高考物理一輪復(fù)習(xí) 第10章 交流電及傳感器 第2講 理想變壓器 電能的輸送課時(shí)作業(yè) 新人教版.doc

理想變壓器 電能的輸送一、選擇題(16題為單選題，710題為多選題)1通過一理想變壓器，經(jīng)同一線路輸送相同的電功率p，原線圈的電壓u保持不變，輸電線路的總電阻為r。當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時(shí)，線路損耗的電功率為p1，若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk，線路損耗的電功率為p2，則p1和分別為()a.，b()2r，c.，d()2r，答案：d解析：當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時(shí)，u2ku，此時(shí)輸電線上的電流i，線路損耗的功率p1i2r，當(dāng)匝數(shù)比為nk時(shí)，線路損耗的功率p2，則，d選項(xiàng)正確。2.自耦變壓器鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分。一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)。已知變壓器線圈總匝數(shù)為1900匝；原線圈為1100匝，接在有效值為 220v的交流電源上。當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，負(fù)載r上的功率為2.0kw。設(shè)此時(shí)原線圈中電流有效值為i1，負(fù)載兩端電壓的有效值為u2，且變壓器是理想的，則 u2和i1分別約為()a380v和5.3ab380v和9.1ac240v和5.3ad240v和9.1a答案：b解析：考查變壓器的計(jì)算，解題的關(guān)鍵是弄清自耦變壓器的原理及電壓和電流與匝數(shù)關(guān)系。由得，u2u1220v380v由功率關(guān)系p1p2，以及p1u1i1得，i19.1a，故選項(xiàng)b正確，選項(xiàng)a、c、d錯(cuò)誤。3.(2015開封模擬)如圖所示，理想變壓器有兩個(gè)副線圈，匝數(shù)分別為n1和n2，所接負(fù)載4r1r2，當(dāng)只閉合s1時(shí)，電流表示數(shù)為1a，當(dāng)s1和s2都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為2a，則n1n2為()a11b12c13d14答案：b解析：變壓器原副線圈的磁通量變化率相同，所以u(píng)u1u2nn1n2，根據(jù)能量守恒，輸出功率等于輸入功率，所以有當(dāng)只閉合s1時(shí)ui，當(dāng)s1和s2都閉合時(shí)，ui，代入數(shù)據(jù)i1a，i2a可得u4u，即u1u212，所以n1n212，選項(xiàng)b對(duì)。4(原創(chuàng)題)如圖所示，m、n為兩條交流輸電線，甲、乙兩圖是配電室中的互感器和交流電表的兩種接線示意圖，以下說法正確的是()a在乙圖中，線圈n4的導(dǎo)線一定比線圈n3的導(dǎo)線粗b甲圖中的電表是交流電流表，乙圖中的電表是交流電壓表c甲圖中的電表是交流電壓表，乙圖中的電表是交流電流表d甲、乙兩圖中的電表均為交流電流表答案：c解析：甲圖為電壓互感器、乙圖為電流互感器。由此判斷c項(xiàng)正確。乙圖中n3對(duì)應(yīng)大電流，匝數(shù)少，可使用較粗導(dǎo)線繞制，減少能量損失。n4對(duì)應(yīng)小電流，匝數(shù)多，相對(duì)n3來說，可使用細(xì)些導(dǎo)線繞制，故a項(xiàng)錯(cuò)。5如圖所示，兩種情況下變壓器燈泡l2、l3的功率均為p，且l1、l2、l3為相同的燈泡，匝數(shù)比為n1 n231，則圖甲中l(wèi)1的功率和圖乙中l(wèi)1的功率分別為()ap、pb9p、c.、9pd、p答案：b解析：由題意可知，兩種情況下變壓器輸出功率均為2p，設(shè)燈泡l2、l3的電壓為u，電流為i，電阻為r，兩種情況下變壓器的輸入電壓為3u，變壓器輸入電流為i；圖甲中l(wèi)1的功率為p19p；圖乙中l(wèi)1的功率為p2(i)2r，選項(xiàng)b正確。6甲圖是一小型交流發(fā)電機(jī)供電原理圖，兩磁極n、s間的磁場可視為水平方向勻強(qiáng)磁場，理想變壓器原、副線圈分別與發(fā)電機(jī)和燈泡連接，燈泡標(biāo)有“220v60w”字樣且正常發(fā)光。