2021高考物理一轮复习经典组合之综合练习41Word版含答案.docx

一、单项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得6分，选错或不答的得0分．)
1．如图11－2－15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＝0.5 m2，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝200 rad/s匀速转动，并与抱负变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V　60 W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法正确的是(　　)

图11－2－15
A．图示位置穿过线框的磁通量变化率不为零
B．线框中产生交变电压的表达式为u＝500sin (200t) V
C．变压器原、副线圈匝数之比为50∶11
D．允许变压器输出的最大功率为2 200 W
2.

图11－2－16
(2022·全国新课标高考)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图11－2－16所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的沟通电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是抱负的，则U2和I1分别约为(　　)
A．380 V和5.3 A　　　　　　B．380 V和9.1 A
C．240 V和5.3 A D．240 V和9.1 A
3．如图11－2－17所示，一抱负变压器原线圈匝数n1＝1 100匝，副线圈匝数n2＝220匝，沟通电源的电压u＝220sin 100πt(V)，电阻R＝44 Ω，电压表、电流表为抱负电表，则下列说法错误的是(　　)

图11－2－17
A．沟通电的频率为50 Hz
B．电流表○A1 的示数为0.2 A
C．电流表○A2 的示数为 A
D．电压表的示数为44 V
4．如图11－2－18甲所示，原线圈所加沟通电压按图11－2－18乙所示规律变化，通过一台降压变压器给照明电路供电，照明电路连接导线的总电阻R＝0.5 Ω，若用户端能使55盏“220 V　40 W”的电灯正常发光．则(　　)

甲　　　　　　　　　　　　　乙
图11－2－18
A．副线圈中的电流为 A
B．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u1＝1 000sin (100πt) V
C．原线圈输入的总功率为2 200 W
D．降压变压器的匝数比为n1∶n2＝40∶9
二、双项选择题(本大题共5小题，每小题8分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全部选对的得8分，只选1个且正确的得4分，有选错或不答的得0分．)
5．如图11－2－19所示，抱负变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，初级线圈的两端a、b接正弦沟通电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R＝44 Ω，电流表A1的示数为0.20 A．下列推断中正确的是(　　)

图11－2－19
A．初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶1
B．初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶1
C．电流表A2的示数为1.0 A
D．电流表A2的示数为0.4 A
6．(2022·惠州模拟)如图11－2－20所示，抱负变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u＝20sin 100πt (V)．氖泡在两端电压达到100 V时开头发光，下列说法中正确的有(　　)

图11－2－20
A．开关接通后，氖泡的发光频率为100 Hz
B．开关接通后，电压表的示数为100 V
C．开关断开后，电压表的示数变大
D．开关断开后，变压器的输出功率不变
7．如图11－2－21所示，一抱负自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形的闭合铁芯上，输入端AB间加一正弦式沟通电压，在输出端BP间连接了抱负沟通电流表、灯泡和滑动变阻器，移动滑动触头P的位置，可转变副线圈的匝数，变阻器的滑动触头标记为Q，则(　　)

图11－2－21
A．只将Q向下移动时，灯泡的亮度变大
B．只将Q向下移动时，电流表的读数变小
C．只将P沿顺时针方向移动时，电流表的读数变大
D．只提高输入端的电压U时，电流表的读数变大
8．(2021届广东仲元中学检测)某小型水电站的电能输送示意图如图11－2－22所示，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为R，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，降压变压器副线圈两端交变电压u＝220sin (100πt) V，降压变压器的副线圈与阻值R0＝11 Ω的电阻组成闭合电路．若将变压器视为抱负变压器，则下列说法中正确的是(　　)

图11－2－22
A．通过R0电流的有效值是20 A
B．降压变压器T2原、副线圈的电压比为4∶1
C．升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压
D．升压变压器T1的输出功率等于降压变压器T2的输入功率
9．如图11－2－23所示，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接．c、d两个端点接在匝数比n1∶n2＝10∶1的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0.匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为l(电阻不计)，绕与ab平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO′以角速度ω匀速转动．假如滑动变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则(　　)

图11－2－23
A．滑动变阻器上消耗的功率为P＝100I2R
B．变压器原线圈两端的电压U1＝10IR
C．取ab在环的最低端时t＝0，则导体棒ab中感应电流的表达式是i＝Isin ωt
D．ab沿环转动过程中受到的最大安培力F＝BIl
三、非选择题(本大题共2小题，共36分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最终答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位．)
10．(18分)如图11－2－24所示，沟通发电机电动势的有效值E＝20 V，内阻不计，它通过一个R＝6 Ω的指示灯连接变压器．变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V　0.25 W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计．求：

