魯科版選修32 變壓器、電能的遠(yuǎn)距離傳輸 第1課時(shí) 作業(yè).docVIP

選修3-2.4.2變壓器、4.3電能的遠(yuǎn)距離傳輸(40分鐘 100分)一、選擇題(本大題共10小題，每小題7分，共70分。每小題至少一個(gè)答案正確，選不全得4分)1.如圖所示，理想變壓器初級(jí)線圈的匝數(shù)為n1，次級(jí)線圈的匝數(shù)為n2，初級(jí)線圈的兩端a、b接正弦交流電源，電壓表v的示數(shù)為220 v，負(fù)載電阻r44 ，電流表a1的示數(shù)為0.20 a。下列判斷中正確的是( )a.初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的匝數(shù)比為21b.初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的匝數(shù)比為51c.電流表a2的示數(shù)為0.1 ad.電流表a2的示數(shù)為0.4 a2.理想變壓器原、副線圈兩側(cè)一定相同的物理量有( )a.交變電流的頻率b.交變電流的功率c.磁通量的變化率d.交變電流的電壓的最大值3.我國(guó)“西電東送”采用高壓輸電，繼三峽至常州500 kv直流輸電工程后，又實(shí)現(xiàn)了三峽至廣東的500 kv直流輸電工程。采用高壓直流輸電有利于不同發(fā)電機(jī)為同一電網(wǎng)供電和不同電網(wǎng)的互聯(lián)。已知發(fā)電機(jī)輸出電壓為450 v，關(guān)于高壓直流輸電，下列說(shuō)法正確的是( )a.高壓輸電可以減小輸電電流，從而減小輸電線的能量損耗b.為實(shí)現(xiàn)高壓直流輸電，可以用變壓器直接改變恒定電流的電壓c.升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為910 000d.恒定的直流輸電可以有效消除交流高壓輸電中感抗和容抗的影響4.一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電壓，其最大值保持不變，副線圈接有可調(diào)電阻r。設(shè)原線圈的電流為i1,輸入功率為p1,副線圈的電流為i2,輸出功率為p2,當(dāng)r增大時(shí)( )a.i1減小,p1增大b.i1減小,p1減小c.i2增大，p2減小d.i2增大,p2增大5.通過(guò)一理想變壓器,經(jīng)同一線路輸送相同的電功率p,原線圈的電壓u保持不變,輸電線路的總電阻為r。當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時(shí),線路損耗的電功率為p1,若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk,線路損耗的電功率為p2,則p1和分別為( )a., b.c.,d.,6.如圖甲，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2=115，原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，副線圈僅接入一個(gè)10 的電阻。則( )a.變壓器的輸入電壓最大值是220 vb.正弦交變電流的周期是110-3 sc.變壓器的輸入功率是1103 wd.電壓表的示數(shù)是100 v7.如圖所示，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u=u0sint的交流電源，副線圈接一個(gè)r=27.5 的負(fù)載電阻。若u0=220 v，=100 rad/s,則下述結(jié)論正確的是( )a.副線圈中電壓表的讀數(shù)為55 vb.副線圈中輸出交流電的周期為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 w8.為保證用戶電壓穩(wěn)定在220 v，變電所需適時(shí)進(jìn)行調(diào)壓，圖甲為調(diào)壓變壓器示意圖。保持輸入電壓u1不變，當(dāng)滑動(dòng)接頭p上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓。某次檢測(cè)得到用戶電壓u2隨時(shí)間t變化的曲線如圖乙所示。以下正確的是( )a.u2=190sin(50t) vb.u2=190sin(100t) vc.為使用戶電壓穩(wěn)定在220 v，應(yīng)將p適當(dāng)下移d.為使用戶電壓穩(wěn)定在220 v，應(yīng)將p適當(dāng)上移9.(能力挑戰(zhàn)題)如圖所示的電路中，有一自耦變壓器，左側(cè)并聯(lián)一只理想電壓表v1后接在穩(wěn)定的交流電源上；右側(cè)串聯(lián)燈泡l和滑動(dòng)變阻器r，r上并聯(lián)一只理想電壓表v2。下列說(shuō)法中正確的是( )a.