负载,开始时开关S断开,现在闭合开关S,不考虑温度变化对灯丝电阻的影响,则L1________,L2________(填“变亮”“变暗”或“亮度不变”)答案解析1.【答案】D【解析】t1到t2时间内,Ⅰ中电流减小,Ⅰ中的磁场穿过Ⅱ的磁通量逐渐减少,因此Ⅱ产生与Ⅰ同向的磁场,故Ⅰ、Ⅱ相吸,所以选项A正确,同理选项B正确;t1时刻Ⅰ中电流最大,但变化率为零,Ⅱ中无感应电流,故两线圈的作用力为零,C正确;t2时刻Ⅰ中电流为零,但此时电流的变化率最大,Ⅱ中的感应电流最大,但相互作用力为零,D错误．故选D.2.【答案】A【解析】输电线上的损失功率为0.6%×50 kW＝300 W,选项A正确．由I2R＝300 W可得输电线上电流I＝10 A,升压变压器副线圈电压为5 000 V,升压变压器的匝数比为1∶10,选项B、C错误．输电线损失电压为IR＝30 V,降压变压器的输入电压为4 970 V,选项D错误．3.【答案】A【解析】4.【答案】A【解析】此图象所示电压与正弦半波电压等效,由2·＝T,得：U＝.5.【答案】C【解析】当线圈在匀强磁场中转动产生交变电流时,线圈平面每经过中性面一次,感应电流与感应电动势方向均改变一次,转动一周,感应电流方向改变两次．故选C.6.【答案】C【解析】设电源的电压为U1,则R1消耗的功率P1＝,根据电压与匝数成正比得U2＝U1,则R2消耗的功率P2＝,因为P1＝P2,所以＝,故选C.7.【答案】D【解析】由图象可知,交流电的最大值为 2 A,电流的周期为0.04 s,交流电的角速度ω＝＝rad/s＝50π rad/s,所以交流电的电流瞬时值的表达式为i＝2sin (50πt)(A),所以A错误;交流电的频率为f＝＝Hz＝25 Hz,所以B错误;交流电的电流有效值为A＝A,所以C错误;交流电的电流有效值为A,所以电阻消耗的功率P＝I2R＝()2×10 W＝20 W,所以D正确．8.【答案】A【解析】由图象可知：电流的大小变化,方向始终不发生变化,所以是直流电,电流最大值为0.2 A,周期为0.02 s,A正确,B、C、D错误．9.【答案】B【解析】交流电源电压的有效值U＝V≈220 V;由欧姆定律可知,电路中电流I＝＝A＝1.1A.10.【答案】D【解析】因为开始时刻线圈平面与磁感线平行,即从垂直中性面开始运动,所以开始时刻中感应电动势最大,且E m＝Bl1l2ω,感应电动势的表达式应为余弦形式,因此在t＝t0时刻线圈中的感应电动势为Bl1l2ωcosωt0,选项D正确．11.【答案】AD【解析】由于只需将低频成分输送到下一级装置,可将高频成分分流,但低频成分不能通过,即需要高频旁路电容器,选项A正确．也可以直接阻碍高频成分通过,即阻高频、通低频,可以采用高频扼流圈,选项D正确．12.【答案】AD【解析】线圈在磁场中转动,E m＝nBSω＝0.4 V,B项错;当线圈平面与磁场平行时磁通量变化最快,A 正确;QR＝I2Rt＝[]2Rt＝1.6 π×10－3J,C错;q＝n＝0.02 C,D正确．13.【答案】AC【解析】在电容器中插入电介质或把电容器两极板间距离减小,电容C增大,容抗减小,电流增大,灯泡变亮;当频率增大时,容抗减小,灯泡也变亮;把电容器两板间的距离增大,将使电容器C减小,容抗增加,灯泡将变暗．14.【答案】(1)A(2)①用长导线绕一个n匝线圈,作为副线圈替代A线圈;②把低压交流电源接B 线圈,测得线圈的输出电压为U;③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA n【解析】(1)A由题图乙可知A位置的阻值大于B位置的阻值,由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的．(2)①用长导线绕一个n匝线圈,作为副线圈替代A线圈;②把低压交流电源接B线圈,测得线圈的输出电压为U;③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA.则nA＝n.15.【答案】(1)(2)219.6 V 4.392×104W(3)180 V 3.6×104W【解析】(1)示意图如下图所示．(2)由图可知,升压变压器次级的输出电压U2＝U1＝2 200 V．据理想变压器P入＝P出,则升压变压器次级的输出电流I2＝＝A＝20 A,输电线上的功率损失和电压损失分别为P损＝I R线＝202×0.2 W＝80 W.U损＝ΔU＝IR线＝20×0.2 V＝4 V.所以降压变压器初级上的输入电压和电流为U3＝U2－U损＝2 200 V－4 V＝2 196 V,I3＝I2＝20 A.降压变压器次级的输出电压和电流为U4＝U3＝×2 196 V＝219.6 V,I4＝I3＝10×20 A＝200 A.用户得到的功率为P4＝U4·I4＝219.6×200 W＝4.392×104W.(3)若直接用220 V低压供电,电路如图所示,则输电电流I＝＝A＝200 A.输电线路上的电压损失ΔU＝IR线＝200×0.2 V＝40 V.所以用户得到的电压U2＝U1－ΔU＝220 V－40 V＝180 V,用户得到的功率为P＝U2I＝180×200 W＝3.6×104W.16.【答案】(1)2NBl2ω(2)(3)【解析】(1)bc,ad边的运动速度v＝ω,感应电动势E m＝4NBlv,解得E m＝2NBl2ω.(2)电流I m＝,安培力F＝2NBI m l,解得F＝.(3)一个周期内,通电时间t＝T,R上消耗的电能W＝I Rt,且W＝I2RT解得I＝.17.【答案】(1)200 A 8×103W(2)2 A0.8 W【解析】(1)P＝UI,44×103W＝220×I,I＝200 AP损＝I2R P损＝8×103W(2)P＝U′I′44×103W＝22 000×I′I′＝2 A P′损＝I′2RP′损＝0.8 W18.【答案】40ππ0.01【解析】根据公式E m＝NBSω可得过程中产生的最大电动势为：E m＝NBSω＝50×0.5×0.1×0.2×100×2π＝100π,路程电压为：U＝·＝40π V,即电压表的示数为40π V,电流表的示数为：I＝＝π,q＝It＝N t＝N＝0.01 C.19.【答案】220【解析】由有效值的定义式得：××2＝T,得：U＝220 V.20.【答案】(1)乙和丁(2)A→B(3) ±sinω0t【解析】(1)当磁通量为零时电流最大(2)由楞次定律可判断电流方向为逆时针方向(3)峰值为NBSω,瞬时值为i＝I m sinω0t＝sinω0t21.【答案】【解析】电动势最大值E m＝BSω.有效值E＝＝BSω.由闭合电路欧姆定律可得I＝＝,电荷量q＝I·Δt＝·Δt＝＝.22.【答案】变亮变暗【解析】常规分析方法：(1)假定变压器副线圈的输出电压不变,闭合开关S造成副线圈的负载电阻减小,使副线圈中的电流增大,从而造成原线圈中的电流增大,进而增大了灯泡L1的分压,因电源电压恒定,导致原线圈两端的电压减小,致使副线圈的输出电压减小,这个结果与前面讨论副线圈中的电流变化情况时假定副线圈的输出电压不变矛盾;(2)若认定副线圈的输出电压减小,闭合开关S后,副线圈的负载电阻减小,这样分析副线圈中的电流变化就很困难……问题很难说清楚．等效电阻法上述定性讨论的失败提示我们要从定量的角度处理,因这里的三个灯泡不在一个闭合电路中,需要把变压器和灯泡L2、L3进行等效处理,设变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2,副线圈的负载电阻为R,根据前面推导出的公式,变压器及其副线圈的负载可等效为R′＝R.这样这个问题的电路图就等效为下图,当闭合开关S后,副线圈的负载电阻R减小,电路图中的等效电阻R′也因此减小,电路中的电流I增大,即原线圈中的电流I1增大,灯泡L1的亮度(P L1＝I R L)一定增大,即L1变亮;根据串联分压规律可知原线圈两端的电压U1一定减小,所以L2的亮度(P L2＝)一定减小,即L2变暗．。

