人教版選修11 變壓器 高壓輸電 第1課時(shí) 作業(yè).docxVIP

1.4變壓器 1.5高壓輸電1.如圖1所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為41.原線圈接入一電壓為uu0sin t的交流電源，副線圈接一個(gè)r27.5 的負(fù)載電阻.若u0220 v，100 rad/s，則下述結(jié)論正確的是()圖1a.副線圈中電壓表的讀數(shù)為55 vb.副線圈中輸出交變電流的周期為 sc.原線圈中電流表的讀數(shù)為0.5 ad.原線圈中的輸入功率為110 w解析原線圈電壓有效值為u220 v，電壓表讀數(shù)為u2 v55 v，周期t s，副線圈中電流i22 a，原線圈中電流i10.5 a，pi1u110 w.答案ac2.如圖2所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為1 000匝，兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為n250匝和n3100匝，l1是“6 v2 w”的小燈泡，l2是“12 v4 w”的小燈泡.當(dāng)原線圈接上交變電壓時(shí)，l1、l2都正常發(fā)光，那么，原線圈中的電流為()圖2a.a b.a c.a d.解析對多個(gè)副線圈，其電壓關(guān)系有.由于輸入功率和輸出功率相等有n1i1n2i2n3i3.兩燈泡正常發(fā)光，對l1有u26 v，i2 a，對l2有u312 v，i3 a.原線圈上的電壓u1u26 v120 v.副線圈上總的輸出功率p出pl1pl22 w4 w6 w.原線圈上的輸入功率p入p出6 w.原線圈中的電流i1 a a.故選項(xiàng)c正確.答案c3.如圖3所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表下列說法正確的是()圖3a當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭p向上滑動(dòng)時(shí)，r1消耗的功率變大b當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭p向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表v示數(shù)變大c當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭p向上滑動(dòng)時(shí)，電流表a1示數(shù)變大d若閉合開關(guān)s，則電流表a1示數(shù)變大，a2示數(shù)變大解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭p向上滑動(dòng)時(shí)，接入電路的阻值變大，變壓器副線圈兩端電壓不變，副線圈中的電流減小，則r1消耗的功率及其兩端電壓均變小，故電壓表的示數(shù)變大，選項(xiàng)a錯(cuò)誤，b正確；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭p向上滑動(dòng)時(shí)，副線圈中的電流減小，則原線圈中的電流也減小，電流表a1示數(shù)變小，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；若閉合開關(guān)s，副線圈電路中總電阻減小，副線圈中的電流變大，r1兩端電壓變大，r2兩端電壓減小，電流表a2示數(shù)減小；原線圈中的電流也變大，電流表a1示數(shù)變大，選項(xiàng)d錯(cuò)誤答案b 4.(多選)如圖4所示為一理想變壓器，k為單刀雙擲開關(guān)，p為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，u1為加在原線圈上的電壓，則()圖4a.保持u1及p的位置不變，k由a合到b時(shí)，i1將增大b.保持u1及不變p的位置，k由b合到a時(shí)，r消耗的功率將減小c.保持u1不變，k合在a處，使p上滑，i1將增大d.保持p的位置不變，k合在a處，若u1增大，i1將增大答案abd解析k由a合到b時(shí)，n1減小而u1不變，由可知，副線圈上的電壓增大，流過負(fù)載r的電流i2增大，p2增大，又由于p1p2u1i1，故i1增大，故選項(xiàng)a正確.同理k由b合到a時(shí)，p2減小，故選項(xiàng)b正確.p上滑時(shí)，負(fù)載電阻r增大，而u1、u2均不變，由i2可知i2減小，又由于n1、n2均不變，由可知i1將減小，故選項(xiàng)c錯(cuò)誤；當(dāng)u1增大時(shí)，由可知u2也增大，i2增大，再由可知i1增大，故選項(xiàng)d正確.5.一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為31，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220 v的正弦交流電源上，如圖5所示.設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為u，原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k，則()圖5a.u66 v，kb.u22 v，kc.u66 v，kd.u22 v，k答案a解析原、副線圈電壓比等于匝數(shù)比，根據(jù)副線圈負(fù)載電阻的電壓u，可知副線圈電壓為u，原線圈電壓為3u，副線圈電流i2，根據(jù)得原線圈電流i1，那么原線圈輸入電壓220 v3ur，整理可得u66 v；原、副線圈電阻消耗的功率pi2r，電阻相等，i1i213，可得功率之比為p1p219，即k.