鲁科版选修32 变压器、电能的远距离传输 第1课时 作业.doc

4.2变压器4.3电能的远距离传输基本技能练1如图1所示，半径为l1 m的金属圆环，其半径oa是铜棒，两者电阻均不计且接触良好。今让oa以圆心o为轴，以角速度10 rad/s匀速转动，圆环处于垂直于环面、磁感应强度为b2 t的匀强磁场中。从圆心o引出导线，从圆环上接出导线，并接到匝数比为n1n214的理想变压器原线圈两端。则接在副线圈两端的理想电压表的示数为()图1a40 v b20 v c80 v d0解析由于oa以圆心o为轴，以角速度10 rad/s匀速转动，产生恒定的感应电动势，变压器铁芯中磁通量不变，接在副线圈两端的理想电压表的示数为0，选项d正确。答案d2(多选)如图2所示是通过变压器降压给用户供电的示意图。输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。两条输电线总电阻用r0表示。当负载增加时，则()图2a电压表v1、v2的读数几乎不变b电流表a2的读数增大，电流表a1的读数减小c电压表v3的读数增大，电流表a2的读数增大d电压表v2、v3的读数之差与电流表a2的读数的比值不变解析由变压器的变压规律知电压表v1、v2的读数几乎不变，a对；负载增加时，副线圈所连接的总电阻减小，电流表a2的读数增大，r0两端电压增大，由变压器的电流变化规律知电流表a1的读数也增大，b错；电压表v3的读数减小，c错；电压表v2、v3的读数之差与电流表a2的读数的比值为r0不变，d对。答案ad3(多选)现用电压为380 v的正弦式交流电给额定电压为220 v的电灯供电，以下电路中可能使电灯正常发光的有()解析由图可知，a、b选项中均有电阻分压，可以使电灯正常发光；c选项为降压变压器，通过变压器降压也可以使电灯正常发光；d选项为升压变压器，电灯两端的电压要大于380 v，不可行。答案abc4随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益增大，节能变得越来越重要。某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为u1，输电导线总电阻为r，在某一时段用户需求的电功率为p0，用户的用电器正常工作的电压为u2。在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是()a输电线上损耗的功率为b输电线上损耗的功率为c若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电d采用更高的电压输电会降低输电的效率解析设发电厂输出功率为p，则输电线上损耗的功率为ppp0，pi2r，a、b选项错误；采用更高的电压输电，可以减小导线上电流，故可以减小输电导线上损耗的功率，c项正确；采用更高的电压输电，输电线上损耗的功率减小，则发电厂输出的总功率减小，故可提高输电的效率，d项错误。答案c5如图3所示为远距离输电的电路原理图，下列判断正确的是()图3au1u2 bu2u3 ci4i2解析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。答案d6(多选)电流互感器和电压互感器如图4所示。其中n1、n2、n3、n4分别为四组线圈的匝数，a、b为两只交流电表，则()图4aa为电流互感器，且n1n2，a是电压表cb为电流互感器，且n3n4，b是电压表解析由题图可知a为电流互感器，b为电压互感器，因此a是电流表，b是电压表。在a中，有i1n1i2n2，要把大电流变为小电流，有n2n1；在b中，有，要把高电压变成低电压，则有n3n4；综上所述可知，选项a、d正确。答案ad7理想变压器上接有三个完全相同的灯泡，其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源，另外两个并联后接在副线圈两端。已知三个灯泡均正常发光。该变压器原、副线圈的匝数之比为()a12 b21 c23 d32解析三个灯泡都相同，并且都正常发光，可知三个灯泡此时的电流都相同，即原线圈中的电流是副线圈中电流的一半，由和i1i2可知，该变压器原、副线圈的匝数之比为2，b正确。答案b8如图5甲所示，理想变压器的原线圈的匝数n1和副线圈匝数n2均可调节。原线圈两端接如图乙所示的交流电，副线圈接负载电阻r和理想交流电流表a。则下述说法正确的是()图5a原线圈所接交流电的瞬时值表达式为u220sin 50t(v)b增大n1，其它条件不变，变压器的输出电压变大c增大n2，其它条件不变，电流表的示数变大d增大r，其它条件不变，变压器的输入功率变大解析由图象可知：t0.02 s，所以f50 hz，原线圈中交流电的瞬时值表达式为u220sin 100t(v)，选项a错；根据知：增大n1，u2减小，选项b错；增大n2，u2增大，电流表的示数(i)增大，选项c对；因为p入p出，u2不变，r增大，所以p出减小，p入减小，选项d错。答案c9(多选)如图6中甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为559，l1、l2、l3为三只规格均为“36 v,18 w”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压的ut图象如图6中乙所示。