南方新高考2018版高考物理大一轮复习专题十交变电流第2讲变压器电能的输送课时作业

1、第二讲变压器电能的传输一、单项选择问题1.(山东卷，2014)如图K1021所示，额定电压为60 V的电器通过理想变压器接入正弦交流电源。开关闭合后，电器工作正常，交流电压表和交流电流表(均为理想电流表)的读数分别为220伏和2.2安。以下判断是正确的()图K1021A.变压器的输入功率为484瓦B.流经初级线圈的电流有效值为0.6安C.流经次级线圈的电流最大值为2.2 aD.变压器的初级线圈和次级线圈的匝数比是N1N2=1132.(2015年广东省深圳市五校联考)理想变压器的一、二次线圈匝数比为N1 N2=11 1，一次线圈接正弦交流电源，输入电压U随时间T的变化规律如图K1022所示，二次

2、线圈只接一个电阻R=10，然后()图K1022A.流经电阻r的最大电流为1.0 a。B.变压器的输入功率为20瓦C.与电阻R并联的电压表指示为20伏D.在1秒钟内改变电流方向50次3.如图K1023所示，理想变压器有两个辅助线圈，匝数为n1和n2，连接的负载4R1=R2。当只有s 1闭合时，当前表示为1 A，当S1和S2都闭合时，当前表示为2 A，则n1n2为()图K1023a11b . 12c . 13d . 144.如图K1024所示，理想变压器的初级和次级线圈的匝数分别为N1=10匝和N2=100匝。次级线圈以1000的电阻连接。初级线圈和无电阻导线构成一个闭合回路，其中圆形区域的面积为

3、S=m2。在这个圆形区域，磁场按照正弦规律变化，如图二所示，垂直通过，所以没有内阻的电流表显示为(提示：乙=)A b图K1024A.14.1 A B.0.14 A公元2.00年5.(2015湖北孝感联检)如图K1025所示，理想变压器的一次线圈和二次线圈的匝数比为15，一次线圈两端的交流电压为100 t (v)时为U=20，当两端电压达到100 v时，霓虹灯开始发光，以下说法正确()图K1025A.打开开关后，霓虹灯的发光频率为50赫兹B.开关接通后，电压表的指示为100伏C.开关关闭后，电压表的指示变大D.开关关闭后，变压器的输出功率保持不变6.(2015年河南焦作联检)如图K1026所示，

4、理想变压器一次线圈匝数N1=1100匝，二次线圈匝数N2=110匝。R0、R1和R2是常数电阻，R0=R1=R2。电流表和电压表是理想的仪表。初级线圈连接到交流电源，电压为220伏(314吨)图K1026A.电压表示为22 v。B.当开关S闭合时，电压表示变小C.当开关s闭合时，电流表示变大D.当开关闭合时，变压器的输出功率增加第二，选择题7.如图K1027所示，理想变压器的初级线圈和次级线圈的匝数比为10: 1，初级线圈的输入交流电压为U=100正弦50 电视，O为从次级线圈中心引出的线端，R1=5 ，R2=15 ，然后()图K1027A.当开关s关闭时，电流表的指示为0.05aB.当开关s

5、闭合时，电流表的指示为0.05a。C.当开关s闭合时，两个电阻器的总电功率为wD.当开关断开时，两个电阻的总电功率为瓦8.图K1028 A是理想变压器的示意图。初级线圈和次级线圈的匝数比为5: 1。电压表和电流表都是理想的交流仪表。Rt是一个热敏电阻，其电阻随温度而增加，R1是一个定值电阻。如果发电机向初级线圈输入如图B所示的正弦交流电流，以下陈述是正确的()嘉义图K1028A.输入变压器初级线圈的交流电压表达式为u=36sin50 TV在b.t=0.015s秒时，发电机的线圈平面垂直于磁场方向C.初级和次级中的电流比9.如图K1029所示，理想变压器的初级和次级线圈匝数分别为n1和n2。初级

6、线圈通过理想的安培计与正弦交流电源相连，二级线圈两端串联一个电阻为r的负载电阻后连接一个二极管。假设二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，交流电压表测量的A、B端和C、D端的电压分别为Uab和Ucd，则()图K1029A.UabUcd=n1n2B.增加负载电阻的阻值，电流表的读数变小C.负载电阻的电阻越小，CDs之间的电压Ucd越大D.短路二极管，将电流表读数加倍第三，非选择题10.有一台内部电阻为1的发电机，为学校提供照明电源。如图K10210所示，升压变压器的匝数比为1: 4，降压变压器的匝数比为4: 1，传输线的总电阻为r=4。全校有22个班，每个班有6盏“220伏，40瓦”的灯。如果

7、所有的灯都保证正常发光，那么：图K10210(1)发电机的输出功率是多少？(2)发电机的电动势有多大？(3)什么是传输效率？(4)如果使用的灯的数量减少一半并且它们正常发光，发电机的输出功率会减少一半吗？11.三峡水利电力工程是治理和开发长江流域的重要举措，也是世界上已建和在建的最大的水利工程。项目控制流域面积1.0106 km2，占长江流域面积的56%，坝址年平均流量q=4.511011m3，主要任务包括防洪、发电和航运。就发电量而言，三峡电站安装了26台水轮发电机组，总装机容量(指26台机组同时工作时的总发电量)为1.82107千瓦，年平均发电量约为8.401010千瓦时。该项目于2009

