高考物理一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 第2讲 变压器 电能的输送练习(1).doc

配餐作业变压器电能的输送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项错误；因理想变压器无漏磁，故b、c项正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，故d项错误。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 v,40 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()ab.cd.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项正确。答案c3如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线输送给用户(电灯等用电器)，r表示输电线的电阻，则()a用电器增加时，变压器输出电压增大b要提高用户的电压，滑动触头p应向上滑c用电器增加时，输电线的热损耗减小d用电器增加时，变压器的输入功率减小解析由于变压器原、副线圈的匝数不变，而且输入电压不变，因此增加负载不会影响输出电压，a项错误；根据变压器原理可知输出电压u2u1，当滑动触头p向上滑时，n2增大，所以输出电压增大，用户的电压增大，b项正确；由于用电器是并联的，因此用电器增加时总电阻变小，输出电压不变，总电流增大，故输电线的热损耗增大，c项错误；用电器增加时总电阻变小，总电流增大，输出功率增大，所以输入功率增大，d项错误。答案b4如图所示，电路中理想变压器的匝数比为41，电流表为理想的交流电表。将四个完全相同的小灯泡(8 v，4 w)接入副线圈，在原线圈两端加瞬时值表达式为u32sin100t(v)的交流电。则下列说法正确的是()a电流表的读数为2 ab变压器的输入功率为16 wc如果将一耐压值为8 v的电容器并联在小灯泡的两端，则电容器能正常工作d如果其中的一个小灯泡被烧毁，则其余的小灯泡均变亮解析由输入端交变电压的瞬时值表达式u32sin100t(v)可知，输入端电压的有效值为32 v，由得副线圈两端的电压的有效值为u2u18 v，显然四个小灯泡均能正常发光，由pui得通过每只灯泡的电流均为i10.5 a，电流表的读数为i4i12 a，a项错误；由于四个小灯泡均正常发光，则消耗的总功率为4p16 w，因此变压器的输入功率为16 w，b项正确；由于副线圈两端电压的最大值为8 v，大于电容器的耐压值，因此电容器将被击穿，c项错误；如果其中的一个小灯泡被烧毁，由于输入电压、变压器的匝数均不变，因此变压器的输出电压不变，因此其余小灯泡的亮度不变，d项错误。答案b5如图为一理想变压器，其原线圈匝数n1800，副线圈匝数n2200，原线圈接有电压u200sin100t (v)的交变电流，r为可变电阻，各电表均为理想交流电表，则下列说法中正确的是()a该交变电流的频率为100 hzb穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0.25wb/scr的阻值越大，电流表a的示数越小，电压表v的示数越大d接入的灯泡越多，电流表a和电压表v的示数越大解析根据2f可得，该交变电流的频率f50 hz，a项错误；根据法拉第电磁感应定律有en1，故穿过铁芯的磁通量的最大变化率0.25wb/s，b项正确；r的阻值越大，副线圈中的电流越小，电流表a的示数越小，因变压器是理想变压器，电压表v的示数不变，c项错误；接入的灯泡越多，副线圈的总电阻越小，副线圈中的电流越大，电流表a的示数越大，电压表v的示数不变，d项错误。答案b6如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为51，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈与二极管(正向电阻为零，相当于导线；反向电阻为无穷大，相当于断路)、定值电阻r0、热敏电阻rt(阻值随温度的升高而减小)及报警器p(电流增加到一定值时报警器p将发出警报声)组成闭合电路。电压表、电流表均为理想电表。则以下判断正确的是()a变压器副线圈输出交流电的频率为25 hzb电压表的示数为22 vcrt处温度减小到一定值时，报警器p将会发出警报声d报警器报警时，变压器的输入功率比报警前小解析变压器不改变交流电的频率，所以副线圈中交流电的频率为50 hz，a项错误；根据得副线圈两端电压u244 v，由于二极管的接入使功率减小到原来的一半，根据p知，电压表的示数为22 v，b项正确；热敏电阻处的温度降低时，其电阻增大，电路中电流减小，报警器不会报警，c项错误；报警器报警时副线圈中电流增大，原线圈中电流也增大，变压器的输入功率增大，d项错误。