2018版高考物理复习专题十交变电流第2讲变压器电能的输送课时作业.docx

第2讲变压器电能的输送一、单项选择题1(2014年山东卷改编)如图K1021，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()图K1021A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n1n21132(2015年广东深圳五校联考)一理想变压器原、副线圈匝数比n1n2111，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图K1022所示，副线圈仅接入一个R10 的电阻，则()图K1022A流过电阻R的最大电流是1.0 AB变压器的输入功率是20 WC与电阻R并联的电压表的示数是20 VD在1秒内电流方向改变50次3如图K1023所示，理想变压器有两个副线圈，匝数分别为n1和n2，所接负载4R1R2，当只闭合S1时，电流表示数为1 A，当S1和S2都闭合时，电流表示数为2 A，则n1n2为()图K1023A11 B12 C13 D144如图K1024甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为n110匝和n2100匝，副线圈接有1000 的电阻，原线圈与电阻不计的导线构成闭合回路，其中圆形区域的面积为S m2在该圆形区域内有如图乙所示的按正弦规律变化的磁场垂直穿过，则内阻不计的电流表的示数为(提示：BB0sint，则B0cost)()甲乙图K1024A14.1 A B0.14 AC1.41 A D2.00 A5(2015年湖北孝感联考)如图K1025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u20 sin 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()图K1025A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6(2015年河南焦作联考)如图K1026所示，理想变压器原线圈的匝数n11100匝，副线圈的匝数n2110匝，R0、R1、R2均为定值电阻，且R0R1R2，电流表、电压表均为理想电表原线圈接u220 sin (314t) V的交流电源起初开关S处于断开状态下列说法中错误的是()图K1026A电压表示数为22 VB当开关S闭合后，电压表示数变小C当开关S闭合后，电流表示数变大D当开关S闭合后，变压器的输出功率增大二、多项选择题7如图K1027所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比是101，原线圈输入交变电压u100 sin 50t V，O是副线圈中心抽出的线头，R15 ，R215 ，则()图K1027A开关S断开时，电流表的示数为0.05 AB开关S闭合时，电流表的示数为0.05 AC开关S闭合时，两电阻总的电功率为 WD开关S断开时，两电阻总的电功率为 W8如图K1028甲为理想变压器的示意图，其原、副线圈的匝数比为51，电压表和电流表均为理想交流电表，Rt为阻值随温度升高而变大的热敏电阻，R1为定值电阻若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦交流电，则下列说法中正确的是()甲乙图K1028A输入变压器原线圈的交流电压的表达式为u36 sin 50t VBt0.015 s时，发电机的线圈平面与磁场方向垂直C变压器原、副线圈中的电流之比为15DRt温度升高时，电流表的示数变小，电压表的读数不变9如图K1029，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则()图K1029AUabUcdn1n2B增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大D将二极管短路，电流表的读数加倍三、非选择题10有一台内阻为1 的发电机，供给一个学校照明用电，如图K10210所示，升压变压器匝数比为14，降压变压器的匝数比为41，输电线的总电阻R4 ，全校共22个班，每班有“220 V，40 W”的灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则： 图K10210(1)发电机输出功率多大？ (2)发电机电动势多大？ (3)输电效率是多少？ (4)若使用灯数减半并正常发光，则发电机输出功率是否减半？11三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Q4.511011 m3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W8.401010 kWh.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，而发电机输出的电压为U018 kV，要使输电线上损耗的功率为输电总功率的5%，求发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比和输电线路的总电阻第2讲变压器电能的输送1D2C解析：由图象可知，原线圈中电压的最大值为220 V，所以电压的有效值为220 V，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压有效值为20 V，副线圈的电阻为10 ，所以电流为2 A，所以A错误；电压表测量的是电压的有效值，所以电压表的读数为20 V，所以C正确；原、副线圈的功率是相同的，由PUI202 W40 W，所以变压器的输入功率是40 W，所以B错误；从图中可以得出交流电的频率为f Hz50 Hz，线圈每转动一圈，电流方向改变两次，所以在1 s内电流方向改变100次，D错误3B解析：变压器原、副线圈的磁通量变化率相同，所以UU1U2nn1n2，根据能量守恒，输出功率等于输入功率，所以有当只闭合S1时UI，当S1和S2都闭合时，UI，代入数据I1 A、I2 A可得U4U，即U1U212，所以n1n212，选项B对4C解析：U1SB0cos t，由图象中读出B0和，代入得U120cos t (V)，副线圈中U2的有效值为100 V，I20.1 A根据得I1 A.5B解析：由u20 sin 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，开关接通与断开后，电压表的示数均为100 V，选项B正确，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6A7AC解析：由电压公式知输入电压的有效值为U0100 V，S断开时，根据电压与匝数成正比知输出电压为10 V，S断开时，由欧姆定律知，副线圈中的电流为 A0.5 A，根据电流与匝数成反比得，原线圈中电流为0.05 A，故A正确；开关S断开时，两电阻总的电功率为UI100.55 W，故D错误；S闭合时，相当于有两个副线圈，电压仍然与匝数成正比，但电流与匝数不再成反比，因O是副线圈中心抽出的线头，两电阻两端电压均为5 V，两副线圈中电流分别为I1 A1 A和I2 A A，所以由IU0I1U1I2U2得，原线圈中电流为I A A，故B错误；S闭合时，两电阻总的电功率为P总I1U1I2U2 W，故C正确8CD解析：由于交流电的周期为0.02 s，故角速度为100 rad/s，而表达式中的角速度显示为50 rad/s，故选项A错误；当t0.015 s时，sin (1000.015)sin 1.51，故此时的电动势最大，即发电机的线圈平面与磁场方向平行，选项B错误；因为变压器原、副线圈的匝数比为51，故变压器原、副线圈中的电流之比为15，选项C正确；当Rt温度升高时，由于变压器的副线圈的电压不变，故电流表的示数变小，原线圈的电压也是不变的，故电压表的读数不变，选项D正确9BD解析：设副线圈两端电压为U2，则有，由于二极管具有单向导电性，根据有效值定义可知，T，则Ucd，故选项A错误；增大负载电阻，则变压器的输出功率减小，输入功率也减小，由P1UabI1可知，电流表读数减小，选项B正确；cd间的电压Ucd与R大小无关，选项C错误；将二极管短路，变压器的输出功率P2，为原来的2倍，由P2P1UabI1可知，电流表的读数变为原来的2倍，选项D正确10解：(1)对降压变压器：U2I2U3I3nP灯22640 W5280 W 而U2U34220 V880 V 所以I2 A6 A对升压变压器：U1I1U2I2IRU2I2624 W5280 W5424 W. 所以P出5424 W.(2)因为U2U2I2R880 V64 V904 V 所以U1U2904 V226 V 又因为U1I1U2I2，所以I124 A所以EU1I1r226 V241 V250 V