【志鸿优化设计】（江苏专用）高考物理 第十章交变电流 传感器第二节理想变压器 电能的输送练习.doc

课时作业44理想变压器电能的输送一、单项选择题（每题6分，共18分）1（2012山东潍坊一模）如图所示，匝数为100的矩形线圈abcd处于磁感应强度bt的水平匀强磁场中，线圈面积s0.5 m2，内阻不计。线圈绕垂直于磁场的轴以角速度10 rad/s匀速转动，线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接入一只“12 v12 w”灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是（）a通过灯泡的交变电流的频率是50 hzb变压器原、副线圈匝数之比为101c矩形线圈中产生的电动势的最大值为120 vd若将灯泡更换为“12 v24 w”且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速2（2012山西四校联考）如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比n1n241，电源电压u220sin 314 t v，原线圈电路中接入熔断电流i01 a的保险丝，副线圈电路中接入一可变电阻r，则（）a电压表的读数为77 vb当可变电阻r的阻值变大时，变压器的输入功率变大c可变电阻r的阻值低于13.75 时保险丝将熔断d副线圈的输出功率一定是200 w3（2012河南洛阳四校联考）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为15，原线圈两端的交变电压为u20sin 100t v，氖泡在两端电压达到100 v时开始发光，下列说法中正确的有（）a开关接通后，氖泡的发光频率为50 hzb开关接通后，电压表的示数为100 vc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二、多项选择题（每题8分，共24分）4如图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的ut图象。原、副线圈匝数比n1n2101，串联在原线圈电路中交流电流表的示数为1 a，则（）a变压器原线圈所接交流电压的有效值为220 vb变压器输出端所接电压表的示数为22vc变压器输出端交变电流的频率为50 hzd变压器的输出功率为220w5（2012江苏南京二模）如图所示，理想变压器原线圈匝数n11 210，副线圈匝数n2121，原线圈电压u311sin 100t v，负载电阻r44 ，不计电表对电路的影响，各电表的读数应为（）aa1读数为0.05 abv1读数为311 vca2读数为0.5 adv2读数为31.1 v6在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（）a升压变压器的输出电压增大b降压变压器的输出电压增大c输电线上损耗的功率增大d输电线上损耗的功率占总功率的比例增大三、非选择题（分值依次为18分、20分、20分）7如图甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的ut图象如图乙所示。若只在ce间接一只rce400 的电阻，或只在de间接一只rde225 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 w。（1）请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；（2）求只在ce间接400 电阻时，原线圈中的电流i1；（3）求ce和de间线圈的匝数比。8三峡水利工程中某一水电站发电机组设计为：水以v13 m/s的速度流入水轮机后以v21 m/s的速度流出，流出水位比流入水位低10 m，水流量为q10 m3/s。水轮机效率为75%，发电机效率为80%，试求：（1）发电机的输出功率是多少；（2）如果发电机输出电压为240 v，用户所需电压为220 v，输电线路中能量损耗为5%，输电线的电阻共为12 ，那么所需的升、降压变压器的原、副线圈匝数比分别是多少。9某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为，磁场均沿半径方向。匝数为n的矩形线圈abcd的边长abcdl、bcad2l。线圈以角速度绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场。在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为b、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r，外接电阻为r。求：（1）线圈切割磁感线时，感应电动势的大小em；（2）线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小f；（3）外接电阻上电流的有效值i。参考答案 1b解析：由2f知交变电流的频率是5 hz，选项a错误；矩形线圈中产生感应电动势最大值为emaxnbs120v，选项c错误；变压器输入电压为u1120 v，由知，选项b正确；由u2u1可知，u2大小与负载无关，选项d错误。2c3b解析：由u20sin 100t v可知，交流电压频率为50 hz，在一个周期内，交变电流两次超过100 v电压，所以氖泡的发光频率为100 hz，选项a错误；变压器输入电压有效值为u120 v，输出电压有效值u2u1520 v100 v，开关接通与断开，电压表的示数均为100 v，选项b正确而c错误；开关断开后，氖泡不发光，消耗电能变小，变压器的输出功率变小，选项d错误。4ac5ac6cd解析：设升压变压器原副线圈的匝数比为n1，降压变压器原副线圈的匝数比为n2，发电厂输出电压为u1，输出功率为p1，则升压变压器的输出电压为，输电线中的电流为，输电线损耗的功率为，降压变压器输出电压为，输电线上损耗的功率占总功率的比例为，可见，当输出功率p1增大时，c、d正确。7答案：（1）uab400sin 200t v（2）0.28 a（3）解析：（1）由题图乙知200 rad/s电压瞬时值uab400sin 200tv。（2）电压有效值u1200v理想变压器p1p2原线圈中的电流i1解得i10.28 a（或a）。（3）设ab间匝数为n1同理由题意知解得代入数据得。8答案：（1）6.24105 w（2）151531解析：（1）水轮机的输出功率即发电机的输入功率，为p175%7.8105 w。发电机的输出功率为p0p180%6.24105 w。（2）输电示意图如图所示。发电机输出的电流i1a2 600 a输电导线中的热损耗p耗p05%3.12104 w输电线路中的电流i2a51 a所以升压变压器t1的原、副线圈匝数比1/51降压变压器t2的输出功率pp0p耗5.928105 wt2的输出电流i3a2.7103 a所以降压变压器t2的原、副线圈