2019高中物理 第三章 電能的輸送與變壓器 3.2-3.3 電能的開發(fā)與利用練習(xí)（含解析）滬科選修3-2.docx

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電能的開發(fā)與利用課時演練促提升A組1.(多選)一理想變壓器的原線圈A、B兩端接入電壓為u=32sin 314t V的交變電流。原線圈匝數(shù)n1=100匝,副線圈匝數(shù)n2=200匝,則()A.將擊穿電壓為6 V的電容器接在C、D兩端,能正常工作B.把電磁打點(diǎn)計時器接在C、D兩端,打點(diǎn)周期為0.02 sC.把額定電壓為6 V的小燈泡接在C、D兩端,小燈泡能正常工作D.把交變電壓表接在C、D兩端時,電壓表讀數(shù)為8.48 V解析:交變電流的周期T=2=0.02s,有效值U1=3V,變壓器不改變交變電流的頻率,故選項B正確;由U1U2=n1n2,得U2=n2n1U1=6V,變壓器輸出電壓的峰值為62V,故大于電容器的擊穿電壓,選項A、D錯誤,選項C正確。答案:BC2.(多選)理想變壓器原、副線圈兩側(cè)一定相同的物理量有()A.交變電流的頻率B.交變電流的功率C.磁通量的變化率D.交變電流的最大值答案:ABC3.關(guān)于理想變壓器特點(diǎn)的下列說法中正確的是()A.理想變壓器能夠使電壓升高,同時電流變大B.原副線圈具有相同的磁通量及變化率,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也相同C.原副線圈沒有電阻,鐵心中不會產(chǎn)生渦流D.原線圈往往匝數(shù)少,繞線粗,電流大解析:理想變壓器原副線圈功率相等,即U1I1=U2I2,不可能同時使電壓升高,電流增大,選項A錯誤;原副線圈匝數(shù)不同,感應(yīng)電動勢不同,選項B錯誤;理想變壓器不考慮繞線銅損,鐵心的熱損,當(dāng)然要求線圈無電阻,鐵心不產(chǎn)生渦流,選項C正確;原副線圈中匝數(shù)少的一邊,電流大,繞線粗,但不一定作為原線圈使用,選項D錯誤。答案:C4.(多選)如圖所示的理想變壓器,原線圈接交變電流源,副線圈有中心抽頭,副線圈回路接負(fù)載電阻R,當(dāng)把開關(guān)S由1撥到2后()A.副線圈中電流將增大B.副線圈中電流將減小C.原線圈中電流將增大D.原線圈中電流將減小解析:變壓器原線圈中的電壓不變,當(dāng)開關(guān)接1時,副線圈匝數(shù)多,負(fù)載兩端電壓高,原副線圈中的電流都大;當(dāng)開關(guān)接2時,副線圈的匝數(shù)少,負(fù)載兩端的電壓低,原副線圈中的電流都小。答案:BD5.(多選)理想變壓器正常工作時,原、副線圈中的電流為I1、I2,電壓為U1、U2,功率為P1、P2,關(guān)于它們之間的關(guān)系,下列說法中正確的是()A.I1由I2決定B.U2與負(fù)載有關(guān)C.P1由P2決定D.以上說法都不正確解析:對理想變壓器的電流關(guān)系可寫成I1=n2n1I2,原線圈中的電流與副線圈中的電流成正比,所以原線圈中的電流由副線圈中的電流決定;功率關(guān)系為:負(fù)載用多少,原線圈端就輸入多少,因此選項A、C正確。答案:AC6.如圖所示,一理想變壓器,原、副線圈匝數(shù)比為101,把原線圈接入u=2202sin 100t V交流電源,那么()A.用交變電壓表測量輸出電壓為222 VB.副線圈交變電流的頻率為100 HzC.副線圈接入R=22 的電阻,則原線圈的電流為1 AD.副線圈接入R=22 的負(fù)載,則變壓器的輸出功率為22 W解析:從瞬時值方程得知:交變電流的頻率為50Hz,原線圈電壓有效值為220V,根據(jù)變壓比公式可計算得副線圈兩端的電壓為22V,選項D正確。答案:D7.將輸入電壓為220 V、輸出電壓為6 V的理想變壓器改繞成輸出電壓為30 V的變壓器,副線圈原來是30匝,原線圈匝數(shù)不變,則副線圈新增匝數(shù)為()A.120匝B.150匝C.180匝D.220匝解析:由變壓比U1U2=n1n2,知2206=n130,所以n1=1100匝,當(dāng)U2=30V時,22030=n1n2,所以n2=150匝,故n2=n2-n2=120匝。答案:A8.如圖所示,一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為31,副線圈接三個相同的燈泡,均能正常發(fā)光,若在原線圈所在電路上再串聯(lián)一相同燈泡L,則(設(shè)電源有效值不變)()A.燈L與三燈亮度相同B.燈L比三燈都暗C.燈L將會被燒壞D.無法判斷其亮度情況解析:由于電源有效值不變,設(shè)為U,當(dāng)在原線圈所在電路上再串聯(lián)一相同燈泡L時,燈L與線圈分壓,設(shè)原線圈兩端的電壓為U1,則U1=U-UL,其中UL為燈泡L兩端電壓,UL=I1RL,設(shè)此時接入副線圈的每只燈泡中的電流為I,則副線圈輸出電流I2=3I,據(jù)電流與匝數(shù)關(guān)系I1I2=n2n1=13得I1=n2n1I2=I,即四只燈泡中的電流相同,故亮度相同。答案:A9.實(shí)驗(yàn)室中一只小發(fā)電機(jī)可輸出交變電壓u=112sin 100t V,為使規(guī)格為“220 V 60 W”的白熾燈正常發(fā)光,必須接上一只變壓器,試求這只變壓器原副線圈的匝數(shù)比及原線圈中的電流;在繞制這只變壓器時使用的導(dǎo)線有粗、細(xì)兩種不同的規(guī)格,原線圈應(yīng)該用哪一種導(dǎo)線?