人教版高二物理选修3-2 第五章交变电流测试试题 (含答案)

交变电流单元测试题一、不定项选择题（每小题有1个或多个选项符合题意，每小题４分，共４０分）1、一交流电流的图象如图所示，由图可知（）A ．该交流电流即时值表达式为i ＝102sin628t AB ．该交流电流的频率为50 HzC ．该交流电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电功率为100WD ．用电流表测该电流其示数为102 A2、下列关于交流电的几种说法正确的是（）A 、电气设备上所标的电压电流值是最大值B 、交流电压表和交流电流表测得的是瞬时值C 、跟交流电有相同热效应的直流电的值是交流电的有效值D 、跟直流电有相同热效应的交流电的值是交流电的有效值3、交流电源的电压是6V ，它跟电阻R 1、R 2和电容器、伏特表一起连组成电路，如图所示，图中电压表的示数为U 1，为了保证电容器C 不被击穿，电容器C 的耐压值应为U 2，则（）A 、U 1=62VB 、U 2=6VC 、U 1=6VD 、U 2≥62V4、钳形电流表的外形和结构如右图（a ）所示。

图（a ）中电流表的读数为1.2A 。

右图（b ）中用同一电缆线绕了3匝，则（）Ａ．这种电流表能测直流电流，图（b ）的读数为2.4AＢ．这种电流表能测交流电流，图（b ）的读数为0.4AＣ．这种电流表能测交流电流，图（b ）的读数为3.6AＤ．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图（b ）的读数为3.6A5、如图所示，线圈的自感系数L 和电容器的电容C 都很小，此电路的重要作用是（）A 、阻直流通交流，输出交流B 、阻交流通直流，输出直流C 、阻低频通高频，输出高频交流D 、阻高频通低频，输出直流和低频交流6、如图所示，一台理想变压器，要使变压的输入功率增加，可以采取下列哪种方法（其他条件保持不变）（）A 、增大R 的阻值B 、减小R 的阻值C 、增加副线圈的匝数n 2D 、减小原线圈的匝数n 1图（a ） A 铁芯图（b ）7、一根长直导线中的电流按如图的正弦规律变化，规定电流从左向右为正，在直导线下方有一不闭合的金属框，则相对于b点来说，a点电势最高的时刻是在（）A、t 1 时刻B、t2时刻C、t3时刻D、t4时刻8、一交流电的电流随时间变化而变化的图象，此交变电流的有效值为（）A、52AB、5AC、3.52D、3.59、一矩形线圈,绕与匀强磁场垂直的中心轴OO′按顺时针方向旋转.引出线的两端与互相绝缘的半圆铜环连接,两个半圆环分别与固定电刷A、B滑动接触,电刷间接有电阻,如图所示,在线圈转动过程中,通过电阻的电流( )(A)大小和方向都不断变化(B)大小和方向都不变(C)大小不断变化,方向A→R→B(D)大小不断变化,方向从B→R→A10、如图所示，有一理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，原副线圈的电压分别为U1、U2、U3，电流分别为I1、I2、I3，两个副线圈负载电阻的阻值未知，下列结论中，正确的是：( )(A)U1：U2＝n1：n2，U2：U3=n2：n3；(B)I1/I3=n3/n1，I1/I2=n2/n1；(C)n1I1=n2I2＋n3I3；(D)I1U1=I2U2＋I3U3。