若f不動(dòng)，滑片p向下滑動(dòng)時(shí)，v1示數(shù)變大，v2示數(shù)變小b.若f不動(dòng)，滑片p向下滑動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的功率變小c.若p不動(dòng)，滑片f向下移動(dòng)時(shí)，v1、v2的示數(shù)均變小d.若p不動(dòng)，滑片f向下移動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的功率變大10.如圖所示，50匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為bt的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積s0.5 m2，線框電阻不計(jì)。線框繞垂直于磁場(chǎng)的軸oo以角速度200 rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并與理想變壓器原線圈相連，副線圈接入一只“220 v 60 w”燈泡，且燈泡正常發(fā)光，熔斷器允許通過(guò)的最大電流為10 a，下列說(shuō)法正確的是( )a.圖示位置穿過(guò)線框的磁通量為零b.線框中產(chǎn)生交變電壓的有效值為500 vc.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為2511d.允許變壓器輸出的最大功率為5 000 w二、計(jì)算題(本大題共2小題，共30分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11. (14分)圖甲為一理想變壓器，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圖像如圖乙所示。若只在ce間接一只rce400 的電阻，或只在de間接一只rde225 的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為80 w。(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400 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。12.(16分)在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，要考慮盡量減少輸電線上的功率損失。有一個(gè)小型發(fā)電站，輸送的電功率為p=500 kw,當(dāng)使用u=5 kv的電壓輸電時(shí)，測(cè)得安裝在輸電線路起點(diǎn)和終點(diǎn)處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4 800 kwh。求：(1)輸電效率和輸電線的總電阻r；(2)若想使輸電效率提高到98%，又不改變輸電線，那么發(fā)電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電？答案解析1.【解析】選b。由題意可求得初級(jí)線圈的功率，利用理想變壓器初、次級(jí)線圈中的功率相等可求得次級(jí)線圈中的電流，再利用初、次級(jí)線圈中的電流之比可求得兩線圈的匝數(shù)比。由電壓表v的示數(shù)和電流表a1的示數(shù)可得初級(jí)線圈中的功率p1u1i1，p1p2，所以電流表a2的示數(shù)為i21.0 a，c、d錯(cuò)誤；初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的匝數(shù)比，a錯(cuò)誤，b正確。2.【解析】選a、b、c。理想變壓器原、副線圈中交變電流的頻率相同，因?yàn)榇磐渴冀K相同，變化的周期一樣，a項(xiàng)正確；理想變壓器沒(méi)有能量損耗，b項(xiàng)正確；磁通量一樣，變化率也一樣，但根據(jù)公式e=，匝數(shù)不同，e的最大值也就不一樣，c項(xiàng)正確，d項(xiàng)錯(cuò)誤。3.【解析】選a、c、d。采用高壓直流輸電，可以減小輸電電流及交流輸電中感抗和容抗的影響，a、d正確；變壓器是利用互感現(xiàn)象進(jìn)行工作的，對(duì)直流電路無(wú)變壓作用，b錯(cuò)誤；發(fā)電機(jī)發(fā)出的是正弦交變電流，先用變壓器升壓后再用整流器變成直流，變壓器的匝數(shù)比為,故c正確。4.【解析】選b。原、副線圈匝數(shù)不變，輸出電壓不變，r增大，i2減小，p2減小，從而推知，i1減小，p1減小,b項(xiàng)正確。5.【解題指南】解答本題的思路：【解析】選d。原線圈的電流為i1=，由于p、u不變，故i1不變，由得；由得，則，故選項(xiàng)d正確。6.【解析】選a、c。