高考物理总复习 配餐作业32 变压器 电能的输送.doc

(三十二)变压器电能的输送a组基础巩固题1.(多选)关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()a通过正弦交变电流的原线圈的磁通量不变b穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等c穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势d原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈解析由于是交变电流，交变电流的磁场不断变化，磁通量也在变化，a错误；因理想变压器无漏磁，故b、c正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，故d错。答案bc2如图所示为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯泡相同，且都是“220 v40 w”。当灯泡所消耗的功率都调至20 w时，哪种台灯消耗的功率最小()a bc d解析台灯的消耗功率是指包含灯泡和其他辅助器件的总功率。由a、b、c、d四选项分析可知：c选项中理想变压器功率损耗为零，电源输出的总功率(台灯消耗功率)只有灯泡的功率20 w，而其他选项中，不论滑动变阻器是分压接法还是限流接法，滑动变阻器上总有功率损耗，台灯的消耗功率都大于20 w。故c选项正确。答案c3.(多选)如图所示的电路中，p为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压u1不变，闭合开关s，下列说法正确的是()ap向下滑动时，灯l变亮bp向下滑动时，变压器的输出电压不变cp向上滑动时，变压器的输入电流变小dp向上滑动时，变压器的输出功率变大解析由于u1保持不变，根据变压器的变压比可知，副线圈的输出电压u2不变，b项正确；p向下滑动时，灯泡l两端的电压不变，灯泡的亮度不变，a项错误；p向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，副线圈电路的总电阻r变小，根据p2可知，变压器的输出功率变大，d项正确；由p1u1i1p2可知，变压器的输入电流增大，c项错误。答案bd4如图甲所示，t为理想变压器，原、副线圈匝数比为101，副线圈所接电路中，电压表v1、v2和电流表a1、a2都为理想电表，电阻r14 ，r26 ，r3的最大阻值为12 ，原线圈两端加上如图乙所示的电压。在r3的滑片自最下端滑动到最上端的过程中，以下说法正确的是()甲乙a电压表v1的示数增大b电压表v2的示数为22 vc电流表a1、a2的示数都增大d电压表v1的示数与电流表a1的示数的乘积一直减小解析当r3的滑片向上移动时，r2、r3的总电阻减小，分压减小，所以电压表v1的示数减小，a错误。由变压比公式得u222 v，b错误。根据“串反并同”得电流表a1的示数增大，电流表a2的示数减小，c错误。电压表v1的示数与电流表a1的示数的乘积为电阻r2、r3消耗的功率之和，把变压器输出端当作电源，r1当作内阻，可知：当r2、r3的总电阻等于r1时，电阻r2、r3消耗的功率之和最大，r3的滑片在最下端时r23r1，所以当滑片上移时，r23减小，d正确。答案d5.(多选)钳形电流表的外形和结构如图甲所示。图甲中电流表的读数为0.9 a，图乙中用同一电缆线绕了3匝，则()a这种电流表能测出交变电流的有效值b这种电流表既能测直流电流，又能测交变电流c这种电流表能测交变电流，图乙的读数为0.3 ad这种电流表能测交变电流，图乙的读数为2.7 a解析由于变压器工作原理是通过原线圈的电流发生变化，则原线圈产生的磁场发生变化，故穿过副线圈的磁通量发生变化，从而在副线圈中产生感应电流，故这种电流表只能测交流电流，而且测量的是交变电流的有效值，故a正确，b错误；根据输入功率和输出功率的关系有：p1p2，即u1i1u2i2，所以： ，由题意可知：当n11，i20.9 a，即，当n13时：，解得：i22.7 a，故c错误，d正确。答案ad6(2017恩施模拟)(多选)如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小为b，线圈面积为s，转动角速度为，匝数为n，线圈电阻不计。下列说法正确的是()a将原线圈抽头p向上滑动时，灯泡变暗b电容器的电容c变大时，灯泡变暗c图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大d若线圈abcd转动的角速度变为2，则变压器原线圈电压的有效值为nbs解析在图中将原线圈抽头p向上滑动时，原线圈的匝数变大，故输出的电压变小，灯泡变暗，选项a正确；电容器的电容c变大时，电容对电流的阻碍作用变小，故灯泡变亮，选项b错误；图示位置时，线圈的ab边与磁感线方向平行，故矩形线圈中瞬时感应电动势最小，选项c错误；若线圈abcd转动的角速度变为2，且线圈转动一周只有半周产生感应电压，在这半周中，电压的最大值是2nbs，设变压器原线圈电压的有效值为u，则t2t，即unbs，选项d正确；故选ad。答案ad7(2017襄阳模拟)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接u36sin100t(v)的正弦交流电，图中d为理想二极管，(正向电阻不计，反向电阻为无穷大)，定值电阻r9 ，则下列说法正确的是()at s时，原线圈输入电压的瞬时值为18 vbt s时，电压表示数为18 vc电流表示数为1 ad变压器的输入功率为9 w解析t s时，u36sin100v18 v，a正确；电压表测量的是有效值，输入电压的最大值为um36 v，有效值为36 v，b错误；由得：u29 v，由i1 a，根据二极管具有单向导电性，结合电流的热效应，则：i2r0i2rt，故电流表的示数为ia，c错误；变压器的输入功率等于输出功率，即p1p2u2i w，d错误。