新高考物理一輪復(fù)習(xí)分層提升講義B變壓器、遠(yuǎn)距離輸電 中檔版(含解析)_第1頁
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文檔簡介

變壓器遠(yuǎn)距離輸電考點(diǎn)一理想變壓器的原理及應(yīng)用1.構(gòu)造和原理(1)構(gòu)造:如圖1所示,變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成的.圖1(2)原理:電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象.2.基本關(guān)系式(1)功率關(guān)系:P入=P出.(2)電壓關(guān)系:eq\f(U1,U2)=eq\f(n1,n2).(3)電流關(guān)系:只有一個(gè)副線圈時(shí)eq\f(I1,I2)=eq\f(n2,n1).(4)頻率關(guān)系:f出=f入.技巧點(diǎn)撥1.理想變壓器的制約關(guān)系電壓原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定副線圈電壓U2,U2=eq\f(n2,n1)U1功率副線圈的輸出功率P出決定原線圈的輸入功率P入,P入=P出電流副線圈電流I2和匝數(shù)比決定原線圈電流I1,I1=eq\f(n2,n1)I22.含有多個(gè)副線圈的變壓器計(jì)算具有兩個(gè)或兩個(gè)以上副線圈的變壓器問題時(shí),需注意三個(gè)關(guān)系:電壓關(guān)系:eq\f(U1,n1)=eq\f(U2,n2)=eq\f(U3,n3)=……=eq\f(Un,nn)功率關(guān)系:P1=P2+P3+P4+……+Pn電流關(guān)系:n1I1=n2I2+n3I3+n4I4+……+nnIn例題精練1.如圖2所示,一理想變壓器原線圈輸入正弦式交流電,交流電的頻率為50Hz,電壓表示數(shù)為11000V,燈泡L1與L2的電阻相等,原線圈與副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2=50∶1,電壓表和電流表均為理想交流電表,則()圖2A.原線圈輸入的交流電壓的表達(dá)式為u=11000sin50πt(V)B.開關(guān)K未閉合時(shí),燈泡L1兩端的電壓為220VC.開關(guān)K閉合后電流表的示數(shù)為通過燈泡L1中電流的eq\f(1,2)D.開關(guān)K閉合后,原線圈輸入功率增大為原來的eq\r(2)倍答案B解析原線圈的電壓最大值Um=11000eq\r(2)V,角速度ω=2πf=100πrad/s,所以原線圈輸入的交流電壓的表達(dá)式為u=11000eq\r(2)sin100πt(V),故A錯(cuò)誤;開關(guān)K未閉合時(shí),燈泡L1兩端的電壓即為副線圈電壓,eq\f(U1,U2)=eq\f(n1,n2)=eq\f(50,1),則開關(guān)K未閉合時(shí),燈泡L1兩端的電壓U2=220V,故B正確;開關(guān)K閉合后,L1與L2并聯(lián),且電阻相等,所以電流表的示數(shù)與通過燈泡L1中電流相等,故C錯(cuò)誤;開關(guān)K閉合后,副線圈功率增大為原來的2倍,則原線圈輸入功率增大為原來的2倍,故D錯(cuò)誤.2.(多選)如圖3所示,理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b.當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí),兩燈泡均能正常發(fā)光.下列說法正確的是()圖3A.原、副線圈匝數(shù)比為9∶1B.原、副線圈匝數(shù)比為1∶9C.此時(shí)a和b的電功率之比為9∶1D.此時(shí)a和b的電功率之比為1∶9答案AD解析設(shè)燈泡的額定電壓為U0,兩燈泡均能正常發(fā)光,所以原線圈兩端電壓為U1=9U0,副線圈兩端電壓為U2=U0,故eq\f(U1,U2)=eq\f(9,1),eq\f(n1,n2)=eq\f(U1,U2)=eq\f(9,1),A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)公式eq\f(I1,I2)=eq\f(n2,n1)可得,eq\f(I1,I2)=eq\f(1,9),由于小燈泡兩端的電壓相等,所以根據(jù)公式P=UI可得,燈泡a和b的電功率之比為1∶9,C錯(cuò)誤,D正確.考點(diǎn)二理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析1.匝數(shù)比不變的情況(1)U1不變,根據(jù)eq\f(U1,U2)=eq\f(n1,n2),輸入電壓U1決定輸出電壓U2,不論負(fù)載電阻R如何變化,U2不變.(2)當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí),I2變化,輸出電流I2決定輸入電流I1,故I1發(fā)生變化.(3)I2變化引起P2變化,P1=P2,故P1發(fā)生變化.2.負(fù)載電阻不變的情況(1)U1不變,eq\f(n1,n2)發(fā)生變化時(shí),U2變化.(2)R不變,U2變化時(shí),I2發(fā)生變化.(3)根據(jù)P2=eq\f(U22,R),P2發(fā)生變化,再根據(jù)P1=P2,故P1變化,P1=U1I1,U1不變,故I1發(fā)生變化.例題精練3.如圖4所示為一自耦變壓器的電路圖,其特點(diǎn)是鐵芯上只繞有一個(gè)線圈.把整個(gè)線圈作為副線圈,而取線圈的一部分作為原線圈.原線圈接在電壓為U的正弦交流電源上,電流表、均為理想交流電表.當(dāng)觸頭P向上移動(dòng)時(shí),下列說法正確的是()圖4A.A1讀數(shù)變小,A2讀數(shù)變小B.A1讀數(shù)變大,A2讀數(shù)變小C.R兩端電壓變大,變壓器輸入功率變小D.R兩端電壓變大,變壓器輸入功率變大答案A如圖5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5A.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)變大答案B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?。辉€圈中的電流也變大,電流表A1示數(shù)變大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.考點(diǎn)三遠(yuǎn)距離輸電如圖6所示,若發(fā)電站輸出電功率為P,輸電電壓為U,用戶得到的電功率為P′,用戶的電壓為U′,輸電電流為I,輸電線總電阻為R.圖61.輸電電流I=eq\f(P,U)=eq\f(P′,U′)=eq\f(U-U′,R).2.電壓損失(1)ΔU=U-U′;(2)ΔU=IR.3.功率損失(1)ΔP=P-P′;(2)ΔP=I2R=(eq\f(P,U))2R4.減少輸電線上電能損失的方法(1)減小輸電線的電阻R.由R=ρeq\f(l,S)知,可加大導(dǎo)線的橫截面積、采用電阻率小的材料做導(dǎo)線.(2)減小輸電線中的電流.在輸電功率一定的情況下,根據(jù)P=UI,要減小電流,必須提高輸電電壓.技巧點(diǎn)撥1.理清輸電電路圖的三個(gè)回路(如圖7)圖7(1)在電源回路中,P發(fā)電機(jī)=U1I1=P1.(2)在輸送回路中,I2=I線=I3,U2=ΔU+U3,ΔU=I2R線,ΔP=I22R線.(3)在用戶回路中,P4=U4I4=P用戶.2.抓住兩組關(guān)聯(lián)式(1)理想的升壓變壓器聯(lián)系著電源回路和輸送回路,由理想變壓器原理可得:eq\f(U1,U2)=eq\f(n1,n2),eq\f(I1,I2)=eq\f(n2,n1),P1=P2.(2)理想的降壓變壓器聯(lián)系著輸送回路和用戶回路,由理想變壓器原理可得:eq\f(U3,U4)=eq\f(n3,n4),eq\f(I3,I4)=eq\f(n4,n3),P3=P4.3.掌握一個(gè)守恒觀念功率關(guān)系:P2=ΔP+P3,其中ΔP=ΔU·I線=I線2R線=eq\f(ΔU2,R線).例題精練5.(多選)特高壓輸電可使輸送中的電能損耗和電壓損失大幅降低.我國已成功掌握并實(shí)際應(yīng)用了特高壓輸電技術(shù).假設(shè)從A處采用550kV的超高壓向B處輸電,輸電線上損耗的電功率為ΔP,到達(dá)B處時(shí)電壓下降了ΔU.在保持A處輸送的電功率和輸電線電阻都不變的條件下,改用1100kV特高壓輸電.輸電線上損耗的電功率變?yōu)棣′,到達(dá)B處時(shí)電壓下降了ΔU′.不考慮其他因素的影響,則()A.ΔP′=eq\f(1,4)ΔP B.ΔP′=eq\f(1,2)ΔPC.ΔU′=eq\f(1,4)ΔU D.ΔU′=eq\f(1,2)ΔU答案AD解析由輸電電流I=eq\f(P,U)知,輸送的電功率不變,輸電電壓加倍,輸電電流變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2),損耗的電功率ΔP=I2r,故輸電電壓加倍,損耗的電功率變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4),即ΔP′=eq\f(1,4)ΔP;輸電線上損失電壓為ΔU=Ir,即輸電電壓加倍,損失電壓變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2),即ΔU′=eq\f(1,2)ΔU.故A、D正確.6.(多選)如圖8為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,發(fā)電廠輸出電壓U1=104V,輸出功率P1=109W,兩個(gè)理想變壓器的匝數(shù)比分別為n1∶n2=1∶100、n3∶n4=100∶1,輸電線總電阻r=50Ω.則()圖8A.U4=U1B.I4=I1C.通過電阻r的電流I2=2×104AD.電阻r損耗的電功率為5×107W答案BD解析I1=eq\f(P1,U1)=105A,根據(jù)eq\f(I1,I2)=eq\f(n2,n1)可得,I2=eq\f(n1,n2)I1=eq\f(1,100)×105A=103A,則通過電阻r的電流為103A,故C錯(cuò)誤;電阻r兩端的電壓為Ur=I2r=103×50V=5×104V,根據(jù)eq\f(U1,U2)=eq\f(n1,n2)可得,U2=eq\f(n2,n1)U1=100×104V=106V,則U3=U2-Ur=106V-5×104V=9.5×105V,根據(jù)eq\f(U3,U4)=eq\f(n3,n4)可得,U4=eq\f(n4,n3)U3=eq\f(1,100)×9.5×105V=9.5×103V,則U4≠U1,故A錯(cuò)誤;由于I2=I3,根據(jù)eq\f(I3,I4)=eq\f(n4,n3)可得,I4=eq\f(n3,n4)I3=eq\f(100,1)×103A=105A,則I4=I1,故B正確;電阻r損耗的電功率Pr=I22r=(103)2×50W=5×107W,故D正確.