高中物理第五章 5 电能的输送练习(含解析)新人教版选修3-2-新人教版高二选修3-2物理试题

5 电能的输送1.(2018·江苏南京期中)远距离输送交变电流都采用高压输电.我国正在研究用比330 kV高得多的电压进展输电.采用高压输电的优点是( C )A.可提高用户端电压B.可根据需要调节交流电的频率C.可减少输电线上的能量损失D.可加快输电的速度解析:采用高压输电减小了输电电流,可减少能量损失,但不能改变交变电流的频率和输电速度,用户端电压由降压变压器决定,应当选项C正确.2.某用电器离供电电源的距离为l,线路上的电流为I.假设要求线路上的电压降不超过U.输电导线的电阻率为ρ,那么该输电导线的横截面积的最小值是( C )A.B.I2ρ C. D.解析:因为导线的总长度为2l,所以电压降U=IR=Iρ,解得S=,应当选项C正确.3.(2019·安徽芜湖检测)如下列图为远距离输电线路的示意图,假设发电机的输出电压不变,如此如下表示中正确的答案是( C )A.升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B.输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定C.当用户用电器的总电阻减小时,输电线上损失的功率增大D.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压解析:变压器的输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的,选项A,B错误;用户用电器总电阻减小,据P=,消耗功率增大,输电线中电流增大,线路损失功率增大,选项C正确;升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损失的电压加上降压变压器的输入电压,选项D错误.4.远距离输电中,当输送的电功率为P,输送电压为U时,输电线上损失的电功率为ΔP,假设输送的电功率增加为4P,而输电线中损失的电功率减为,输电线电阻不变,那么输电电压应增为( C )A.32UB.16UC.8UD.4U解析:根据题意知ΔP=()2·r,ΔP=()2·r得U′=8U,故C正确.5.(多项选择)如图为模拟远距离输电电路,两理想变压器的线圈匝数n1=n4<n2=n3,A1,A2,A3为一样的理想交流电流表.当a,b端接入低压交流电源时,如此( AC )A.A1,A3的示数相等B.A1,A2,A3的示数相等C.A1的示数大于A2的示数D.A2的示数大于A3的示数解析:因为=,=,n1=n4<n2=n3,故I1>I2,I4>I3,即A1的示数大于A2的示数,A2的示数小于A3的示数;又I2=I3,所以I1=I4,即A1,A3的示数相等,选项A,C正确,B,D错误.6.(2019·湖北宜昌检测)“西电东送〞工程中,为了减少输电损耗,必须提高输电电压.从西部某电站向华东某地区输送的电功率为 106 kW,输电电压为 1 000 kV,输电线电阻为100 Ω.假设改用超导材料作为输电线,如此可减少输电损耗的功率为( A )A.105 kWB.104 kWC.106 kWD.103 kW解析:输电电流I=,输电线路损失的电功率P损=I2R=()2R=1×105kW;当改用超导输电时,就不损失电能,因此减少的输电损耗就等于P损,故A正确.7.(2019·江西景德镇检测)某发电站的输出功率为 104 kW,输出电压为4 kV,通过理想变压器升压后向 80 km 远处用户供电.输电线的电阻率为ρ=2.4×10-8Ω·m,导线横截面积为1.5×10-4 m2,输电线路损失的功率为输出功率的4%.求:(1)升压变压器的输出电压;(2)输电线路上的电压损失.解析:(1)导线电阻r=ρ=Ω=25.6 Ω输电线路损失功率为输出功率的4%,如此4%P=I2r代入数据得I=125 A由理想变压器P入=P出与P=UI得输出电压U== V=8×104 V.(2)输电线路上电压损失U′=Ir=125×25.6 V=3.2×103 V.答案:(1)8×104 V (2)3.2×103 V8.(2019·湖南岳阳检测)关于高压直流输电,如下说法正确的答案是( A )A.高压直流输电系统在输电环节是直流B.变压器能实现直流电和交流电的转换C.稳定的直流输电存在感抗和容抗引起的损耗D.直流输电时,要考虑电网中的各台交流发电机的同步运行问题解析:直流输电在发电环节和用电环节是交流,而输电环节是直流,A正确;换流器的功能是实现交流电和直流电的转换,B错误;稳定的直流输电不存在感抗和容抗引起的损耗,不需要考虑电网中的各台交流发电机的同步运行问题,C,D错误.9.(2018·江苏徐州检测)(多项选择)为消除高压输电线上的凌冰,有人设计了这样的融冰思路:利用电流的热效应除冰.假设在正常供电时,高压线上送电电压为U,电流为I,热耗功率为P;除冰时,输电线上的热耗功率需变为9P,如此除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( AD )A.输电电流为3IB.输电电流为9IC.输电电压为3UD.输电电压为U解析:输电线上的热耗功率P线=I2R线,热耗功率由P变为9P,如此电流由I变为3I,选项A正确.输电功率P不变,由P=UI,电流变为3I,输电电压为U,选项D正确.10.(2019·江西赣州检测)如下列图,某发电机输出功率是100 kW,输出电压是250 V,从发电机到用户间的输电线总电阻为8 Ω,要使输电线上的功率损失为5%,而用户得到的电压正好为220 V,如此升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比分别是( C )A.16∶1 190∶11B.1∶16 11∶190C.1∶16 190∶11D.16∶1 11∶190解析:输电线损失功率P损=100×103×5% W=5×103 W,所以,输电线电流I2==25 A,升压变压器原线圈电流I1==400 A,故升压变压器原、副线圈匝数比==.升压变压器副线圈两端电压U2=U1=4 000 V,输电线损失电压U损=I2R总=200 V,降压变压器原线圈电压U3=U2-U损= 3 800 V,故降压变压器原、副线圈匝数比为==,应当选项C正确.11.(2019·安徽合肥检测)如下列图,(甲)是远距离输电线路的示意图,(乙)是发电机输出电压随时间变化的图象,如此( D )A.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解析:由u t图象可知,交流电的周期T=0.02 s,故频率f==50 Hz,选项A错误;交流电压的最大值 U m=500 V,故有效值U==250 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)上的电流减小,根据P=R,输电线损失的功率减小,选项D正确.12.如图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1,n2,在T的原线圈两端接入一电压u=U max sin ωt的交流电源,假设输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其他因素的影响,如此输电线上损失的电功率为( C )A.()B.()C.4()2()2rD.4()2()2r解析:由瞬时值表达式知,原线圈电压的有效值U1=,根据理想变压器的电压规律可得=,由理想变压器的输入功率等于输出功率得P=I2U2,输电线上损失的电功率P损=·2r,联立可得P损=4()2()2r,故C正确.13.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%,求:(1)村民和村办小企业需要220 V电压时,所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少?(不计变压器的损耗)(2)假设不用变压器而由发电机直接输送,村民和村办小企业得到的电压和功率是多少?解析:(1)建立如下列图的远距离输电模型.由线路损耗的功率P线=R线,可得I线== A=6 A,又因为P输出=U2I线,所以U2== V=1 500 V,U3=U2-I线R线=(1 500-6×10)V=1 440 V,根据理想变压器规律===,===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)假设不用变压器而由发电机直接输送(模型如下列图),由P输出=UI线′,可得I线′== A=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=320 V用户得到的功率P用户=P输出-P线=(9 000-3 240)W=5 760 W.答案:(1)1∶3 72∶11 (2)320 V 5 760 W。

