限時(shí)集訓(xùn)三十三變壓器電能的傳輸

1、限時(shí)集訓(xùn)(三十三)變壓器電能的傳輸(限時(shí)：40分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題8分，共80分)1(2013·南京模擬)如圖1所示，一只理想變壓器原線圈與頻率為50 hz的正弦交變電源相連，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、副線圈分別為200匝和100匝，電壓表的示數(shù)為5 v。則() 圖 1a電流表的讀數(shù)為0.5 ab流過(guò)電阻的交變電流的頻率為100 hzc交變電源的輸出電壓的最大值為20 vd交變電源的輸出功率為2.5 w2(2012·東城區(qū)檢測(cè))如圖2甲所示，理想變壓器的原線圈電路中裝有0.5

2、a的保險(xiǎn)絲l，原線圈匝數(shù)n1600匝，副線圈匝數(shù)n2120匝。當(dāng)原線圈接在如圖乙所示的交變電源上時(shí)，要使整個(gè)電路和用電器正常工作，則副線圈兩端可以接()圖 2a阻值為12 的電阻b并聯(lián)兩盞“36 v40 w”的燈泡c工作頻率為10 hz的電視d耐壓值為36 v的電容器3(2013·山東四市聯(lián)考)如圖3甲所示，矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出交變電流的電動(dòng)勢(shì)圖象如圖乙所示，經(jīng)原、副線圈匝數(shù)比為110的理想變壓器給一燈泡供電，如圖丙所示，副線圈電路中燈泡的額定功率為22 w，現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)，燈泡正常發(fā)光。則()圖 3at0.01 s時(shí)，穿過(guò)線框回路的磁通量為零b交流

3、發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為50 r/sc變壓器原線圈中電流表示數(shù)為1 ad燈泡的額定電壓為220 v4如圖4所示，一理想變壓器原線圈匝數(shù)為n11 000匝，副線圈匝數(shù)為n2200匝，將原線圈接在u200 sin 120 t(v)的交流電壓上，電阻r100 ，電流表a為理想電表。下列推斷正確的是() 圖 4a交變電流的頻率為50 hzb穿過(guò)鐵芯的磁通量的最大變化率為 wb/sc電流表a的示數(shù)為 ad變壓器的輸入功率是16 w5如圖5甲所示，為一種可調(diào)壓自耦變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖，線圈均勻繞在圓環(huán)形鐵芯上，若ab間輸入如圖乙所示的交變電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭p到如圖甲中所示位置，在bc間接一個(gè)理想交流電壓表(圖甲中未畫

4、出)，則()圖 5aab間輸入的交流電的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u220 sin(100t)vb該交流電的頻率為50 hzct1×102 s時(shí)電壓表的讀數(shù)為零dbc間輸出的電功率為零圖 66如圖6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，輸出端接有一個(gè)交流電壓表和一個(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，電壓表讀數(shù)為u，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一重物勻速上升。下列判斷正確的是()a電動(dòng)機(jī)兩端電壓為ub電動(dòng)機(jī)消耗的功率為u2/rc電動(dòng)機(jī)的輸出功率為nuin2i2rd變壓器的輸入功率為ui/n圖 77圖7中為一理想變壓器，其原線圈與一電壓有效值不變的交流電源

5、相連：p為滑動(dòng)頭?，F(xiàn)令p從均勻密繞的副線圈最底端開(kāi)始，沿副線圈勻速上滑，直至白熾燈泡l兩端的電壓等于其額定電壓為止。用i1表示流過(guò)原線圈的電流，i2表示流過(guò)燈泡的電流，u2表示燈泡兩端的電壓，n2表示燈泡消耗的電功率(這里的電流、電壓均指有效值；電功率指平均值)。下列4個(gè)圖中，能夠正確反映相應(yīng)物理量的變化趨勢(shì)的是()圖 88如圖9甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，r120 ，r230 ，c為電容器。已知通過(guò)r1的正弦交流電如圖乙所示，則()圖 9a交流電的頻率為50 hzb原線圈輸入電壓的最大值為200 vc電阻r2的電功率約為6.67 wd通過(guò)r3的電流始終為零9(2013

6、83;岳陽(yáng)模擬)如圖10所示，l1和l2是高壓輸電線，甲、乙是兩只互感器，若已知n1n21 0001，n3n41100，圖中電壓表示數(shù)為220 v，電流表示數(shù)為10 a，則高壓輸電線的送電功率為()圖 10a2.2×103 wb2.2×102 wc2.2×108 w d2.2×104 w10.(2012·茂名模擬)遠(yuǎn)距離輸電裝置如圖11所示，升壓變壓器和降壓變壓器均是理想變壓器。當(dāng)s由2改接為1時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()圖 11a電壓表讀數(shù)變大 b電流表讀數(shù)變大c電流表讀數(shù)變小 d輸電線損失的功率減小二、非選擇題(本題共1 小題，共20分)11(

7、20分)(2013·蘇州模擬)北京奧運(yùn)場(chǎng)館的建設(shè)體現(xiàn)了“綠色奧運(yùn)”的理念。作為北京奧運(yùn)會(huì)主場(chǎng)館之一的國(guó)家體育館“鳥(niǎo)巢”擁有9.1萬(wàn)個(gè)座位，其扇型屋面和大面積的玻璃幕墻不僅給人以賞心悅目之感。還隱藏著一座年發(fā)電量約為98 550千瓦時(shí)的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，供給體育館內(nèi)的照明燈等使用。假如該發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率為1×105 w。求：(1)按平均每天太陽(yáng)照射6小時(shí)計(jì)，該發(fā)電系統(tǒng)一年(365天計(jì))能輸出多少電能？(2)假若輸出電壓250 v，現(xiàn)準(zhǔn)備向遠(yuǎn)處輸電。所用輸電線的總電阻為8 ，要求輸電時(shí)在輸電線上損失的電功率不超過(guò)輸送電功率的5%。用戶獲得220 v電壓，求應(yīng)選用匝數(shù)比多大的