8、年竣工，成为“西电东送”的中心通道，主要向华中和华东电网供电，以缓解这两个地区的电力短缺。阅读以上材料并回答以下问题(水密度=1.0103 kg/m3，g为10 m/s2):(1)若将三峡水电站上下游水位差计算为h=100m，则推导出三峡水电站水流势能转化为电能的效率表达式，并计算出效率值。(2)如果26台发电机组全部建成并发电，每台发电机组平均每年发电多少天？(3)电站电能输送到华中地区，输送功率P1=4.5106千瓦，超高压输送，输送电压U=500千伏，发电机输出电压U0=18千伏，输电线上的功率损耗为总输送功率的5%，计算电站升压变压器一、二次线圈匝数比和输电线总电阻。第二讲变压器电能的

9、传输1.D2.c分析：从图中可以看出，一次线圈的最大电压为220伏，所以电压有效值为220伏。根据电压与匝数的正比，二次线圈的电压有效值为20伏，二次线圈的电阻为10，所以电流为2 A，所以A是错的；电压表测量电压的有效值，所以电压表的读数是20 V，所以c是正确的；初级线圈和次级线圈的功率是相同的，从P=UI=202瓦=40瓦，所以变压器的输入功率是40瓦，所以B是错误的；从图中可以看出，交流电的频率为f=Hz=50 Hz，线圈每旋转一次，电流方向就改变两次，因此电流方向在1秒内改变100次，d是错误的。3.分析：变压器的初级线圈和次级线圈的磁通量变化率是相同的，所以U: U1: U2=N:

10、 N1: N2。根据能量守恒，输出功率等于输入功率，所以UI=仅当S1关闭时，UI=当S1和S2关闭时，U=4U可以通过代入数据I=1得到5.b分析：从U=20 sin 100 t (v)可以看出，交流电压频率为50 Hz，交流电流在一个周期内两次超过100 V电压，所以氖泡发光频率为100 Hz，选项A是错误的；变压器输入电压的有效值为u1=20v，输出电压的有效值为U2=u1=520v=100 V，开关通断后，电压表的指示为100 V。选项b是正确的，但是c是错误的。开关关闭后，霓虹灯不发光，消耗的电能减少，变压器的输出功率降低，选项D是错误的。6.A7.交流分析：根据电压公式，输入电压的

11、有效值为U0=100伏。当S断开时，根据与匝数成比例的电压，输出电压为10伏。当S断开时，根据欧姆定律，次级线圈中的电流为A=0.5 A。根据电流与匝数的反比，初级线圈中的电流为0.05 A，因此A是正确的。当开关S断开时，两个电阻的总电功率为100.5瓦，所以D是错的；当S闭合时，它相当于有两个次级线圈，电压仍然与匝数成正比，但电流不再与匝数成反比。由于O是从次级线圈中心引出的端子，两个电阻两端的电压为5伏，两个次级线圈中的电流为I1=1安=1安，I2=1安=1安，因此Iu0=I1U1 I2U2，初级线圈中的电流为1安，因此当S闭合时，两个电阻的总电功率为total=I1U1 I2U2=W，

12、因此C是正确的。8.CD分析：由于交流周期为0.02秒，角速度为100弧度/秒，表达式中的角速度为50弧度/秒，所以选项A是错误的；当t=0.015 s时，sin (100 0.015)=sin 1.5 =-1，所以此时的电动势最大，即发电机的线圈平面平行于磁场方向，而选项B是错误的；由于变压器一次线圈和二次线圈的匝数比为51，变压器一次线圈和二次线圈的电流比为15，选项C是正确的。当Rt温度上升时，由于变压器次级线圈的电压不变，电流表的指示变小，初级线圈的电压也不变，所以电压表的读数不变，选项D正确。9.BD分析：如果次级线圈两端的电压为U2，则为=。因为二极管具有单侧导电性，根据有效值的定

13、义，=t，Ucd=，所以选项A是错误的；随着负载电阻的增大，变压器的输出功率和输入功率都减小。从P1=UABI1可以看出，电流表读数降低，选项B正确。CDs之间的电压Ucd与r的大小无关，选项c是错误的；当二极管短路时，变压器的输出功率P2=，是原来的两倍。从P2=P2=P1=UabI1可以看出，电流表读数变为原来的两倍，选项D是正确的。10.解决方案：(1)对于降压变压器：U2I2=u3i3=NP灯=22640瓦=5280瓦U2=u3=4220v=880v所以I2=A=6 A=6 A对于升压变压器：U1I1=U2I2=红外+U2I2=624瓦+5280瓦=5424瓦因此，p out=5424w。(2)因为U2=U2i2r=880v 64v=904v因此，u1=U2=904v=226v因为u1i1=u2i 2，i1=24 a。因此，e=u1 i1r=226v 241v=250v。(3)=97%。(4)当电灯减少一半