高二物理人教版选修3-2第五章交变电流第五节电能的输送课时练含答案解析

【最新】度高二物理人教版选修3-2第五章交变电流第五节
电能的输送课时练
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．电能输送过程中，为减小电能输送过程中的损耗，最有效的措施是（）
A．降底输送电电压
B．提高输送电压
C．减小输送导线的横截面积
D．以上都不对
试卷第1页，总1页
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答案第1页，总1页参考答案
1．B
【解析】根据P =UI 知，I =P U ，则功率的损失P 损=I 2R =P 2R U 2．
A 、降低输送电压，则损失功率变大．故A 错误．
B 、提供输送电压，则损失功率减小．故B 正确．
C 、减小输送导线的横截面积，则输电线的电阻增大，则损失的功率增大．故C 错误，
D 错误．
故选：B ．
点睛：根据P =UI 求出输送电流的大小，通过P 损=I 2R 判断减小电能损失的措施．解决本题的关键知道输送功率与输送电压、电流的关系，知道影响功率损失的因素．。

备战高考物理选修32第五章交变电流电能的输送(含解析)

2019备战高考物理选修3-2-第五章交变电流-电能的输送（含解析）一、单选题1.发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R ，通过输电导线的电流为I ，输电线末端的电压为U2，下面选项不能表示输电导线上损耗的功率的是( )A. B. C. I2R D. I(U1－U2)2.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰开灯时电灯比深夜时要显得暗，这说明在用电高峰期（）A. 每个用电器的功率减小了，所以降压变压器的输出功率也减小了B. 总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小C. 总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大D. 干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流3.关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是（）A. 由功率，应降低输电电压，增大导线电阻B. 由,应采用低电压小电流输电C. 由，应减小导线电阻或减小输电电流D. 上述说法均不对4.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时（）A. 总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低B. 总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小C. 总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大D. 总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，每盏灯两端的电压较低5.远距离输电时，如果输送的电功率一定，输电电压升高到原来的n倍，则输电线路上的功率损失将是原来的（）A. B. C. D.6.中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其中客观原因是电网陈旧老化，近来进行农村电网改造，为了减少远距离输电的损耗而降低电费价格，可采取的措施有（）A. 提高输送功率B. 增大输送电流C. 提高输电电压D. 增大输电导线电阻7.利用超导材料零电阻的性质可实现无损耗输电.现有一直流电路,输电线的总电阻为0.4 Ω,它提供给用电器的电功率为40 kW、电压为800 V.如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线,保持供给用电器的功率和电压不变,那么节约的电功率为（）A. 1 kWB. 1.6×103 kWC. 1.6 kWD. 10 kW8.远距离输电时，若保证电能的输送功率不变，则( )A. 由公式得，输电电压越高，输电导线上的功率损失越大B. 由公式得，输电导线的电阻越大，输电导线上的功率损失越小C. 由公式得，输电电流越大，输电导线上的功率损失越大D. 由公式P＝IU 得，输电导线上的功率损失与电流强度成正比9.如图所示的远距离输电电路，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈的电压、电流和功率分别为、、、、、，降压变压器原、副线圈的电压、电流和功率分别为、、、、、，输电线上的总电阻为，下列说法中正确的是（）A. B.C. D. 输电线上损耗的功率为10.远距离输电的示意图如图：若发电机的输出电压不变，两变压器之间输电线电阻不变，其余线路电阻不计，则下列叙述中不正确的是（）A. 用电高峰时，输电线上损失的功率与发电机的输出功率之比比用电低谷时大B. 用电高峰时，输电线上电流较小，因此灯光较暗C. 当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大D. 发电机输出的功率增大时用户得到的电压反而降低11.某小型发电站的电能输送示意图如图，变压器均为理想变压器并标示了电压和匝数．若电压U1=U4，输电线总电阻为r ，用户端的用电器正常工作，则（）A. U2=U3B. U2<U3C. =D. ＜12.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰开灯时电灯比深夜时要显得暗，这说明在用电高峰期（）A. 每个用电器的功率减小了，所以降压变压器的输出功率也减小了B. 总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小C. 总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大D. 干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流二、多选题13.如图所示为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是（）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耗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耗越小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14.图甲为远距离输电示意图，升压变压器原副线圈匝数比为1：100，降压变压器原副线圈匝数比为100：1，远距离输电线的总电阻为100Ω．若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750kw．下列说法中正确的有（）A. 用户端交流电的频率为50HzB. 用户端电压为250VC. 输电线中的电流为30AD. 输电线路损耗功率为180kW15.图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电．已知输电线的总电阻R=10Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4：1，副线圈与纯电阻用电器组成闭合电路，用电器电阻R0=11Ω．若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压表达式为u=220 sin100πtV．下列说法正确的是（）A. 发电机中的电流变化频率为100HzB. 通过用电器的电流有效值为20AC. 升压变压器的输入功率为4650WD. 当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小16.在总电压不变的条件下，黄昏时电灯比深夜暗，是因为黄昏时（）A. 线路中总电阻变大，干路电流变小B. 总电流一定，支路增多分去了电流C. 干路电流变大，线路损失电压增大D. 总电阻变小，每支路电流减小17.某发电厂原来用11kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电，输送的电功率都是P，若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是（）A. 据公式I= ，提高电压后输电线上的电流降为原来的B. 据公式I= ，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C. 据公式P=I2R，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的D. 据公式P= ，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来400倍18.如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器．升压变压器原副线圈匝数比为l：100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100Ω．降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小．电压表V显示加在报警器上的电压（报警器未画出）．未出现火警时，升压变压器的输入功率为750kW．下列说法中正确的有（）A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为50HzB. 远距离输电线路损耗功率为180kwC. 当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数变大D. 当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变大三、填空题19.在远距离输电中, 输送电压为220伏, 输送的电功率为44千瓦, 输电线的总电阻为0.2欧, 在使用原副线圈匝数比为1:10的升压变压器升压, 再用10:1的降压变压器降压方式送电时. 输电线上损失的电压为________ V, 损失的电功率为________ W20.远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的n倍，则输电线上由电阻造成的电压损耗是原来的________，输电线上的电功率损耗是原来的________。

人教版选修3-2第五章交变电流第3节电能的输送(同步练习)含答案

第3节电能的输送（同步练习）1、发电站为了减少输电过程中损失的电能，通常采用高压输电方式输送电能•若输送的总功率为P ,升压后输送电压为 U ，输电线的总电阻为 R , A •输电线上损失的电压 B .输电线上的电流IC •输电线上损失的功率D •输电线上损失的功率【答案】AD4、低温雨雪冰冻造成我国部分地区严重灾害，其中高压输电线因结冰而损毁严重。

为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：根据远距离输电原理，如图所示，利用电流的热效应除冰，将高压线上电流从正常供电时的 I 增大到3I ，除冰时认为输电功率和输电线电阻不变。

