2019高中物理第三章电能的输送与变压器3.2_3.3电能的开发与利用练习（含解析）.docx

电能的开发与利用课时演练促提升A组1.(多选)一理想变压器的原线圈A、B两端接入电压为u=32sin 314t V的交变电流。原线圈匝数n1=100匝,副线圈匝数n2=200匝,则()A.将击穿电压为6 V的电容器接在C、D两端,能正常工作B.把电磁打点计时器接在C、D两端,打点周期为0.02 sC.把额定电压为6 V的小灯泡接在C、D两端,小灯泡能正常工作D.把交变电压表接在C、D两端时,电压表读数为8.48 V解析:交变电流的周期T=2=0.02s,有效值U1=3V,变压器不改变交变电流的频率,故选项B正确;由U1U2=n1n2,得U2=n2n1U1=6V,变压器输出电压的峰值为62V,故大于电容器的击穿电压,选项A、D错误,选项C正确。答案:BC2.(多选)理想变压器原、副线圈两侧一定相同的物理量有()A.交变电流的频率B.交变电流的功率C.磁通量的变化率D.交变电流的最大值答案:ABC3.关于理想变压器特点的下列说法中正确的是()A.理想变压器能够使电压升高,同时电流变大B.原副线圈具有相同的磁通量及变化率,产生的感应电动势也相同C.原副线圈没有电阻,铁心中不会产生涡流D.原线圈往往匝数少,绕线粗,电流大解析:理想变压器原副线圈功率相等,即U1I1=U2I2,不可能同时使电压升高,电流增大,选项A错误;原副线圈匝数不同,感应电动势不同,选项B错误;理想变压器不考虑绕线铜损,铁心的热损,当然要求线圈无电阻,铁心不产生涡流,选项C正确;原副线圈中匝数少的一边,电流大,绕线粗,但不一定作为原线圈使用,选项D错误。答案:C4.(多选)如图所示的理想变压器,原线圈接交变电流源,副线圈有中心抽头,副线圈回路接负载电阻R,当把开关S由1拨到2后()A.副线圈中电流将增大B.副线圈中电流将减小C.原线圈中电流将增大D.原线圈中电流将减小解析:变压器原线圈中的电压不变,当开关接1时,副线圈匝数多,负载两端电压高,原副线圈中的电流都大;当开关接2时,副线圈的匝数少,负载两端的电压低,原副线圈中的电流都小。答案:BD5.(多选)理想变压器正常工作时,原、副线圈中的电流为I1、I2,电压为U1、U2,功率为P1、P2,关于它们之间的关系,下列说法中正确的是()A.I1由I2决定B.U2与负载有关C.P1由P2决定D.以上说法都不正确解析:对理想变压器的电流关系可写成I1=n2n1I2,原线圈中的电流与副线圈中的电流成正比,所以原线圈中的电流由副线圈中的电流决定;功率关系为:负载用多少,原线圈端就输入多少,因此选项A、C正确。答案:AC6.如图所示,一理想变压器,原、副线圈匝数比为101,把原线圈接入u=2202sin 100t V交流电源,那么()A.用交变电压表测量输出电压为222 VB.副线圈交变电流的频率为100 HzC.副线圈接入R=22 的电阻,则原线圈的电流为1 AD.副线圈接入R=22 的负载,则变压器的输出功率为22 W解析:从瞬时值方程得知:交变电流的频率为50Hz,原线圈电压有效值为220V,根据变压比公式可计算得副线圈两端的电压为22V,选项D正确。答案:D7.将输入电压为220 V、输出电压为6 V的理想变压器改绕成输出电压为30 V的变压器,副线圈原来是30匝,原线圈匝数不变,则副线圈新增匝数为()A.120匝B.150匝C.180匝D.220匝解析:由变压比U1U2=n1n2,知2206=n130,所以n1=1100匝,当U2=30V时,22030=n1n2,所以n2=150匝,故n2=n2-n2=120匝。答案:A8.如图所示,一理想变压器原、副线圈匝数比为31,副线圈接三个相同的灯泡,均能正常发光,若在原线圈所在电路上再串联一相同灯泡L,则(设电源有效值不变)()A.灯L与三灯亮度相同B.灯L比三灯都暗C.灯L将会被烧坏D.无法判断其亮度情况解析:由于电源有效值不变,设为U,当在原线圈所在电路上再串联一相同灯泡L时,灯L与线圈分压,设原线圈两端的电压为U1,则U1=U-UL,其中UL为灯泡L两端电压,UL=I1RL,设此时接入副线圈的每只灯泡中的电流为I,则副线圈输出电流I2=3I,据电流与匝数关系I1I2=n2n1=13得I1=n2n1I2=I,即四只灯泡中的电流相同,故亮度相同。答案:A9.实验室中一只小发电机可输出交变电压u=112sin 100t V,为使规格为“220 V 60 W”的白炽灯正常发光,必须接上一只变压器,试求这只变压器原副线圈的匝数比及原线圈中的电流;在绕制这只变压器时使用的导线有粗、细两种不同的规格,原线圈应该用哪一种导线?