從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出端的電流隨時(shí)間變化圖象如圖乙所示，則以下說法正確的是()at0.02s時(shí)發(fā)電機(jī)內(nèi)線圈abcd平面與磁場方向平行b電路中的電流方向每秒改變100次c變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1511d交流發(fā)電機(jī)輸出電流的函數(shù)表達(dá)式i0.2sin(50t)a答案：d解析：0.02s時(shí)線圈中的感應(yīng)電流為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，穿過線圈的磁通量變化率為零，磁通量最大，所以線圈平面與磁場方向垂直，a錯(cuò)誤；由圖乙可知t0.04s，在一個(gè)周期之內(nèi)電流方向變化兩次，即在1s內(nèi)電流方向改變50次，b錯(cuò)誤；燈泡標(biāo)有“220v60w”字樣且正常發(fā)光，所以副線圈電流i2a，由題圖乙可知電流最大值im0.2a，所以原線圈電流有效值i1a，根據(jù)理想變壓器的特點(diǎn)即電流與匝數(shù)成反比得變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為，故c錯(cuò)誤；由圖乙可知t0.04s，50rad/s，電流最大值im0.2a，所以交流發(fā)電機(jī)輸出電流的函數(shù)表達(dá)式i0.2sin(50t)a，故d正確。7如圖所示，在繞制變壓器時(shí)，某人誤將兩個(gè)線圈繞在如圖所示變壓器鐵芯的左右兩個(gè)臂上。當(dāng)線圈1通一交變電流時(shí)，線圈2和中間臂均分線圈1中產(chǎn)生的磁通量。一電壓表與線圈串聯(lián)形成單匝閉合線圈，繞在中間臂上，如圖所示。已知線圈1、2的匝數(shù)分別為n1100匝，n250匝。線圈1接一交變電壓，在不接負(fù)載的情況下 ()a當(dāng)線圈1輸入100 v交變電壓時(shí)，電壓表示數(shù)為1 vb當(dāng)線圈1輸入100 v交變電壓時(shí)，線圈2輸出的電壓為25 vc若電壓表示數(shù)為2 v，線圈1輸入的電壓為200 vd若電壓表示數(shù)為2 v，線圈2輸出的電壓為100 v答案：bd解析：由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式：en/t知，當(dāng)線圈1輸入100v交變電壓時(shí)，電壓表示數(shù)為0.5v，線圈2輸出的電壓為25v，a錯(cuò)誤b正確；若電壓表示數(shù)為2v，線圈1輸入的電壓為400v，c錯(cuò)誤；若電壓表示數(shù)為2v，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知線圈2輸出的電壓為100v，d正確。8(2015濟(jì)寧市高三聯(lián)考)一臺(tái)理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是51，原線圈接入電壓為220v的正弦交流電，各元件正常工作，一只理想二極管和一個(gè)滑動(dòng)變阻器r串聯(lián)接在副線圈上，如圖所示，電壓表和電流表均為理想交流電表。則下列說法正確的是()a原、副線圈中的電流之比為51b電壓表的讀數(shù)約為31.11vc若滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為20，則1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為2.9103jd若將滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)，則兩電表讀數(shù)均減小答案：bc解析：原、副線圈中的電流與匝數(shù)成反比，所以電流之比為15，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；原線圈接入電壓為220v的正弦交流電，原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，所以副線圈兩端電壓為44v，由于副線圈接著二極管，它具有單向?qū)щ娦?，而電表示?shù)均是交流電的有效值，根據(jù)有效值的定義有t，從而求得電壓表兩端電壓有效值為u22v31.11v，選項(xiàng)b正確；若滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為20，則1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為qt2.9103j，c正確；滑片向上滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入的阻值變小，其兩端的電壓不變，所以通過滑動(dòng)變阻器的電流變大，即電壓表示數(shù)不變，電流表示數(shù)變大，d錯(cuò)誤。