綜合練習(xí)一.選擇題(共16小題)1.(青島模擬)某型號(hào)鉗式電流表如圖甲所示,圖乙為該電流表工作原理圖.當(dāng)通有交流電的導(dǎo)線從環(huán)形鐵芯的中間穿過時(shí),與繞在鐵芯上的線圈相連的電表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn).不考慮鐵芯的漏磁及各種能量損耗,已知線圈匝數(shù)n=1000匝,下列說法正確的是()A.若流過導(dǎo)線的電流為恒定電流時(shí),電表G有示數(shù)且不變 B.若電表G的示數(shù)為50mA,則導(dǎo)線中的被測電流為50A C.若只改變導(dǎo)線中交流電的頻率,則電表G的示數(shù)也將改變 D.若導(dǎo)線中流過的是矩形脈沖交流電,則電表G的示數(shù)為0【分析】對(duì)鉗式電流表的工作原理的考查,當(dāng)原線圈為恒定電流時(shí),不工作。當(dāng)原線圈為交變電流時(shí),正常工作;變壓器匝數(shù)與電流的計(jì)算。【解答】解:A、導(dǎo)線、鐵芯、1000匝線圈相當(dāng)于組成一個(gè)變壓器,若流過導(dǎo)線的電流為恒定電流時(shí),導(dǎo)線激發(fā)的磁場為恒定磁場,電表G沒有示數(shù)。故A錯(cuò)誤;B、根據(jù)變壓器匝數(shù)與電壓的關(guān)系可知:I1:I2=n2:n1整理解得:I2代入數(shù)據(jù),可得:I2=50A即導(dǎo)線中的被測電流為50A。故B正確;C、若只改變導(dǎo)線中交流電的頻率,則導(dǎo)線中交流電的有效值不變,所以電表G的示數(shù)不變。故C錯(cuò)誤;D、若導(dǎo)線中流過的是矩形脈沖交流電,導(dǎo)線激發(fā)的磁場為變化的磁場,副線圈中磁通量的變化量不為零,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,則電表G的示數(shù)不為零。故D錯(cuò)誤。故選:B。【點(diǎn)評(píng)】鉗式電流表也屬于變壓器的一種,把導(dǎo)線看成原線圈,繞在鐵芯上的線圈看成副線圈,即可輕松解決本題2.(海淀區(qū)二模)某同學(xué)用如圖所示的可拆變壓器做“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)變壓器兩個(gè)線圈的導(dǎo)線粗細(xì)不同。該同學(xué)將原線圈接在學(xué)生電源上,分別測量原、副線圈的電壓。下列說法中正確的是()A.原線圈應(yīng)接在學(xué)生電源直流電壓輸出端 B.只增加原線圈的匝數(shù)就可以增大原線圈的輸入電壓 C.只增加原線圈的匝數(shù)就可以增大副線圈的輸出電壓 D.匝數(shù)較少的線圈應(yīng)該使用較粗的導(dǎo)線【分析】副線圈上的感應(yīng)電動(dòng)勢,是通過兩個(gè)線圈間的互感現(xiàn)象產(chǎn)生的,所以原線圈上的電流應(yīng)該是變化的,應(yīng)為交流電流,電壓為交流電壓,副線圈上的感應(yīng)電流(感應(yīng)電動(dòng)勢)也應(yīng)該是交流電流。根據(jù)變壓比等于匝數(shù)比進(jìn)行分析即可.【解答】解:A、變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,不能接直流電源,只能接入交流電,故A錯(cuò)誤;B、根據(jù)U1C、根據(jù)U1D、由U1故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵明確變壓器的工作原理,同時(shí)要結(jié)合變壓器的變壓比公式列式分析,基礎(chǔ)題.3.(朝陽區(qū)模擬)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,某小組用匝數(shù)N1=400匝和N2=800匝的變壓器來做實(shí)驗(yàn),通過檢測知原副線圈匝數(shù)都沒問題,且實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范正確。實(shí)驗(yàn)記錄中U1、U2分別表示N1、N2兩端的電壓實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)如表,并沒有得到變壓比等于匝數(shù)比這個(gè)理想的結(jié)果。下列推斷正確的是()U1/V1.802.813.804.785.80U2/V4.006.018.029.9812.05A.N1一定是原線圈 B.N2一定是原線圈 C.原線圈的直流電阻太小 D.原副線圈上電流頻率有可能不同【分析】依據(jù)“探究變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)原理,根據(jù)表格數(shù)據(jù),通過比較,即可尋找原副線圈的匝數(shù)與電壓的關(guān)系?!窘獯稹拷猓篈B、表格中每組數(shù)據(jù)都可以看出匝數(shù)之比近似等于電壓之比,N1=400匝和N2=800匝,U1U2≈NC、正是因?yàn)樵€圈的電阻較大的原因?qū)е麓嬖陔娔軗p耗,即副線圈電壓小于原線圈電壓的一半,故C錯(cuò)誤;D、變壓器只能改變交流電的電壓,不能改變頻率,故D錯(cuò)誤。故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】考查“探究變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)原理,掌握原、副線圈電壓與匝數(shù)成正比的成立條件,理解理想變壓器的含義。4.(金華期末)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,若某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),忘記把圖甲中的變壓器鐵芯A組裝到變壓器鐵芯B上,組裝后的變壓器如圖乙所示。在鐵芯上的原、副線圈匝數(shù)分別為n1=800匝和n2=200匝,原線圈兩端與u=122sin314t(V)的交流電源相連,則副線圈兩端電壓的有效值可能是()A.0.6V B.3V C.32V D.12V【分析】理想變壓器原副線圈的電壓與其匝數(shù)成正比,而可拆式變壓器(鐵芯不閉合),因此不滿足此關(guān)系,從而即可判定求解?!窘獯稹拷猓撼跫?jí)電壓有效值為U1=1222V=12V,如果把圖甲中的變壓器鐵芯A組裝到變壓器鐵芯B上,則根據(jù)變壓器原理故選:A。【點(diǎn)評(píng)】變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象,鐵芯是由硅鋼片疊合而成,該同學(xué)實(shí)驗(yàn)中沒有把變壓器鐵芯A裝到變壓器鐵芯B上,有漏磁現(xiàn)象,存在電能損失,這會(huì)導(dǎo)致變壓器的輸出電壓變低。5.(仁壽縣校級(jí)月考)如圖所示,理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b,當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的6倍時(shí),兩燈泡均能正常發(fā)光。下列說法正確的是()A.原、副線圈匝數(shù)比為5:1 B.原、副線圈匝數(shù)比為1:5 C.此時(shí)a和b的電功率之比為5:1 D.如果保持U不變,在b燈兩端再并聯(lián)一個(gè)與b相同的燈泡,a燈和b燈仍將能正常發(fā)光【分析】根據(jù)燈泡的額定電壓與輸入電壓的關(guān)系可以求出變壓器原線圈與副線圈兩端的電壓,根據(jù)理想變壓器原副線圈的變壓比求出原副線圈匝數(shù)比;根據(jù)變壓器的變流比求出原副線圈電流之比,然后應(yīng)用功率公式求出兩燈泡的功率之比。【解答】解:AB、兩燈泡均能正常發(fā)光,燈泡兩端電壓都等于額定電壓UL,由題意可知:U=6UL,則變壓器輸入電壓U1=U﹣UL=6UL﹣Ul=5UL,副線圈電壓U2=UL,變壓器原副線圈匝數(shù)之比n1C、由變壓器的變流比可知I1I2D、如果保持U不變,在b燈兩端再并聯(lián)一個(gè)與b相同的燈泡,如果b燈泡能正常發(fā)光,則副線圈電流加倍,根據(jù)變壓器電流關(guān)系可知,原線圈電流也加倍,則a燈泡不能正常發(fā)光,故D錯(cuò)誤。故選:A。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了理想變壓器的原理,根據(jù)題意分析圖示電路結(jié)構(gòu)、掌握變壓器的電壓表與變流比關(guān)系式是解題的前提與關(guān)鍵,根據(jù)題意應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)、變壓器的變壓比與電流表、電功率公式即可解題。6.(山東模擬)如圖所示,矩形閉合導(dǎo)線框ABCD(內(nèi)阻不可忽略)處于勻強(qiáng)磁場中,線框繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線框輸出端與一個(gè)匝數(shù)比為5:1的理想變壓器的原線圈相連,原線圈兩端電壓如圖乙所示,副線圈接有阻值為88Ω的負(fù)載電阻R,交流電壓表及電流表為現(xiàn)想電表,其他電阻不計(jì)。下列說法正確的是()A.導(dǎo)線框ABCD每秒轉(zhuǎn)動(dòng)100圈 B.電流表的示數(shù)為0.1A C.電壓表的示數(shù)約為62.2V D.如果給電阻R再并聯(lián)一只相同的電阻,電壓表示數(shù)不變【分析】根據(jù)周期和頻率的關(guān)系f=1【解答】解:由題圖乙可知線框的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為0.02s,頻率f=1BC、由題圖乙知,原線圈電壓的有效值為220V,根據(jù)U1U2=n1n根據(jù)閉合電路歐姆定律知,副線圈電流I2=U2R=44D、給電阻R再并聯(lián)一個(gè)相同電阻后負(fù)載電阻變小。線框電阻相當(dāng)于電源內(nèi)電阻,副線圈總電阻減小,所以原副線圈電流都增大。根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知路端電壓減小。故變壓器輸入電壓減小,副線圈輸出電壓也減小,電壓表示數(shù)減小,故D錯(cuò)誤。故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查正弦交流電的產(chǎn)生、變壓器、交流電的有效值。答題時(shí)根據(jù)理想變壓器的基本規(guī)律判斷原副線圈的電流、電壓關(guān)系即可。7.