志鸿优化设计重庆专用高考物理第一轮复习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

1、课时作业31理想变压器电能的输送一、单项选择题1如图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的u-t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22 vc变压器输出端交变电流的频率为25 hzd变压器的输出功率为220 w2(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b t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

2、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3(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

3、熔断d副线圈的输出功率一定是200 w4(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5(2012·安徽宿州一模)如图所示为含有理想变压器的电路，图中的三个灯泡l1、l2、l3都标有“5 v5 w”字样，l4标有“5 v10 w”字样，若它们都能正常发光，不考虑导线的能耗，则该电路的输入功率p

4、ab和输入电压uab应为( )a20 w,25 v b20 w,20 vc25 w,25 v d25 w,20 v6(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 a bv1读数为311 vca2读数为1.0 a dv2读数为31.1 v7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

5、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减小d输电线上损耗的功率占总功率的比例增大二、非选择题8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u-t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。9三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

6、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。参考答案1a解析：由交流电的有效值与最大值关系可得u220 v，a正确；变压器输出电压u2u22 v，电压表示数即为有效值22 v，b错；由题图可知，交变电流的周期t0.02 s，则频率f50 hz，且变压器工作时交变电流的频率不变，c正确；变压器的输出功率等于输入功率piu1×220 w，d错。

7、2b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emaxnbs120 v，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。3c解析：由电源电压u220sin 314t v可知，最大值um220 v，有效值u1，由n1n241可得，u255 v，选项a错误；当可变电阻r的阻值变大时，由p可知，功率将变小，选项b错误；原线圈电路中接入熔断电流i01 a的保险丝，由可知副线圈中最大电流应为4 a，此时电阻值r13.75 ，选项c正确；而输出功率会随着r的变化而变化，选项d错误。4b解析：由u20si

8、n 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u2u15×20 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。5c解析：输入电流i入1 a，输出电流i出2 a，输出电压u出u4u并10 v，pabp1p出5 wu出×i出25 w，uab25 v，选项c正确。6a7d解析：设升压变压器原副线圈的匝数比为n1，降压变压器的匝数比为n2

9、，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，d正确。8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u1200 v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。9答案：(1)6.24×105 w(2)151531解析：(1)水轮机的输出功率即发电机的输入功率，为p1×75%7.8×105 w。发电机的输出功率为p0p1×80%6.24×105 w。(2)输电示意图如图所示。发电机输出的电流i1 a2 600 a输电导线中