人教版选修11 变压器 高压输电 第1课时 作业.docx

1.4变压器 1.5高压输电1.如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为12；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 v，额定功率为 22 w；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用u和i分别表示此时电压表和电流表的读数，则()au110 v，i0.2 a bu110 v，i0.05 acu110 v，i0.2 a du110 v，i0.2 a解析：选a由题意可直接求出副线圈中的电压、电流分别为：220 v、0.1 a，根据，可得原线圈中的电压、电流分别为110 v、0.2 a。2如图所示为远距离输电的电路原理图，下列判断正确的是()au1u2bu2u3 ci4i2解析：选d在远距离输电的过程中，第一级为升压过程，故u1i2，a错误，d正确；由部分电路欧姆定律可得u3u2i2r线，b错误；由于第二级为降压过程，故u3u4，由u3i2u4i4，可知i2i4，c错误。3多选在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么()a输电线路上损失的电压与输送电流成正比b输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大c输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比d输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比解析：选ac输电线路上损失电压uir，在r一定时，u和i成正比，a正确；若u越高，i越小，那么u越小，b错误；输电线路上损失的功率pi2r，当p一定时，i，所以pr，即p和u的平方成反比，跟i的平方成正比，a、c正确，d错误。4.多选如图所示，将额定电压为60 v的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关s后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 v和2.2 a。以下判断正确的是()a变压器输入功率为484 wb通过原线圈的电流的有效值为0.6 ac通过副线圈的电流的最大值为2.2 ad变压器原、副线圈匝数比n1n2113解析由题意知u1220 v，u260 v，i22.2 a，则由p1p2u2i2，解得n1n2113，i10.6 a，p1132 w，b、d正确，a错误；由于电流表显示的是有效值，因此通过副线圈电流的最大值为2.2 a，c错误。答案bd5.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压在 220 v 的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为u，原、副线回路中电阻消耗的功率的比值为k，则()au66 v，kbu22 v，kcu66 v，k du22 v，k解析：选a设原、副线圈中的电流分别i1、i2，则，故k；设原线圈两端的电压为u1，则，故u13u，而原线圈上电阻分担的电压为u，故3u220 v，解得u66 v，选项a正确。6.用220 v的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 v，通过负载的电流图象如图所示，则()a变压器输入功率约为3.9 wb输出电压的最大值是110 vc变压器原、副线圈匝数比是 12d负载电流的函数表达式i0.05sina解析：选a由题图知，负载电流i2 a，变压器的输出功率p2i2u2110 w3.9 w，输入功率p1p23.9 w，a正确；输出电压的最大值为u2m110 v，b错误；变压器原、副线圈的匝数比是21，c错误；由图象知，负载电流的函数表达式i0.05sin 100t(a)，d错误。7.如图所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，r0为定值电阻，r为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表a1的示数增大了0.2 a，电流表a2的示数增大了0.8 a，则下列说法正确的是()a电压表v1示数增大b电压表v2、v3示数均增大c该变压器起升压作用d变阻器滑片是沿cd的方向滑动解析电压表v1的示数和a、b间电压的有效值相同，滑片滑动时v1示数不变，选项a错误；电压表v2测量的电压为副线圈两端的电压，原、副线圈匝数不变，输入电压不变，故v2示数不变，v3示数为v2示数减去r0两端电压，两线圈中电流增大，易知r0两端电压升高，故v3示数减小，选项b错误；理想变压器u1i1u2i2，则u1i1u2i2，i2i1，故u2u1，变压器为降压变压器，选项c错误；因i2增大，故知r减小，变阻器滑片是沿cd的方向滑动，选项d正确。答案d8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，闭合电键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：选bd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总变小，根据p2可知，变压器的输出功率变大，d正确；由p1u1i1p2可知，变压器的输入电流变大，c错误。9多选火警报警系统原理如图甲所示，m是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1n2101，接线柱a、b接上一个正弦交变电源，电压随时间变化规律如图乙所示，在变压器右侧部分，r2为用半导体热敏材料(电阻率随温度升高而减小)制成的传感器，r1为一定值电阻。下列说法中正确的是 ()a电压表示数为22 vb此交变电源的频率为50 hzc当传感器r2所在处出现火警时，电流表的示数减小d当传感器r2所在处出现火警时，电压表的示数减小解析：选bd副线圈两端电压是22 v，电压表示数等于副线圈两端电压减去r1两端的电压，小于22 v，a错误；由题图乙可知，周期是0.02 s，所以频率是50 hz，b正确；当传感器r2所在处出现火警时，r2的电阻变小，则它两端的电压变小，电流变大，电流表的示数变大，电压表的示数变小，c错误，d正确。10.