交流电课堂练习 公开课教学设计

1.发电机的输出电压是220V，输出的电功率是44kW，输电线的总电阻是Ω.求：（1）若直接供电，用户得到的电功率是多少？（2）若变电站用匝数比是1∶10的升压理想变压器，经相同的输电线后，再用匝数比是10∶1的理想变压器降压后供给用户，则用户得到的电功率又是多少？【答案】（1）36kW；（2）kW【解析】试题分析：（1）（2）2.一小型发电站通过理想升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率P=500kW，输出电压U1=500V，升压变压器B1原、副线圈的匝数之比n1：n2=1：5，两变压器间输电导线的总电阻R=1．5Ω．降压变压器B2的输出电压U4=220V．求：（1）升压变压器B1副线圈两端的电压U2；（2）输电导线上损失的功率P损；（3）降压变压器B2原、副线圈的匝数之比n3：n4．【答案】（1）2500V（2）6×104W（3）10：1【解析】试题分析：（1）升压变压器的输出电压：（2）传输电流：损失的功率：（3）降压变压器的输入电压为：U3=U2-I2R=2200V降压变压器的匝数比：3.某小水电站发电机输出的电功率为100kW，输出电压为250V．现准备向远处输电，所用输电线的总电阻为8Ω，输电损失在输电线上的电功率恰好为输送功率的5%，用户获得200V电压．若升压变压器和降压变压器均为理想变压器，求：（1）输电线中的电流大小．（2）所选用的升压变压器原、副线圈的匝数比．（3）所选用的降压变压器原、副线圈的匝数比．【答案】（1）400A（2）1：16（3）19：1【解析】试题分析：画出高压输电线路图如图所示（1）设升压变压器原线圈电流为I1，电压为U1，有U1=250V，（2）升压变压器副线圈电流为I2，当输电线上损失功率为输送功率的5%时，有△P=I22r线=5%P因此升压变压器的匝数比（3）降压变压器副线圈中的电流为I4，用户得到的功率P'=P－△P=95%P又P'=U4I4所以I4=475A而降压变压器原线圈电流I3=I2=25A所以，降压变压器匝数比4.如图，发电机输出功率为100kW，输出电压为，用户需要的电压为，两变压器之间输电线的总电阻为R=10Ω，其它电线的电阻不计，若输电线中因发热而损失的功率为总功率的4％，试求：（变压器是理想的）（1）发电机输出电流和输电线上的电流大小；（2）在输电线路中设置的升、降变压器原副线圈的匝数比。答案】（1）、（2）、【解析】试题分析：（1）输电线路的示意图如图所示，输电线损耗功率，又输电线电流原线圈中输入电流（2）原副线圈中的电流比等于匝数的反比，所以这样，所以5.如图15所示，理想变压器原线圈Ⅰ接到220V的交流电源上，副线圈Ⅱ的匝数为30，与一标有“12V，12W”的灯泡连接，灯泡正常发光．副线圈Ⅲ的输出电压为110V，电流为0.4A．求：(1)副线圈Ⅲ的匝数；(2)原线圈Ⅰ的匝数以及通过原线圈的电流．如图所示的变压器的原线圈1接到220V的交流电源上．副线圈2的匝数n2＝30匝，与一个“11V，11W”的灯泡L连接，L能正常发光．副线圈3的输出电压U3＝110V，与电阻R连接，通过R的电流为0.4A，求：(1)副线圈3的匝数n3.(2)原线圈1的匝数n1和电流I1.（多选）如图所示，甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为1Ω，外接灯泡的电阻为9Ω，则（）A.电压表的示数为6VB.发电机的输出功率为4WC.在l．0×10﹣2s时刻，穿过线圈的磁通量最大D.在0．5×10﹣2s时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大【答案】CD2．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示，由图可知（）A.该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100B.该交流电的频率为25C.该交流电的电压有效值为100D.若将该交流电压加在阻值R=100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为【答案】BD如图甲所示，一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．线圈内磁通量随时间t的变化如图乙所示，则下列说法中正确的是（）A．t1时刻线圈中的感应电动势最大B．t2时刻ab的运动方向与磁场方向垂直C．t3时刻线圈平面与中性面重合D．t4、t5时刻线圈中感应电流的方向相同【答案】BC．线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势如图所示，从图中可知（）A．在t1和t3时刻，线圈处于垂直中性面位置B．在t2和t4时刻，穿过线圈的磁通量为零C．从t1到t4线圈转过的角度为πradD．若从0时刻到t4时刻经过0．02s，则在1s内交变电流的方向改变100次【答案】AD7．一正弦交流电的电流随时间变化规律图象如图所示，由图可知A．用电流表测该电流，其示数为14．1AB．该交流电流的频率为100HzC．该交流电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电功率为1000WD．该交流电流即时值表达式为i＝10sin628t（A）【答案】C如下图所示是一交变电流的图像，则该交变电流的有效值为（）A．B．C．D．【答案】D如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为5：1，A1、A2为理想交流电流表，V1、V2为理想交流电压表，R1、为定值电阻，为光敏电阻（阻值随光照强度增大而减小），原线圈两端电压A.当光照增强时，电压表示数为44V保持不变B.