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1所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为41.原线圈接入一电压为uu0sin t的交流电源，副线圈接一个r27.5 的负载电阻.若u0220 v，100 rad/s，则下述结论正确的是()图1a.副线圈中电压表的读数为55 vb.副线圈中输出交变电流的周期为 sc.原线圈中电流表的读数为0.5 ad.原线圈中的输入功率为110 w解析原线圈电压有效值为u220 v，电压表读数为u2 v55 v，周期t s，副线圈中电流i22 a，原线圈中电流i10.5 a，pi1u110 w.答案ac2.如图2所示，理想变压器原线圈的匝数为1 000匝，两个副线圈的匝数分别为n250匝和n3100匝，l1是“6 v2 w”的小灯泡，l2是“12 v4 w”的小灯泡.当原线圈接上交变电压时，l1、l2都正常发光，那么，原线圈中的电流为()图2a.a b.a c.a d.解析对多个副线圈，其电压关系有.由于输入功率和输出功率相等有n1i1n2i2n3i3.两灯泡正常发光，对l1有u26 v，i2 a，对l2有u312 v，i3 a.原线圈上的电压u1u26 v120 v.副线圈上总的输出功率p出pl1pl22 w4 w6 w.原线圈上的输入功率p入p出6 w.原线圈中的电流i1 a a.故选项c正确.答案c3.如图3所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表下列说法正确的是()图3a当滑动变阻器的滑动触头p向上滑动时，r1消耗的功率变大b当滑动变阻器的滑动触头p向上滑动时，电压表v示数变大c当滑动变阻器的滑动触头p向上滑动时，电流表a1示数变大d若闭合开关s，则电流表a1示数变大，a2示数变大解析当滑动变阻器的滑动触头p向上滑动时，接入电路的阻值变大，变压器副线圈两端电压不变，副线圈中的电流减小，则r1消耗的功率及其两端电压均变小，故电压表的示数变大，选项a错误，b正确；当滑动变阻器的滑动触头p向上滑动时，副线圈中的电流减小，则原线圈中的电流也减小，电流表a1示数变小，选项c错误；若闭合开关s，副线圈电路中总电阻减小，副线圈中的电流变大，r1两端电压变大，r2两端电压减小，电流表a2示数减小；原线圈中的电流也变大，电流表a1示数变大，选项d错误答案b 4.(多选)如图4所示为一理想变压器，k为单刀双掷开关，p为滑动变阻器的滑动触头，u1为加在原线圈上的电压，则()图4a.保持u1及p的位置不变，k由a合到b时，i1将增大b.保持u1及不变p的位置，k由b合到a时，r消耗的功率将减小c.保持u1不变，k合在a处，使p上滑，i1将增大d.保持p的位置不变，k合在a处，若u1增大，i1将增大答案abd解析k由a合到b时，n1减小而u1不变，由可知，副线圈上的电压增大，流过负载r的电流i2增大，p2增大，又由于p1p2u1i1，故i1增大，故选项a正确.同理k由b合到a时，p2减小，故选项b正确.p上滑时，负载电阻r增大，而u1、u2均不变，由i2可知i2减小，又由于n1、n2均不变，由可知i1将减小，故选项c错误；当u1增大时，由可知u2也增大，i2增大，再由可知i1增大，故选项d正确.5.一理想变压器的原、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为220 v的正弦交流电源上，如图5所示.设副线圈回路中电阻两端的电压为u，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则()图5a.u66 v，kb.u22 v，kc.u66 v，kd.u22 v，k答案a解析原、副线圈电压比等于匝数比，根据副线圈负载电阻的电压u，可知副线圈电压为u，原线圈电压为3u，副线圈电流i2，根据得原线圈电流i1，那么原线圈输入电压220 v3ur，整理可得u66 v；原、副线圈电阻消耗的功率pi2r，电阻相等，i1i213，可得功率之比为p1p219，即k.根据以上分析可知选项a正确.6.如图6所示，用一理想变压器给负载供电，变压器输入端的电压不变，开始时开关s是断开的.现将开关s闭合，则图中所有交流电表的示数以及输入功率的变化情况是()图6a.v1、v2的示数不变，a1的示数增大，a2的示数减小，p入增大b.v1、v2的示数不变，a1、a2的示数增大，p入增大c.v1、v2的示数不变，a1、a2的示数减小，p入减小d.v1的示数不变，v2的示数增大，a1的示数减小，a2的示数增大，p入减小答案b解析电压表v1的示数由输入电压决定；电压表v2的示数由输入电压u1(大小等于电压表v1的示数)和匝数比决定；电流表a2的示数即i2由输出电压u2(大小等于电压表v2的示数)和负载电阻r负决定；电流表a1的示数即i1由变压器的匝数比和输出电流i2决定；p入随p出而变化，由p出决定.因输入电压不变，所以电压表v1的示数不变；据公式u2，可知u2也不变，即电压表v2的示数不变；又据i2知，s闭合后r负减小，故i2增大，电流表a2的示数增大；输入电流i1随输出电流i2的增大而增大，故电流表a1的示数增大；因p出u2i2，故p出增大；p入随p出变化，故p入也增大；可见本题的正确选项为b.7. (多选)如图7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()图7a.保持q的位置不动，将p向上滑动时，电流表读数变大b.保持q的位置不动，将p向上滑动时，电流表读数变小c.保持p的位置不动，将q向上滑动时，电流表读数变大d.保持p的位置不动，将q向上滑动时，电流表读数变小答案bc解析q位置不动，副线圈电压u2不变，当p上滑时，r增大，由p可知总功率减小，原线圈电压u1不变，由pu1i1可知原线圈电流i1减小，故a错误，b正确；当p位置不动，q上滑时，由知u2增大，同理分析原线圈电流i1增大，故c正确，d错误.8.如图8所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为201，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 v,60 w”灯泡一只，且灯泡正常发光，则()图8a.电流表的示数为 ab.电源输出功率为1 200 wc.电流表的示数为 ad.原线圈两端电压为11 v答案c解析由于灯泡正常发光，可知副线圈两端电压为220 v，由可知，原线圈两端电压u120220 v4 400 v，选项d错误；又因输入功率等于输出功率，p1p260 w，故选项b错误；电流表读数为有效值，原线圈中电流i1 a a，故选项a错误，选项c正确.9.