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).doc

4.2變壓器4.3電能的遠(yuǎn)距離傳輸基本技能練1如圖1所示，半徑為l1 m的金屬圓環(huán)，其半徑oa是銅棒，兩者電阻均不計(jì)且接觸良好。今讓oa以圓心o為軸，以角速度10 rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圓環(huán)處于垂直于環(huán)面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為b2 t的勻強(qiáng)磁場中。從圓心o引出導(dǎo)線，從圓環(huán)上接出導(dǎo)線，并接到匝數(shù)比為n1n214的理想變壓器原線圈兩端。則接在副線圈兩端的理想電壓表的示數(shù)為()圖1a40 v b20 v c80 v d0解析由于oa以圓心o為軸，以角速度10 rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢，變壓器鐵芯中磁通量不變，接在副線圈兩端的理想電壓表的示數(shù)為0，選項(xiàng)d正確。答案d2(多選)如圖2所示是通過變壓器降壓給用戶供電的示意圖。輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，負(fù)載變化時(shí)輸入電壓不會(huì)有大的波動(dòng)。兩條輸電線總電阻用r0表示。當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，則()圖2a電壓表v1、v2的讀數(shù)幾乎不變b電流表a2的讀數(shù)增大，電流表a1的讀數(shù)減小c電壓表v3的讀數(shù)增大，電流表a2的讀數(shù)增大d電壓表v2、v3的讀數(shù)之差與電流表a2的讀數(shù)的比值不變解析由變壓器的變壓規(guī)律知電壓表v1、v2的讀數(shù)幾乎不變，a對；負(fù)載增加時(shí)，副線圈所連接的總電阻減小，電流表a2的讀數(shù)增大，r0兩端電壓增大，由變壓器的電流變化規(guī)律知電流表a1的讀數(shù)也增大，b錯(cuò)；電壓表v3的讀數(shù)減小，c錯(cuò)；電壓表v2、v3的讀數(shù)之差與電流表a2的讀數(shù)的比值為r0不變，d對。答案ad3(多選)現(xiàn)用電壓為380 v的正弦式交流電給額定電壓為220 v的電燈供電，以下電路中可能使電燈正常發(fā)光的有()解析由圖可知，a、b選項(xiàng)中均有電阻分壓，可以使電燈正常發(fā)光；c選項(xiàng)為降壓變壓器，通過變壓器降壓也可以使電燈正常發(fā)光；d選項(xiàng)為升壓變壓器，電燈兩端的電壓要大于380 v，不可行。答案abc4隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對能源的需求也日益增大，節(jié)能變得越來越重要。某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電，用戶通過降壓變壓器用電，若發(fā)電廠輸出電壓為u1，輸電導(dǎo)線總電阻為r，在某一時(shí)段用戶需求的電功率為p0，用戶的用電器正常工作的電壓為u2。在滿足用戶正常用電的情況下，下列說法正確的是()a輸電線上損耗的功率為b輸電線上損耗的功率為c若要減少輸電線上損耗的功率可以采用更高的電壓輸電d采用更高的電壓輸電會(huì)降低輸電的效率解析設(shè)發(fā)電廠輸出功率為p，則輸電線上損耗的功率為ppp0，pi2r，a、b選項(xiàng)錯(cuò)誤；采用更高的電壓輸電，可以減小導(dǎo)線上電流，故可以減小輸電導(dǎo)線上損耗的功率，c項(xiàng)正確；采用更高的電壓輸電，輸電線上損耗的功率減小，則發(fā)電廠輸出的總功率減小，故可提高輸電的效率，d項(xiàng)錯(cuò)誤。答案c5如圖3所示為遠(yuǎn)距離輸電的電路原理圖，下列判斷正確的是()圖3au1u2 bu2u3 ci4i2解析在遠(yuǎn)距離輸電的過程中，第一級(jí)為升壓過程，故u1i2，a錯(cuò)誤、d正確；由部分電路歐姆定律可得u3u2i2r線，b錯(cuò)誤；由于第二級(jí)為降壓過程，故u3u4，由u3i2u4i4，可知i2i4，c錯(cuò)誤。答案d6(多選)電流互感器和電壓互感器如圖4所示。其中n1、n2、n3、n4分別為四組線圈的匝數(shù)，a、b為兩只交流電表，則()圖4aa為電流互感器，且n1n2，a是電壓表cb為電流互感器，且n3n4，b是電壓表解析由題圖可知a為電流互感器，b為電壓互感器，因此a是電流表，b是電壓表。