4高三物理試題下冊
高三物理試題下冊一、單項選擇題
1.(2011年浙江寧波模擬)如圖所示為一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶n，副線圈接一定值電阻R，則()
A.若ab之間接直流電壓U，則R中的電流為nUR
B.若ab之間接直流電壓U，則原、副線圈中的電流均為零
C.若ab之間接交流電壓U，則原線圈中的電流為n2UR
D.若ab之間接交流電壓U，則副線圈中的電流為UnR
解析：選C.若ab之間接直流電壓U，則副線圈兩端的電壓為0，則R中的電流為0，但原線圈中的電流不為零，選項A、B均錯;若ab之間接交流電壓U，則副線圈兩端的電壓為U2=nU，副線圈中的電流為I2=nUR，則原線圈中的電流為I1=n2n1I2=n2UR，選項C正確而D錯誤.
2.(2011年廣東中山模擬)如圖所示，L1和L2是輸電線，甲是電壓互感器，乙是電流互感器.若已知變壓比為1000∶1，變流比為100∶1，并且知道電壓表示數(shù)為220 V，電流表示數(shù)為10 A，則輸電線的輸送功率為()
A.2.2103 W B.2.210-2 W
C.2.2108 W D.2.2104 W
解析：選C.根據U1U2=n1n2=I2I1得，U1=2.2105 V，I1=1000 A，所以輸電線的輸送功率P=U1I1=2.2108 W，C正確.
3.(2010年高考四川理綜卷)如圖甲所示電路中，A1、A2、A3為相同的電流表，C為電容器，電阻R1、R2、R3的阻值相同，線圈L的電阻不計.在某段時間內理想變壓器原線圈內磁場的變化如圖乙所示，則在t1～t2時間內()
A.電流表A1的示數(shù)比A2的小
B.電流表A2的示數(shù)比A3的小
C.電流表A1和A2的示數(shù)相同
D.電流表的示數(shù)都不為零
解析：選C.理想變壓器原、副線圈的磁場變化情況相同，由圖乙知原線圈的磁場均勻變化，據法拉第電磁感應定律E=nt=nBtS知副線圈中產生恒定電流，線圈對直流電無阻礙作用，直流電不能通過電容器，所以電流表A1、A2的示數(shù)相同，A3的示數(shù)為0，C選項符合題意.
4.(2011年寧夏銀川模擬)如圖所示為一理想變壓器在兩種情況下工作的示意圖.其中燈泡L2、L3的功率均為P，且L1、L2、L3為相同的燈泡，原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2=4∶1，則圖甲中L1的功率和圖乙中L1的功率分別為()
A.P，P B.16P，14P
C.14P,16P D.16P,4P
解析：選B.對甲圖，由n1∶n2=4∶1知U1=4U2，而P=U22R得P1=U21R=16P，對乙圖：n1I1=n2I2+n3I3,2n2I2=n1I1，I1=2n2n1I2=12I2，而P=I22R得P1=I21R=14P，故B項正確.
二、雙項選擇題
5.(2010年高考山東卷)一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示，副線圈所接電路如圖乙所示，P為滑動變阻器的觸頭.下列說法正確的是()
A.副線圈輸出電壓的頻率為50 Hz
B.副線圈輸出電壓的有效值為31 V
C.P向右移動時，原、副線圈的電流比減小
D.P向右移動時，變壓器的輸出功率增加
解析：選AD.由原線圈輸入電壓的'變化規(guī)律可知，輸入交變電壓的周期為0.02 s，頻率為50 Hz，所以副線圈輸出電壓的頻率為50 Hz，選項A正確;原線圈輸入電壓的最大值為310 V，有效值為220 V，根據變壓公式，副線圈輸出電壓的有效值為22 V，選項B錯誤;由變壓器交流公式知，原、副線圈的電流比只與匝數(shù)比有關，選項C錯誤;滑動變阻器的滑動觸頭向右移動，電阻減小，副線圈輸出電流增大，輸出功率增加，選項D正確.
6.(2011年東北地區(qū)名校聯(lián)考)如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1∶5，原線圈兩端的交變電壓為u=202sin100t(V).氖泡在兩端電壓達到100 V時開始發(fā)光，下列說法中正確的有()
A.開關接通后，氖泡的發(fā)光頻率為100 Hz
B.開關接通后，電壓表的示數(shù)為100 V
C.開關斷開后，電壓表的示數(shù)變大
D.開關斷開后，變壓器的輸出功率不變
解析：選AB.在解題時要注意變壓器的三個決定關系，副線圈電壓由原線圈決定，則不論負載如何變化，電壓表的讀數(shù)不變，始終為有效值100 V，B正確;交流電每個周期內氖管發(fā)光兩次，每秒發(fā)光100次，則氖管發(fā)光頻率為100 Hz，開關斷開后，負載電阻增大、電流減小，則變壓器的輸出功率減小.
7.(2011年山東濟南模擬)為了減少輸電線路中電力損失，發(fā)電廠發(fā)出的電通常是經過變電所升壓后通過遠距離輸送，再經變電所將高壓變?yōu)榈蛪?某變電所將電壓u0=110002sin100t V的交流電降為220 V供居民小區(qū)用電，則變電所變壓器()
A.原、副線圈匝數(shù)比為50∶1
B.副線圈中電流的頻率是50 Hz
C.原線圈的導線比副線圈的要粗
D.輸入原線圈的電流等于居民小區(qū)各用電器電流的總和
解析：選AB.u0=110002sin100t V中的110002指的是電壓的最大值，有效值為11000 V，則原、副線圈之間的匝數(shù)之比等于兩線圈的電壓之比，即50∶1，A正確;由=100得頻率為50 Hz，變壓器不改變電流的頻率，因此，副線圈的頻率也是50 Hz，B正確;電流與匝數(shù)成反比，即原線圈的電流比副線圈電流要小，因此，副線圈的導線要比原線圈粗，C錯誤;居民小區(qū)各個用電器都是并聯(lián)的，它們的電流總和等于副線圈中的電流，D錯誤.
