42變壓器電能的輸送

1、物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)42 變壓器 電能的輸送1.一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)( B )A.I1減小,P1增大 B.I2減小,P2減小 C.I2增大,P2減小 D.I1增大,P2增大解析:理想變壓器(副線圈上電壓不變)當(dāng)負(fù)載電阻R增大時(shí)電流I2減小,由P2=U2I2可知,功率P2也減小,所以B正確.2.一理想變壓器原副線圈匝數(shù)比n1：n2=11：5.原線圈與正弦交變電源連接,輸入電壓u如圖所示.副線圈僅接入一個(gè)10 的電阻.則( D )A.流過電阻的電流是20

2、A B.與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100 V C.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:由圖象可知U1=220 V,則U2=U1=×220V=100 V流過電阻電流I=10 A,A錯(cuò);電壓表示數(shù)應(yīng)為100V,B錯(cuò);1分鐘放出熱量Q=I2Rt=102×10×60 J=6×104 J,C錯(cuò);P出=U2I=100×10 W=1×103 W,所以P入=P出=1×103 W,D正確.3.為探究理想變壓器原副線圈電壓電流的關(guān)系,將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上,副

3、線圈連接相同的燈泡L1、L2,電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2,導(dǎo)線電阻不計(jì),如圖所示.當(dāng)開關(guān)S閉合后( AD ) A.A1示數(shù)變大,A1與A2示數(shù)的比值不變B.A1示數(shù)變大,A1與A2示數(shù)的比值變大C.V2示數(shù)變小,V1與V2示數(shù)的比值變大 D.V2示數(shù)不變,V1與V2示數(shù)的比值不變解析:本題考查變壓器的工作原理及應(yīng)用.由可知,由于V1不變,所以副線圈的輸出電壓U2不變,且V1與V2示數(shù)的比值不變,故當(dāng)開關(guān)S閉合后,電阻R減小,由I2=可知,電流表A2的示數(shù)變大,由可知,電流表A1的示數(shù)也變大,但A1與A2示數(shù)的比值不變,始終等于故AD正確. 4.如圖,理想變

4、壓器原副線圈匝數(shù)之比為4：1,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,=100rad/s,則下述結(jié)論正確的是( AC )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 W解析:因?yàn)閁0=220 V,則電壓有效值U=220 V,由得U2=55 V,A正確.因?yàn)?100rad/s,則s=0.02 s,則B錯(cuò)誤.負(fù)載R中電流I2=2 A,由得I1=0.5 A,所以C正確.功率P=U1I1=220 V×0.5 A=110 W,所以D錯(cuò)誤.5.如

5、圖所示電路中的變壓器為理想變壓器,S為單刀雙擲開關(guān),P是滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭,U1為加在原線圈兩端的交變電壓,I1I2分別為原線圈和副線圈中的電流.下列說法正確的是( BC )A.保持P的位置及U1不變, S由b切換到a,則R上消耗的功率減小B.保持P的位置及U1不變,S由a切換到b,則I2減小C.保持P的位置及U1不變,S由b切換到a,則I1增大D.保持U1不變,S接在b端,將P向上滑動(dòng),則I1減小解析:S由b切換到a時(shí),副線圈匝數(shù)增多,則輸出電壓U2增大,R上消耗的功率增大,由變壓器功率關(guān)系可知,其輸入功率也增大,故輸入電流I1增大,所以A錯(cuò)C對(duì);S由a切換到b時(shí),副線圈匝數(shù)減少,則輸出

6、電壓U2減小,I2減小,B對(duì);P向上滑動(dòng)時(shí),R減小,I2增大,由電流與匝數(shù)的關(guān)系可知,I1增大,D錯(cuò).6.如圖所示,P為一理想自耦變壓器的滑片,Q為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭.在輸入交變電壓一定的條件下,下列說法正確的是(BC )A.Q不動(dòng),P向下移動(dòng),電流表示數(shù)減小,電壓表示數(shù)增大B.Q不動(dòng),P向上移動(dòng),電流表示數(shù)減小,電壓表示數(shù)減小C.P不動(dòng),Q向上移動(dòng),電流表示數(shù)增大,電壓表示數(shù)不變D.P不動(dòng),Q向下移動(dòng),電流表示數(shù)增大,電壓表示數(shù)不變解析:圖為升壓自耦變壓器,當(dāng)Q不變P下移時(shí),n1減小U2, 讀數(shù)增大,副線圈電流I2=,原線圈電流I1,讀數(shù)增大,故A錯(cuò)當(dāng)Q不變P上移時(shí)n1U2讀數(shù)減小,I2I