则以下说法中正确的是()图6a电压表的示数为220 vb当闭合开关s时，三只灯泡均能正常发光c当闭合开关s时，电流表的示数为1.5 ad当断开开关s时，变压器的输出功率变小解析交流电压表的读数为有效值，故电压表示数u1220 v，a错误；由可解得u236 v，因此，当闭合开关s时，三只灯泡均能正常发光，故b正确；通过各灯的电流i a0.5 a，因此当闭合开关s时，电流表的示数为1.5 a，c正确；当断开开关s时，副线圈所在电路的总电阻增大，由p可知，变压器的输出功率变小，d正确。答案bcd能力提高练10. (多选)如图7所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比n1n251，将原线圈接在u100sin 50t(v)的交流电压上，副线圈上电阻r和理想交流电压表并联接入电路，现在a、b两点间接入不同的电子元件，则下列说法正确的是()图7a在a、b两点间串联另一相同阻值电阻r1，电压表的示数为20 vb在a、b两点间接入理想二极管，电压表读数为20 vc在a、b两点间接入一只电容器，只提高交流电频率，电压表读数增大，电容器的耐压值至少是20 vd在a、b两点间接入一只电感线圈，只提高交流电频率，电阻r消耗电功率减小解析由变压原理，知u220 v，串联一相同阻值电阻r1，根据串联电路知识，电压表的示数为10 v，a错误；在a、b两点间接入理想二极管，由于二极管的单向导电性，电压表读数为有效值，应小于20 v，b错误；在a、b两点间接入一只电容器，只提高交流电频率，容抗减小，电压表示数增大，电容器的耐压值为峰值，即20 v，c正确；在a、b两点间接入一只电感线圈，只提高交流电频率，感抗增大，电阻r中电流减小，电阻r消耗电功率减小，d正确。答案cd11(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图8甲所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻为r ，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3n4n1，降压变压器的副线圈两端电压如图乙所示，降压变压器的副线圈与阻值为r022 的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，则下列说法正确的是()图8a发电机产生交流电的频率为0.5 hzb降压变压器的副线圈两端电压的瞬时值表达式为u220sin 100t(v)c通过r0的电流的最大值为20 ad输电线损失的功率为 w解析变压器不改变交流电的频率，由图乙可知交流电的频率为f hz50 hz，a错误；由图乙知降压变压器的副线圈两端电压的瞬时值表达式为u220sin 100t(v)，b正确；通过r0的电流的最大值为im a10 a，有效值为i10 a，c错误；根据变压器电流比关系可知通过输电线的电流为i3i a，故输电线损失的功率为pir w，d正确。答案bd12. (多选)如图9所示，匀强磁场的磁感应强度b t。单匝矩形线圈面积s1 m2，电阻不计，绕垂直于磁场的轴oo匀速转动。线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接，为交流电流表。调整副线圈的滑动触头p，当变压器原、副线圈匝数比为12时，副线圈电路中标有“36 v，36 w”的灯泡正常发光。以下判断正确的是()图9a电流表的示数为1 ab矩形线圈产生电动势的有效值为18 vc从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间的变化规律e18sin 90t(v)d若矩形线圈转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将p适当下移解析因为灯泡正常发光，所以i2i灯 a1 a，i1i22 a，选项a错误；u1u236 v18 v，选项b正确；由emnbs得90 rad/s，电动势随时间的变化规律e18sin 90t v，选项c正确；若线圈转速增大，变压器原线圈中的电压增大，要使灯泡仍正常发光，应将p适当上移，选项d错误。答案bc13如图10所示，接于理想变压器中的四个规格相同的灯泡都正常发光，那么，理想变压器的匝数比n1n2n3为()图10a111 b321c621 d221解析灯泡正常发光，可得uaubucud，所以u22u3。由变压器的电压比公式，所以n22n3，同理，灯泡正常发光，功率相等，即papbpcpd。由pi2r，得iaibicid，即i1i2i3。由u1i1u2i2u3i3得n1i1n2i2n3i3，即n1n2n32n3n33n3，所以n1n2n3321。答案b14.如图11所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n1，原线圈接正弦交流电，电压为uu0cos 100t(v)，副线圈接有一个交流电流表和一个电动机。电动机线圈电阻为r，当电键s接通后，电流表读数为i，电动机带动一电阻为r、质量为m、长为l的金属杆在光滑的没有电阻的导轨上以速度v匀速上升。下列判断正确的是()图11a电动机两端电压为ir，其消耗的电功率为i2rb原线圈中的电流为ni，变压器的输入功率为i2rmgv，副线圈电流的频率为50 hzc变压器的输入功率为i2rmgvd电动机的热功率为i2r