在a中，有i1n1i2n2，要把大電流變?yōu)樾‰娏鳎衝2n1；在b中，有，要把高電壓變成低電壓，則有n3n4；綜上所述可知，選項(xiàng)a、d正確。答案ad7理想變壓器上接有三個(gè)完全相同的燈泡，其中一個(gè)與該變壓器的原線圈串聯(lián)后接入交流電源，另外兩個(gè)并聯(lián)后接在副線圈兩端。已知三個(gè)燈泡均正常發(fā)光。該變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為()a12 b21 c23 d32解析三個(gè)燈泡都相同，并且都正常發(fā)光，可知三個(gè)燈泡此時(shí)的電流都相同，即原線圈中的電流是副線圈中電流的一半，由和i1i2可知，該變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為2，b正確。答案b8如圖5甲所示，理想變壓器的原線圈的匝數(shù)n1和副線圈匝數(shù)n2均可調(diào)節(jié)。原線圈兩端接如圖乙所示的交流電，副線圈接負(fù)載電阻r和理想交流電流表a。則下述說法正確的是()圖5a原線圈所接交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式為u220sin 50t(v)b增大n1，其它條件不變，變壓器的輸出電壓變大c增大n2，其它條件不變，電流表的示數(shù)變大d增大r，其它條件不變，變壓器的輸入功率變大解析由圖象可知：t0.02 s，所以f50 hz，原線圈中交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式為u220sin 100t(v)，選項(xiàng)a錯(cuò)；根據(jù)知：增大n1，u2減小，選項(xiàng)b錯(cuò)；增大n2，u2增大，電流表的示數(shù)(i)增大，選項(xiàng)c對；因?yàn)閜入p出，u2不變，r增大，所以p出減小，p入減小，選項(xiàng)d錯(cuò)。答案c9(多選)如圖6中甲所示，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為559，l1、l2、l3為三只規(guī)格均為“36 v,18 w”的相同燈泡，各電表均為理想交流電表，輸入端交變電壓的ut圖象如圖6中乙所示。則以下說法中正確的是()圖6a電壓表的示數(shù)為220 vb當(dāng)閉合開關(guān)s時(shí)，三只燈泡均能正常發(fā)光c當(dāng)閉合開關(guān)s時(shí)，電流表的示數(shù)為1.5 ad當(dāng)斷開開關(guān)s時(shí)，變壓器的輸出功率變小解析交流電壓表的讀數(shù)為有效值，故電壓表示數(shù)u1220 v，a錯(cuò)誤；由可解得u236 v，因此，當(dāng)閉合開關(guān)s時(shí)，三只燈泡均能正常發(fā)光，故b正確；通過各燈的電流i a0.5 a，因此當(dāng)閉合開關(guān)s時(shí)，電流表的示數(shù)為1.5 a，c正確；當(dāng)斷開開關(guān)s時(shí)，副線圈所在電路的總電阻增大，由p可知，變壓器的輸出功率變小，d正確。答案bcd能力提高練10. (多選)如圖7所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n251，將原線圈接在u100sin 50t(v)的交流電壓上，副線圈上電阻r和理想交流電壓表并聯(lián)接入電路，現(xiàn)在a、b兩點(diǎn)間接入不同的電子元件，則下列說法正確的是()圖7a在a、b兩點(diǎn)間串聯(lián)另一相同阻值電阻r1，電壓表的示數(shù)為20 vb在a、b兩點(diǎn)間接入理想二極管，電壓表讀數(shù)為20 vc在a、b兩點(diǎn)間接入一只電容器，只提高交流電頻率，電壓表讀數(shù)增大，電容器的耐壓值至少是20 vd在a、b兩點(diǎn)間接入一只電感線圈，只提高交流電頻率，電阻r消耗電功率減小解析由變壓原理，知u220 v，串聯(lián)一相同阻值電阻r1，根據(jù)串聯(lián)電路知識(shí)，電壓表的示數(shù)為10 v，a錯(cuò)誤；在a、b兩點(diǎn)間接入理想二極管，由于二極管的單向?qū)щ娦裕妷罕碜x數(shù)為有效值，應(yīng)小于20 v，b錯(cuò)誤；在a、b兩點(diǎn)間接入一只電容器，只提高交流電頻率，容抗減小，電壓表示數(shù)增大，電容器的耐壓值為峰值，即20 v，c正確；在a、b兩點(diǎn)間接入一只電感線圈，只提高交流電頻率，感抗增大，電阻r中電流減小，電阻r消耗電功率減小，d正確。答案cd11(多選)某小型水電站的電能輸送示意圖如圖8甲所示，發(fā)電機(jī)通過升壓變壓器和降壓變壓器向用戶供電。