(華龍區(qū)校級(jí)模擬)用同樣的交流電源分別給圖甲、乙兩個(gè)電路供電,四個(gè)相同的燈泡均正常發(fā)光,乙圖中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3:1,則關(guān)于滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值,下列說法正確的是()A.與單個(gè)燈泡正常發(fā)光時(shí)的阻值相等 B.是單個(gè)燈泡正常發(fā)光時(shí)的阻值的2倍 C.是單個(gè)燈泡正常發(fā)光時(shí)的阻值的3倍 D.是單個(gè)燈泡正常發(fā)光時(shí)的阻值的6倍【分析】設(shè)燈泡的額定電流,根據(jù)電流與匝數(shù)成反比得出變壓器原線圈的電流,根據(jù)P=UI求電路消耗的功率關(guān)系即可?!窘獯稹拷猓涸O(shè)燈泡的額定電流為I,則甲圖中電路的功率為P1=UI,根據(jù)變流比可知,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3:1,則乙圖中原線圈中電流為I乙=n乙圖中的功率為P2=U?2I四個(gè)燈泡相同,都正常發(fā)光,則滑動(dòng)變阻器R上消耗的電功率與燈泡消耗的電功率相同,在甲圖中對(duì)燈泡與滑動(dòng)變阻器,結(jié)合公式P=I2R,所以滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值與燈泡的電阻值是相等的;故A正確,BCD錯(cuò)誤。故選:A。【點(diǎn)評(píng)】掌握住理想變壓器的電壓、電流與匝數(shù)之間的關(guān)系,然后結(jié)合電功率的表達(dá)式即可解決本題。8.(山東模擬)某品牌電吹風(fēng)機(jī)內(nèi)部構(gòu)造電路圖如圖所示,a、b、c、d為四個(gè)固定觸點(diǎn)??蓜?dòng)的扇形金屬觸片P可同時(shí)接觸兩個(gè)觸點(diǎn)。觸片P處于不同位置時(shí),電吹風(fēng)可處于吹冷風(fēng)、吹熱風(fēng)、停機(jī)三種工作狀態(tài)。理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2。該電吹風(fēng)的各項(xiàng)參數(shù)如表所示,則()電熱絲的額定功率400W冷風(fēng)時(shí)輸入功率60W小風(fēng)扇額定電壓60V正常工作時(shí)小風(fēng)扇輸出功率52WA.吹熱風(fēng)時(shí)僅觸片P的c與b接觸 B.變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1:n2=3:11 C.小風(fēng)扇的內(nèi)阻為8Ω D.電吹風(fēng)正常工作吹熱風(fēng)時(shí),輸入電流約為1.8A【分析】只有電動(dòng)機(jī)接入電路時(shí)吹冷風(fēng);當(dāng)電動(dòng)機(jī)與電熱絲同時(shí)接入電路時(shí)吹熱風(fēng);根據(jù)變壓器的變壓比,可求匝數(shù)比;根據(jù)小風(fēng)扇的輸入功率和輸出功率可求其內(nèi)阻消耗的功率,進(jìn)而求其內(nèi)阻;熱風(fēng)時(shí)輸入功率減去冷風(fēng)時(shí)輸入功率即為電熱絲的熱功率,再根據(jù)功率表達(dá)式求其電流?!窘獯稹拷猓篈、當(dāng)只有電動(dòng)機(jī)接入電路時(shí)吹冷風(fēng),故當(dāng)扇形金屬觸片P接觸b、c觸點(diǎn)時(shí)吹冷風(fēng)。故A錯(cuò)誤。B、根據(jù)變壓器的變壓比得:U1C、小風(fēng)扇消耗的功率轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率和線圈上的熱功率,則小風(fēng)扇內(nèi)阻消耗的熱功率為:P熱=P入﹣P出=(60﹣52)W=8W通過小風(fēng)扇的電流為:I=P根據(jù)P=I2r得,小風(fēng)扇的內(nèi)阻為:r=P熱I2D、電熱絲的熱功率為:P熱′=P熱入﹣P冷入=(400﹣60)W=340W,故輸入電流為:I=P熱′故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵是分析清楚觸點(diǎn)在不同位置時(shí)電路的連接情況,同時(shí)掌握變壓器的變壓特點(diǎn)。注意電功率公式的應(yīng)用。9.(河南模擬)如圖是變電所為市區(qū)用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是電網(wǎng)的電壓,負(fù)載變化時(shí)電網(wǎng)電壓波動(dòng)極小,可視為不變。變壓器可視為理想變壓器,其變壓比通過P可調(diào),輸電線的電阻為R0,則下列判斷錯(cuò)誤的是()A.當(dāng)用戶增多負(fù)載增大時(shí),用戶獲得的電壓會(huì)有所降低 B.當(dāng)用戶增多負(fù)載增大時(shí),R0的功率會(huì)增大 C.當(dāng)用戶增多負(fù)載增大時(shí),為了使用戶獲得的電壓穩(wěn)定在220V應(yīng)將P適當(dāng)上調(diào) D.當(dāng)用戶增多負(fù)載增大時(shí),為了使用戶獲得的電壓穩(wěn)定在220V應(yīng)將P適當(dāng)下調(diào)【分析】當(dāng)用戶增多負(fù)載增加時(shí),可以得知用戶的電阻變小,結(jié)合閉合電路歐姆定律可判定功率和電壓的變化;根據(jù)電壓和匝數(shù)成正比的關(guān)系,可以確定需要如何來調(diào)整滑動(dòng)接頭P?!窘獯稹拷猓焊鶕?jù)U1U2=n1n因?yàn)檫x不正確的,故選:D。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了變壓器的應(yīng)用,掌握理想變壓器的原副線圈電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系是解題的關(guān)鍵,并要結(jié)合閉合電路歐姆定律。10.(西城區(qū)期末)我國新能源電動(dòng)汽車和5G的普及,都需要大量的電力支持。設(shè)我國東部省份新增電動(dòng)汽車400萬輛,其中1/16的車處于充電狀態(tài),平均每個(gè)充電樁40千瓦;5G基站的數(shù)量是500萬個(gè),一個(gè)5G基站需要4千瓦的供電。利用西電東送的戰(zhàn)略,把西部以清潔能源為主所發(fā)的電,采用800kV特高壓直流輸電,送到東部省份,輸電電阻為1Ω。則既要滿足新增電動(dòng)車充電需求又要滿足5G基站供電需求,發(fā)電廠所發(fā)電的總功率中,消耗在輸電導(dǎo)線上的電功率約為()A.10萬千瓦 B.140萬千瓦 C.2000萬千瓦 D.3000萬千瓦【分析】先根據(jù)用戶端消耗的功率估算出輸電線路上的電流,在利用△P=I2r計(jì)算線路上損失的功率?!窘獯稹拷猓河脩舳讼牡墓β蕿椋篜=(400×104)×116×(40×103)W+(500×104)×(4×103)W=3×輸電線上電流約為:I=PU=3×10消耗在輸電線上的電功率為:△P=I2r=(3故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】本題區(qū)別于常規(guī)的高壓交流輸電,學(xué)生容易形成定性思維,找不到解決問題的條件而無法解決。11.(新津縣校級(jí)月考)假設(shè)甲、乙兩地原來用100kV的超高壓輸電,輸電線上損耗的電功率為P在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下,現(xiàn)改用1000kV特高壓輸電,若不考慮其他因素的影響,則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)椋ǎ〢.100P B.P100 C.P10【分析】已知輸送的電功率和輸電電壓,根據(jù)I=PU求出輸電線上的電;根據(jù)△P=I【解答】解:當(dāng)以不同電壓輸送時(shí),有P=U1I1=U2I2,而在線路上損失的功率為△P=I2R=P2RU2可知,損失的功率與電壓的平方成反比,即△P1所以輸電線上損失的功率為P100故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查遠(yuǎn)距離輸電中的能量損失及功率公式的應(yīng)用,要注意功率公式中P=UI中的電壓U應(yīng)為輸電電壓。12.(始興縣校級(jí)期中)如圖所示為某山區(qū)小型水電站的電能輸送示意圖,發(fā)電機(jī)輸出的電壓和輸電線路上的電阻恒定,用電器均為純電阻元件。當(dāng)用電高峰來臨時(shí),下列判斷正確的是()A.用電器等效電阻R0變大 B.升壓交壓器T1的輸出電壓變大 C.降壓變壓器T2的輸出電壓不變 D.輸電線路總電阻R上消耗的功率變大【分析】根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比,電流與匝數(shù)成反比,可以求得降壓變壓器的輸出電流和輸電線上的電流的大小,從而可以求得輸電線的電壓,由串聯(lián)電路電壓關(guān)系求出升壓變壓器的輸出電壓,由變壓力求其輸入電壓?!窘獯稹拷猓篈、用電高峰來臨時(shí),用電器增多,用電器并聯(lián)后的總電阻R0減小,故A錯(cuò)誤;B、由于升壓變壓器的輸入電壓一定,則輸出電壓一定,故B錯(cuò)誤;D、設(shè)輸電線的輸送電流為I,降壓變壓器的變壓比為k,升壓變壓器的輸出電壓為U,則U=IR+k2IR0,當(dāng)R0減小時(shí),I增大,輸電線電阻R消耗的功率PR=I2R變大,故D正確;C、降壓變壓器T2的輸入電壓等于U﹣IR,可以判斷此電壓減小,則輸出電壓也減小,故C錯(cuò)誤。故選:D。【點(diǎn)評(píng)】掌握理想變壓器的電壓、電流之間的關(guān)系,把握電壓和功率是如何分配的,知道最大值和有效值之間的關(guān)系即可解決本題。13.(鼓樓區(qū)校級(jí)月考)如圖所示為某小型電站高壓輸電示意圖,變壓器均為理想變壓器,發(fā)電機(jī)輸出功率為20kW。在輸電線路上接入一個(gè)電流互感器,其原、副線圈的匝數(shù)比為1:10,電流表的示數(shù)為1A,輸電線的總電阻為10Ω,則下列說法正確的是()A.采用高壓輸電可以增大輸電線中的電流 B.若將P下移,用戶獲得的功率一定增加 C.用戶獲得的功率為190kW D.升壓變壓器的輸出電壓U2=2000V【分析】發(fā)電機(jī)輸出功率恒定,根據(jù)P=UI可知,采用高壓輸電可以減小輸電線中的電流,變壓器的原副線圈兩端電壓與匝數(shù)成正比;若P下移,降壓變壓器的原線圈匝數(shù)增大,用戶的電壓減小,從而判斷用戶獲得的功率;用戶獲得的功率P用=P送﹣P損;由線損P損=U2I2求升壓變壓器的輸出電壓?!