如图9所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n2101，输出端电阻r50 ，把原线圈接入“220 v，50 hz”的正弦交流电时(电表为理想电表)()图9a.当x为电流表时，若电阻r增大，则原线圈中的电流将增大b.当x为电流表时，电压表v的示数为22 vc.当x为电流表时，电流表的示数为d.当x为二极管时，电压表v的示数为11 v答案b解析当x为电流表时，若电阻r增大，副线圈中的电流变小，原线圈中的电流也变小，a项错误；当x为电流表时，根据公式，解得u222 v，电压表测量的电压为有效值，所以电压表v的示数为22 v，b项正确；当x为电流表时，电流表的示数为i2 a a，c项错误；当x为二极管时，在一个周期内只有半个周期的时间有电流通过，此时由t，解得u11 v，d项错误.10.(多选)如图10所示，一理想变压器原线圈与频率为50 hz的正弦交流电源相连，两个阻值均为20 的电阻串联后接在副线圈的两端，图中的电流表、电压表均为理想交流电表，原、副线圈匝数分别为200匝和100匝，电压表的示数为5 v.则()图10a.电流表的示数为0.5 ab.流过电阻的交变电流的频率为100 hzc.交流电源的输出电压的最大值为20 vd.交流电源的输出功率为2.5 w答案cd解析根据欧姆定律可得副线圈中的电流i20.25 a，根据理想变压器原、副线圈中的电流与匝数的关系，可解得i10.125 a，a错误；理想变压器原、副线圈中的交变电流的频率相同，都为50 hz，b错误；副线圈输出电压的有效值为10 v，根据正弦交变电流的最大值和有效值的关系可得其最大值应为u2m10 v，原、副线圈电压比为，可得交流电源输出电压的最大值为u1m20 v，c正确；对于理想变压器，交流电源的输出功率等于变压器副线圈负载消耗的功率，p2 w2.5 w，故d正确.11黑光灯是利用物理方法来灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”如图11是高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将有效值为220 v 的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5 cm，已知空气在常温常压下的击穿电场为6 220 v/cm，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的次、初级线圈匝数比不得超过()图11a1100 b150 c125 d110答案d解析电网两极间电场可看作匀强电场umemd，由题意，空气被击穿时em6 220 v/cm，由理想变压器电压关系：，由峰值与有效值关系u1mu1，由以上各式：得，所以次、初级线圈匝数比不得超过101，选项d正确12.如图12所示，理想变压器原线圈输入电压uumsint，副线圈电路中r0为定值电阻，r是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用u1和u2表示；和是理想交流电流表，示数分别用i1和i2表示.下列说法正确的是()图12a.i1和i2表示电流的瞬时值b.u1和u2表示电压的最大值c.滑片p向下滑动过程中，u2不变、i1变大d.滑片p向下滑动过程中，u2变小、i1变小答案c解析交流电表测量的是交变电流的有效值，故a、b错误；由于理想变压器的输出电压u2u1与负载无关，即滑片p下滑时u2不变，故d错误；由i1u1知r减小时i1变大，故c正确.13.如图13所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡l供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其它条件不变，则()图13a小灯泡变亮b小灯泡变暗c原、副线圈两端电压的比值不变d通过原、副线圈电流的比值不变答案b解析原、副线圈减去相同的匝数n后，有，可以得出，0，则说明的比值变大，由知，选项c、d错误；由和知，u2u3，故p2p3，选项d正确；因为，又由于u1u4220 v，u2u3，所以，选项b错误；由交流电及变压器基础知识可知选项a、c错误.18.某发电厂引进秸秆焚烧发电机设备，该发电机输出功率为40 kw，输出电压为400 v，用变压比(原、副线圈匝数比)为n1n215的变压器升压后向某小区供电，输电线的总电阻为r5 ，电能到达该小区后再用变压器降为220 v.(1)画出输电过程的电路示意图.(2)求输电线上损失的电功率.(3)求降压变压器的变压比n3n4.答案(1)示意图见解析(2)2 000 w(3)9511解析(1)输电过程，电路示意图如图所示.(2)因为输电电压u2u1400 v2 000 v因为p输u2i解得输电电流i20 a输电线上损失的功率p损i2r(20 a)25 2 000 w(3)输电线上损失的电压u损ir20 a5 100 v降压变压器的输入电压u3u2u损2 000 v100 v1 900 v降压变压器的变压比.19.三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦.(1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？(2)某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它占输出功率的几分之几？(3)若将电压升高至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它占输出功率的几分之几？解析(1)由pui得i2 500 a(2)输电线上损失的功率pi22r2 5002210 w1.25108 w损失功率与输出功率之比为(3)将电压升高至50万伏时，i1 000 a输电线上损失的功率pi22r1 0002210 w2107 w损失功率与输出功率之比为答案(1)2 500 a(2)1.25108 w(3)1 000 a2107 w20有条河流，流量q2 m3/s，落差h5 m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240 v，输电线总电阻r30 ，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220 v,100 w”的电灯正常发光？(取g10 n/kg)答案612523511470盏解