图11－2－24
(1)降压变压器原、副线圈匝数比；
(2)发电机的输出功率．
11．(18分)在远距离输电时，要考虑尽量削减输电线上的功率损失．有一个小型发电站，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 kW·h.求：
(1)输电效率η和输电线的总电阻r；
(2)若想使输电效率提高到98%，又不转变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输电？
答案及解析
一、1．【解析】　图示位置穿过线框的磁通量最大，但由于没有边切割磁感线，所以无感应电动势，磁通量的变化率为零，A选项错误；线框中交变电压u＝NBSωsin ωt＝500sin (200t) V，B选项正确；变压器原、副线圈匝数之比＝＝＝，C选项错误；变压器输出的最大功率等于输入的最大功率P＝UI＝500×10 W＝5 000 W，D选项错误．
【答案】　B
2.【解析】　依据抱负变压器电压比关系＝，代入数据解得副线圈两端的电压有效值U2＝380 V，因抱负变压器原、副线圈输入和输出的功率相等，即P入＝P出＝U1I1，解得I1＝≈9.1 A，选项B正确；选项A、C、D错误．
【答案】　B
3．【解析】　由沟通电源的电压瞬时值表达式可知，ω＝100π rad/s，所以频率f＝＝＝50 Hz，A项说法正确；抱负变压器的电压比等于线圈匝数比，即＝，其中原线圈电压的有效值U1＝220 V，U2＝U1＝44 V，故D项说法正确；I2＝＝1 A，故C项说法错误；由电流比与线圈匝数成反比，即＝，所以I1＝I2＝0.2 A，故B项说法正确．综上所述，说法错误的是C项．
【答案】　C
4．【解析】　每盏灯泡正常发光时的电流I0＝＝ A，灯泡正常发光时，副线圈电流I2＝NI0＝10 A，A项错误；依据图象，原线圈两端电压的瞬时值表达式为u1＝1 414sin (100πt) V，B项错误；照明电路连接导线损失的功率为50 W，所以原线圈输入的总功率为2 250 W，C项错误；副线圈两端电压U2＝U0＋I2R＝225 V，所以＝＝＝，D项正确．
【答案】　D
二、5．【解析】　对于抱负变压器，P1＝U1I1＝220×0.20 W＝44 W，则负载电阻消耗的功率P2＝P1＝44 W，据P2＝，得U2＝＝ V＝44 V，则＝＝＝5，故B正确，A错误；A2的读数I2＝＝ A＝1 A，故C正确，D错误．
【答案】　BC
6．【解析】　交变电压的频率为f＝ Hz＝50 Hz，一个周期内电压两次大于100 V，即一个周期内氖泡能发光两次，所以其发光频率为100 Hz，A正确；由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为U1＝ V＝20 V，由＝得副线圈两端的电压为U2＝100 V，电压表的示数为沟通电的有效值，B正确；开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，C错误；开关断开后，电路消耗的功率减小，输出功率打算输入功率，D错误．
【答案】　AB
7．【解析】　将Q向下移动时，R阻值增大．电路中电阻增大，电流减小，故B项正确；由于副线圈上电压不变，电灯两端的电压不变，功率不变，亮度不变，故A项错．将P沿顺时针方向移动时副线圈匝数削减，电压减小，电流减小，故C项错．提高输入端的电压时，副线圈上电压增大，电流增大，故D项正确．
【答案】　BD
8．【解析】　降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220 V，负载电阻为11 Ω，所以通过R0电流的有效值是20 A，选项A正确；降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，所以降压变压器T2原、副线圈的电压比为4∶1，选项B正确；升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压加上输电线上损失的电压，选项C错误；升压变压器T1的输出功率等于降压变压器T2的输入功率加上输电线上损失的功率，选项D错误．
【答案】　AB
9．【解析】　由于电流表示数为有效值，由＝可知I2＝10I，故P＝100I2R，选项A正确；变压器原线圈两端电压为U1＝×10IR＝100IR，选项B错误；从最低点开头计时，则导体棒中感应电流的瞬时值的表达式为i＝Icos ωt，选项C错误；导体棒中电流最大值为I，所以F＝BIl，选项D正确．
【答案】　AD
三、10．【解析】　(1)彩色小灯泡额定电流IL＝＝ A，副线圈总电流I2＝24IL＝1 A.
变压器输入功率等于U1I1＝U2I2＝6 W
变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得
E＝U1＋I1R＝＋I1R＝＋6I1，
代入E值解得I1＝A(I1＝3 A应舍去，依据题意是降压变压器，应I1<I2＝1 A)，所以＝＝.
(2)发电机的输出功率P＝I1E＝6.67 W.
【答案】　(1)3∶1　(2)6.67
11．【解析】　(1)输送功率P＝500 kW，一昼夜输送电能E＝Pt＝12 000 kW·h
输电线上损失的电能ΔE＝4 800 kW·h
终点得到的电能E′＝E－ΔE＝7 200 kW·h，
所以输电效率η＝＝60%
输电线上的电流I＝＝100 A
输电线损耗功率Pr＝I2r，
其中Pr＝＝200 kW得r＝20 Ω.
(2)输电线上损耗功率Pr＝()2r∝
原来Pr＝200 kW，现在要求P′r＝10 kW，
解得输电电压应调整为U′＝22.4 kV.
【答案】　(1)60%　20 Ω　(2)22.4 kV