当光照增强时，电压表示数不变C.通过电流表的电流方向每秒变化100次D.当光照增强时，电流表示数变大，示数不变【答案】AC如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为定值电阻，开关S是闭合的．V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3．现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是（）A．U2变小、I3变小B．U2不变、I3变大C．I1变小、I2变小D．I2变大、I3变大【答案】BC．图中B为理想变压器，接在交变电压有效值保持不变的电源上．指示灯L1和L2完全相同（其阻值均恒定不变），R是一个定值电阻，电压表、电流表都为理想电表．开始时开关S是闭合的，当S断开后，下列说法正确的是（）A．电流表A2的示数变大B．电压表的示数变大C．电流表A1的示数变小D．灯泡L1的亮度变暗【答案】C．如图所示，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（）A．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示数变小D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大【答案】BC（多选）如图所示，理想变压器原线圈输入电压u=Umsinωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器．V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2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（）A．滑片P向上滑动过程中，U2不变、I1变小B．滑片P向上滑动过程中，U2变小、I1变大C．I1和I2表示电流的瞬间值D．U1和U2表示电压的有效值【答案】AD如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为5:1，原线圈接入图乙所示的电压，副圈接火灾报警系统（报器未画），电压表和电流表为理想表，R0为定值电阻R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．下列说法中正确的是A．图乙中电压的有效值为B．电压表的示数为44VC．R处出现火警时电流表示数增大D．R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大【答案】ACD1.发电机的输出电压是220V，输出的电功率是44kW，输电线的总电阻是Ω.求：（1）若直接供电，用户得到的电功率是多少？（2）若变电站用匝数比是1∶10的升压理想变压器，经相同的输电线后，再用匝数比是10∶1的理想变压器降压后供给用户，则用户得到的电功率又是多少？【答案】（1）36kW；（2）kW【解析】试题分析：（1）（2）1.一小型发电站通过理想升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率P=500kW，输出电压U1=500V，升压变压器B1原、副线圈的匝数之比n1：n2=1：5，两变压器间输电导线的总电阻R=1．5Ω．降压变压器B2的输出电压U4=220V．求：（1）升压变压器B1副线圈两端的电压U2；（2）输电导线上损失的功率P损；（3）降压变压器B2原、副线圈的匝数之比n3：n4．【答案】（1）2500V（2）6×104W（3）10：1【解析】试题分析：（1）升压变压器的输出电压：（2）传输电流：损失的功率：（3）降压变压器的输入电压为：U3=U2-I2R=2200V降压变压器的匝数比：2.如图所示为泰安某学校一套校内备用供电系统，由一台内阻为1Ω的发电机向全校22个教室（每个教室有“220V40W”的白炽灯6盏）供电．如果输电线的总电阻R是4Ω，升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比分别是1∶4和4∶1，那么：（1）发电机的输出功率应是多大？（2）发电机的电动势是多大？（3）输电效率是多少？【答案】（1）5424W（2）250V．（3）97．3％【解析】试题分析：（1）全校教室白炽灯消耗的功率P用＝22×40×6W＝5280W．设输电线路电流为I线，输电电压为U2，降压变压器原线圈电压为U3，而U4＝220V，则U3＝4×220V＝880V，线路损失功率P损＝Ieq\o\al(2,线)R线＝36×4W＝144W，所以P出＝P用＋P损＝5424W．（2）U损＝I线R线＝6×4V＝24V，U送＝U2＝U损＋U3＝904V，由得：升压变压器原线圈电流发电机的电动势E＝I1r＋U1＝24×1V＋226V＝250V．（3）一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给某工厂，已知发电机的输出功率为为50kW，输出电压为500V，升压变压器原、副线圈匝数比为1:5，两个变压器间的输电导线的总电阻为15Ω，降压变压器的输出电压为220V，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成电压的损失不计，求：（1）升压变压器副线圈两端的电压；（2）输电线上损耗的电功率；（3）降压变压器原、副线圈的匝数比。（4）该厂安装的都是“220V40W”的电灯，不考虑其他电器，则允许同时开多少盏灯？【答案】（1）2500V（2）6000W（3）10：1（4）1100盏【解析】试题分析：（1）因为，所以．（2）50kW。输电线中电流，则输电线损耗功率6000W。