第十章第2單元 變壓器電能的輸送 課時作業(yè)[1]

1、必考部分 選修3-2 第十章 第2單元 變壓器 電能的輸送課時作業(yè)命 題 設 計難度目標 題號 較易中等稍難單一目標電壓、電流與n的關系1、2、3、65、11電流與n關系4、8功率關系7、9綜合目標遠距離輸電1012一、單項選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分)1(2008·北京高考)一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2115，原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u如圖1所示副線圈僅接入一個10 的電阻則 ()A流過電阻的電流是20 AB與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100 VC經(jīng)過1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6×103 JD變壓器的輸入功率是1×103 W解析：原線圈

2、中電壓的有效值是220 V由變壓比知副線圈中電壓為100 V，流過電阻的電流是10 A；與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100 V；經(jīng)過1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6×104 J；P入P出 V1×103 W只有D項正確答案：D2如圖2所示，有一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為n.原線圈接正弦交流電壓U，輸出端接有一個交流電流表和一個電動機電動機線圈電阻為R.當輸入端接通電源后，電流表讀數(shù)為I，電動機帶動一重物勻速上升下列判斷正確的是 ()A電動機兩端電壓為IRB電動機消耗的功率為I2RC原線圈中的電流為nID變壓器的輸入功率為解析：因電動機是非純電阻電路，UIR，PI2R，A、B錯電動

3、機兩端電壓為，故電動機消耗的功率為，即為變壓器的輸入功率，原線圈中的電流I0I/n，D對C錯答案：D3如圖3所示，左側(cè)的圓形導電環(huán)半徑為r1.0 cm，導電環(huán)與一個理想變壓器的原線圈相連，變壓器的副線圈兩端與一個電容為C100 pF的電容器相連，導電環(huán)的電阻不計，環(huán)中有垂直于圓環(huán)平面的變化磁場，磁感應強度B的變化率為100 sint，若電容器C所帶電荷量的最大值為1.41×109C，則所用理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比為(取210) ()A1100 B1001C1100 D1001解析：原線圈兩端電壓最大值U1m()mS0.1 V.副線圈兩端電壓的最大值即電容器兩端電壓的最大值由C

4、得：U2m14.1 V，所以.故A對答案：A4如圖4所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為31，原線圈中串一個燈泡L，副線圈上接三個與L相同的燈泡，這三個燈泡均能正常發(fā)光，則 ()A燈L也能正常發(fā)光B燈L比另三燈都暗C燈L將會被燒壞D不能確定解析：原、副線圈中的電流之比為，而副線圈中通過每盞燈的電流均為其額定電流I額.又I1I2，所以通過原線圈中燈L的電流恰為其額定電流，燈L正常發(fā)光，所以A正確答案：A52008年1月份，我國南方大部分地區(qū)遭遇特大雪災，輸電線表面結(jié)冰嚴重，導致線斷塔倒某學校實驗興趣小組設計了利用輸電導線自身電阻發(fā)熱除冰的救災方案，處理后的電路原理如圖5所示，輸電線路終端降壓變壓

5、器用模擬負載R0代替，RL為輸電線電阻，并將電阻RL放入冰雪中，在變壓器原線圈兩端加上交變電流后即出現(xiàn)冰雪融化的現(xiàn)象為了研究最好除冰方案，下列模擬實驗除給定操作外，其他條件不變，不考慮其可行性，你認為其中最合理的是 ()A將調(diào)壓變壓器滑動觸頭P向上移動一些B將調(diào)壓變壓器滑動觸頭P向下移動一些，同時延長通電時間C通過計算，選擇適當輸出電壓，并閉合S將模擬負載R0短時短路D通過計算，選擇適當輸出電壓，并將模擬負載R0的阻值增大一些解析：輸電線的電阻RL一定，將調(diào)壓變壓器滑動觸頭P向上移動一些，可以增大輸出電壓和輸出電流，因此RL上消耗的功率增大，可以增強除冰效果，但同時也增大了電能消耗；延長通電時

6、間，雖可以增大發(fā)熱量，但發(fā)熱快慢不變即功率不變，若發(fā)熱與導線散熱平衡，則導線上的冰是不能除去的；如果所加電壓適當，閉合S將模擬負載R0短時短路，可以將電能在RL上釋放短時產(chǎn)生大量熱量而除冰，適當電壓可保證輸電線不被燒斷，節(jié)能省時；若增大R0，則RL上的電功率會減小因此最合理的是方案 C.答案：C二、多項選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分每小題有多個選項符合題意，全部選對的得7分，選對但不全的得3分，錯選或不答的得0分)6(2010·南通模擬)正弦式電流經(jīng)過匝數(shù)比為的變壓器與電阻R、交流電壓表 V、交流電流表A按如圖6甲所示方式連接，R10 .圖乙所示是R兩端電壓U隨時間變化的

7、圖象，Um10 V，則下列說法中正確的是 ()A通過R的電流iR隨時間t變化的規(guī)律是iRcos100t(A)B電流表A的讀數(shù)為0.1 AC電流表A的讀數(shù)為 AD電壓表的讀數(shù)為Um10 V解析：由圖乙所示圖象知T2×102 s，f50 Hz，2f100 rad/s，Im A，故iRcos100t(A)，A正確再根據(jù)，I21 A知，I1的有效值為0.1 A，B正確，C錯誤電壓表讀數(shù)應為副線圈電壓的有效值，U10 V，故D錯誤答案：AB7(2009·江蘇高考)如圖7所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為15，原線圈兩端的交變電壓為u20sin100t V氖泡在兩端電壓達到100 V