则下列说法正确的是（）A •电流的热效应是根据电流的平均值计算的B •为实现除冰目的，应该将输电电压增大到原来的 3倍C ・除冰时电线电阻的发热功率为正常情况的 9倍则下列说法中正确的是（2、远距离输电中，当输送的电功率为 P ,输送电压为 U 时，输电线上损失的电功率为△ P ,若输送的电功率增加为4P ，而输电线中损失的电功率减为1-△ P （输电线电阻不变），那么输电电压应增为（A . 2UC . 8U【答案】CB . 4U D .16U3、如图所示，可以将电压降低供给电灯的变压器是（【答案】BA •用户总电阻变大B .降压变压器的输入电压变小C ・输电线上损耗的功率变小D •通过升压变压器原线圈的电流变小【答案】B7、如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则D •若降压变压器的匝数不变, 【答案】C除冰时用户得到的电压也不变5、某交流发电机的输出电压随时间变化的图象如图所示，输出功率是20kW ，现用5000V高压输电，输电线上的总电阻是40 ，再利用 — 22的降压变n 2 1压器降压后供给用户，则下列说法正确的是（ A •交变电流的频率为 100HzB •发电机输出电压的有效值为 220VC .流过高压输电线的电流为125AD •降压变压器输出电压的有效值为 220V【答案】BD6、某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器 T i 和降压变压器 T 2向用户供电，两变压器均为理想变压器，发电机的输出电压及输电线的电阻均不变.在用电高峰期，随着用户耗电量的增大，发电厂的输出功率增大，下列说法正确的是（）甲乙A •发电机输出交流电的电压有效值是 500VB .降压电器上交流电的频率是50HzC •输电线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】BD&用电器离电源 L 米，线路上的电流为 I ，为使在线路上的电压降不超过 U ,已知输电线的电阻率为P.那么，输电线的横截面积的最小值是（）A . plX RB . 2UL /1 pC . U / p LID . 2 p L Z U 【答案】D9、如图为远距离输电示意图，n i 、n 2和，n 3、n 4分别是升、降压变压器的原、副线圈，已知发电机的输出电压一定。

高中物理人教版选修3-2第五章交变电流5.电能的输送

高中物理人教版选修3-2第五章交变电流5.电能的输送学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．以下关于电能输送的说法不正确的是（）A．输送电能的基本要求是可靠、保质、经济B．减小输电导线上功率损失的唯一方法是要采用高压输电C．增大导线的横截面积可以减小输电导线上的功率损失D．实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济条件等2．水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW，若以1 100 V送电，则线路损失为10 kW，若以3 300 V送电，则线路损失可降为( )A．3.3 kW B．1.1 kW C．30 kW D．11 kW3．某用电器距离供电电源距离为L，线路上的电流为I，若要求线路上的损失电压不超过U，已知输电导线的电阻率为ρ，那么，该输电导线的横截面积最小值是（）A．LRρB．2ILUρC．UILρD．2ULIρ4．如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则（）A．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5．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，流入用户端的电流是I2。

则（）A ．用户端的电压为112I U I B ．输电线上的电压降为UC ．理想变压器的输入功率为21I rD ．输电线路上损失的电功率为I 1U二、多选题6．发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至学校的输电线电阻为R ，通过导线的电流为I ，学校输入电压为U 2，下列计算输电线损耗的式子中，正确的是（）A ．21U RB ．212U U R （－）C ．I 2R D ．I （U 1－U 2）7．如图是远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是A ．增加输电导线的截面积有利于减少输电过程中的电能损失B ．高压输电是通过增大输电电压来减小输电线中的电流，有利于减小输电过程中的电能损失C ．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中电能损失越小D ．高压输电时必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好8．一台发电机最大输出功率为4 000kW ，电压为4000 V ，经变压器T 1升压后向远方输电．输电线路总电阻R ＝1kΩ.到目的地经变压器T 2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220V 、60W)．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T 1和T 2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则( )A ．T 1原、副线圈电流分别为103A 和20AB ．T 2原、副线圈电压分别为1.8×105V 和220VC ．T 1和T 2的变压比分别为1:50和40:1D ．有6×104盏灯泡(220V 、60W)正常发光三、填空题9．远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的n倍，则输电线上由电阻造成的电压损耗是原来的________，输电线上的电功率损耗是原来的________。

高二物理选修3-2第五章交变电流第五节电能的输送专题同步专项训练习题集

高二物理选修3-2第五章交变电流第五节电能的输送专题同步专项训练习题集【达标训练】1．当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗的功率与电路中的（）A．输送电压的平方成正比B．输送电压的平方成反比C．输电线中电流的平方成正比D．导线中电流的平方成反比2．关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是（）A．由功率P=U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻B．由P=IU，应低电压小电流输电C．由P=I2R，应减小导线电阻或减小输电电流D．上述说法均不对3．用电器电阻值为R距交变电源距离为L，输电线电流为I，电阻率为ρ，要求输电线上电压降不超过U。

则输电线截面积最小值为（）A．ρL/R B．2ρLI/U C．U/ρLI D．2UL/ρI4．远距离输送一定功率的交变电流，若送电电压提高到n倍，则输电导线上（）A．电能损失为原来的1/n2倍B．电压损失为原来的1/n倍C．电能损失为原来的n2倍D．电压损失为原来的n倍5．发电厂输出功率为9900kW，输电线电阻为2Ω，分别用18kV和110kV的高压输电，则导线上损失的功率分别为___________，________。

6．变压器接入某输电电路中，现以相同的输入电压U，不同的输出电压输送相同的电功率P，输电线电阻为R。

当副线圈与原线圈匝数比为K时，输电线线路上损耗的功率为______；当匝数比为nK时，线路上损耗的功率为原来的______倍。

7．交流发电机的路端电压是220V，输出功率是55kW，输电导线电阻为0.4Ω。

问：（1）如果不用变压器，导线上损失的电功率和电压各是多少?8．小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器，经降低电压后再输送至各用户。

设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器电功率的增加将导致（）A. 升压变压器初级线圈中的电流变小B. 升压变压器次级线圈两端的电压变小C. 高压输电线路的电压损失变大D. 降压变压器次级线圈两端的电压变小9．如图为远距离输电线路的示意图。