7、1B正確.當(dāng)P不動(dòng)時(shí)n1不變,由知U2不變, 讀數(shù)不變,Q上移RI2I1 讀數(shù)增大,C對(duì)D錯(cuò).7.某水電站,用總電阻為2.5的輸電線輸電給500 km外的用戶,其輸出電功率是3×106 kW,現(xiàn)用500 kV電壓輸電,則下列說法正確的是( B )A.輸電線上輸送的電流大小為2.0×105 A B.輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kV C.若改用5 kV電壓輸電,則輸電線上損失的功率為9×108 kWD.輸電線上損失的功率為P=,U為輸電電壓,r為輸電線的電阻解析:考查遠(yuǎn)距離輸電原理及輸電線路的電壓損耗和功率損耗.由P輸=U輸I輸,可見用500 kV電壓輸電時(shí),

8、輸電電流為I= A=6×103 A,A錯(cuò)誤;輸電線上的電壓損耗U損=I輸R線=6000×2.5 V=15 kV,B正確;輸電線上的功率損耗應(yīng)該使用P損= R線=U損I輸來計(jì)算,若用來計(jì)算,U為電壓損耗才可以,D錯(cuò)誤;若改用5 kV電壓輸電,則輸電線上損失的功率為9×1011 kW,C錯(cuò)誤.8.如圖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匝數(shù)比,加在原線圈的電壓為u1=311sin100t(V),霓虹燈正常工作的電阻R=440 k,I1I2表示原副線圈中的電流,下列判斷正確的是(BD )A.副線圈兩端電壓6220 V,副線圈中的電

9、流14.1 mAB.副線圈兩端電壓4400 V,副線圈中的電流10.0 mAC.I1<I2 D.I1>I2解析:由u1=311sin100t(V)知U1= V=220 V由得U2=4400 V I2=0.01 A 故A錯(cuò)誤,B正確.由,則I1>I2 故C錯(cuò)誤,D正確.9.如圖所示,變壓器的原線圈及兩個(gè)副線圈的匝數(shù)比為n1：n2：n3=4：2：1,所連接的三個(gè)燈消耗的電功率相同,則流過每個(gè)燈的電流之比I1：I2：I3=_,每個(gè)燈的電阻之比為R1：R2：R3=_.解析:理解變壓器每個(gè)線圈的電壓之比等于它們的匝數(shù)比,則U1：U2：U3=4：2：1,理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,

10、則有I1U1=I2U2+I3U3.又 I2U2=I3U3,則I2=I3-I3I1U1=2I2U2,則I2=I2=I2=I3 故I1：I2：I3=1：2：2三個(gè)燈泡消耗的功率相等,有I2_1R1=I2_2R2=I2_3R3 得R1：R2：R3=4：4：110.某小型實(shí)驗(yàn)水電站輸出功率是20 kW,輸電線路總電阻是6 .(1)若采用380 V輸電,求輸電線路損耗的功率.(2)若改用5000 V高壓輸電,用戶端利用n1：n2=22：1的變壓器降壓,求用戶得到的電壓.解析:(1)輸電線上的電流強(qiáng)度為I=A=52.63 A 輸電線路損耗的功率為 P損=I2R=52.632×6 W16620 W

11、=16.62 kW.(2)改用高壓輸電后,輸電線上的電流強(qiáng)度變?yōu)镮=A=4 A用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓U1=U-IR=(5000-4×6) V=4976 V根據(jù) 用戶得到的電壓為 U2=U1=×4976 V=226.18 V.11.如圖所示,一理想變壓器的原線圈接在電壓為220 V的正弦交流電源上,兩副線圈匝數(shù)分別為n2=16匝n3=144匝,通過理想二極管單刀雙擲開關(guān)與一只“36 V 18 W”的燈泡相連(燈泡電阻不變),當(dāng)開關(guān)接1時(shí),燈泡正常發(fā)光,求(1)原線圈的匝數(shù)n1;(2)當(dāng)開關(guān)接2時(shí),燈泡兩端電壓的有效值.解析:(1)根據(jù)變壓器電壓比解得原線圈匝數(shù)n1=8

12、80匝.(2)開關(guān)接2時(shí),有 解得副線圈上電壓為U=40 V設(shè)交變電流的周期為T 晶體二級(jí)管有單向?qū)щ娦?因此此時(shí)燈泡兩端電壓有效值為U=20 V.12.如圖所示是一種自行車上照明用的車頭燈發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖,轉(zhuǎn)軸的一端裝有一對(duì)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)的磁極,另一端裝有摩擦小輪.電樞線圈繞在固定的U形鐵芯上,自行車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),通過摩擦小輪帶電磁極轉(zhuǎn)動(dòng),使線圈中產(chǎn)生正弦交變電流,給車頭燈供電.已知自行車車輪半徑r=35 cm,摩擦小輪半徑r0=1.00 cm.線圈有n=800匝,線圈框橫截面積S=20 cm2,總電阻R1=40 .旋轉(zhuǎn)磁極的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.010 T,車頭燈電阻R2=10 .當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度=8 rad/s時(shí),求: (1)發(fā)電機(jī)磁極轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度;(2)車頭燈中電流的有效值.解析:(