2019-2020年高考物理总复习 10.2变压器 电能的输送课时作业.doc

2019-2020年高考物理总复习 10.2变压器 电能的输送课时作业一、单项选择题1在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器如图所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是()解析：电流互感器应是测电流的，应串联在火线上，B、D错误；同时，由I1n1I2n2知要使I2n1，A正确，C错误答案：A2.如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1800和n2200的两个线圈，上线圈两端与u51sin314t V的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是()A2.0 V B9.0 VC12.7 V D144.0 V解析：由得U2，其中U1 V，解得U2 V9.0 V，因题中两线圈并非处于理想状态，会出现漏磁，所以交流电压表的读数小于9.0 V，A正确答案：A3随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U1，输电导线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常工作的电压为U2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是()A输电线上损耗的功率为B输电线上损耗的功率为C若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D采用更高的电压输电会降低输电的效率解析：设发电厂输出功率为P，则输电线上损耗的功率PPP0，PI2R，A、B错误；采用更高的电压输电，可以减小导线上的电流，故可以减少输电线上损耗的功率，C正确；采用更高的电压输电，输电线上损耗的功率减少，则发电厂输出的总功率减少，故可提高输电的效率，D错误答案：C4下图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n251，副线圈上的电阻R20 ，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关原线圈接正弦式交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光下列说法正确的是()A输入电压u的表达式u20sin50t VB只断开S2后，L1、L2均正常发光C只断开S2后，原线圈的输入功率增大D若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W解析：由题图知，Um20 V，T0.02 s，则100 rad/s，输入电压u20sin 100t V，A错误；由变压器的变压规律知，故U2 V4 V，由题中将S1接1、S2闭合时，灯泡L2正常发光可得，灯泡L2额定电压为4 V，当只断开S2后，副线圈两端电压不变，此时副线圈的负载为L1、L2串联，故L1、L2均不能正常发光，B错误；此时P出，副线圈负载R总增大，故P出减小，又P入P出，故原线圈的输入功率减小，C错误；当S1换接到2后，副线圈的负载仅是电阻R，故P W0.8 W，D正确答案：D5.为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦式交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示当开关S闭合后()AA1示数变大，A1与A2示数的比值变小BA1示数变大，A1与A2示数的比值变大CV2示数变小，V1与V2示数的比值变大DV2示数不变，V1与V2示数的比值不变解析：因为变压器的匝数与输入电压U1不变，所以电压表V1的示数和电压表V2的示数不变，C错误，D正确；当S闭合后，因为负载电阻减小，故副线圈中的电流I2增大，由于输入功率等于输出功率，所以I1也将增大，但因为变压器的匝数不变，A1与A2示数的比值不变，A、B错误答案：D二、多项选择题6某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电已知输电线的总电阻为R，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为41，降压变压器副线圈两端交变电压u220sin100t V，降压变压器的副线圈与阻值R011 的电阻组成闭合电路若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是()A通过R0电流的有效值是20 AB降压变压器T2原、副线圈的电压比为41C升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压D升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率解析：降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220 V，负载电阻为11 ，所以通过R0电流的有效值是20 A，A正确；降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为41，所以T2原、副线圈的电压比为41，B正确；升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压加上输电线上损失的电压，C错误，D正确答案：ABD7如图所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO转动，转轴OO垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2.保持线圈以恒定角速度转动，下列判断正确的是()A两电压表的示数之比U1U2n1n2B电压表V1示数等于NBL2C当可变电阻R的滑片P向上滑动时，电压表V2的示数变大D当可变电阻R的滑片P向上滑动时，变压器的输入功率减小解析：由理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可知，A正确；电压表V1示数为电压的有效值，等于，B错误；当可变电阻R的滑片P向上滑动时，R的有效阻值增大，U2不变，输出功率减小，输入功率减小，C错误，D正确答案：AD8如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光要使灯泡变亮，可以采取的方法有()A向下滑动PB增大交流电源的电压C增大交流电源的频率D减小电容器C的电容解析：向下滑动P，变压器副线圈电压降低，灯泡变暗，A错误；增大交流电源电压，副线圈电压升高，灯泡变亮，B正确；增大交流电源频率，电容器容抗减小，电流变大，灯泡变亮，C正确；减小电容器的电容，容抗增大，电流减小，灯泡变暗，D错误答案：BC三、非选择题9图甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的ut图象如图乙所示若只在ce间接一只Rce400 的电阻，或只在de间接一只Rde225 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为P80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；(2)求只在ce间接400 电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比.解析：(1)由图乙知周期T0.01 s，Uab最大值为Um400 V，所以角速度200 rad/s电压瞬时值uab400sin200t V(2)电压有效值U1200 V理想变压器输入电压P1P原线圈中的电流I1解得I1 A0.28 A(3)设ab间匝数为n1，则同理由题意知，解得代入数据得答案：(1)uab400sin200t V(2)0.28 A(3)10某小型实验水电站输出功率是20 kW，输电线总电阻为6 .(1)若采用380 V输电，求输电线路损耗的功率；(2)若改用5 000 V高压输电，用户端利用n1n2221的变压器降压，求用户得到的电压解析：(1)输电线上的电流为I A52.63 A输电线路损耗的功率为P损I2R52.6326 W16 620 W16.62 kW.(2)改用高压输电后，输电线上的电流为I A4 A用户端在变压器降压前获得的电压U1UIR(5 00046) V4 976 V根据，用户得到的电压为U2U14 976 V226.18 V.答案：(1)16.62 kW(2)226.18 V11如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数n1n231，原线圈电路中接有一量程为3 A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表一只和可变电阻R以及若干“6 V、6 W”的相同灯泡输入端交变电压u的图象如图乙所示(1)求图甲中电压表的读数；(2)要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数；(3)为满足第(2)问中要求，求可变电阻R应调到的电阻值解析：(1)根据图象可得原线圈电压的最大值U1m27 V其有效值为U127 V根据n1n2U1U2代入数据后可得U29 V即为电压表的读数(2)设原线圈中通过的电流为I1，副线圈中通过的电流为I2为使副线圈接入的灯泡最多，则I1取允许通过的最大电流的有效值为3 A根据U1I1U2I2代入数据后可得I29 A正常发光时每个灯泡中电流为I灯1 A所以允许接入的灯泡个数为n9盏(3)电阻R两端电压为URU2U灯3 V电阻阻值为R 答案：(1)9 V(2)9盏(3)