答案b7(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项正确，b项错误；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项错误，d项正确。答案ad8如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，原线圈回路接有内阻不计的交流电流表a，副线圈回路接有定值电阻r2 ，现在a、b间和c、d间分别接上示波器，同时监测得a、b间，c、d间的电压随时间变化的图象如图乙所示，则下列说法错误的是()at0.02 sbn1n2551c电流表a的示数i36.4 mad当原线圈电压瞬时值最大时，副线圈两端电压瞬时值为0解析因为变压器不改变交变电流的周期，输入电压的周期t0.02 s，输出电压的周期t0.02 s ，故a项正确；原线圈电压的有效值u1 v220 v, 副线圈电压的有效值为u2 v4 v，根据电压与匝数成正比有，故b项正确；输出功率p2 w8 w, 输入功率为8 w, 电流表的示数i1a0.036 4 a36.4 ma，故c项正确；根据电压与匝数成正比，知当原线圈电压瞬时值最大时，副线圈两端电压的瞬时值最大，故d项错误。答案db组能力提升题9一理想变压器原、副线圈匝数比为n1n231，原线圈中接有定值电阻r，副线圈中并联有两个阻值也为r的定值电阻，如图所示。原线圈接有电压为u的交流电源，则副线圈的输出电压为()a.b. c.d.解析设原线圈中的电流为i，原线圈的输入电压为u1，则副线圈中的电流为3i，副线圈的输出电压为u2ir，又uiru1ir，得u2u，c项正确。答案c10(多选)如图所示为某小型电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升压变压器原、副线圈两端的电压分别为u1和u2。在输电线路的起始端接入两个互感器，互感器原、副线圈的匝数比分别为101和110，电压表的示数为220 v，电流表的示数为10 a，则下列说法正确的是()a升压变压器原、副线圈的匝数比为b采用高压输电可以增大输电线中的电流，输电电流为100 ac线路输送电功率是220 kwd将p上移，用户获得的电压将升高解析根据变压器的原理可得升压变压器原、副线圈的匝数比为，a项错误；采用高压输电可以减小输电线中的电流，从而减小输电过程中的电能损失，根据电流互感器原理及匝数比为110，由公式，得输电电流为ia21010 a100 a，b项错误；根据电压表的示数为220 v，根据变压公式，10，输电电压为u210220 v2 200 v，线路输送电功率为pu2ia2220 kw，c项正确；将p上移，则降压变压器的初级线圈减小，故用户获得的电压将升高，d项正确。答案cd11如图所示为远距离输电的原理图，变压器均为理想变压器，图中标出了各部分的电压和电流，输电线总电阻为r，以下结论正确的是()ai2bu2i2u4i4c若用户的用电功率变大，则u4变大d若用户的用电功率变大，则i1变大解析在输电的回路中，有u2i2ru3，输电线上损失的电压小于升压变压器的输出电压，a项错误；升压变压器的输入功率为总功率，等于输电线上的损耗功率和用户得到的功率之和，b项错误；电厂输出的电压u1不变，则u2不变，若用户的用电功率变大，则输电电流变大，那么输电线上损失的电压变大，用户得到的电压变小，c项错误，d项正确。答案d12如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中r1、r2和r3均为定值电阻，v1和v2为理想电压表，a1和a2为理想电流表。开关s闭合时，v1和v2的读数分别为u1和u2；a1和a2的读数分别为i1和i2。若交流电源电压不变，现断开s，下列推断正确的是()au2可能变小、i2一定变小bu2一定不变、i2一定变小ci1一定变小、i2可能变大di1可能变大、i2可能变大解析交流电源电压不变，u1数值不变，根据变压器变压公式可知，副线圈电压只与原线圈电压和变压器原、副线圈匝数比有关，现断开s，u2不变，副线圈所接电路的等效电阻增大，电流表a2的读数i2变小，b项正确，a项错误；变压器输出功率减小，导致变压器输入功率变小，i1变小，c、d项错误。答案b13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n1n231，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，b项正确。答案b14三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，采用超高压输电，输电电压为u500 kv，而