（3）输电线上损耗的电压300V降压变压器原线圈2200V降压变压器匝数比=10：1（4）44000W所以灯的盏数n==1100盏某小水电站发电机输出的电功率为100kW，输出电压为250V．现准备向远处输电，所用输电线的总电阻为8Ω，输电损失在输电线上的电功率恰好为输送功率的5%，用户获得200V电压．若升压变压器和降压变压器均为理想变压器，求：（1）输电线中的电流大小．（2）所选用的升压变压器原、副线圈的匝数比．（3）所选用的降压变压器原、副线圈的匝数比．【答案】（1）400A（2）1：16（3）19：1【解析】试题分析：画出高压输电线路图如图所示（1）设升压变压器原线圈电流为I1，电压为U1，有U1=250V，（2）升压变压器副线圈电流为I2，当输电线上损失功率为输送功率的5%时，有△P=I22r线=5%P因此升压变压器的匝数比（3）降压变压器副线圈中的电流为I4，用户得到的功率P'=P－△P=95%P又P'=U4I4所以I4=475A而降压变压器原线圈电流I3=I2=25A所以，降压变压器匝数比如图，发电机输出功率为100kW，输出电压为，用户需要的电压为，两变压器之间输电线的总电阻为R=10Ω，其它电线的电阻不计，若输电线中因发热而损失的功率为总功率的4％，试求：（变压器是理想的）（1）发电机输出电流和输电线上的电流大小；（2）在输电线路中设置的升、降变压器原副线圈的匝数比。【答案】（1）、（2）、【解析】试题分析：（1）输电线路的示意图如图所示，输电线损耗功率，又输电线电流原线圈中输入电流（2）原副线圈中的电流比等于匝数的反比，所以这样，所以如图所示，发电机输出功率P1=100kW，输出电压U1=250V，用户需要的电压U4=220V，输电线总电阻为10Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：（1）发电机的输送电流I1是多少？（2分）（2）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比n1：n2.（3分）（3）用户得到的电功率P4是多少？（3分）【答案】（1）400A（2）（3）【解析】试题分析：（1）（2分）（2）输电线损耗功率，又，∴输电线电流（3分）（3）（3分）如图15所示，理想变压器原线圈Ⅰ接到220V的交流电源上，副线圈Ⅱ的匝数为30，与一标有“12V，12W”的灯泡连接，灯泡正常发光．副线圈Ⅲ的输出电压为110V，电流为0.4A．求：(1)副线圈Ⅲ的匝数；(2)原线圈Ⅰ的匝数以及通过原线圈的电流．如图所示的变压器的原线圈1接到220V的交流电源上．副线圈2的匝数n2＝30匝，与一个“11V，11W”的灯泡L连接，L能正常发光．副线圈3的输出电压U3＝110V，与电阻R连接，通过R的电流为0.4A，求：(1)副线圈3的匝数n3.(2)原线圈1的匝数n1和电流I1.（多选）如图所示，甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为1Ω，外接灯泡的电阻为9Ω，则（）A.电压表的示数为6VB.发电机的输出功率为4WC.在l．0×10﹣2s时刻，穿过线圈的磁通量最大D.在0．5×10﹣2s时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大【答案】CD2．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示，由图可知（）A.该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100B.该交流电的频率为25C.该交流电的电压有效值为100D.若将该交流电压加在阻值R=100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为【答案】BD如图甲所示，一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．线圈内磁通量随时间t的变化如图乙所示，则下列说法中正确的是（）A．t1时刻线圈中的感应电动势最大B．t2时刻ab的运动方向与磁场方向垂直C．t3时刻线圈平面与中性面重合D．t4、t5时刻线圈中感应电流的方向相同【答案】BC．线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势如图所示，从图中可知（）A．在t1和t3时刻，线圈处于垂直中性面位置B．在t2和t4时刻，穿过线圈的磁通量为零C．从t1到t4线圈转过的角度为πradD．若从0时刻到t4时刻经过0．02s，则在1s内交变电流的方向改变100次【答案】AD7．一正弦交流电的电流随时间变化规律图象如图所示，由图可知A．用电流表测该电流，其示数为14．1AB．该交流电流的频率为100HzC．该交流电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电功率为1000WD．该交流电流即时值表达式为i＝10sin628t（A）【答案】C如下图所示是一交变电流的图像，则该交变电流的有效值为（）A．B．C．D．【答案】D如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为5：1，A1、A2为理想交流电流表，V1、V2为理想交流电压表，R1、为定值电阻，为光敏电阻（阻值随光照强度增大而减小），原线圈两端电压A.当光照增强时，电压表示数为44V保持不变B.当光照增强时，电压表示数不变C.通过电流表的电流方向每秒变化100次D.当光照增强时，电流表示数变大，示数不变【答案】AC如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为定值电阻，开关S是闭合的．V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3．现断开S，U1数值不变，下列推断