窘獯稹拷猓篈、發(fā)電機(jī)輸出功率恒定,根據(jù)P=UI可知,采用高壓輸電可以減小輸電線中的電流,故A錯(cuò)誤;B、若P下移,降壓變壓器的原線圈匝數(shù)n3增大,根據(jù)U4=n4n3U3,則UC、在輸電線路上接入一個(gè)電流互感器,根據(jù)變壓器的電流比等于匝數(shù)反比,則輸電線上的電流I3=10那么輸電線上損失的功率為:P損=I32r=102×10W=1000W=1kW,用戶獲得的功率為:P用=P送﹣P損D、升壓變壓器的輸出電壓:U2=P故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題實(shí)質(zhì)是電流互感器的簡單運(yùn)用,電流互感器是利用變壓器原理將電壓、電流減小到可測范圍進(jìn)行測量的儀器。14.(三明三模)遠(yuǎn)距離輸電線路簡化如圖所示,圖中標(biāo)示了電壓、電流和線圈匝數(shù),其中輸電線總電阻為R,若電廠輸送電功率不變,變壓器均可視為理想變壓器,則()A.n2I1=n1I2 B.輸電線損失的電功率為U2C.電廠輸送的電功率為U2I2 D.提高輸送電壓U2,則輸電線電流I2增大【分析】理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,根據(jù)輸電過程應(yīng)用變壓器的變流比與功率公式分析答題。【解答】解:A、由變壓器的變流比I1I2=n2n1可知:nB、由圖示輸電過程可知,U2是輸電電壓,不是輸電線損失的電壓U損,U損≠U2,輸電線損失的功率P損=UC、理想變壓器輸出功率等于輸入功率,電廠輸送的電功率P輸送=U2I2,故C正確;D、輸電功率P輸一定,輸電功率P輸=U2I2,提高輸電電壓U2,則輸電線電流I2減小,故D錯(cuò)誤。故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】根據(jù)圖示分析清楚輸電過程,應(yīng)用電功率公式與變壓器的變流比即可解題。15.(湛江二模)在遠(yuǎn)距離輸電中,當(dāng)輸送的電功率相同時(shí),則關(guān)于輸電導(dǎo)線上損失的功率下列說法正確的是()A.減小輸電導(dǎo)線的橫截面積,可以減小輸電損失的功率 B.降低輸送電壓從而增大輸送電流,可有效減小輸電損失的功率 C.提高輸送電壓從而減小輸送電流,可有效減小輸電損失的功率 D.輸電損失的功率與輸送電壓的二次方成正比【分析】輸電線上損失的功率P損=I2R,跟輸電線上的電流,及輸電線上的電阻有關(guān),輸電線上的電流I=P【解答】解:A、減小輸電導(dǎo)線的橫截面積,則輸電線上的電阻增大,損耗的功率變大。故A錯(cuò)誤。B、降低輸電電壓,由輸電線上的電流I=PC、提高輸電電壓,由輸電線上的電流I=PD、損失的功率P損=I2R=P故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握輸電線上損耗的功率P損=I2R,大小與跟輸電線上的電流,及輸電線上的電阻有關(guān)。以及輸電電流I=P16.(2009秋?瀏陽市期末)為減小遠(yuǎn)距離輸電線上的電能的損失,切實(shí)可行且最有效方法是()A.降低輸電電壓 B.減小輸電線橫截面積 C.減小距離 D.高壓輸電【分析】遠(yuǎn)距離輸電過程中,電能耗損主要是由于電流的熱效應(yīng)而造成的;根據(jù)功率公式P=I2R分析減小遠(yuǎn)距離輸電電能損失的措施?!窘獯稹拷猓篈、在輸電導(dǎo)線電阻R與輸送功率一定的情況下,當(dāng)降低輸電電壓時(shí),輸出電流增大,由P輸=I輸2R知,輸電電流I輸越大,功率P輸損失越大,措施A不能減少輸電電能損失;B、在輸電電流I輸一定的情況下,由公式P輸=I輸2R知,當(dāng)減小輸電線橫截面積,導(dǎo)致輸電導(dǎo)線電阻R越大,輸電功率損失越大,措施B不能減少輸電電能損失;C、減小距離就不能把電能輸送到用戶,不能通過減少距離的方式減少輸電電能損失,故措施C不可行;D、輸電電流I輸=P輸U(kuò)輸,在輸電功率P輸一定的情況下,U由P輸=I輸2R知,措施D能有效減少輸電電能損失。故選:D。【點(diǎn)評(píng)】本題考查減小輸電線路電功率損失的方法,此題與我們的日常生活聯(lián)系比較緊密;用高壓輸電不僅可以減少線路中電能的損耗,同時(shí)降低熱損耗和材料成本,都是在輸電過程中節(jié)約了能源,這是一種非常有效的做法。二.多選題(共7小題)17.(龍巖模擬)圖中L1、L2是規(guī)格為“4V3W”的燈泡,ab端所接的交變電壓u=162sin100πt(V),現(xiàn)調(diào)節(jié)電阻箱R為某一值時(shí)恰好能使兩個(gè)燈泡均正常發(fā)光,變壓器為理想變壓器。則()A.變壓器原副線圈匝數(shù)比為3:1 B.變壓器原副線圈匝數(shù)比為4:1 C.增大電阻箱R連入電路的阻值,電壓表的示數(shù)不變 D.增大電阻箱R連入電路的阻值,電壓表的示數(shù)增大【分析】由兩只燈泡均正常發(fā)光,則可求得原、副線圈的電壓,然后求得匝數(shù)之比,根據(jù)歐姆定律分析增大電阻箱R連入電路的阻值,電路中的電流與電壓表的示數(shù)的變化。【解答】解:AB、由交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式可知,電源的電壓最大值為162V,則有效值為16V;兩個(gè)燈泡均正常發(fā)光,則副線圈的電壓:U2=4V,原線圈的電壓:U1=U﹣UL1=16V﹣4V=12V,則原、副線圈匝數(shù)之比為:n1CD、增大電阻箱R連入電路的電阻值,則流過電阻箱電流減小,所以流過副線圈和原線圈電流減小,燈泡L1兩端電壓減小,電壓表的示數(shù)將增大,故C錯(cuò)誤,D正確。故選:AD?!军c(diǎn)評(píng)】考查變壓器的基本應(yīng)用,明確原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系是解答的關(guān)鍵。18.(四川模擬)如圖,理想變壓器原線圈L1與R0形成閉合回路,其內(nèi)部有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場,t=0時(shí)刻,方向垂直于紙面向內(nèi),磁通量隨時(shí)間的變化關(guān)系為Φ=2202sin100πt,原線圈中的電流經(jīng)過變壓器變壓后接用電器,導(dǎo)線電阻不計(jì)。下列說法正確的是()A.由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,線圈L1中將產(chǎn)生頻率為100Hz的交流電 B.t=0時(shí)刻,在原線圈L1與R0回路中,沒有感應(yīng)電流 C.t=0.01s時(shí)刻,在原線圈L1與R0回路中,感應(yīng)電流方向從A經(jīng)R0到B D.開關(guān)S閉合,若滑動(dòng)變阻器滑片向下移動(dòng),電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小【分析】根據(jù)磁通量隨時(shí)間的變化關(guān)系可知角速度大小,利用角速度求解交流電的周期和頻率;閉合回路中磁通量發(fā)生變化,就會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生;根據(jù)楞次定律,判斷感應(yīng)電流的方向;滑動(dòng)變阻器滑片向下移動(dòng),電阻增大,總電阻也增大,利用歐姆定律和“并同串反“即可判斷電流表和電壓表的變化情況。【解答】解:A、由于磁場面積不變,磁場強(qiáng)度隨時(shí)間的變化關(guān)系為Φ=2202sin100πt,由E=n△Φ△t可知,在線圈中將產(chǎn)生交變電流,由函數(shù)可知ω=100πrad/s,角速度ω=2πT為T=1f,可得fB、t=0時(shí)刻,磁場垂直紙面向內(nèi)增大,閉合回路中磁通量發(fā)生變化,線圈中有感應(yīng)電流,故B錯(cuò)誤;C、t=0.01s時(shí)刻,在原線圈L與R0回路中,磁場垂直紙面向內(nèi)減小,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流方向從A經(jīng)R0到B,故C正確;D、由于副線圈L2輸出電壓保持不變,開關(guān)S閉合,若滑動(dòng)變阻器滑片向下移動(dòng)。外電路總電阻變大,由歐姆定律:I=UR,電流表示數(shù)變小,由“并同串反故選:CD?!军c(diǎn)評(píng)】本題綜合性較強(qiáng),要求學(xué)生對(duì)交流電相關(guān)知識(shí)電都必須理解并掌握,才能解決本題,一定注意產(chǎn)生感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢的條件是有區(qū)別的,電路的動(dòng)態(tài)分析時(shí),可利用“并同串反“巧解。19.(扶余市月考)如圖甲所示為恒壓電源給光敏電阻R供電時(shí),流過此電阻的電流和其所受光照強(qiáng)度的關(guān)系圖像。某同學(xué)利用此光敏電阻設(shè)計(jì)了一個(gè)臺(tái)燈的自動(dòng)控制電路,如圖乙所示,T為一自耦式變壓器。下列說法正確的是()A.僅光照變強(qiáng),R的阻值變小 B.僅光照變強(qiáng),R中的電流變小 C.僅滑片P下滑,L中的電流頻率變小 D.僅滑片P下滑,T的輸入功率變小【分析】根據(jù)圖甲確定光照變強(qiáng),光敏電阻阻值減小,電流增大。根據(jù)變壓器的構(gòu)造和工作原理,判斷自耦式變壓器的滑片P適當(dāng)下滑,則交流電的頻率不變,副線圈匝數(shù)減小,輸出電壓減小,根據(jù)閉合電路歐姆定律判斷T的輸入功率變化?!窘獯稹拷猓篈B、光敏電阻兩端電壓恒定,光越強(qiáng),電流越大,根據(jù)歐姆定律,電阻越小,故A正確,B錯(cuò)誤;C、僅滑片P下滑,變壓器不改變頻率,所以L中的電流頻率不變,故C錯(cuò)誤;D、僅滑片P下滑,輸出電壓減小,根據(jù)P=U故選:AD。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了變壓器的構(gòu)造和原理,以及閉合電路歐姆定律的應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是明確光照變強(qiáng),光敏電阻阻值減小,電流增大。20.(湖南模擬)圖甲所示的電路由理想變壓器、理想電流表、理想電壓表及負(fù)載電阻R組成,負(fù)載電阻的阻值為11Ω,變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2=20:1,且原線圈接入如圖乙所示的正弦交變電壓,下列說法正確的是()A.通過電阻R的交流電頻率為50Hz B.電壓表的示數(shù)為22V C.電流表的示數(shù)為1A D.電阻R的功率為22W【分析】由題圖乙可知交流電電源的周期,由此求解通過電阻R的交流電頻率;求出原線圈電壓有效值,根據(jù)變壓器原理求解電壓表的示數(shù);根據(jù)歐姆定律求解電流表的示數(shù);根據(jù)電功率的計(jì)算公式求解電阻R的功率?!