9如圖所示，電源輸入電壓不變，要使電路中電流表示數(shù)變大，可采用的方法有()a將r上的滑片向上移動(dòng)b將r上的滑片向下移動(dòng)c將開關(guān)s擲向1d將開關(guān)s擲向2答案：ad解析：輸入的電壓和匝數(shù)比不變，輸出的電壓也不變，當(dāng)向上移動(dòng)滑片時(shí)，電路的電阻變小，所以電流要增加，a正確；輸入的電壓和匝數(shù)比不變，輸出的電壓也不變，當(dāng)向下移動(dòng)滑片時(shí)，電路的電阻變大，所以電流要變小，b錯(cuò)誤；將開關(guān)s擲向1，原線圈的匝數(shù)變大，由電壓與匝數(shù)成正比可得，副線圈的輸出電壓要減小，電路的電阻不變，所以電流要減小，c錯(cuò)誤；將開關(guān)s擲向2時(shí)，原線圈的匝數(shù)減少，由電壓與匝數(shù)成正比可得，副線圈的輸出電壓要變大，電路的電阻不變，所以電流要增大，d正確。10(2015蘇北調(diào)研)如圖所示，一個(gè)小型的理想變壓器為額定電壓均為220v的電動(dòng)機(jī)和電爐子供電。當(dāng)變壓器輸入端接u550sin100t(v)的交流電時(shí)，電動(dòng)機(jī)恰好以額定功率工作，電流表a1、a2的讀數(shù)是9.16a和5.16a，則下列說法正確的是()a變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是52b電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻是55c電爐子中電流方向每秒改變100次d原線圈的輸入功率約是2015.2w答案：cd解析：原線圈的電壓有效值是u1275v，電動(dòng)機(jī)正常工作，副線圈的電壓有效值是u2220v，故n1n2u1u254，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)不是純電阻，不能直接用兩端電壓與電流的比值求得內(nèi)阻，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；由輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式知，輸入電流的頻率是50hz，一個(gè)周期內(nèi)電流方向變化兩次，故副線圈中電流方向每秒改變100次，選項(xiàng)c正確；原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，pu2i2209.16w2015.2w，選項(xiàng)d正確。二、非選擇題11一正弦交變電壓的電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示。(1)寫出該交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式；(2)求出該交變電壓的有效值；(3)將該交變電壓接在匝數(shù)比為12的理想變壓器原線圈上，副線圈給r16的小燈泡供電，求燈泡消耗的功率。答案：(1)u10sin(50t)v(2)7.1v(3)12.5w解析：(1)由題中圖象知電壓最大值為10v，周期為0.04s，其角頻率50 rad/s所以瞬時(shí)值表達(dá)式為u10sin(50t)v。(2)有效值為u5v7.1v。(3)副線圈輸出電壓u2u110v。小燈泡的功率為p12.5w。12在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，要盡量考慮減少輸電線上的功率損失。有一個(gè)電站，輸送的電功率p500kw，當(dāng)使用u5kv的電壓輸電時(shí)，測(cè)得安裝在輸電線路起點(diǎn)和終點(diǎn)處的兩只電能表一晝夜表示數(shù)相差4800kwh。求：(1)輸電效率和輸電線總電阻r。(2)若想使輸電效率提高到98%，又不改變輸電線，那么電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電。答案：(1)60%20(2)22.4kv解析：(1)由于輸送功率p500kw，一晝夜輸送電能ept12000kwh，終點(diǎn)得到的電能e7200kwh，因此效率60%。輸電線上的電流可由i計(jì)算，i100a，而輸電線損耗功率可由pri2r計(jì)算，其中prkw200kw，因此可求得r20。(2)輸電線上損耗功率pr2r，原來pr200kw，現(xiàn)在要求pr10kw，計(jì)算可得輸電電壓應(yīng)調(diào)節(jié)為u22.4kv。13(2015東北師大附中模擬)發(fā)電機(jī)的端電壓為220 v，輸出電功率為44 kw，輸電導(dǎo)線的電阻為0.2 ，如果用初、次級(jí)線圈匝數(shù)之比為110的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線路后，再用初、次級(jí)匝數(shù)比為101的降壓變壓器降壓供給用戶。(1)畫出全過程的線路圖；(2)求用戶得到的電壓和功率；(3)若不經(jīng)過變壓而直接送到用戶，求用戶得到的功率和電壓。答案：(1)略(2)219.6 v43.92 kw(3)36 kw180 v解析：(1)線路圖如圖所示：(2)升壓變壓器次級(jí)的輸出電壓u2u12200 v升壓變壓器次級(jí)輸出電流i2i1升壓變壓器初級(jí)輸入電