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【与名师对话】2022年高考物理总复习 课时配套作业37 新人教版选修3-2

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课时作业(三十七)             1.(2022·天津卷)通过一理想变压器,经同一线路输送相同电功率P,原线圈的电压U保持不变,输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时,线路损耗的电功率为P1,若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk,线路损耗的电功率为P2,则P1和P2/P1分别为(  )A.PR/kU,1/nB.(P/kU)2R,1/nC.PR/kU,1/n2D.(P/kU)2R,1/n2[解析] 根据理想变压器的变压比有k=,nk=,线路的输送功率不变有P=U1I1=U2I2,根据焦耳定律有P1=IR=2R=2R,P2=IR=2R=2R,=,D正确.[答案]D2.如图所示,原、副线圈匝数之比为2∶1的理想变压器正常工作时,下列说法中错误的是(  )A.原、副线圈磁通量之比为2∶1B.原、副线圈电流之比为1∶2C.输入功率和输出功率之比为1∶1D.原、副线圈磁通量变化率之比为1∶1[解析] 理想变压器原、副线圈的磁通量和磁通量变化率总相等(无漏磁),A错误,D正确;输入功率总等于输出功率,C正确;电流与匝数满足=,B正确.[答案]A3.(2022·北京市朝阳区一模)一理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1,原线圈两端接一正弦式交变电流,其电压u随时间t变化的规律如图所示,则副线圈两端电压的有效值和频率分别为(  )7\nA.110V,50HzB.110V,0.5HzC.220V,50HzD.220V,0.5Hz[解析] 变压器不改变交变电流的频率,由题u-t图象看出,该交变电压的周期T=2×10-2s,故其频率f==Hz=50Hz;由题u-t图象还可看出,该交变电压的最大值Um=311V,故其有效值U==V≈220V,代入变压器的变压比公式得副线圈两端电压的有效值U2=U1=U=×220V=110V.综上所述,正确选项为A.[答案]A4.正弦式电流经过匝数比为=的理想变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按如图(甲)所示方式连接,R=10Ω.图(乙)所示是R两端电压u随时间变化的图象,Um=10V,则下列说法中正确的是(  )A.通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=cos100πt(A)B.电流表A的读数为0.1AC.电流表A的读数为AD.电压表的读数为Um=10V[解析] 由题图(乙)所示图象知T=2×10-2s,f=50Hz,ω=2πf=100πrad/s,Im==A,故iR=cos100πt(A),A正确;再根据=,I2==1A知,电流表的读数为0.1A,B正确,C错误;电压表读数应为电压的有效值,U==10V,故D错误.[答案]AB7\n5.(2022·山东卷)下图甲是某燃气炉点火装置的原理图.转换器将直流电压转换为下图乙所示的正弦交变电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为n1,n2.V为交流电压表.当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体.以下判断正确的是(  )A.电压表的示数等于5VB.电压表的示数等于VC.实现点火的条件是>1000D.实现点火的条件是<1000[解析] 电压表的示数为有效值,所以U1==V,选项A错误,B正确;实现点火的条件是U2>5000V,所以=>1000,选项C正确,D错误.[答案]BC6.(2022·河北五校联盟模拟)“5·12”汶川大地震发生后,常州常发集团向灾区人民捐赠一批柴油发电机.该发电机说明书的部分内容如下表所示,现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电,如下图所示.发电机到安置区的距离是400m,输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线,该型号导线单位长度的电阻为2.5×10-4Ω.安置区家用电器的总功率为44kW,当这些额定电压为220V的家用电器都正常工作时(  )型号AED6500S最大输出功率60kW输出电压范围220~300VA.输电线路中的电流为20AB.发电机的实际输出电压为300VC.在输电线路上损失的电功率为8kW7\nD.如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流,则其输出电压最大值是300V[解析] 当这些额定电压为220V的家用电器都正常工作时,输电线路中的电流为I=P/U=200A,选项A错误;发电机的实际输出电压为:U+Ir×2×400=220V+200×2.5×10-4×2×400V=280V,选项B错误;在输电线路上损失的电功率为P损=I2r×2×400=2022×2.5×10-4×2×400W=8000W=8kW,选项C正确;如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流,则其输出电压最大值是280×1.4V=392V,选项D错误.[答案]C7.如图所示,T为理想变压器,副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略,其余输电线电阻可不计,则当开关S闭合时(  )A.交流电压表V2和V3的示数一定都变小B.交流电压表V3的示数变小C.交流电流表A1、A2和A3的示数一定变大D.只有A1的示数变大[解析] 在理想变压器中,因为U不变,故V2示数不变;闭合S时,负载电阻变小,副线圈中电流I2增大,A2示数增大,由P入=P出,即I1U1=I2U2可知A1示数增大,因为ab和cd导线的电阻不可忽略,V3改测R2两端电压,故V3示数变小.R1两端电压减小,故流过R1处的电流I3变小,A3示数变小,故B正确.