窘獯稹拷猓篈、由題圖乙可知交流電電源的周期為T=0.02s,則頻率f=1B、由題圖乙可知交流電電源的最大電壓為Um=2202V,則有效值為U1=Um2=220C、根據(jù)歐姆定律可得電流表的示數(shù)I=UD、電阻R的功率P=U2I=11×1W=11W,故D錯(cuò)誤。故選:AC?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要是考查了變壓器的知識(shí);解答本題的關(guān)鍵是知道變壓器的電壓之比等于匝數(shù)之比,在只有一個(gè)副線圈的情況下的電流之比等于匝數(shù)的反比;知道理想變壓器在改變電壓和電流的同時(shí),不改變功率和頻率。21.(峨山縣校級(jí)模擬)遠(yuǎn)距離輸電原理圖如圖所示,原線圈輸入電壓及輸電功率恒定,升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器,當(dāng)S由2改接為1時(shí),下列說法正確的是()A.電壓表讀數(shù)增大 B.電流表讀數(shù)增大 C.輸電線上損耗的功率減小 D.用戶的功率減小【分析】升壓變壓器中,根據(jù)U2=n2n1U1,結(jié)合副線圈匝數(shù)n2增大,可知U2變化,根據(jù)U1I1=U2I2,判斷升壓變壓器副線圈電流變化,故B錯(cuò)誤;根據(jù)△U=I2R線判斷線路損失的電壓情況,根據(jù)U3=U2﹣△U判斷降壓變壓器原線圈的電壓變化,再根據(jù)U4=n4n3U3判斷電壓表的讀數(shù)變化;根據(jù)△P=I22【解答】解:B、原線圈輸入電壓及輸電功率恒定,當(dāng)S由2改接為1時(shí),根據(jù)U2=n2n1U1,升壓變壓器副線圈匝數(shù)n2增大,則U2增大,由于U1I1=U2IA、線路損失的電壓△U=I2R線減小,則降壓變壓器原線圈的電壓U3=U2﹣△U增大,則降壓變壓器副線圈的電壓U4=n4nC、輸電線上損耗的功率△P=I22R線,由于升壓變壓器副線圈電流I2減小,所以輸電線上損耗的功率減小,故C正確;D、用戶的功率P4=P1﹣△P,輸電線上損耗的功率減小,所以用戶的功率增大,故D錯(cuò)誤。故選:AC?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查變壓器的應(yīng)用,考查知識(shí)點(diǎn)有針對(duì)性,重點(diǎn)突出,充分考查了學(xué)生掌握知識(shí)與應(yīng)用知識(shí)的能力。22.(三模擬)某水庫有一小型水力發(fā)電站要將電能輸送到附近的用戶,輸電線路如圖1所示,輸送的總功率為9.8×104W,發(fā)電站的輸出電壓按如圖2所示規(guī)律變化,為減少輸電功率損失,先用一理想升壓變壓器將電壓升高再輸出,已知升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1n2A.用戶獲得的交流電的頻率為100Hz B.升壓變壓器副線圈兩端電壓為9800V C.通過輸電線R的電流為I=10A D.由于輸電線有電阻,輸電過程中損失的功率為200W【分析】在輸電的過程中交流電的頻率不變,根據(jù)輸出電壓的變化規(guī)律圖線得出周期,從而得出頻率的大?。桓鶕?jù)原副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比求出升壓變壓器副線圈的電壓,結(jié)合P=UI求出輸送電流,根據(jù)P損=I2R=求出損失的功率?!窘獯稹拷猓篈、交流電的周期為0.02s,則交流電的頻率為50Hz,在輸電的過程中,頻率不變,所以用戶獲得的交流電的頻率為50Hz,故A錯(cuò)誤;B、升壓變壓器的輸入電壓為:U1=U則輸出電壓為:U2=n2n1UC、輸電線上的電流為:I=PD、輸電線上損失的功率為:P損=I2R=102×20W=2000W,故D錯(cuò)誤。故選:BC?!军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道原副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系,知道輸送功率、輸送電壓、電流的關(guān)系,并能靈活運(yùn)用,注意功率損耗只在輸電導(dǎo)線上產(chǎn)生。23.(濱海新區(qū)模擬)高壓輸電可大大節(jié)能,至2017年11月,我國已建成投運(yùn)8項(xiàng)1000kV特高壓交流工程和11項(xiàng)±800kV特高壓直流工程。中國全面掌握了特高壓核心技術(shù),成為世界首個(gè)也是唯一成功掌握并實(shí)際應(yīng)用特高壓技術(shù)的國家。某小型水電站的電能輸送示意圖如圖甲所示,發(fā)電機(jī)輸出的電壓恒定,通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電,已知輸電線的總電阻為R,降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為4:1,它的副線圈兩端的交變電壓如圖乙所示,若將變壓器視為理想變壓器,則下列說法中正確的是()A.降壓變壓器T2原線圈的輸入電壓為880V B.降壓變壓器T2的輸入功率與輸出功率之比為4:1 C.當(dāng)用戶端用電量增大時(shí),輸電線上損耗的功率減小 D.當(dāng)用戶端用電量增大時(shí),發(fā)電廠輸出的功率也增大【分析】(1)根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比,可以求得降壓變壓器原線圈電壓;(2)根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率求解比值;(3)用戶端電量增大即用戶端功率變大,根據(jù)功率P=UI求出電流變化情況,再求解損耗的功率及發(fā)電廠輸出的功率?!窘獯稹拷?;A.令降壓變壓器的原副線圈電壓的有效值分別為U1、U2,匝數(shù)分別為n1、n2,由圖象得到,降壓變壓器副線圈兩端交變電壓U=2202sin100πt(V),則U2=220V,降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為n1且U1U2=nB.降壓變壓器為理想變壓器,故輸入功率與輸出功率之比為1:1,故B錯(cuò)誤;C.當(dāng)用戶端的電量增大時(shí),T2輸出端功率增大,T2中副線圈的電流增大,輸電線上電流增大,因?yàn)檩旊娋€上損耗的功率△P=I2?r,所以輸電線上損耗的功率增大,故C錯(cuò)誤;D.當(dāng)用電量增大時(shí),輸電線上電流增大,故升壓變壓器的原線圈電流增大,又原線圈電壓不變,由P=UI可知,發(fā)電廠輸出的功率增大,故D正確。故選:AD?!军c(diǎn)評(píng)】(1)知道在不做特殊說明是題中所提的電壓為有效值,知道有效值和最大值的關(guān)系;(2)熟記變壓器原副線圈的電流、電壓、和功率的關(guān)系;三.填空題(共9小題)24.(沙依巴克區(qū)校級(jí)期中)如圖所示,理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b。當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí),兩燈泡均能正常發(fā)光,則原、副線圈匝數(shù)之比為9:1,此時(shí)a、b兩燈泡功率之比為1:9?!痉治觥恳驘襞輆和b的額定電壓相同,根據(jù)兩燈泡均能正常發(fā)光,表示出原副線圈兩端的電壓,再根據(jù)變壓器原理即可求解?!窘獯稹拷猓涸O(shè)原副線圈兩端的電壓分別為U1、U2,設(shè)兩燈泡的額定電壓為U0,設(shè)原副線圈匝數(shù)分別為n1、n2;原線圈:U1=U﹣U0=9U0,副線圈:U2=U0,由變壓器原理有:U1U2=設(shè)原副線圈的電流分別為:I1、I2,由變壓器原理有:I1I2由P=UI得:Pa故答案為:9:1;1:9?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了變壓器的構(gòu)造和原理、電功率等知識(shí)點(diǎn)。掌握住理想變壓器的電壓、電流及功率之間的關(guān)系,本題即可得到解決。25.(淮安期末)某同學(xué)選用匝數(shù)可調(diào)的可拆變壓器來“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),變壓器原線圈兩端所接的電源應(yīng)是電壓為12V的低壓交流電源(選填“交流電源”或“直流電源”).先保持原線圈的匝數(shù)不變,增加副線圈的匝數(shù),觀察到副線圈兩端的電壓增大;然后再保持副線圈的匝數(shù)不變,增加原線圈的匝數(shù),觀察到副線圈兩端的電壓減?。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”).上述探究副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系中采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法(選填“控制變量法”、“轉(zhuǎn)換法”或“類比法”).【分析】變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象,根據(jù)變壓比等于匝數(shù)比進(jìn)行分析即可.【解答】解:變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象,故原線圈兩端所接的電源應(yīng)是電壓為12V的低壓交流電源;根據(jù)變壓比公式U1根據(jù)變壓比公式U1上述探究副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系中采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法;故答案為:交流電源,增大,減小,控制變量法.【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵明確變壓器的工作原理,同時(shí)要結(jié)合變壓器的變壓比公式列式分析,基礎(chǔ)題.26.(福建模擬)變壓器線圈中的電流越大,所用的導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)越粗。如圖所示為一小區(qū)的降壓變壓器,假設(shè)它只有一個(gè)原線圈和一個(gè)副線圈,則副線圈(填“原線圈”或“副線圈”)應(yīng)該使用較粗的導(dǎo)線。當(dāng)副線圈的負(fù)載電阻減小時(shí),副線圈中的電流增大(填“增大”、“減小”或“不變”)?!痉治觥孔儔浩髟?