根據(jù)以上分析可知選項(xiàng)a正確.6.如圖6所示，用一理想變壓器給負(fù)載供電，變壓器輸入端的電壓不變，開始時(shí)開關(guān)s是斷開的.現(xiàn)將開關(guān)s閉合，則圖中所有交流電表的示數(shù)以及輸入功率的變化情況是()圖6a.v1、v2的示數(shù)不變，a1的示數(shù)增大，a2的示數(shù)減小，p入增大b.v1、v2的示數(shù)不變，a1、a2的示數(shù)增大，p入增大c.v1、v2的示數(shù)不變，a1、a2的示數(shù)減小，p入減小d.v1的示數(shù)不變，v2的示數(shù)增大，a1的示數(shù)減小，a2的示數(shù)增大，p入減小答案b解析電壓表v1的示數(shù)由輸入電壓決定；電壓表v2的示數(shù)由輸入電壓u1(大小等于電壓表v1的示數(shù))和匝數(shù)比決定；電流表a2的示數(shù)即i2由輸出電壓u2(大小等于電壓表v2的示數(shù))和負(fù)載電阻r負(fù)決定；電流表a1的示數(shù)即i1由變壓器的匝數(shù)比和輸出電流i2決定；p入隨p出而變化，由p出決定.因輸入電壓不變，所以電壓表v1的示數(shù)不變；據(jù)公式u2，可知u2也不變，即電壓表v2的示數(shù)不變；又據(jù)i2知，s閉合后r負(fù)減小，故i2增大，電流表a2的示數(shù)增大；輸入電流i1隨輸出電流i2的增大而增大，故電流表a1的示數(shù)增大；因p出u2i2，故p出增大；p入隨p出變化，故p入也增大；可見本題的正確選項(xiàng)為b.7. (多選)如圖7所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動(dòng)觸頭q來調(diào)節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻r0和滑動(dòng)變阻器r，p為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭.在原線圈上加一電壓為u的正弦交流電，則()圖7a.保持q的位置不動(dòng)，將p向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大b.保持q的位置不動(dòng)，將p向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小c.保持p的位置不動(dòng)，將q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大d.保持p的位置不動(dòng)，將q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小答案bc解析q位置不動(dòng)，副線圈電壓u2不變，當(dāng)p上滑時(shí)，r增大，由p可知總功率減小，原線圈電壓u1不變，由pu1i1可知原線圈電流i1減小，故a錯(cuò)誤，b正確；當(dāng)p位置不動(dòng)，q上滑時(shí)，由知u2增大，同理分析原線圈電流i1增大，故c正確，d錯(cuò)誤.8.如圖8所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為201，原線圈接正弦交流電源，副線圈接入“220 v,60 w”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光，則()圖8a.電流表的示數(shù)為 ab.電源輸出功率為1 200 wc.電流表的示數(shù)為 ad.原線圈兩端電壓為11 v答案c解析由于燈泡正常發(fā)光，可知副線圈兩端電壓為220 v，由可知，原線圈兩端電壓u120220 v4 400 v，選項(xiàng)d錯(cuò)誤；又因輸入功率等于輸出功率，p1p260 w，故選項(xiàng)b錯(cuò)誤；電流表讀數(shù)為有效值，原線圈中電流i1 a a，故選項(xiàng)a錯(cuò)誤，選項(xiàng)c正確.9.如圖9所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1n2101，輸出端電阻r50 ，把原線圈接入“220 v，50 hz”的正弦交流電時(shí)(電表為理想電表)()圖9a.當(dāng)x為電流表時(shí)，若電阻r增大，則原線圈中的電流將增大b.當(dāng)x為電流表時(shí)，電壓表v的示數(shù)為22 vc.當(dāng)x為電流表時(shí)，電流表的示數(shù)為d.當(dāng)x為二極管時(shí)，電壓表v的示數(shù)為11 v答案b解析當(dāng)x為電流表時(shí)，若電阻r增大，副線圈中的電流變小，原線圈中的電流也變小，a項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)x為電流表時(shí)，根據(jù)公式，解得u222 v，電壓表測量的電壓為有效值，所以電壓表v的示數(shù)為22 v，b項(xiàng)正確；當(dāng)x為電流表時(shí)，電流表的示數(shù)為i2 a a，c項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)x為二極管時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi)只有半個(gè)周期的時(shí)間有電流通過，此時(shí)由t，解得u11 v，d項(xiàng)錯(cuò)誤.10.