8、升壓變壓器。答 案限時(shí)集訓(xùn)(三十三)1選cd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、副線圈中的電流比，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是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，可得交變電源輸出電壓的最大值為u1m20 v，c正確；對(duì)于理想變壓器，交變電源的輸出功率等于變壓器副線圈消耗的功率，p2× w2.5 w，故d正確。2選b理想變壓器可以變壓、變流，但不可以改變功率和頻率。由題圖乙可知：原線圈中交變電流的

9、周期為0.02 s，頻率為50 hz，則副線圈得到的交變電流的頻率也為50 hz，故接入10 hz的電視不能正常工作，c錯(cuò)誤；由題圖乙可知，原線圈電源電壓的有效值為180 v，由理想變壓器特點(diǎn)可知：變壓比等于匝數(shù)比，則，得u36 v，b中兩燈泡接入電路時(shí)，原線圈中的電流i1 a0.44 a<0.5 a，b正確；副線圈兩端電壓的有效值為36 v，則其最大值大于電容器的耐壓值，故d錯(cuò)誤；由理想變壓器特點(diǎn)可知：原、副線圈消耗的功率相等，則180×i，解得i0.6 a>0.5 a，a錯(cuò)誤。3選bcdt0.01 s時(shí)，交變電流的電動(dòng)勢(shì)為零，線框處于中性面，磁通量最大，a錯(cuò)誤；由題中

10、圖象可知周期t0.02 s，轉(zhuǎn)速n50 r/s；變壓器原線圈兩端電壓的有效值為u122 v，原線圈中輸入功率與副線圈輸出功率相同，由p22 w，pu1i1，得i11 a，由知副線圈兩端電壓u2220 v，b、c、d正確。4選bd已知u200sin 120 t(v)，則有效值u1200 v，角速度2f120 rad/s，可知交變電流的頻率為60 hz；由um1n1(/t)200 v，而n11 000匝，則穿過(guò)鐵芯的磁通量的最大變化率/t為/5 wb/s；由i2u2/r40/100 a0.4 a，得電流表a的示數(shù)為0.4 a；由p1p2i2u20.4×40 w16 w，故b、d正確。5選

11、abd由乙圖可讀出交流電的最大值為um220 v，周期t2×102 s，100 rad/s。則交流電的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式uumsin t220 sin(100t) v，a正確；由f50 hz，知b正確；因電壓表測(cè)交流電電壓時(shí)，讀數(shù)為交流電的有效值，不能讀出瞬時(shí)值，所以讀數(shù)為220 v，則c錯(cuò)；由于bc間接理想電壓表，rv無(wú)窮大，則p0，d正確。6選c電動(dòng)機(jī)兩端電壓為u；電動(dòng)機(jī)消耗的功率等于變壓器的輸入功率，即pnui；電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于總功率減去電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗的熱功率，即p出pp熱nuin2i2r。故只有選項(xiàng)c正確。7選bc當(dāng)滑動(dòng)頭p勻速上滑時(shí)，副線圈匝數(shù)均勻增大，由知，u2u1，u

12、2隨時(shí)間均勻增大，c正確；由于燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，當(dāng)電壓均勻增大時(shí)，由歐姆定律i知流過(guò)燈泡的電流i2并非均勻增大，而是增大得越來(lái)越慢，即i2t圖線的斜率應(yīng)逐漸減小，b正確；燈泡消耗的電功率n2i2u2，n2隨時(shí)間并不是均勻增大的，d錯(cuò)誤；變壓器的輸入功率與輸出功率相等，當(dāng)燈泡的功率增大時(shí)，輸入功率也在增大，則原線圈中電流i1應(yīng)增大，a錯(cuò)誤。8選abc由圖乙可知交流電的頻率為50 hz，所以a正確；副線圈電壓最大值u2mi1mr120 v，由可知u1m200 v，b正確；r1和r2并聯(lián)，由并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，電阻r2兩端電壓的有效值為u，故電阻r2的電功率p26.67 w，c正確；因電

13、容器接交流電，有充、放電電流通過(guò)r3，故d錯(cuò)誤。9選c根據(jù)圖甲可得，高壓輸電線的送電電壓uu甲220 kv；根據(jù)圖乙可得，輸送電流ii乙1 000 a；所以高壓輸電線的送電功率pui220 kv×1 000 a2.2×108 w。故c正確。10選ab改接為1時(shí)，升壓變壓器的原線圈匝數(shù)不變，副線圈匝數(shù)變大，所以輸送電壓變大，降壓變壓器的輸入電壓和輸出電壓均變大，電壓表示數(shù)變大，a正確；降壓變壓器的輸出電壓變大時(shí)，流過(guò)燈泡的電流i燈也變大，輸電線上的電流i線也隨著i燈的變大而變大，所以電流表讀數(shù)變大，b正確，c錯(cuò)誤；i線變大時(shí)，輸電線損失的功率p線ir變大，d錯(cuò)誤。11解析：(1)p1×105 w，t365