高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)四十四 理想變壓器電能的輸送-人教版高三物理試題

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1、課時(shí)作業(yè) 四十四 理想變壓器 電能的輸送 (限時(shí):45分鐘) (班級(jí)________ 姓名________) 1.(多選)如圖所示,一理想變壓器給串聯(lián)的定值電阻R1和滑動(dòng)變阻器R2供電,已知原線圈電壓不變,滑動(dòng)變阻器的最大阻值大于定值電阻,開(kāi)始滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭位于最上端.在滑動(dòng)觸頭緩慢下移的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(  ) 第1題圖                           A.原線圈電流逐漸增大    B.R1電壓逐漸增大   C.R2功率逐漸減小      D.R2功率先增大后減小 2.(多選)如圖,理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓

2、相同的燈泡a和b.當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí),兩燈泡均能正常發(fā)光.下列說(shuō)法正確的是(  ) 第2題圖   A.原、副線圈砸數(shù)之比為9∶1   B.原、副線圈砸數(shù)之比為1∶9   C.此時(shí)a和b的電功率之比為9∶1   D.此時(shí)a和b的電功率之比為1∶9 3.(多選)如圖,將額定電壓為60 V的用電器,通過(guò)一理想變壓器接在正弦交變電源上,閉合開(kāi)關(guān)S后,用電器正常工作,交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220 V和2.2 A,以下判斷正確的是(  ) 第3題圖 A.變壓器輸入功率為484 W B.通過(guò)原線圈的電流的有效值為0.6

3、A C.通過(guò)副線圈的電流的最大值為2.2 A D.變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=11∶3 4.(17年南京模擬)(多選)如圖甲所示是家用臺(tái)燈亮度調(diào)節(jié)原理圖,理想自耦變壓器的a、b間接入如圖乙所示正弦交流電壓.交流電流表A為理想電表,燈泡額定電壓為15 V、額定功率30 W(設(shè)燈泡的電阻值保持不變),當(dāng)P在c處時(shí)燈泡正常發(fā)光.下列描述正確的有(  ) 甲             乙 第4題圖 A.燈泡正常發(fā)光時(shí)變壓器線圈的總匝數(shù)與c點(diǎn)下方的匝數(shù)之比為44∶3 B.當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)電流表的讀數(shù)為2 A C.將調(diào)壓端的滑動(dòng)觸頭P向下移動(dòng)時(shí),變壓器的輸入功率

4、變小 D.將調(diào)壓端的滑動(dòng)觸頭P向下移動(dòng)時(shí),變壓器的輸入電壓變小 5.(多選)如圖所示為某供電系統(tǒng),由交流發(fā)電機(jī)和理想變壓器組成.發(fā)動(dòng)機(jī)中矩形線圈的電阻不計(jì),它可繞水平軸OO′在水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng).變壓器的原副線圈匝數(shù)N1=100匝,一個(gè)副線圈N2對(duì)燈泡供電,另一個(gè)副線圈N3與電壓表V3相連,且N2=50匝,N3=1匝.則(  ) 第5題圖 A.變壓器鐵芯中磁通量最大時(shí),穿線原線圈N1與副線圈N2的磁通量之比為2∶1 B.變壓器鐵芯中磁通量為零時(shí),穿線原線圈N1與副線圈N2的磁通量變化率之比為2∶1 C.電壓表V1、V2、V3的示數(shù)之比U1:U2∶U

5、3=100∶50∶1 D.如果角速度ω變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則電壓表V1、V2、V3的示數(shù)都變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 6.(多選)某發(fā)電廠給遠(yuǎn)處輸送一定功率的電能,為減少輸電線路的損耗,在技術(shù)允許的情況下,不改變輸電線路僅改變升壓變壓器和降壓變壓器的匝數(shù)比來(lái)實(shí)現(xiàn)(發(fā)電機(jī)輸出電壓不變且保證用戶電壓);為達(dá)到使線路損耗功率變?yōu)樵瓉?lái)的1/4,下述措施正確的是(  ) A.將升壓變壓器副線圈與原線圈的匝數(shù)比變?yōu)樵龎鹤儔浩髟褦?shù)比的4倍 B.將升壓變壓器副線圈與原線圈的匝數(shù)比變?yōu)樵龎鹤儔浩髟褦?shù)比的2倍 C.將降壓變壓器原線圈與副線圈的匝數(shù)比變?yōu)樵祲鹤儔浩髟褦?shù)比的2倍 D.將降