、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比,變壓器原、副線圈的電流與匝數(shù)成反比;根據(jù)原副線圈的電流大小可比較出線圈導(dǎo)線的粗細(xì)。根據(jù)I=U【解答】解:降壓變壓器原線圈上的電壓大,所以原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多;變壓器原、副線圈的電流比等于匝數(shù)之反比,副線圈的電流大于原線圈的電流,所以副線圈的導(dǎo)線粗。當(dāng)副線圍的負(fù)載電阻減小時(shí),由I=U故答案為:副線圈,增大?!军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)之比,電流比等于匝數(shù)之反比。27.(蕪湖期中)如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1:n2=3:1,在原、副線圈電路中分別接有阻值相同的電阻R1、R2。交變電源電壓為U,則電阻R1、R2兩端的電壓之比為1:3,電阻R1、R2上消耗的電功率之比為1:9?!痉治觥扛鶕?jù)電壓與匝數(shù)成正比,電流與匝數(shù)成反比,變壓器的輸入功率和輸出功率相等,由此分析即可得出結(jié)論.【解答】解:只有一個(gè)副線圈時(shí),理想變壓器的電流與匝數(shù)成反比,所以電阻R1、R2上的電流之比為1:3;分別接有阻值相同的電阻R1、R2,根據(jù)U=IR可知電阻R1、R2兩端的電壓之比為1:3;根據(jù)電功率P=I2R知道電阻R1、R2上消耗的電功率之比為1:9。故答案為:1:3;1:9【點(diǎn)評(píng)】本題考查變壓器原理,只要掌握住理想變壓器原副線圈的電壓、電流之間的關(guān)系,即可解決本題。28.(嘉善縣校級(jí)月考)在課堂演示“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”中,利用小燈泡定性判斷變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系;按如圖,將長導(dǎo)線按順時(shí)針方向一匝一匝地繞在鐵芯的左邊,邊繞邊觀察小燈泡的發(fā)光情況,等小燈泡發(fā)出耀眼的強(qiáng)光后,再將導(dǎo)線一匝一匝地退出鐵芯,邊退邊觀察小燈泡的發(fā)光情況.你觀察到的現(xiàn)象是燈泡先慢慢變亮,后來再慢慢變暗;由此你能得出的結(jié)論是輸入電壓和原線圈一定時(shí),副線圈匝數(shù)越多,獲得電壓越高.【分析】根據(jù)變壓比公式U1【解答】解:將長導(dǎo)線按順時(shí)針方向一匝一匝地繞在鐵芯的左邊,再將導(dǎo)線一匝一匝地退出鐵芯,故副線圈匝數(shù)先增加后減小,根據(jù)變壓比公式U1實(shí)驗(yàn)結(jié)論為:輸入電壓和原線圈一定時(shí),副線圈匝數(shù)越多,獲得電壓越高;故答案為:燈泡先慢慢變亮,后來再慢慢變暗;輸入電壓和原線圈一定時(shí),副線圈匝數(shù)越多,獲得電壓越高.【點(diǎn)評(píng)】本題考查了“探究變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),關(guān)鍵是結(jié)合變壓比公式預(yù)測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,最好親手做實(shí)驗(yàn).29.某實(shí)驗(yàn)小組為探究變壓器的原理。他們找來一個(gè)可拆變壓器。它是由U形鐵芯、條形鐵棒、匝數(shù)100的線圈A和匝數(shù)200的線圈B組成,然后把各元件組裝成如圖所示形狀,另外又從實(shí)驗(yàn)室借了學(xué)生電源、12v的小燈泡和兩個(gè)開關(guān)。進(jìn)行如下試驗(yàn):(1)線圈A接6V的直流電和開關(guān)S1,線圈B接小燈泡和開關(guān)S2,先閉合S1,然后閉合S2,觀察小燈泡的亮度?,F(xiàn)象是燈泡不亮(2)線圈A接6V的交流電和開關(guān)S1,線圈B接小燈泡和開關(guān)S2,先閉合S1,然后閉合S2,觀察小燈泡的亮度?,F(xiàn)象是燈泡正常發(fā)光(3)在步驟(2)后,把變壓器上方的條形鐵棒緩慢左移,觀察小燈泡的發(fā)光情況?,F(xiàn)象是燈泡變暗【分析】變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,當(dāng)是理想變壓器時(shí),則原副線圈的電壓與原副線圈的匝數(shù)成正比,變壓器不適用直流電,當(dāng)把變壓器上方的條形鐵棒緩慢左移,會(huì)降低副線圈的磁通量變化率?!窘獯稹拷猓海?)當(dāng)線圈A接6V的直流電和開關(guān)S1,即使先閉合S1,然后閉合S2,燈泡也不會(huì)發(fā)光,原因是原線圈的磁通量不變,副線圈不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢;(2)當(dāng)線圈A接6V的交流電和開關(guān)S1,線圈B接小燈泡和開關(guān)S2,先閉合S1,然后閉合S2,滿足原副線圈的電壓與原副線圈的匝數(shù)成正比的條件,則有:UANA=(3)當(dāng)變壓器上方的條形鐵棒緩慢左移,導(dǎo)致副線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢降低,即小于12V,那么燈泡會(huì)變暗;故答案為:(1)燈泡不亮;(2)燈泡正常發(fā)光;(3)燈泡變暗?!军c(diǎn)評(píng)】考查變壓器的工作原理,掌握變壓器的變壓比,理解適用范圍,注意直流與交流的區(qū)別。30.(武勝縣校級(jí)月考)小型水力發(fā)電站的發(fā)電機(jī)輸出功率為24.5kW,輸出電壓為350V,輸電線總電阻為4Ω,為了使輸電線損耗功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的5%,需在發(fā)電機(jī)處設(shè)升壓變壓器,用戶所需電壓為220V,所以在用戶處需安裝降壓變壓器。輸電電路圖如圖所示,則輸電線上的電流I1=17.5A;升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比n1n2=14;降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比【分析】由損耗的功率之比可求得損耗的功率,再由功率公式即可求得輸電線上的電流;由功率公式P=UI可求得升高變壓器的輸出電壓;再由導(dǎo)線上的電壓損耗可求得降壓變壓器的電壓,則由電壓之比等于匝數(shù)之比即可求得原副線圈的匝數(shù)之比?!窘獯稹拷猓海?)因?yàn)檩旊娋€損耗為發(fā)電機(jī)功率的5%,則:△P=I22R=P2×5%;解得:I2=17.5A;(2)升壓變壓器副線圈中的電壓為:U2=P2由于=n降壓變壓器原線圈中的電壓為:U3=U2﹣△U=U2﹣I2R=1330V,所以:n故答案為:17.5A;14;【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于輸電問題,要搞清電路中電壓、功率分配關(guān)系,注意理想變壓器不會(huì)改變功率,只改變電壓和電流;注意應(yīng)用損耗功率的判斷及功率公式的正確應(yīng)用。31.(興隆臺(tái)區(qū)校級(jí)期末)在遠(yuǎn)距離輸電中,輸送電壓為220伏,輸送的電功率為44千瓦,輸電線的總電阻為0.2歐,在使用原副線圈匝數(shù)比為1:10的升壓變壓器升壓,再用10:1的降壓變壓器降壓方式送電時(shí)。輸電線上損失的電壓為4V,損失的電功率為80W?!痉治觥扛鶕?jù)變壓比公式求解升壓變壓器的輸出電壓U,根據(jù)P=UI求解傳輸電流,根據(jù)△U=Ir求解電壓損失,根據(jù)△P=I2r求解功率的損失?!窘獯稹拷猓涸谶h(yuǎn)距離輸電中,輸送電壓為220伏,使用原副線圈匝數(shù)比為1:10的升壓變壓器升壓,故升壓變壓器的輸出電壓為2200V,根據(jù)P=UI,輸出電流為:I=44×1000W故電壓損失為:△U=Ir=20A×0.2Ω=4V電功率損失為:△P=I2r=202×0.2=80W故答案為:4,80?!军c(diǎn)評(píng)】掌握住理想變壓器的電壓、電流及功率之間的關(guān)系,本題即可得到解決,注意輸電的電流的求解,及損失的功率計(jì)算。32.(三臺(tái)縣校級(jí)月考)圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為n1:n2=1:100,降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為n3:n4=100:1,遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻r=100Ω.若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示,輸入功率為P1=750kW.則輸電線路損耗功率△P=9×104W;用戶端電壓U4=220V【分析】根據(jù)升壓變壓器的輸入電壓,結(jié)合匝數(shù)比求出輸出電壓,從而得出輸送電流,根據(jù)輸電線的電阻得出損失的功率,根據(jù)電壓損失得出降壓變壓器的輸入電壓,計(jì)算用戶得到的電壓【解答】解:(1)由圖乙得U1=250V…①又因?yàn)镻1=U1I1…②對(duì)升壓變壓器有:I1由焦耳定律得:△P=I22r…④由①~④得:△P=9×104W(2)對(duì)升壓變壓器有:U1又因?yàn)椋骸鱑=I2r…⑥故:U3=U2﹣△U…⑦對(duì)降壓變壓器有:U3由⑤~⑧得:U4=220V故答案為:9×104W;220V【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道:1、輸送功率與輸送電壓、電流的關(guān)系;2、變壓器原副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系;3、升壓變壓器輸出電壓、降壓變壓器輸入電壓、電壓損失的關(guān)系;4、升壓變壓器的輸出功率、功率損失、降壓變壓器的輸入功率關(guān)系四.實(shí)驗(yàn)題(共7小題)33.(東陽市校級(jí)期中)東陽中學(xué)創(chuàng)新班同學(xué)想用220V交流作為小型收錄機(jī)的電源.他先制作了一個(gè)交流變?yōu)橹绷鞯恼髌?,但是這個(gè)整流器需要用6V的交流電源,于是他又添置了一臺(tái)220V/6V的變壓器,如圖所示.他看到這個(gè)變壓器上有a、b、c、d四個(gè)引出線頭,且a、d引線比b、c引線粗.(1)他不知道如何接法,也沒有相應(yīng)的說明書.你能幫他判斷正確的接法是ad端接6V(填“220V”或“6V”).(2)這臺(tái)220V/6V的理想變壓器接6V的線圈匝數(shù)是300匝,則接220V的線圈匝數(shù)是11000匝.