復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)及詳細(xì)解析第45講變壓器遠(yuǎn)距離輸電

蘇州市網(wǎng)上教師學(xué)校/2014屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)及詳細(xì)解析：第45講變壓器遠(yuǎn)距離輸電.eq\a\vs4\al\co1(基礎(chǔ)熱身)1．在變電站里，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測(cè)電網(wǎng)上的強(qiáng)電流，所用的器材叫電流互感器．如圖K45－1所示的四個(gè)圖中，能正確反映其工作原理的是()ABCD圖K45－12．2013·葫蘆島模擬一個(gè)探究性學(xué)習(xí)小組利用示波器繪制出了一個(gè)原、副線圈匝數(shù)比為2∶1的理想變壓器的副線圈兩端輸出電壓u隨時(shí)間t變化的圖象如圖K45－2所示(圖線為正弦曲線)，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()圖K45－2A．該變壓器原線圈輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝20sin100tVB．接在副線圈兩端的交流電壓表的示數(shù)為7.1VC．該變壓器原線圈輸入頻率為50HzD．接在副線圈兩端阻值為20Ω的白熾燈消耗的功率為2.5W3．2013·煙臺(tái)模擬一臺(tái)理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為22∶1，當(dāng)原線圈輸入u＝220eq\r(2)sin100πtV的交變電壓時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．副線圈兩端電壓為10eq\r(2)VB．變壓器原副線圈的電壓頻率之比為22∶1C．副線圈接一阻值為10Ω的電阻時(shí)，通過(guò)電阻的電流為1AD．副線圈接一阻值為10Ω的電阻時(shí)，原線圈中輸入功率為1W4．2013·蘇北模擬如圖K45－3甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，電阻R＝22Ω，各電表均為理想電表．原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖乙所示．下列說(shuō)法正確的是()甲乙圖K45－3A．該輸入電壓的頻率為100HzB．電壓表的示數(shù)為22VC．電流表的示數(shù)是1AD．電阻R消耗的電功率是22Weq\a\vs4\al\co1(技能強(qiáng)化)5．2013·臨沂模擬如圖K45－4所示是一種理想自耦變壓器示意圖．線圈繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上，P是可移動(dòng)的滑動(dòng)觸頭．AB間接交流電壓u，輸出端接有兩個(gè)相同的燈泡L1和L2，Q為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭．當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，P處于如圖所示的位置時(shí)，兩燈均能發(fā)光．下列說(shuō)法正確的是()圖K45－4A．P不動(dòng)，將Q向右移動(dòng)，變壓器的輸入功率變大B．Q不動(dòng)，將P沿逆時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)，變壓器的輸入功率變大C．P不動(dòng)，將Q向左移動(dòng)，兩燈均變暗D．P、Q都不動(dòng)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，L1將變暗6．[2013·福建卷]圖K45－5甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2＝5∶1，電阻R＝20Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開(kāi)關(guān)．原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖K45－6乙所示．現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時(shí)L2正常發(fā)光．下列說(shuō)法正確的是()圖K45－5A．輸入電壓u的表達(dá)式為u＝20eq\r(2)sin50πtVB．只斷開(kāi)S2后，L1、L2均正常發(fā)光C．只斷開(kāi)S2后，原線圈的輸入功率增大D．若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8W7．2013·三明模擬如圖K45－6所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n，原線圈接正弦交流電壓U，輸出端接有一個(gè)交流電流表和一個(gè)電動(dòng)機(jī)．電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R.當(dāng)輸入端接通電源后，電流表讀數(shù)為I，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一重物勻速上升．下列判斷正確的是()圖K45－6A．原線圈中的電流為nIB．變壓器的輸入功率為eq\f(UI,n)C．電動(dòng)機(jī)消耗的功率為I2RD．電動(dòng)機(jī)兩端電壓為IR8．如圖K45－7所示，電路中有四個(gè)完全相同的燈泡，額定電壓均為U，額定功率為P，變壓器為理想變壓器，現(xiàn)在四個(gè)燈泡都正常發(fā)光，則變壓器的匝數(shù)比n1∶n2、電源電壓U1分別為()圖K45－7A．1∶22UB．1∶24UC．2∶14UD．2∶12U9．2013·邯鄲二模如圖K45－8所示，在AB間接入正弦交流電，AB間電壓U1＝220V，通過(guò)理想變壓器和二極管D1、D2給阻值R＝20Ω的純電阻負(fù)載供電，已知D1、D2為相同的理想二極管(正向電阻為0，反向電阻無(wú)窮大)，變壓器原線圈n1＝110匝，副線圈n2＝20匝，Q為副線圈正中央抽頭．為保證安全，二極管的反向耐壓值(加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時(shí)，會(huì)將二極管擊穿，使其失去單向?qū)щ娔芰?至少為U0.設(shè)電阻R上消耗的熱功率為P，則有()圖K45－8A．U0＝40eq\r(2)V，P＝80WB．U0＝40V，P＝80WC．