解析:由交變電壓的瞬時值知,U1=11V,根據(jù)變壓器的電壓關(guān)系U1U2=n1n2得n1n2=120,在原線圈中由功率知P=U1I1,得I1=PU1=6011A=5.5A,原線圈中的電流大,使用粗導(dǎo)線。答案:1205.5 A粗導(dǎo)線B組1.(2014上海檢測)鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖(a)所示,圖(a)中電流表的讀數(shù)為1.2 A,圖(b)中用同一電纜線繞了3匝,則()A.這種電流表能測直流電流,圖(b)的讀數(shù)為2.4 AB.這種電流表能測交流電流,圖(b)的讀數(shù)為0.4 AC.這種電流表能測交流電流,圖(b)的讀數(shù)為3.6 AD.這種電流表既能測直流電流,又能測交流電流,圖(b)的讀數(shù)為3.6 A解析:該鉗形電流表的工作原理為電磁感應(yīng)現(xiàn)象,所以只能測交流電流,且磁感應(yīng)強(qiáng)度與匝數(shù)成正比,選項C正確。答案:C2.(2014江蘇徐州檢測)在變電所,經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測電網(wǎng)上的強(qiáng)電流,使用的儀器是電流互感器。如圖所示的四個圖中,能正確反映其工作原理的是()解析:電流互感器是測電流的,應(yīng)串聯(lián)在火線上,選項B、D錯誤;由變壓器電流關(guān)系n1I1=n2I2,要使I2n1,選項A正確、選項C錯誤。答案:A3.(多選)(2014浙江金華檢測)如圖所示,某理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)均可調(diào)節(jié),原線圈兩端電壓為一最大值不變的正弦式交變電流,在其他條件不變的情況下,為了使變壓器輸入功率增大,可使()A.原線圈匝數(shù)n1增加B.副線圈匝數(shù)n2增加C.負(fù)載電阻R的阻值增大D.負(fù)載電阻R的阻值減小解析:由U1U2=n1n2,P出=U22R,可得P出=U12n22n12R,又因?yàn)镻入=P出,所以P入=U12n22n12R,分析可得選項B、D正確。答案:BD4.如圖所示,理想變壓器的原線圈接入u=11 0002sin 100t V的交變電壓,副線圈通過電阻r=6 的導(dǎo)線對“220 V880 W”的電器RL供電,該電器正常工作。由此可知()A.原、副線圈的匝數(shù)比為501B.交變電壓的頻率為100 HzC.副線圈中電流的有效值為4 AD.變壓器的輸入功率為880 W解析:根據(jù)接入電壓u=110002sin100t,輸入電壓有效值為11000V,要使“220V/880W”的電器正常工作,則通過用電器的電流為I=PU=4A,副線圈輸出電壓為U出=Ir+U=46V+220V=244V,原副線圈匝數(shù)比等于輸入電壓與輸出電壓之比,為275061,選項A錯誤、選項C正確;交變電流的頻率f=2=1002=50Hz,選項B錯誤;變壓器的輸出功率P出=PRL+Pr=880W+426W=976W,選項D錯誤。答案:C5.(2014福建漳州檢測)如圖所示,降壓變壓器的變壓系數(shù)是3,即初級線圈的匝數(shù)與次級線圈的匝數(shù)之比是31。初級線圈的輸入電壓是660 V,次級線圈的電阻為0.2 ,用這臺變壓器供給100盞標(biāo)有“220 V60 W”的電燈用電。求:(1)空載時次級線圈的端電壓和輸出功率;(2)接通時次級線圈的端電壓;(3)每盞燈的實(shí)際功率。解析:(1)將變壓器視為理想變壓器。設(shè)空載時次級線圈的輸出電壓為U2,由n2n1=U2U1,得到U2=n2n1U1=220V,因?yàn)榭蛰d,次級線圈的負(fù)載電阻R2,次級線圈中的電流為零,所以I2=0,P=I2U2=0。(2)接通電路后,100盞燈并聯(lián)的總電阻為R外=R100=U額2P額1008.07,次級線圈中的電流I2=U2R外+R線=2208.07+0.2A,電燈兩端電壓:U2=I2R外214.68V。(3)每盞燈的實(shí)際功率P=I2100U2=220214.688.27100W=57.1W。答案:(1)220 V0(2)214.68 V(3)57.1 W6.(2014河南濮陽檢測)某發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出功率P=100 kW,發(fā)電機(jī)端電壓U=250 V,向遠(yuǎn)處送電的輸電線的總電阻R=8 。要使傳輸電線上的功率損失不超過輸送功率的5%,用戶得到的電壓又正好是220 V,那么:(1)應(yīng)該怎樣安裝變壓器?畫出輸電線路的示意圖;(2)求出所用的變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比。解析:(1)只要安裝一臺升壓變壓器和一臺降壓變壓器,輸電線路示意圖如圖所示。(2)按題意,P損=5%P=0.05100103W=5103W。設(shè)輸電線路中的電流為I,P損=I2R,I=P損R=51038A=25A。輸送電壓U2=PI=10010325V=4000V,對升壓變壓器n1n2=U1U2=2504000=116,輸電線路上損失電壓U損=IR=258V=200V,降壓變壓器原線圈n3兩端電壓U3=U2-U損=(4000-200)V=3800V,用戶在副線圈n4兩端得到電壓U4=220V,所以n3n4=U3U4=3800220=19011。即升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為116;降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為19011。答案:見解析