8.(2010年高考全國卷Ⅱ)圖中為一理想變壓器，其原線圈與電壓有效值不變的交流電源相連，P為滑動頭.現(xiàn)令P從均勻密繞的副線圈最底端開始，沿副線圈勻速上滑，直至白熾燈泡L兩端的電壓等于其額定電壓為止.用I1表示流過原線圈的電流，I2表示流過燈泡的電流，U2表示燈泡兩端的電壓，N2表示燈泡消耗的電功率(這里的電流、電壓均指有效值;電功率指平均值).下列四個圖中，能夠正確反映相應物理量的變化趨勢的是()
解析：選BC.副線圈的匝數(shù)與P移動的距離成正比，而P移動的距離與時間成正比，因此副線圈的匝數(shù)與時間成正比，即n2t，根據變壓規(guī)律U1U2=n1n2，得U2=U1n2n1t，選項C正確;電流I2=U2RDtRD，即圖象的斜率表示燈泡的電阻的倒數(shù)，其隨著電壓的升高而減小，選項B正確;I1應隨時間變大，選項A錯誤;功率N2=U2I2t2RD，圖象應為曲線，選項D錯誤.
三、非選擇題
9.(2011年長沙模擬)如圖所示，交流發(fā)電機電動勢的有效值E=20 V，內阻不計，它通過一個R=6 的指示燈連接變壓器.變壓器輸出端并聯(lián)24只彩色小燈泡，每只燈泡都是6 V,0.25 W，燈泡都正常發(fā)光，導線電阻不計.求：
(1)降壓變壓器初級、次級線圈匝數(shù)比;
(2)發(fā)電機的輸出功率.
解析：(1)彩色小燈泡額定電流IL=PU=124 A，次級線圈總電流I2=24IL=1 A.
變壓器輸入功率等于I1U1=I2U2=6 W，
變壓器原線圈電路中，利用歐姆定律可得E=U1+I1R=U2I2I1+I1R=6I1+6I1，
代入E值解得I1=13 A(I1=3 A應舍去，據題意是降壓變壓器，應I1
(2)發(fā)電機輸出功率P=I1E=6.67 W.
答案：(1)3∶1 (2)6.67 W
10.收音機的變壓器的初級線圈有1210匝，接在U1=220 V的交流電源上，變壓器有兩個次級線圈.次級線圈Ⅱ的匝數(shù)為35匝，次級線圈Ⅲ的匝數(shù)是1925匝.如果不計變壓器自身的能量損耗，當變壓器工作時，線圈Ⅱ的電流是0.3 A時，初級線圈的電流I1=0.114 A.求線圈Ⅲ中電流和輸出電壓(電流的計算結果保留三位有效數(shù)字).
解析：由U1U2=n1n2及U1U3=n1n3知
U2=n2n1U1=351210220 V=6.36 V
U3=n3n1U1=19251210220 V=350 V
不計變壓器自身的能量損耗，由能量轉化和守恒定律有P1=P2+P3
即：I1U1=I2U2+I3U3
解得I3=I1U1-I2U2U3=0.0662 A.
答案：0.0662 A 350 V
1.(2010年高考江蘇卷)在如圖所示的遠距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變.隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有()
A.升壓變壓器的輸出電壓增大
B.降壓變壓器的輸出電壓增大
C.輸電線上損耗的功率增大
D.輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大
解析：選CD.對升壓(或降壓)變壓器而言，由變壓器電壓比U1∶U2=n1∶n2知，輸入電壓不變，匝數(shù)不變，輸出電壓不變，故A選項不正確;由P=UI知，U不變，P增大，故I增大，使得輸電線上的電壓損耗U=I2R線增大，功率損耗P=I22R線增大，所以降壓變壓器上的輸入電壓減小，輸出電壓減小，所以B不正確，C正確;因為輸電線上損耗的功率占總功率的比例為PP1=I22R線P1=P1U1n1n22R線P1=P1n21R線U21n22P1，所以隨發(fā)電廠輸出功率變大，該值變大，D正確.
2.(2011年廣東調研)水利發(fā)電具有防洪、防旱、減少污染多項功能，是功在當代、利在千秋的大事，現(xiàn)在水力發(fā)電已經成為我國的重要能源之一.某小河水流量為40 m3/s，現(xiàn)欲在此河段安裝一臺發(fā)電功率為1000千瓦的發(fā)電機發(fā)電.
(1)設發(fā)電機輸出電壓為500 V，在輸送途中允許的電阻為5 ，允許損耗總功率的5%，則所用升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比應是多少?
(2)若所用發(fā)電機總效率為50%，要使發(fā)電機能發(fā)揮它的最佳效能，則攔河壩至少要建多高?(g取10 m/s2)
解析：(1)設送電電流為I，損耗的功率為P耗，導線電阻為R線，由P耗=I2R線得;
I= P耗R線= 10001030.055 A
=100 A
設送電電壓為U送，由P=IU得：
U送=PI=1000103100 V=1104 V
則升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比：
n原n副=U原U副=50010000=120.
(2)發(fā)電時水的重力勢能轉化為電能，故：
50%mgh=Pt
其中：mt=Vt=110340 kg/s
=4104 kg/s
所以h=Ptmg0.5
=10001034104100.5 m=5 m.
答案：(1)1∶20 (2)5 m
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