8、時開始發(fā)光下列說法中正確的有 ()A開關接通后，氖泡的發(fā)光頻率為100 HzB開關接通后，電壓表的示數(shù)為100 VC開關斷開后，電壓表的示數(shù)變大D開關斷開后，變壓器的輸出功率不變解析：由u20 sin100t V可知，Um20 V，f50 Hz，氖泡在一個周期內(nèi)發(fā)光 兩次，故其發(fā)光頻率為100 Hz，A正確電壓表示數(shù)為U×5100 V，B正確開關斷開后電壓表示數(shù)不變，輸出功率變小，故C、D錯誤答案：AB8如圖8所示是霓虹燈的供電電路，電路中的變壓器可視為理想變壓器已知變壓器原線圈與副線圈的匝數(shù)比，加在原線圈上的電壓為u1311sin100t(V)，霓虹燈正常工作的電阻R440 k，I

9、1、I2表示原、副線圈中的電流下列判斷正確的是()A副線圈兩端電壓6220 V，副線圈中的電流14.1 mAB副線圈兩端電壓4400 V，副線圈中的電流10.0 mACI1I2DI1I2解析：原線圈電壓的有效值為U220 V，由得副線圈電壓U24400 V；由I2得I210.0 mA，選項B對根據(jù)n1n2，而，故I1I2，選項D對答案：BD9在某交流電路中，有一正在工作的變壓器，原、副線圈的匝數(shù)分別為n1600匝、n2120匝，電源的電壓為U311sin100t(V)，原線圈中串聯(lián)一個額定電流為0.2 A的保險絲，為保證保險絲不被燒毀，則 ()A負載功率不能超過44 WB副線圈電流的最大值不能

10、超過1 AC副線圈電流的有效值不能超過1 AD無論副線圈電流有多大，保險絲總不會被燒毀解析：保險絲的額定電流指有效值，由電流與線圈匝數(shù)的關系及原線圈中電流的有效值I10.2 A得副線圈中的電流的有效值I21 A，則副線圈電流的最大值不能超過I2 A再由電壓與線圈匝數(shù)的關系及原線圈兩端的電壓的有效值U1220 V得副線圈兩端電壓的有效值U244 V，則有PU2I244 W，故A、C選項正確，B、D選項錯誤答案：AC10(2009·山東高考)某小型水電站的電能輸送示意圖如圖9所示，發(fā)電機的輸出電壓為200 V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，降壓變壓器原、副線

11、圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)要使額定電壓為220 V的用電器正常工作，則 ()A.B.C升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓D升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率解析：由于輸電線上的功率損耗，故升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率，P出P損P入，故D正確.，因為U1200 VU4220 V，U2U3U2U線，故，A正確答案：AD三、計算題(本題共2小題，共30分解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)11(14分)理想變壓器原線圈中輸入電壓U13300 V，副線圈兩端電壓U

12、2為220 V，輸出端連有完全相同的兩個燈泡L1和L2，繞過鐵芯的導線所接的電壓表V的示數(shù)U2 V求：(1)原線圈n1等于多少匝？(2)當開關S斷開時，電流表A2的示數(shù)I25 A則電流表A1的示數(shù)I1為多少？(3)當開關S閉合時，電流表A1的示數(shù)I1等于多少？解析：(1)由電壓與變壓器匝數(shù)的關系可得：U1/n1U2/n2U，則n11650匝(2)當開關S斷開時，有：U1I1U2I2，I1 A(3)當開關S斷開時，有：RLU2/I244 .當開關S閉合時，設副線圈總電阻為R，有RRL/222 ，副線圈中的總電流為I2，則I2U2/R10 A由U1I1U2I2可知，I1 A.答案：(1)1650匝

13、(2) A(3) A12(16分)三峽水利樞紐工程是長江流域治理開發(fā)的關鍵工程，是中國規(guī)模最大的水利工程樞紐控制流域面積為1.0×106 km2，占長江流域面積的56%，壩址處年平均流量為Q4.51×1011m3.水利樞紐的主要任務包括防洪、發(fā)電、航運三方面在發(fā)電方面，三峽電站安裝水輪發(fā)電機組26臺，總裝機容量(指26臺發(fā)電機組同時工作的總發(fā)電功率)為P1.82×107 kW，年平均發(fā)電量約為W8.40×1010 kW·h.該工程已全部竣工，電站主要向華中、華東電網(wǎng)供電，以緩解這兩個地區(qū)的供電緊張局面閱讀上述資料，解答下列問題(水的密度1.0×103 kg/m3，g取10 m/s2)：(1)若三峽電站上、下游水位差按h100 m計算，試推導三峽電站將水流的勢能轉(zhuǎn)化為電能的效率的公式，并計算出效率的數(shù)值(2)若26臺發(fā)電機組全部建成并發(fā)電，要達到年發(fā)電量的要求，每臺發(fā)電機組平均年發(fā)電時間t為多少天？(3)將該電站的電能輸送到華中地區(qū)，送電功率為P14.5×105 kW，采用超高壓輸電，輸電電壓為U500 kV，而發(fā)電機輸出的電壓約為U018 kV.若輸電線上損耗的功率為輸電功率