U0＝40eq\r(2)V，P＝20WD．U0＝40V，P＝20Weq\a\vs4\al\co1(挑戰(zhàn)自我)10．[2013·江蘇卷]圖K45－9甲為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個(gè)接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的u－t圖象如圖乙所示．若只在ce間接一只Rce＝400Ω的電阻，或只在de間接一只Rde＝225Ω的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為80W.(1)請(qǐng)寫(xiě)出原線圈輸入電壓瞬時(shí)值uab的表達(dá)式；(2)求只在ce間接400Ω電阻時(shí)，原線圈中的電流I1；(3)求ce和de間線圈的匝數(shù)比eq\f(nce,nde).甲乙圖K45－9課時(shí)作業(yè)（四十五）【基礎(chǔ)熱身】1．A[解析]電流互感器要把大電流變?yōu)樾‰娏鳎虼嗽€圈的匝數(shù)少，副線圈的匝數(shù)多；同時(shí)監(jiān)測(cè)每相的電流必須將原線圈串聯(lián)在火線中．2．AC[解析]由圖象知，輸出電壓的峰值為10V，周期為0.04s，由電壓與匝數(shù)比關(guān)系知，輸入電壓峰值為20V，交變電壓的頻率為f＝eq\f(1,T)＝25Hz，角頻率ω＝eq\f(2π,T)＝50πrad/s，輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝20sin50πtV，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；輸出電壓的有效值為U2＝eq\f(U2m,\r(2))＝5eq\r(2)V＝7.1V，選項(xiàng)B正確；電燈的功率為P＝eq\f(U\o\al(2,2),R)＝2.5W，選項(xiàng)D正確．3．C[解析]變壓器副線圈電壓U2＝U1·eq\f(n2,n1)＝10V，原副線圈的電壓頻率相等，通過(guò)電阻的電流為I2＝eq\f(U2,R)＝1A，原線圈中輸入功率等于電阻消耗的功率，P＝I2U2＝10W.4．BD[解析]由圖象可知，原線圈輸入電壓的周期T＝0.02s，頻率為f＝50Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；原線圈輸入電壓的有效值為220V，副線圈的輸出電壓為22V，選項(xiàng)B正確；電阻R消耗的電功率是P＝eq\f(222,22)W＝22W，電流表的示數(shù)是I＝eq\f(22,220)A＝0.1A，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．【技能強(qiáng)化】5．B[解析]P不動(dòng)，則變壓器輸出電壓不變，將Q向右移動(dòng)，電阻R變大，據(jù)P出＝eq\f(U\o\al(2,2),R＋R燈)得變壓器的輸出功率變小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；Q不動(dòng)，電阻R不變，將P沿逆時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)，則變壓器輸出電壓變大，據(jù)P出＝eq\f(U\o\al(2,2),R＋R燈)得變壓器的輸出功率變大，選項(xiàng)B正確；P不動(dòng)，輸出電壓不變，將Q向左移動(dòng)，電阻R變小，變壓器的輸出功率變大，據(jù)P出＝I2U2得I2變大，兩燈均變亮，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；P、Q都不動(dòng)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，則總電阻變大，變壓器的輸出功率變小，輸出電流變小，滑動(dòng)變阻器的電壓變小，所以燈L1兩端的電壓變大，L1將變亮，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．6．D[解析]由圖乙，T＝0.02s，所以ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，u＝Emsinωt＝20eq\r(2)sin100πtV，A錯(cuò)；只斷開(kāi)S2，副線圈電壓U2不變，但副線圈總電阻R副增大，流過(guò)L1、L2的電流減小且每個(gè)小燈泡兩端的電壓小于其額定電壓，無(wú)法正常發(fā)光，由P副＝eq\f(U\o\al(2,2),R副)可得，副線圈的功率減小，副線圈的功率決定原線圈的功率，所以原線圈的輸入功率減小，BC錯(cuò)；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得U2＝4V，所以S1接到2后，R消耗的電功率P＝eq\f(U\o\al(2,2),R)＝eq\f(42,20)W＝0.8W，D正確．7．B[解析]根據(jù)變壓器原、副線圈電壓比等于匝數(shù)比可知，副線圈兩端電壓為eq\f(U,n)，根據(jù)原、副線圈電流比等于匝數(shù)反比可知，原線圈中電流為eq\f(I,n)，變壓器的輸入功率為eq\f(UI,n)，電動(dòng)機(jī)的熱功率為I2R，總功率是eq\f(UI,n)，選項(xiàng)B正確，AC錯(cuò)誤；因電動(dòng)機(jī)不是純電阻，歐姆定律不成立，所以電壓不等于IR，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．8．C[解析]變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)成正比，電流與匝數(shù)成反比；電源電壓等于原線圈電壓與兩個(gè)串聯(lián)燈泡電壓之和．9．C[解析]變壓器副線圈總電壓U2＝U1·eq\f(n2,n1)＝40V，電壓峰值為U2m＝40eq\r(2)V．副線圈上端電勢(shì)高時(shí)，D1導(dǎo)通，D2不通，D2兩端的最大反向電壓為UD2＝U2m＝40eq\r(2)V；副線圈下端電勢(shì)高時(shí)，D2導(dǎo)通，D1不通，D1兩端的最大反向電壓為UD1＝U2m＝40eq\r(2)V．通過(guò)定值電阻的電流為方向不變的半正弦電流，其有效值與正弦交變電流相同，電阻兩端電壓UR＝eq\f(U2,2)＝20V，功率P＝eq\f(U\o\al(2,R),R)＝20W．選項(xiàng)C正確．【挑戰(zhàn)自我】10．(1)uab＝400sin200tV(2)0.28A(3)4∶3[解析](1)由圖知ω＝200πrad/s電壓瞬時(shí)值uab＝400sin200πtV(2)電壓有效值U1＝200eq\r(2)V理想變壓器P1＝P2原線圈中的電流I1＝eq\f(P1,U1)解得