人教版高中物理选修3-2检测试题：电能的输送.doc

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）练习电能的输送一、送择题(每题5分，共50分)1．A远距离输送交流电都采用高压输电．我国正在研究用比330kV高得多的电压进行输电．采用高压输电的优点是（）A．可节省输电线的铜材料B．可根据需要调节交流电的频率C．可减少输电线上的能量损失D．可加快输电的速度答案：AC2．A某发电厂原来用11kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电，输送的电功率都是P，若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是（）A．根据公式，I=P／U，提高电压后输电线上的电流降为原来的1／20B．根据公式I=U／R，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C．根据公式P=I2R，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1／400D．根据公式P=U2／R，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍答案：AC3．B如图所示，理想变压器的原线圈接高电压，降压后通过一段电阻不可忽略的线路接用电器．S原来闭合，且R1=R2．现将S断开，那么交流电压表的示数U，交流电流表的示数I和用电器R1上的功率P1将分别是（）A．U增大，I增大，P1增大B．U增大，I减小，P1增大C．U减小，I减小，P1减小D．U减小，I增大，P1减小答案：B4．A一小水电站，输出的电功率为20kW，输电线总电阻为0．5omega，如果先用400V电压输送，后又改用2000V电压输送，则输送电压提高后，输电导线上损失的电功率的变化情况是（）A．减少50W B．减少1200WC．减少7．68×106W D．增大7．68×106W答案：B5．B输电线的电阻共计r，输送的电功率是P，用电压U送电，则用户能得到的电功率为（）A ．PB ．r U P P 2⎪⎭⎫ ⎝⎛-C ．r U P 2-D ．r U P 2⎪⎭⎫ ⎝⎛ 答案：B 6．B 某发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至学校的输电导线总电阻为R ，通过导线的电流为I ，学校得到的电压为U 2，则输电导线上损耗的功率可表示为（）A ．R U 21B ．()R U U 221-C ．I 2RD ．I(U 1-U 2)答案：BCD7．B 某用电器距离供电电源L ，线路上的电流为I ，若要求线路上的电压降不超过U ，已知输电导线的电阻率为ρ，那么该输电导线的横截面积的最小值是（）A ．U lI ρB ．I 2ρC ．U lI 2ρD ．ρI 2UL 答案：C8．B 分别用1100V 和22000V 的电压输电，若输送的电功率相同，导线的材料和送电距离也相同，则当两次输电损失的电功率相等时，两次所用导线的横截面积之比为（）A ．1：20B ．20：1C ．1：400D ．400：1答案：D9．B 发电机的端电压为250V ，输出功率为10kW ，输电线电阻为5omega ，远距离输电时（）A ．不采用高压输电，终端用户电压一定达220VB ．用高压输电，输电线损失功率5％，终端用户电压为237．5VC ．用高压输电，终端得到220V 电压，输电线损失不多于5％时，所用升压和降压变压器匝数比分别为1：4和5：1D ．用10000V 高压输电，输电线损失为0．05％答案：D10．B 在电能输送的电功率一定时，输电线上损失的功率（）A ．与输送电压的平方成正比B ．与输送电压的平方成反比C ．与输送电流成正比D ．与输送电流的平方成正比答案：BD二、填空题(每空6分，共24分)11．A 用10kV 高压输送电功率为100kW 的交流电，在输电线上损失2％的电功率，输电线的总电阻为______；如改用5kV 电压输送100kW 的交流电，输电线上损失的电功率为_____kW ．答案：20，812．B 从甲地通过某输电线向乙地输送1．0×105kW 电功率，如果用5．5×103V 电压送电，输电线上损失的电功率为4．0×l02kW;如果改用1．1×l05V 电压送电，输电线上损失的电功率为_____kW ，若要求两次损失的电功率相同，则两次所用导线的横截面积之比为S 1：S 2=______．答案：1，400：1三、计算题(每题13分，共26分)13．B 一台交流发电机的输出功率为50kW ，输出电压为240V ，输电线总电阻R=30omega ，允许损失功率为输出功率的6％，为满足用电需求，则该输电线路所用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少?能使多少盏“220V100W"的电灯正常发光?答案：解；按设计要求ΔP 线=ηP 输=6％×50kW=3kW得输电线中电流I 2=R P 线∆=10A升压变压器的输出电压：U 2=2I P 输=5kV 升压变压器原，副线圈匝数比：12565000240U U n n 2121=== 输电线损失电压：ΔU 线=I 2R=300V降压变压器的输入电压U'1=U 2-ΔU 线=5000—300=4700V 降压变压器原副线圈匝数比：112352204700U''U n'n'2121=== 降压变压器的输人功率P'输=P 输-ΔP 线=50-3=47kW每盏电灯正常发光时的功率P 灯=100w所以能使电灯正常发光的盏数：N=1001047P P 3⨯=灯输=470盏 14．C 利用太阳电池这个能量转换器件将辐射能转变为电能的系统又称光伏发电系统．光伏发电系统的直流供电方式有其局限性，绝大多数光伏发电系统均采用交流供电方式．将直流电变为交流电的装置称为逆变器．(1)用逆变器将直流电变为交流电进行供电有哪些好处?请简要回答．(2)有一台内阻为1omega 的太阳能发电机，供给一个学校照明用电，如图所示，升压变压器匝数比为1：4，降压变压器的匝数比为4：1，输电线的总电阻R=4omega ，全校共22个班，每班有"220V40W"灯6盏，若全部电灯正常发光，则①发电机输出功率多大?②发电机电动势多大?③输电效率多少?④若使灯数减半并正常发光，发电机输出功率是否减半?答案：解：(1)可以改变电压的大小以适应不同的需要；通过升压、降压在远距离输送电中减少电能在输电线上的损耗，提高供电效率．所以用逆变器将直流电变为交流电，可以扩大发电系统的利用率．(2)①发电机的输出功率：P 出=nP 灯+22I R而I 2=灯nI I 41413= 所以，P 出=22×6×40+2422040622⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯×4=5425W ②E=U 1+I 1r ，r 为发电机内阻，U 1=41U 2 U 2=4U 3+I 2R=4×220+6×4=904V ；I 1=4I 2所以，E=4904+4×6×1=250V ③η=出灯出用P P P P ==97% ④电灯减少一半时，n'P 灯=11×220×6=2640WI 2=n'P 灯／U 2=2640／880=3A所以，P 出=n ’P 灯+I'2R=2640+32×4=2676W。