已知輸電線的總電阻為r ，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n3n4n1，降壓變壓器的副線圈兩端電壓如圖乙所示，降壓變壓器的副線圈與阻值為r022 的電阻組成閉合電路。若將變壓器視為理想變壓器，則下列說法正確的是()圖8a發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交流電的頻率為0.5 hzb降壓變壓器的副線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u220sin 100t(v)c通過r0的電流的最大值為20 ad輸電線損失的功率為 w解析變壓器不改變交流電的頻率，由圖乙可知交流電的頻率為f hz50 hz，a錯(cuò)誤；由圖乙知降壓變壓器的副線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u220sin 100t(v)，b正確；通過r0的電流的最大值為im a10 a，有效值為i10 a，c錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器電流比關(guān)系可知通過輸電線的電流為i3i a，故輸電線損失的功率為pir w，d正確。答案bd12. (多選)如圖9所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b t。單匝矩形線圈面積s1 m2，電阻不計(jì)，繞垂直于磁場的軸oo勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈通過電刷與一理想變壓器原線圈相接，為交流電流表。調(diào)整副線圈的滑動(dòng)觸頭p，當(dāng)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為12時(shí)，副線圈電路中標(biāo)有“36 v，36 w”的燈泡正常發(fā)光。以下判斷正確的是()圖9a電流表的示數(shù)為1 ab矩形線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢的有效值為18 vc從矩形線圈轉(zhuǎn)到中性面開始計(jì)時(shí)，矩形線圈電動(dòng)勢隨時(shí)間的變化規(guī)律e18sin 90t(v)d若矩形線圈轉(zhuǎn)速增大，為使燈泡仍能正常發(fā)光，應(yīng)將p適當(dāng)下移解析因?yàn)闊襞菡０l(fā)光，所以i2i燈 a1 a，i1i22 a，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；u1u236 v18 v，選項(xiàng)b正確；由emnbs得90 rad/s，電動(dòng)勢隨時(shí)間的變化規(guī)律e18sin 90t v，選項(xiàng)c正確；若線圈轉(zhuǎn)速增大，變壓器原線圈中的電壓增大，要使燈泡仍正常發(fā)光，應(yīng)將p適當(dāng)上移，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。答案bc13如圖10所示，接于理想變壓器中的四個(gè)規(guī)格相同的燈泡都正常發(fā)光，那么，理想變壓器的匝數(shù)比n1n2n3為()圖10a111 b321c621 d221解析燈泡正常發(fā)光，可得uaubucud，所以u(píng)22u3。由變壓器的電壓比公式，所以n22n3，同理，燈泡正常發(fā)光，功率相等，即papbpcpd。由pi2r，得iaibicid，即i1i2i3。由u1i1u2i2u3i3得n1i1n2i2n3i3，即n1n2n32n3n33n3，所以n1n2n3321。答案b14.如圖11所示，有一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為n1，原線圈接正弦交流電，電壓為uu0cos 100t(v)，副線圈接有一個(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)電鍵s接通后，電流表讀數(shù)為i，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一電阻為r、質(zhì)量為m、長為l的金屬桿在光滑的沒有電阻的導(dǎo)軌上以速度v勻速上升。下列判斷正確的是()圖11a電動(dòng)機(jī)兩端電壓為ir，其消耗的電功率為i2rb原線圈中的電流為ni，變壓器的輸入功率為i2rmgv，副線圈電流的頻率為50 hzc變壓器的輸入功率為i2rmgvd電動(dòng)機(jī)的熱功率為i2r