解析:由交变电压的瞬时值知,U1=11V,根据变压器的电压关系U1U2=n1n2得n1n2=120,在原线圈中由功率知P=U1I1,得I1=PU1=6011A=5.5A,原线圈中的电流大,使用粗导线。答案:1205.5 A粗导线B组1.(2014上海检测)钳形电流表的外形和结构如图(a)所示,图(a)中电流表的读数为1.2 A,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2.4 AB.这种电流表能测交流电流,图(b)的读数为0.4 AC.这种电流表能测交流电流,图(b)的读数为3.6 AD.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3.6 A解析:该钳形电流表的工作原理为电磁感应现象,所以只能测交流电流,且磁感应强度与匝数成正比,选项C正确。答案:C2.(2014江苏徐州检测)在变电所,经常要用交流电表去监测电网上的强电流,使用的仪器是电流互感器。如图所示的四个图中,能正确反映其工作原理的是()解析:电流互感器是测电流的,应串联在火线上,选项B、D错误;由变压器电流关系n1I1=n2I2,要使I2n1,选项A正确、选项C错误。答案:A3.(多选)(2014浙江金华检测)如图所示,某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节,原线圈两端电压为一最大值不变的正弦式交变电流,在其他条件不变的情况下,为了使变压器输入功率增大,可使()A.原线圈匝数n1增加B.副线圈匝数n2增加C.负载电阻R的阻值增大D.负载电阻R的阻值减小解析:由U1U2=n1n2,P出=U22R,可得P出=U12n22n12R,又因为P入=P出,所以P入=U12n22n12R,分析可得选项B、D正确。答案:BD4.如图所示,理想变压器的原线圈接入u=11 0002sin 100t V的交变电压,副线圈通过电阻r=6 的导线对“220 V880 W”的电器RL供电,该电器正常工作。由此可知()A.原、副线圈的匝数比为501B.交变电压的频率为100 HzC.副线圈中电流的有效值为4 AD.变压器的输入功率为880 W解析:根据接入电压u=110002sin100t,输入电压有效值为11000V,要使“220V/880W”的电器正常工作,则通过用电器的电流为I=PU=4A,副线圈输出电压为U出=Ir+U=46V+220V=244V,原副线圈匝数比等于输入电压与输出电压之比,为275061,选项A错误、选项C正确;交变电流的频率f=2=1002=50Hz,选项B错误;变压器的输出功率P出=PRL+Pr=880W+426W=976W,选项D错误。答案:C5.(2014福建漳州检测)如图所示,降压变压器的变压系数是3,即初级线圈的匝数与次级线圈的匝数之比是31。初级线圈的输入电压是660 V,次级线圈的电阻为0.2 ,用这台变压器供给100盏标有“220 V60 W”的电灯用电。求:(1)空载时次级线圈的端电压和输出功率;(2)接通时次级线圈的端电压;(3)每盏灯的实际功率。解析:(1)将变压器视为理想变压器。设空载时次级线圈的输出电压为U2,由n2n1=U2U1,得到U2=n2n1U1=220V,因为空载,次级线圈的负载电阻R2,次级线圈中的电流为零,所以I2=0,P=I2U2=0。(2)接通电路后,100盏灯并联的总电阻为R外=R100=U额2P额1008.07,次级线圈中的电流I2=U2R外+R线=2208.07+0.2A,电灯两端电压:U2=I2R外214.68V。(3)每盏灯的实际功率P=I2100U2=220214.688.27100W=57.1W。答案:(1)220 V0(2)214.68 V(3)57.1 W6.(2014河南濮阳检测)某发电厂发电机的输出功率P=100 kW,发电机端电压U=250 V,向远处送电的输电线的总电阻R=8 。要使传输电线上的功率损失不超过输送功率的5%,用户得到的电压又正好是220 V,那么:(1)应该怎样安装变压器?画出输电线路的示意图;(2)求出所用的变压器的原、副线圈的匝数比。解析:(1)只要安装一台升压变压器和一台降压变压器,输电线路示意图如图所示。(2)按题意,P损=5%P=0.05100103W=5103W。设输电线路中的电流为I,P损=I2R,I=P损R=51038A=25A。输送电压U2=PI=1001032