人教版高中物理选修3-2检测题及作业：课时作业(十三)电能的输送含答案

选项B 正确．答案：B5．(安庆高二检测)如图为远距离的简化电路图．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I 1，其末端间的电压为U 1.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I 2.则( )A ．用户端的电压为I 1U 1I 2B ．输电线上的电压降为UC ．理想变压器的输入功率为I 21rD ．输电线路上损失的电功率为I 1U解析：由于输电线与用户间连有一理想变压器，设用户端的电压是U 2，则U 1I 1＝U 2I 2，得U 2＝I 1U 1I 2，故A 正确；发电厂的输出电压是U ，所以输电线上的电压降不可能是U ，故B 错误；等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I 1，所以输电线路上损耗的功率是I 21r ，故C 错误；发电厂的输出电压是U ，末端间的电压为U 1，输电线路上损失的电功率是I 1(U －U 1)，故D 错误．答案：A 二、多项选择题6．电能输送的过程中，若输送电功率一定，则在输电线上的功率损失( )A ．与输电线上电压损失的平方成反比B ．与输送电压的平方成正比来改用升压变压器将电压升到220 kV 输电，输送的电功率都是P .若输电线路的电阻为R ，则下列说法中正确的是( )A ．根据公式I ＝P U ，提高电压后输电线上的电流降为原来的120B ．根据公式I ＝U R，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C ．根据公式P 损＝I 2R ＝P 2U2R ，提高电压后输电线上的功率损失减为原来的1400D ．根据公式P 损＝U 2R，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的400倍解析：输电线上电流为I ＝P U，也可以用I ＝ΔUR来表示，其中ΔU为输电线电阻R 两端的电压，而不是输送电压，故A 正确、B 错误；输电线上的功率损失为P 损＝I 2R ＝P 2U 2R ，C 正确；如果用P 损＝U 2R，则U应为R 两端的电压ΔU ，故D 错误．答案：AC9．如图为模拟远距离输电电路，两理想变压器的线圈匝数n 1＝n 4<n 2＝n 3，A 1、A 2、A 3为相同的理想交流电流表．当a 、b 端接入低压交流电源时，则( )A ．A 1、A 3的示数相等B ．A 1、A 2、A 3的示数相等C ．A 1的示数大于A 2的示数D ．A 2的示数大于A 3的示数解析：因为I 1I 2＝n 2n 1，I 3I 4＝n 4n 3，n 1＝n 4<n 2＝n 3，故I 1>I 2，I 4>I 3，即A 1的示数大于A 2的示数；A 2的示数小于A 3的示数；又I 2＝I 3，所以I 1＝I 4，即A 1、A 3的示数相等，选项A 、C 正确，B 、D 错误．答案：AC10．如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压U 1和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且n 1∶n 2＝n 4∶n 3.当用户用电器的总电阻减少时( )A ．U 1∶U 2＝U 4∶U 3B ．用户的电压U 4增加C ．输电线上损失功率增大D ．用户消耗的功率等于发电机的输出功率解析：根据U 1U 2＝n 1n 2，U 3U 4＝n 3n 4，以及n 1∶n 2＝n 4∶n 3，知U 1∶U 2＝U 4∶U 3，故A 正确．用户用电器总电阻减小，则电流增大，所以输电线上的电流增大，根据P 损＝I 2R 知，输电线上损耗的功率增大，根据ΔU ＝IR 知，输电线上的电压损失变大，发电机的输出电压不变，则升压变压器的输出电压不变，则降压变压器的输入电压变小，用户的电压U 4减小，故C 正确、B 错误．用户消耗的功率等于发电机的输出功率与输电线上损失的功率之差，故D 错误．答案：AC解析：设变压器T1的原线圈电压为U1，副线圈电压为U2，变压器T2的原线圈电压为U3，副线圈电压为U4.通过T1原线圈的电流为I1，输电线中的电流为I2，T2副线圈中的电流为I3.根据题意得：U4＝6 V，而I3＝0.5 A对T2，由I2n3＝n4I3得：I2＝n4n3I3＝0.1 A线路上损失的电压为ΔU线＝I2R线＝1 V由U3U4＝n3n4得：U3＝n3n4U4＝30 V由线路上的电压关系得：U2＝ΔU线＋U3＝31 V由U1U2＝n1n2得：U1＝n1n2U2＝7.75 V再对T1由I1n1＝I2n2求得：I1＝0.4 A最后由闭合电路欧姆定律得：E＝I1r＋U1＝8.15 V 答案：8.15 V。

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高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）交变电流与电能的输送测试题时间：100分钟满分：100分一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。

全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分。

） 1、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时（） A. 线圈平面与磁感线方向垂直 B. 通过线圈的磁通量达到最大值 C. 通过线圈的磁通量变化率达到最大值 D. 线圈中的电动势为零2、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为N 1: N 2=3:1，图中四个灯泡完全相同，当 L 2、L3、L 4正常发光时，则L 1（）A.一定正常发光B.实际功率小于额定功率C.实际功率大于额定功率D.条件不足无法确定3、如图所示，理想变压器初、次级线圈分别接有完全相同的灯泡A 、B ，且初、次级线圈的匝数之比N 1: N 2=2:1，交流电源电压为U ，则灯B 两端的电压为（）A.U /2B.2UC.U /5D.2U /54、一理想变压器，原线圈匝数为N 1，两个副线圈的匝数分别为N 2、N 3，三个线圈中的电流分别为I 1、I 2、I 3，电压分别为U 1、U 2、U 3，如图所示，下面关系中正确的是（）A.2121N N U U =；3131N N U U =B. 1221N N I I =；1331N N I I =C.332211U I U I U I +=D.332211I N I N I N +=5、如图为理想变压器原线圈所接交流电压的波形。