答案a8(2017孝感调研)如图所示，一个匝数为n100匝的线圈以固定转速50转/秒在匀强磁场中旋转，其产生的交流电通过一匝数比为n1n2101的理想变压器给阻值r20 的电阻供电，已知电压表的示数为20 v，从图示位置开始计时，则下列说法正确的是()at0时刻流过线圈的电流最大b原线圈中电流的有效值为10 ac穿过线圈平面的最大磁通量为 wbd理想变压器的输入功率为10 w解析图示时刻为中性面位置，感应电动势为零，感应电流为零，故a错误；副线圈电流i21 a，根据，可以得到原线圈电流i10.1 a，故选项b错误；变压器的匝数比为n1n2101，故输入电压为200 v，最大值为200 v，转速50 转/秒，角速度：2n100 rad/s，根据公式emnbsn，穿过线圈平面的最大磁通量为 wb，故c正确；电阻r消耗的电功率p w20 w，故理想变压器的输入功率为20 w，d错。答案cb组能力提升题9.某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，如图所示。发电机到安置区的距离是400 m，输电线路中的火线和零线均为某型号单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5104 。安置区家用电器的总功率为44 kw，当这些额定电压为220 v的家用电器都正常工作时()型号最大输出功率60 kw输出电压范围220 v300 va输电线路中的电流为20 ab发电机实际输出电压是300 vc在输电线路上损失的电功率为8 kwd如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则输出电压最大值是300 v解析额定电压为220 v的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流i200 a，a错误。发电机的实际输出电压为u发uir260 v，b错误。在输电线路上损失的电功率p损i2r8 kw，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260 v367.7 v，d错误。答案c10(多选)(2017郑州质检一)如图所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈的匝数比为n1，原线圈接电压为u的交流电源，输出端接有一只电阻为r的灯泡l和交流风扇电动机d，电动机线圈电阻为r。接通电源后，电风扇正常运转，测出通过副线圈的电流为i，则下列说法正确的是()a理想变压器的输入功率为b风扇电动机d中的电流为c风扇电动机d输出的机械功率为d若电风扇由于机械故障被卡住，则通过原线圈的电流为解析本题考查理想变压器的知识，意在考查考生的推理能力和综合解决问题的能力。根据原、副线圈电流与匝数成反比可知原线圈中电流为i1，根据pui可知理想变压器输入功率p1ui1，a正确；根据原、副线圈电压与匝数成正比可知副线圈两端电压u2，风扇电动机d是非纯电阻元件，故风扇电动机中电流i22ii，b错误；风扇电动机输出机械功率为p22u2i22ir，c错误；若电风扇被卡住，则电风扇只是一个纯电阻r，副线圈电路电阻为r2，原、副线圈的功率相等，有i11u，解得i11，d正确。答案ad11如图所示，两种情况下变压器灯泡l2、l3的功率均为p，且l1、l2、l3为相同的灯泡，匝数比为n1 n231，则图甲中l1的功率和图乙中l1的功率分别为 ()ap、pb9p、c.、9pd.、p解析由题意可知，两种情况下变压器输出功率均为2p，设灯泡l2、l3的电压为u，电流为i，电阻为r，两种情况下变压器的输入电压为3u，变压器输入电流为i；图甲中l1的功率为p19p；图乙中l1的功率为p22r，选项b正确。答案b12(多选)一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是51，原线圈接入电压为220 v的正弦交流电，各元件正常工作，一只理想二极管和一个滑动变阻器r串联接在副线圈上，如图所示，电压表和电流表均为理想交流电表。则下列说法正确的是 ()a原、副线圈中的电流之比为51b电压表的读数约为31.11 vc若滑动变阻器接入电路的阻值为20 ，则1分钟内产生的热量为2.9103 jd若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均减小解析原、副线圈中的电流与匝数成反比，所以电流之比为15，选项a错误；原线圈接入电压为220 v的正弦交流电，原、副线圈的电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压为44 v，由于副线圈接着二极管，它具有单向导电性，而电表示数均是交流电的有效值，根据有效值的定义有t，从而求得电压表两端电压有效值为u22 v31.11 v，选项b正确；若滑动变阻器接入电路的阻值为20 ，则1 min内产生的热量为qt2.9103 j，c正确；滑片向上滑动，滑动变阻器接入的阻值变小，其两端的电压不变，所以通过滑动变阻器的电流变大，即电压表示数不变，电流表示数变大，d错误。答案bc13三峡水利电力枢纽工程是长江流域治理开发的一项重大举措，又是全世界已建、在建的最大规模的水利枢纽工程。枢纽控制流域面积1.0106 km2，占长江流域面积的56%，坝址处年平均流量为q4.511011m3。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时的总发电功率)为p1.82107 kw，年平均发电量约为w8.401010kwh。该工程已于2009年全部竣工，成为“西电东送”的中部通道，主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的用电紧张局面。阅读上述材料，解答以下问题(水的密度1.0103 kg/m3，g取10 m/s2)：(1)如果三峡电站上、下游水位差按h100 m计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率的表达式，并计算效率的数值；(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为多少天？(3)将该电站的电能输送到华中地区，输电功率为p14.5106 kw，采