(3)為了進(jìn)一步探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系,他又取匝數(shù)Na=80匝和Nb=160匝的一個(gè)變壓器重新接在電源上,測量結(jié)果記錄如下,則接電源的是Nb(填“Na”或“Nb”)Ua/V1.802.803.80Ub/V4.006.018.02【分析】(1)由于變壓器兩端的輸入功率等于輸出功率,故根據(jù)電流的大小特點(diǎn)判斷出原副線圈即可;(2)根據(jù)變壓比等于匝數(shù)比進(jìn)行分析即可.(3)根據(jù)變壓比等于匝數(shù)比,結(jié)合變壓器的損耗進(jìn)行分析即可.【解答】解:(1)由于變壓器輸入功率等于輸出功率,采用的是降壓變壓器,根據(jù)P=UI可知,副線圈中的電流大,為了減小輸電線上功率的損失,故副線圈電線電阻要小,故引線要粗,故a、d接6V,b、d接220V.(2)根據(jù)變壓比等于匝數(shù)比可得:U所以:n1(3)理想變壓器是忽略變壓器的銅損、鐵損與磁損的,但一些小型的變壓器的損耗常常不能忽略不計(jì);考慮到這些損耗,則變壓器副線圈兩端的電壓要小于理論值.由題:n則:U結(jié)合表格中的數(shù)據(jù)可知,則接電源的是Nb.故答案為:(1)6V;(2)11000;(3)Nb【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵明確變壓器的工作原理,同時(shí)要結(jié)合變壓器的變壓比公式列式分析,基礎(chǔ)題.34.(通州區(qū)期末)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。(1)下列實(shí)驗(yàn)器材必須要用的有BCG(選填字母代號(hào))。A.干電池組B.學(xué)生電源C.多用電表D.直流電壓表E.滑動(dòng)變阻器F.條形磁鐵G.可拆變壓器(鐵芯、兩個(gè)已知匝數(shù)的線圈)(2)下列說法正確的是BC(選填字母代號(hào))。A.為確保實(shí)驗(yàn)安全,實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)B.要研究副線圈匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響,應(yīng)該保持原線圈電壓、匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù)C.測量電壓時(shí),先用最大量程試測,大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量D.變壓器開始正常工作后,鐵芯導(dǎo)電,把電能由原線圈輸送到副線圈(3)該同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得到了如表所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),表中n1、n2分別為原、副線圈的匝數(shù),U1、U2分別為原、副線圈的電壓,通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:在誤差允許的范圍內(nèi),原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比,即U1U實(shí)驗(yàn)次數(shù)n1/匝n2/匝U1/VU2/V1160040012.12.90280040010.24.95340020011.95.92【分析】本道實(shí)驗(yàn)題探究的是變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系,采用控制變量法。變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置,因此該實(shí)驗(yàn)使用交流電,因此在實(shí)驗(yàn)器材選擇上應(yīng)選取交流電相關(guān)器材?!窘獯稹拷猓海?)實(shí)驗(yàn)中,必須要有學(xué)生電源提供交流電,B需要;學(xué)生電源本身可以調(diào)節(jié)電壓,無需滑動(dòng)變阻器,需要用多用表測量電壓,C需要;本實(shí)驗(yàn)不需要條形磁鐵,用可拆變壓器來進(jìn)行試驗(yàn),G需要;綜上所述,需要的實(shí)驗(yàn)器材為BCG。故選BCG。(2)A.為確保實(shí)驗(yàn)安全,應(yīng)該降低輸出電壓,實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù),故A錯(cuò)誤;B.要研究副線圈匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響,應(yīng)該保持原線圈電壓、匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù),進(jìn)而測得副線圈電壓,找出相應(yīng)關(guān)系,故B正確;C.為了保護(hù)電表,測量副線圈電壓時(shí),先用最大量程試測,大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量,故C正確;D.變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,即不計(jì)各種損耗,在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場能,在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化成電能,鐵芯起到傳遞磁場能的作用,不是鐵芯導(dǎo)電來傳輸電能,故D錯(cuò)誤。故選BC。(3)通過數(shù)據(jù)計(jì)算可得,在誤差允許的范圍內(nèi),原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比,即U1U2故答案為:(1)BCG(2)BC(3)在誤差允許的范圍內(nèi),原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比,即U1【點(diǎn)評(píng)】本題考查“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系”實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生了解變壓器的原理,掌握電學(xué)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng),以及具備根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行分析的能力。本題考查內(nèi)容多為基礎(chǔ)知識(shí),難度較小。35.(溫州期中)在學(xué)校實(shí)驗(yàn)周中,某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)選用如圖(a)可拆變壓器做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)電路圖如圖(b),實(shí)驗(yàn)時(shí)n1=800匝,n2=400匝,斷開K,接通電源,觀察電壓表的讀數(shù)為6V,則下列哪一選項(xiàng)C為可拆變壓器的輸入電壓有效值。A.3VB.62VC.12VD.15V燈泡的額定電壓也為6V,閉合K,燈泡能否正常發(fā)光。不能(填:“能”或“不能”)【分析】理想變壓器原副線圈的電壓與其匝數(shù)成正比,可拆式變壓器(鐵芯不閉合),導(dǎo)致“漏磁”,因此不滿足此關(guān)系,從而即可判定求解。【解答】解:根據(jù)變壓器原理可得U1=n閉合K,由于實(shí)驗(yàn)時(shí)變壓器可能為非理想變壓器,可能有“漏磁”現(xiàn)象,則次級(jí)電壓將會(huì)小于6V,燈泡不能正常發(fā)光。故答案為:C;不能?!军c(diǎn)評(píng)】變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象,鐵芯是由硅鋼片疊合而成,實(shí)驗(yàn)中的變壓器可能有漏磁現(xiàn)象,存在電能損失,這會(huì)導(dǎo)致變壓器的輸出電壓變低。36.(濉溪縣期末)有一個(gè)教學(xué)用的可拆變壓器,它的原副線圈外部還可以繞線,原線可以接220V交變電流,現(xiàn)在要測定原線的匝數(shù),除有220V交變電源、一根足夠長的絕緣導(dǎo)線外,還需要什么器材?實(shí)驗(yàn)中需要測量哪些物理量?寫出原線圈的匝數(shù)的表達(dá)式?!痉治觥孔儔浩骶哂心芨淖兘涣麟姷碾妷旱奶攸c(diǎn),由原副線圈的匝數(shù)與電壓比的關(guān)系,寫出相應(yīng)的公式即可正確解答?!窘獯稹拷猓鹤儔浩骶哂心芨淖兘涣麟姷碾妷旱奶攸c(diǎn),所以需要用到電壓表;由原副線圈的匝數(shù)比與電壓比的關(guān)系,設(shè)開始時(shí)原線圈的匝數(shù)為n1,副線圈的匝數(shù)為n2,可得:n然后在原線圈的一側(cè)串聯(lián)n0匝線圈,則:n用電壓表分別測量出開始時(shí)副線圈兩端得電壓與后來副線圈兩端得電壓,則可得:聯(lián)立可得:n答:需要電壓表一個(gè);實(shí)驗(yàn)中需要測量開始時(shí)副線圈兩端得電壓與后來副線圈兩端得電壓,以及在原線圈的一側(cè)串聯(lián)線圈n0匝;原線圈的匝數(shù)的表達(dá)式為n1【點(diǎn)評(píng)】該題屬于開放性的題目,解答的根據(jù)是能正確理解變壓器的工作原理,會(huì)使用電壓比與匝數(shù)比之間的公式。37.(薛城區(qū)期中)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,李輝同學(xué)采用了如圖1所示的可拆式變壓器進(jìn)行研究,圖中各接線柱對(duì)應(yīng)的數(shù)字表示倍率為“×100匝”的匝數(shù)。(1)本實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)室有下列器材:A.可拆變壓器(鐵芯、兩個(gè)已知匝數(shù)的線圈)B.條形磁鐵C.多用電表D.直流電源E.開關(guān)、導(dǎo)線若干上述器材在本實(shí)驗(yàn)中不需要的有BD(填器材料序號(hào)),本實(shí)驗(yàn)中還需用到的器材有低壓交流電源。(2)實(shí)驗(yàn)中,電源接變壓器原線圈“0”、“8”接線柱,副線圈接“0”、“4”接線柱,當(dāng)副線圈所接電表的示數(shù)為4.0V,若變壓器是理想變壓器,則原線圈的電壓應(yīng)為C。A.12.0VB.10.0VC.8.0VD.2.0V(3)組裝變壓器時(shí),李輝同學(xué)沒有將鐵芯閉合,如圖2所示,原線圈接8.0V的學(xué)生電源,原副線圈的匝數(shù)比為8:1,副線圈兩端接交流電壓表,則交流電壓表的實(shí)際讀數(shù)可能是。