如图甲所示的电路中，s为单刀双掷开关，电表为理想电表，rt为热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，理想变压器原线圈接图乙所示的正弦交流电，则()a变压器原线圈中交流电压u的表达式u110sin100t(v)bs接在a端，rt温度升高时，变压器的输入功率变小cs接在a端，rt温度升高时，电压表和电流表的示数均变大ds由a切换到b，rt消耗的功率变大解析由交变电流图象，可知电压最大值为110 v，周期为0.02 s，所以100 rad/s，a项正确；副线圈输出电压由变压器匝数比和输入电压决定，故温度升高时，rt电阻阻值减小，两端电压不变，c项错；由p可知，变压器输出功率增大，故其输入功率也随之增大，b项错；s由a切换到b，副线圈匝数减小，故输出电压减小，rt电阻不变，由p知，消耗功率减小，d项错。答案a11多选如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻r0和滑动变阻器r，p为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为u的正弦交流电，则()a保持滑动触头q的位置不动，将p向上滑动时，电流表读数变大b保持滑动触头q的位置不动，将p向上滑动时，电流表读数变小c保持滑动触头p的位置不动，将q向上滑动时，电流表读数变大d保持滑动触头p的位置不动，将q向上滑动时，电流表读数变小解析：选bc保持q的位置不动，则u2不变，将p向上滑动时，r接入电路的电阻变大，根据i2知，i2变小，由得i1也变小，即电流表读数变小，a错误，b正确；保持p的位置不动，将q向上滑动时，u2变大，则根据p2知副线圈输出功率变大，由p1p2知，变压器原线圈输入功率p1变大，而p1i1u，输入电压u一定，i1变大，即电流表读数变大，c正确，d错误。12如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，b是原线圈的中心接头，电压表和电流表均为理想电表，除滑动变阻器电阻r、定值电阻r0以外的其余电阻不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1220sin 100t(v)。下列说法中正确的是()at s时刻，c、d两点间的电压瞬时值为110 vb当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 vc单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器滑片p向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小d当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变大解析：选d由c、d两点间的电压瞬时值表达式u1220sin 100t(v)，当t s时，u1220sin v110 v，a错误；由得u2220 v22 v，b错误；单刀双掷开关与a连接，滑片p向上移动时，电压表示数不变，c错误。13.如图甲所示为一自耦变压器，变压器的原线圈ab端输入电压如图乙所示，副线圈电路中定值电阻r011 ，电容器c的击穿电压为22 v，移动滑片p使电容器刚好不会被击穿，所有电表均为理想电表，下列说法正确的是() a电压表的示数为220 vb原、副线圈的匝数比为101c电流表的示数等于通过电阻r0的电流d原线圈ab端输入电压的变化规律为u311sin t v解析由题图乙知电压的有效值即电压表的示数为220 v，a正确；电容器的耐压值为交流最大值，有效值为 v11 v，所以原、副线圈的匝数比为101，b错误；电容器通交流电，所以电流表的示数大于通过电阻r0的电流，c错误；由题图乙知交流电的周期为0.02 s所以角速度为100 rad/s，原线圈ab端输入电压的变化规律为u311sin 100t v，d错误。答案a14.普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为icd，为了使电流表能正常工作，则()aab接mn、cd接pq，iabicdbab接mn、cd接pq，iabicdcab接pq、cd接mn，iabicddab接pq、cd接mn，iabicd解析根据理想变压器的原理，线圈电流与匝数成反比，ab接mn，通过的电流较大，电流表接在cd两端，通过的电流较小，b正确。答案b15.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.、9p d.、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p2r，选项b正确。答案b16如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，电阻r22 ，各电表均为理想电表，副线圈输出电压的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是()a输入电压的频率为100 hzb电压表的示数为220 vc电流表的示数为1 ad电阻r消耗的电功率是22 w解析：选bd由u t图象知，电压的周期t2102 s，则频率f50 hz，选项a错误；副线圈电压的有效值为22 v，故原线圈电压有效值为220 v，选项b正确；副线圈的电流有效值i21 a，i1i20.1 a，选项c错误；电阻r消耗的电功率p2ir22 w，选项d正确。17如图所示为远距离输送交流电的系统示意图，变压器均为理想变压器。随着用户负载增多，发电机f达到额定功率时，降压变压器输出功率仍然不足，用户的用电器不能正常工作。那么，在发电机以额定功率工作的情况下，为了适当提高用户的用电功率，可采取的措施是()a适当减小输电线的电阻rb适当提高c适当提高的同时，降低d适当降低的同时，提高解析：选ac当发电机输出功率一定时，为使远距离用户得到更多的功率，需减小输电线上的功率损失，根据pir，可以减小输电线的电阻r，a对；也可以通过提高输电电压，减小输送电流，即提高，这样使线圈n3两端电压变大，为使用户的用电器正常工作需要适当降低，c对。18.如图为远距离输电的示意图，若电厂输出电压u1220sin 100t(v)，则下列表述正确的是()au1u4bu1220 vc若u2提高为原来的10倍，输电线上损失的功率为原来的d用户得到的交变电流频率为25 hz解析：选ac远距离采用高压输电，然后降压后再使用，所以a正确；u1为有效值，应该是220 v，所以b错误；输电线上损失的功率为p损r线，所以c正确；由交变电流的瞬时值表达式可得交变电流的频率为f hz50 hz，所以d错误。19.