原、副线圈匝数比n 1∶n 2=10：1，串联在原线圈电路中电流表的示数为1A ，下列说法正确的是( ) A ．变压器输出端所接电压表的示数为202V B ．变压器的输出功率为200WC ．变压器输出端的交流电的频率为50HzD ．穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为2220n Wb/s6、一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动．线圈中的感应电动势e 随时间t 的变化如图所示．下面说法中正确的是：（） A ．t 1时刻通过线圈的磁通量为零 B ．t 2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C ．t 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D ．每当e 变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大7、在远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S ，总长度为L ，输电线损耗的电功率为P ′，用户得到的电功率为P 用，则P ′、P 用的关系式正确的是: （）A ．L S U P ρ2='B ．SU L P P 22ρ='C ．L S U P P ρ2-=用 D ．)1(2SU L P P P ρ-=用 8、如下图所示，A 、B 、C 、D 是四个相同的白炽灯，都处于正常发光状态，则图中ab 、cd 两端电压U 1与U 2之比是：（） A ．3∶1 B ．4∶1 C ．3∶2 D ．2∶19、理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L 1和L 2，输电线的等效电阻为R ，开始时，开关S 是断开的，如下图所示，在S 接通后，以下说法错误的是（） A. 灯泡L 1两端的电压减小 B. 通过灯泡L 1的电流增大 C. 原线圈中的电流增大D. 变压器的输入功率增大10．远距离输送交流电都采用高压输电．我国正在研究用比330千伏高得多的电压进行输050.01t /s0.022002-2002电．采用高压输电的优点是（）A ．可节省输电线的铜材料B ．可根据需要调节交流电的频率C ．可减少输电线上的能量损失D ．可加快输电的速度11．如下图所示为加在电灯上的电压图象，即在正弦交流电的每二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，那么现在电灯上的电压为（）A ．U 0／2B ．U 0／4C ．U 0／6D ．U 0／812．如右图所示，EF 、GH 为平行的光滑金属导轨，匀强磁场垂直于导轨平面，C 为电容器，ab 为可在EF 和GH 上滑动的导体横杆，正以速度v 匀速向右运动，若突然使电容器两板错开使其正对面积减小些，则（）A ．电容器上所带电荷量增加B ．电容器上所带电荷量不变C ．ab 杆会逐渐停止运动D ．ab 杆的速度会增大一些二、填空题 (共18分)13．(4分) 一根电阻丝接在电压为U 的直流电路中的，在t 时间内放出热量为Q ．现将电阻丝对折合并接到一个交流电路中，若要电阻丝在2t 时间内也产生热量Q ，在这个交流电路中加在电阻丝两端的电压最大值为______．14、(6分) 右图中的理想变压器原线圈接220V 交流电压，副线圈A 接4Ω电阻，B 接一个“10V 、24W ”的电灯．已知A 组线圈39匝，两端电压为6V ，灯泡L 正常发光，由此可见原线圈匝数为____，通过原线圈电流为．15．（8分）某交变电流的电压随时间的变化规律如下左图所示，则此交变电流的频率为，如将该电压加在10μF 的电容器上，则电容器的耐压值不应小于。

如将该电压加在一阻值为1k Ω的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避意外，该电路中保险丝的额定电流不能低于，如将该电压加在辉光电压为100V 的氖管上，则每分钟内氖管发光时间为。

三、问答、计算题(共34分注意：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。

只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

) 16．（8分）上图右边左右两个电路都是从左端输入信号，从右端输出信号。

左图中输入的是高频、低频混合的交流信号，要求只输出低频信号；右图中输入的是直流和低频交流的混合信号，要求只输出低频交流信号。

那么C 1、C 2中哪个该用大电容？哪个该用小电容？C 1C 217．（8分）某交流发电机输出功率为5×105 W ，输出电压为U =1.0×103 V ，假如输电线的总电阻R =10Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压U =380 V . （1）画出输电线路的示意图.（标明各部分的符号）（2）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？（使用的变压器是理想变压器）18．（10分）发电机转子是100匝边长为20cm 的正方形线圈，将它置于B =0.05T 的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以s /rad π100=ω的角速度转动，转动开始时线圈平面与磁场方向垂直，已知线圈的电阻为2Ω，外电路的电阻为8Ω，试求：（1）交变电流的瞬时表达式；（2）如保持转子匀速转动，外力每分钟需要对转子所做的功；（3）从计时开始，线圈转过3/π的过程中，通过外电阻的电量；19．（10分）如图所示，在真空中速度7104.6⨯=v m/s 的电子束，连续地射入两平行极板间，极板长度为 2-10×0.8=L m ，间距3-10×0.5=d m ．两极板不带电时，电子束沿两极板之间的中线通过，在极板上加－50 Hz 的交变电压t ωU u sin =0，如果所加电压的最大值0U 超过某一值c U 时，将开始出现以下现象：电子束有时能通过两极板，有时间断不能通过．（1）求c U 的大小；（2）求0U 为何值时才能使通过的时间通t ∆跟间断的时间断t ∆之比即通t ∆∶断t ∆= 2∶1．交变电流与电能的输送测试题答案一、选择题（共12题，共48分）二、实验、填空题（共18分） 13、（4分） U /214、（6分） 1430 0.15 . 15、（8分） 50 Hz ； 200 v ； 0.14 A ； 40 s三、计算题（共34分）16题（8分）：电容的作用是“通交流，隔直流”、“通高频，阻低频”，由其表达式X C =1/2πfC 可看出：左图中的C 1必须用电容小些的，才能使高频交流顺利通过，而低频不易通过，这种电容器叫高频旁路电容器。

右图中的C 2一般用电容大的，使低频交流电很容易通过，只有直流成分从电阻上通过，这种电容器叫隔直电容器。

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 ABDADACDBCDDBDBBACAD17题（8分）：［分析］引导学生画出电路. 引导学生写出各部分关系式 U 1∶U 2=n 1∶n 2 I 1= I 2I 1∶I 2=n 2∶n 1 U 3∶U 4=n 3∶n 4 I 3∶I 4=n 4∶n 3 U 3=U 2-I 2R P =P 损+P 用户 P 损=I 22·R解：I 1=1U P=500 A P 损=5%P =5%×5×105=2.5×104 W P 损=I 22R I 2=RP 损=50 AI 4=3801075.45U P P U P ⨯=-=用户损用户用户 A 所以101500501221===I I n n 125503801075.453443=⨯⨯==I I n n （也可从电压角度去分析和计算） 18题（10分）(1))(314sin 28.6A t i = (2)W 158≈外P (3)J 11831≈W(4)C 102-=q19题（10分）解析：不少考生读题后认为交变电压加在极板上，在板间产生交变电场，电子受到的交变电场力与初速度方向垂直，运动情况难以判断，但仔细审查题设条件后可知，电子通过平行板所用的时间s vLt 9-10≈=Δ．交变电压的周期s T 2-10×0.2=，则有T t <<Δ因此，电子通过平行板时，极板的电压及板间场强可看作是恒定不变的．电子在板间受恒力作用，电子将做相当于平抛运动的曲线运动．据平抛运动的规律2Δ21=2t a d ，而mdeU m F a c ==，所以91222==eLv md U cV2从图中所示交变电压半个周期图像可知，为使题设通断关系成立，应当让两极电压在6=Tt 时达到c U ,3=6•2=πT T πt ω 两极电压3sin0πU U c = ，得105=0U V。