A.0VB.0.7VC.1.0VD.64.0V(4)用匝數(shù)na=400匝和nb=800匝的變壓器,實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)如表:Ua/V1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷連接交流電源的原線圈是nb(填na或nb)?!痉治觥浚?)變壓器只能改變交變電壓,所以需要的器材有:交流電壓表,開關(guān),導(dǎo)線若干、低壓交流電源;(2)變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系為U1(3)先按理想變壓器計(jì)算副線圈電壓的有效值。變壓器鐵芯不閉合時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢會(huì)比理想情況下低。根據(jù)題意選擇即可;(4)因漏磁,導(dǎo)致副線圈測量電壓應(yīng)該小于理論變壓值?!窘獯稹拷猓海?)“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),需耍器材是學(xué)生電源,提供低壓交流電,同時(shí)還需要交流電壓表來測量電壓及可拆變壓器和導(dǎo)線,結(jié)合題目給定的器材,故不需要的是BD,故選BC,還需要低壓交流電源;(2)若是理想變壓器,則有變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系:U1U2=n1n2,若變壓器的原線圈接“0;8”(3)根據(jù)交流電壓峰值和有效值的關(guān)系可知。交流電壓表測量的是電壓的有效值。根據(jù)原副線圈的電壓關(guān)系:U1U2=n1n但在組裝變壓器時(shí),沒有將鐵芯閉合,故感應(yīng)電動(dòng)勢比理想情況下要低,即副線圈的電壓實(shí)際值U2'應(yīng)小于U2,故ACD錯(cuò)誤,B正確,故選:B(4)由于有漏磁,所以副線圈測量電壓應(yīng)該小于理論變壓值,即nb為輸入端,na為輸出端.故答案為:(1)BD;低壓交流電源;(2)C;(3)B;(4)nb【點(diǎn)評(píng)】考查“探究變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)原理,掌握原、副線圈電壓與匝數(shù)成正比的成立條件,理解理想變壓器的含義,及變壓器的作用。38.(南京期末)做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,先保持原線圈的匝數(shù)不變,增加副線圈的匝數(shù),觀察到副線圈兩端的電壓增大(填“增大”、“減小”或“不變”);然后再保持副線圈的匝數(shù)不變,增加原線圈的匝數(shù),觀察到副線圈兩端的電壓減小(填“增大”、“減小”或“不變”)。上述探究過程采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法。【分析】根據(jù)變壓比等于匝數(shù)比進(jìn)行分析即可?!窘獯稹拷猓焊鶕?jù)變壓比公式U1根據(jù)變壓比公式式U1故答案為:增大,減小。控制變量法。【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵明確變壓器的工作原理,同時(shí)要結(jié)合變壓器的變壓比公式列式分析,基礎(chǔ)題。39.(棲霞市月考)如圖所示某小型發(fā)電站通過升壓變壓器向60Km遠(yuǎn)處的用戶供電,在用戶端用降壓變壓器將高壓電變?yōu)?20V供用戶使用(設(shè)兩個(gè)變壓器均為理想變壓器)。已知輸電線的電阻率為ρ=1.25×10﹣8Ω?m,橫截面積為1.5×10﹣4m2,發(fā)電機(jī)輸出功率為20KW,輸出電壓為250V,若線路損耗的功率為輸出功率的5%。求:(1)升壓變壓器原線圈上的電流I1和輸電線上損耗的電功率大小。(2)升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比。(3)降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比?!痉治觥浚?)根據(jù)電阻定律求解輸電電阻,根據(jù)線路損耗的功率為輸出功率的5%求解輸電線上損耗的功率;然后根據(jù)P=I2R求解輸電電流;(2)根據(jù)P=UI可求升壓變壓器的輸入電流,根據(jù)n1(3)根據(jù)能量守恒定律求解降壓變壓器的輸出功率,然后利用P=UI求解降壓變壓器輸出電流,然后利用n3【解答】解:(1)由電阻定律得輸電線上電阻為:R=輸電線上損失的功率為:△P=5%P1=5%×20KW=1KW根據(jù)P=I2R得,輸電線上的電流為:I2(2)根據(jù)P=UI得,升壓變壓器的輸入電流為:I1則升壓變壓器的匝數(shù)比為:n(3)降壓變壓器的輸出功率為:P4=P3=P1﹣△P=20﹣1KW=19KW根據(jù)P=UI得,將壓變壓器的輸出電流為:I4則降壓變壓器的匝數(shù)比為:n答:(1)升壓變壓器原線圈上的電流I1為80A,輸電線上損耗的電功率大小為1KW。(2)升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1:8。(3)降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為95:11?!军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道:1、變壓器原副線圈的電壓比、電流比與匝數(shù)比的關(guān)系;2、知道升壓變壓器的輸出電壓、電壓損失、降壓變壓器的輸入電壓之間的關(guān)系。五.計(jì)算題(共7小題)40.(臨沂期中)如圖所示,用一小型交流發(fā)電機(jī)向遠(yuǎn)處用戶供電,已知發(fā)電機(jī)線圈abcd匝數(shù)N=100匝,面積S=0.03m2,線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=100πrad/s,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2πT,輸電時(shí)先用升壓變壓器將電壓升高,到達(dá)用戶區(qū)再用降壓變壓器將電壓降下來后供用戶使用,輸電導(dǎo)線的總電阻為R=8Ω,變壓器都是理想變壓器。降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n3:n4=10:1,用戶區(qū)標(biāo)有“220V,11kW(1)輸電線路上損耗的電功率△P;(2)若升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1:n2=1:8,交流發(fā)電機(jī)線圈電阻r;(3)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,外力所做的功W?!痉治觥浚?)根據(jù)正弦式交變電流產(chǎn)生的規(guī)律,確定電動(dòng)勢的最大值,根據(jù)變壓器的變流比,確定輸電線上的電流,進(jìn)一步確定損耗的電功率;(2)根據(jù)變壓器的變壓比確定升壓變壓器的輸入電流,根據(jù)歐姆定律求得線圈內(nèi)阻內(nèi)阻;(3)外力做功等于線圈及其回路消耗的電能即可求得?!窘獯稹拷猓海?)根據(jù)正弦式交變電流產(chǎn)生規(guī)律可知,最大值為:Em=NBSω解得:Em=3002V。設(shè)降壓變壓器原、副線圈的電流分別為I3、I4,電動(dòng)機(jī)恰能正常工作,有:I4=根據(jù)理想變壓器的變流比可知:I3I4所以輸電線路上損耗的電功率為:△P=(2)根本理想變壓器的變壓比可知:U3U4升壓變壓器副線圈兩端電壓:U2=U3+I3R=2200V+5×8V=2240V又U1U2線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交流電的有效值E=升壓變壓器原線圈兩端功率:P1=P用+△P=8800W+160W=8960WP1=U1I1,則原線圈輸入電流:I1=32A故線圈電阻為r=(3)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T=2πω=2π100πs=0.02s,故外力所做的功W=EI答:(1)輸電線路上損耗的電功率△P為200W;(2)若升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1:n2=1:8,交流發(fā)電機(jī)線圈電阻r為0.625Ω;(3)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,外力所做的功W為64J?!军c(diǎn)評(píng)】此題考查了正弦式交變電流的產(chǎn)生規(guī)律和變壓器的工作原理,解題的關(guān)鍵是明確變壓器的變流比和變壓比,并靈活運(yùn)用。41.(溫州期末)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)利用“教學(xué)用的可拆變壓器”進(jìn)行探究。①下列器材中,實(shí)驗(yàn)需要的器材是BEG(多選)A.干電池B.低壓交流電源C.220V交流電源D.條形磁鐵E.可拆變壓器和導(dǎo)線F.直流電壓表G.多用電表②關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作,下列說法正確的是AA.為了人身安全,原線圈兩端只能使用低壓交流電源,所用電壓不要超過12VB.實(shí)驗(yàn)通電時(shí),可用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱等檢查電路C.使用多用電表測電壓時(shí),先用中等量程擋試測,再選用恰當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量③在實(shí)驗(yàn)中,其同學(xué)保持原線圈兩端的電壓及副線圈的匝數(shù)不變,僅減小原線圈的匝數(shù),副線圈兩端的電壓將增大選填“增大”、“減小”或“不變”)【分析】變壓器只能改變交變電壓,所以需要的器材有:交流電壓表,開關(guān),導(dǎo)線若干、低壓交流電源;再根據(jù)變壓比等于匝數(shù)比進(jìn)行分析即可?!窘獯稹拷猓孩佟疤骄孔儔浩骶€圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),需耍器材是學(xué)生電源,提供低壓交流電,同時(shí)還需要交流電壓表來測量電壓及可拆變壓器和導(dǎo)線;故選:BEG;

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