(多選)如圖10所示，一理想變壓器原線圈與頻率為50 hz的正弦交流電源相連，兩個(gè)阻值均為20 的電阻串聯(lián)后接在副線圈的兩端，圖中的電流表、電壓表均為理想交流電表，原、副線圈匝數(shù)分別為200匝和100匝，電壓表的示數(shù)為5 v.則()圖10a.電流表的示數(shù)為0.5 ab.流過電阻的交變電流的頻率為100 hzc.交流電源的輸出電壓的最大值為20 vd.交流電源的輸出功率為2.5 w答案cd解析根據(jù)歐姆定律可得副線圈中的電流i20.25 a，根據(jù)理想變壓器原、副線圈中的電流與匝數(shù)的關(guān)系，可解得i10.125 a，a錯(cuò)誤；理想變壓器原、副線圈中的交變電流的頻率相同，都為50 hz，b錯(cuò)誤；副線圈輸出電壓的有效值為10 v，根據(jù)正弦交變電流的最大值和有效值的關(guān)系可得其最大值應(yīng)為u2m10 v，原、副線圈電壓比為，可得交流電源輸出電壓的最大值為u1m20 v，c正確；對于理想變壓器，交流電源的輸出功率等于變壓器副線圈負(fù)載消耗的功率，p2 w2.5 w，故d正確.11黑光燈是利用物理方法來滅蛾殺蟲的一種環(huán)保型設(shè)備，它發(fā)出的紫色光能夠引誘害蟲飛近黑光燈，然后被黑光燈周圍的交流高壓電網(wǎng)“擊斃”如圖11是高壓電網(wǎng)的工作電路，高壓電網(wǎng)是利用變壓器將有效值為220 v 的交流電壓變成高壓，高壓電網(wǎng)相鄰兩極間距離為0.5 cm，已知空氣在常溫常壓下的擊穿電場為6 220 v/cm，為防止空氣被擊穿而造成短路，變壓器的次、初級線圈匝數(shù)比不得超過()圖11a1100 b150 c125 d110答案d解析電網(wǎng)兩極間電場可看作勻強(qiáng)電場umemd，由題意，空氣被擊穿時(shí)em6 220 v/cm，由理想變壓器電壓關(guān)系：，由峰值與有效值關(guān)系u1mu1，由以上各式：得，所以次、初級線圈匝數(shù)比不得超過101，選項(xiàng)d正確12.如圖12所示，理想變壓器原線圈輸入電壓uumsint，副線圈電路中r0為定值電阻，r是滑動(dòng)變阻器.和是理想交流電壓表，示數(shù)分別用u1和u2表示；和是理想交流電流表，示數(shù)分別用i1和i2表示.下列說法正確的是()圖12a.i1和i2表示電流的瞬時(shí)值b.u1和u2表示電壓的最大值c.滑片p向下滑動(dòng)過程中，u2不變、i1變大d.滑片p向下滑動(dòng)過程中，u2變小、i1變小答案c解析交流電表測量的是交變電流的有效值，故a、b錯(cuò)誤；由于理想變壓器的輸出電壓u2u1與負(fù)載無關(guān)，即滑片p下滑時(shí)u2不變，故d錯(cuò)誤；由i1u1知r減小時(shí)i1變大，故c正確.13.如圖13所示，接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡l供電，如果將原、副線圈減少相同匝數(shù)，其它條件不變，則()圖13a小燈泡變亮b小燈泡變暗c原、副線圈兩端電壓的比值不變d通過原、副線圈電流的比值不變答案b解析原、副線圈減去相同的匝數(shù)n后，有，可以得出，0，則說明的比值變大，由知，選項(xiàng)c、d錯(cuò)誤；由和知，u2u3，故p2p3，選項(xiàng)d正確；因?yàn)椋钟捎趗1u4220 v，u2u3，所以，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；由交流電及變壓器基礎(chǔ)知識可知選項(xiàng)a、c錯(cuò)誤.18.某發(fā)電廠引進(jìn)秸稈焚燒發(fā)電機(jī)設(shè)備，該發(fā)電機(jī)輸出功率為40 kw，輸出電壓為400 v，用變壓比(原、副線圈匝數(shù)比)為n1n215的變壓器升壓后向某小區(qū)供電，輸電線的總電阻為r5 ，電能到達(dá)該小區(qū)后再用變壓器降為220 v.(1)畫出輸電過程的電路示意圖.(2)求輸電線上損失的電功率.(3)求降壓變壓器的變壓比n3n4.答案(1)示意圖見解析(2)2 000 w(3)9511解析(1)輸電過程，電路示意圖如圖所示.(2)因?yàn)檩旊婋妷簎2u1400 v2 000 v因?yàn)閜輸u2i解得輸電電流i20 a輸電線上損失的功率p損i2r(20 a)25 2 000 w(3)輸電線上損失的電壓u損ir20 a5 100 v降壓變壓器的輸入電壓u3u2u損2 000 v100 v1 900 v降壓變壓器的變壓比.19.三峽電站某機(jī)組輸出的電功率為50萬千瓦.(1)若輸出的電壓為20萬伏，則輸電線上的電流為多少？(2)某處與電站間每根輸電線的電阻為10歐，則輸電線上損失的功率為多少？它占輸出功率的幾分之幾？(3)若將電壓升高至50萬伏，輸電線上的電流為多少？輸電線上損失的功率又為多少？它占輸出功率的幾分之幾？解析(1)由pui得i2 500 a(2)輸電線上損失的功率pi22r2 5002210 w1.25108 w損失功率與輸出功率之比為(3)將電壓升高至50萬伏時(shí)，i1 000 a輸電線上損失的功率pi22r1 0002210 w2107 w損失功率與輸出功率之比為答案(1)2 500 a(2)1.25108 w(3)1 000 a2107 w20有條河流，流量q2 m3/s，落差h5 m，現(xiàn)利用其發(fā)電，若發(fā)電機(jī)總效率為50%，輸出電壓為240 v，輸電線總電阻r30 ，允許損失功率為輸出功率的6%，為滿足用電的需求，則該輸電線路所使用的理想的升壓、降壓變壓器的匝數(shù)比各是多少？能使多少盞“220 v,100 w”的電燈正常發(fā)光？(取g10 n/kg)答案612523511470盞解