[答案]B8.(2022·中山模拟)如图所示,L1和L2是输电线,甲是电压互感器,乙是电流互感器.若已知变压比为1000∶1,变流比为100∶1,并且知道电压表示数为220V,电流表示数为10A,则输电线的输送功率为(  )A.2.2×103WB.2.2×10-2WC.2.2×108WD.2.2×104W[解析] 根据=,=得,U1=2.2×105V,I1=1000A,所以输电线的输送功率P=U1I1=2.2×108W,C正确.7\n[答案]C9.(2022·河南郑州质量预测)如下图所示,有一理想变压器,原副线圈的匝数比为n,原线圈接正弦交流电,电压为U,输出端接有理想电压表、理想电流表和一个电动机,电动机线圈的电阻为R.当输入端接通电源后,电流表的读数为I,电动机带动一重物匀速上升.下列判断正确的是(  )A.原线圈中的电流为nIB.电压表的读数为IRC.电动机的输入功率为I2RD.变压器的输入功率为UI/n[解析] 根据n原I入=n副I出,n原/n副=n及I出=I,可得,I入=I/n,选项A错误;对于含有电动机的非纯电阻电路,当电动机转动时,电动机两端电压大于IR,所以选项B错误;输出电压U出=U/n,输出功率P出=U出I出=UI/n,因为变压器的输出功率就是电动机的输入功率,此外变压器的输出功率决定变压器的输入功率,所以选项C错误,D正确.[答案]D10.(2022·浙江六校联考)如图所示,50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B=T的水平匀强磁场中,线框面积S=0.5m2,线框电阻不计.线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω=200rad/s匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,副线圈接入一只“220V,60W”灯泡,且灯泡正常发光,熔断器允许通过的最大电流为10A,下列说法正确的是(  )A.图示位置穿过线框的磁通量为零B.线框中产生交变电压的有效值为500VC.变压器原、副线圈匝数之比为25∶11D.变压器输出端最多能并联83只60W的灯泡[解析] 图示位置穿过线框的磁通量最大,A错误;线框中产生交变电压的最大值为7\nNBSω=50××0.5×200V=500V,有效值为500V,B错误;由变压公式可知,变压器原、副线圈匝数之比为25∶11,C正确;变压器允许输入最大功率为500×10W=5000W,变压器输出端最多能并联5000/60=83只60W的灯泡,D正确.[答案]CD11.理想变压器原线圈中输入电压U1=3300V,副线圈两端电压U2为220V,输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2,绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U=2V.求:(1)原线圈n1等于多少匝?(2)当开关S断开时,电流表A2的示数I2=5A.则电流表A1的示数I1为多少?(3)当开关S闭合时,电流表A1的示数I1′等于多少?[解析] (1)由电压与变压器匝数的关系可得:U1/n1=U2/n2=U,则n1=1650匝.(2)当开关S断开时,有:U1I1=U2I2,I1==A.(3)当开关S断开时,有:RL=U2/I2=44Ω.当开关S闭合时,设副线圈总电阻为R′,有R′=RL/2=22Ω,副线圈中的总电流为I2′,则I2′=U2/R′=10A.由U1I1′=U2I2′可知,I1′==A.[答案](1)1650匝 (2)A (3)A12.三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发的关键工程,是中国规模最大的水利工程.枢纽控制流域面积为1.0×106km2,占长江流域面积的56%,坝址处年平均流量为Q=4.51×1011m3.水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面.在发电方面,三峡电站安装水轮发电机组26台,总装机容量(指26台发电机组同时工作的总发电功率)为P=1.82×107kW,年平均发电量约为W=8.40×1010kW·h.该工程已全部竣工,电站主要向华中、华东电网供电,以缓解这两个地区的供电紧张局面.阅读上述资料,解答下列问题(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10m/s2):(1)若三峡电站上、下游水位差按h=100m计算,试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率η的公式,并计算出效率η的数值.(2)若26台发电机组全部建成并发电,要达到年发电量的要求,每台发电机组平均年发电时间t为多少天?7\n(3)将该电站的电能输送到华中地区,送电功率为P1=4.5×105kW,采用超高压输电,输电电压为U=500kV,而发电机输出的电压约为U0=18kV.若输电线上损耗的功率为输电功率的5%,求发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比和输电线路的总电阻.[解析] (1)一年里水流做功(即减少的势能)W′=Qρgh.水流的势能转化为电能的效率η==,将数据代入上式得η≈67%.(2)设每台发电机组平均年发电n天,则W=Pt,即P×n×24=W.所以n==天≈192.3天.(3)升压变压器原、副线圈的匝数比===,输电线上的电流I==900A.损失功率P损=5%P1=I2r,所以r≈27.8Ω.[答案](1)η= 67% (2)192.3天(3) 27.8Ω7

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发布时间:2022-08-25 14:59:57 页数:7
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文章作者:U-336598

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