由圖乙可知，輸入電壓最大值為220v,有效值為220 v，周期為210-2 s,故a正確，b錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器原副線圈電壓關(guān)系得輸出電壓有效值為u2=100 v,則電壓表的示數(shù)為100 v，d錯(cuò)誤；變壓器的輸入功率為p= =1 000 w,c正確。7.【解析】選c。原線圈中的輸入電壓的有效值為u=220 v,由變壓器的變壓原理可知,副線圈輸出電壓的有效值為u=55 v,a錯(cuò)誤；副線圈中的電流i= a=2 a，原線圈中的電流i=i=0.5 a,c正確；原線圈中的輸入功率p=ui=2200.5 w=110 w,d錯(cuò)誤；交流電的周期,b錯(cuò)誤。8.【解析】選b、d。由圖像可知，正弦式交變電壓的最大值為190 v，其周期為0.02 s,可得其表達(dá)式為u2=190sin(100t)v，b選項(xiàng)正確。在u1、n2不變的前提下通過(guò)改變n1來(lái)使u2增大，由可得應(yīng)使n1減小，故應(yīng)將p適當(dāng)上移，d選項(xiàng)正確。9.【解析】選b。若f不動(dòng)，滑片p向下滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻變大，則副線圈回路中總電阻變大，則回路中電流減小，燈泡兩端電壓減小，功率變小，滑動(dòng)變阻器兩端電壓變大，v2的示數(shù)變大，而原線圈兩端電壓不變，則a錯(cuò)誤、b正確；若p不動(dòng)，滑片f向下移動(dòng)時(shí)，根據(jù)理想變壓器特點(diǎn)可知原線圈兩端電壓不變，副線圈兩端電壓減小，則副線圈回路中電流變小，燈泡l消耗的功率減小，電壓表v2的示數(shù)減小，c、d錯(cuò)誤?！咀兪絺溥x】如圖所示是街頭變壓器給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市電網(wǎng)的電壓，不會(huì)有很大的波動(dòng)，輸出電壓通過(guò)輸電線輸送給用戶。輸電線的電阻用r0表示，變阻器r表示用戶用電器的總電阻，當(dāng)滑動(dòng)變阻器觸頭p向下移動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是( )a.與增加用電器的數(shù)目達(dá)到的效果相同b.a1表的示數(shù)隨a2表的示數(shù)的增大而增大c.v1表的示數(shù)隨v2表的示數(shù)的增大而增大d.變壓器的輸入功率增大【解析】選a、b、d。當(dāng)滑動(dòng)變阻器觸頭p向下移動(dòng)時(shí)，用電器的總電阻減小，相當(dāng)于并聯(lián)的用電器數(shù)目增加，同時(shí)變壓器的輸入功率增大，a、d對(duì)；電網(wǎng)供電是“用多少供多少”，輸出電流增大則輸入電流增大，b正確；但變壓器的輸出電壓則由輸入電壓決定，當(dāng)輸入電壓和變壓器的匝數(shù)比一定時(shí)，輸出電壓一定，c錯(cuò)。10.【解析】選c、d。圖示位置為中性面，穿過(guò)線框的磁通量為最大，a錯(cuò)；線框中產(chǎn)生交變電壓的最大值為emaxnbs500 v，其有效值應(yīng)為u500 v，b項(xiàng)錯(cuò)；副線圈接入一只“220 v 60 w”燈泡，且燈泡正常發(fā)光，故副線圈的電壓為220 v，根據(jù)原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，得原、副線圈匝數(shù)比為2511，c對(duì)；熔斷器允許通過(guò)的最大電流為10 a，即原線圈上的最大功率為5 000 w，根據(jù)能量守恒定律知，允許變壓器輸出的最大功率為5 000 w，故d項(xiàng)對(duì)。11.【解析】(1)由題圖乙知=200 rad/s，(2分)輸入電壓瞬時(shí)值uab=400sin(200t) v(1分)(2)電壓有效值u1= =200 v理想變壓器p1=p2原線圈中的電流=0.28 a(3分)(3)設(shè)ab間匝數(shù)為n1，根據(jù)變壓器規(guī)律有(3分)由題意有：，(2分)聯(lián)立可得：(3分)答案：(1)uab=400sin(200t) v(2)0.28 a(3)4312.【解析】(1)輸送功率p=500 kw,一晝夜輸送電能e=pt=12 000 kwh(1分)輸電線上損失的電能e=4 800 kwh(1分)終點(diǎn)得到的電能e=e-e=7 200 kwh,(1分)所以輸電效率=60%(1分)輸電線上的電流i=100 a(2分)輸電線損耗功率pr=i2r,(2分)其中pr=200 kw(1分)得r=20 。(2分)(2)輸電線上損耗功率(2分)原來(lái)pr=200 kw,現(xiàn)在要求pr=10 kw,(1分)解得輸電電壓應(yīng)調(diào)節(jié)為u=22.4 kv。(2分)答