6、壓變壓器原線圈與副線圈的匝數(shù)比變?yōu)楸仍祲鹤儔浩髟褦?shù)比的2倍大一點(diǎn) 7.(多選)在如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中,升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器,發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變,隨著發(fā)電廠輸出功率的增大,下列說(shuō)法中正確的有(  ) 第7題圖   A.升壓變壓器的輸出電壓增大   B.降壓變壓器的輸出電壓增大   C.輸電線上損耗的功率增大   D.輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大 8.如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一矩形線圈繞垂直于磁感線的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈通過(guò)電刷與理想變壓器原線圈相連,副線圈接一滑動(dòng)變阻器R,原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,要使理

7、想電流表的示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,下列措施可行的是(  ) 第8題圖 A.n2和R都增大為原來(lái)的2倍 B.n2和ω增大為原來(lái)的2倍 C.ω和R都增大為原來(lái)的2倍 D.磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大為原來(lái)的2倍 9.交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng).一小型發(fā)電機(jī)的線圈共220匝,線圈面積S=0.05 m2,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為50 Hz,線圈內(nèi)阻不計(jì),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B= T.用此發(fā)電機(jī)所發(fā)出的交流電帶動(dòng)兩個(gè)標(biāo)有“220 V 11 kW”的電動(dòng)機(jī)正常工作,需在發(fā)電機(jī)的輸出端a、b與電機(jī)之間接一個(gè)理想變壓器,電路如圖所示,求: (1)與變壓器原線

8、圈串聯(lián)的交流電流表的示數(shù)為多大? (2)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為多少? (3)發(fā)電機(jī)的輸出電壓為多少? 第9題圖 10.發(fā)電機(jī)的端電壓為220 V,輸出電功率為44 kW,輸電導(dǎo)線的電阻為0.2 Ω,如果用原、副線圈匝數(shù)之比為1∶10的升壓變壓器升壓,經(jīng)輸電線路后再用原、副線圈匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶. (1)求用戶得到的電壓和功率; (2)若不經(jīng)過(guò)變壓而直接送到用戶,求用戶得到的功率和電壓. 課時(shí)作業(yè)(四十四) 理想變壓器 電能的輸送1.ABD

9、 【解析】 此題為變壓器定壓情況的相關(guān)討論.P下滑R2由最大值逐漸減小,在電壓不變情況下副線圈電流增大,所以R1電壓增大,變壓器輸入電流亦增大,AB兩選項(xiàng)正確;對(duì)R2功率討論運(yùn)用類比法,將R1看作電源內(nèi)阻,利用前面直流電路結(jié)論——內(nèi)外阻相等時(shí)電源輸出功率最大,C選項(xiàng)錯(cuò)誤,D選項(xiàng)正確;選ABD. 2.AD 【解析】 由題中信息可得:變壓器輸入端電壓U1=10U-1U=9U,輸出端U2=U,根據(jù)匝數(shù)比關(guān)系有:===.①,故A正確、B錯(cuò)誤;Pa=UI1.②,Pb=UI2.③,綜合可得=.選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確;選AD. 3.BD 【解析】 用電器正常工作,則知變壓器輸出電壓U2=60 V,理想變壓器

10、輸入功率等于輸出功率,則P1=P2=U2I2=60×2.2 W=132 W,故A錯(cuò);通過(guò)原線圈的電流為I1== A=0.6 A,故B對(duì);通過(guò)副線圈的電流最大值為I2m=2.2× A≈3.1 A,故C錯(cuò);變壓器原、副線圈匝數(shù)比為===,故D對(duì). 4.AC 【解析】 由乙圖知變壓器輸入電壓最大值為311 V,故U1==220V,所以==,A選項(xiàng)正確;燈泡正常發(fā)光時(shí),P入=P出=30 W,所以I1==0.136A,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;P向下移動(dòng)時(shí),n2減小,U2減小,輸出功率減小,故輸入功率減小,C選項(xiàng)正確;變壓器的輸入電壓不變,D選項(xiàng)錯(cuò)誤. 5.CD 【解析】 理想變壓器原、副線圈鐵芯中磁通以及磁通變

11、化率時(shí)刻相同,故AB兩選項(xiàng)都錯(cuò);電壓表測(cè)量有效值,根據(jù)電壓比關(guān)系有U1∶U2∶U3=N1∶N2∶N3=100∶50∶1.C正確;根據(jù)Em=nBSω,轉(zhuǎn)速加倍,電動(dòng)勢(shì)最大值加倍,有效值也加倍,三電表示數(shù)亦加倍.D選項(xiàng)正確.故選CD. 6.BD 【解析】 線路損耗功率 P損=I2R線,線路電阻不變,要使損耗功率變?yōu)樵瓉?lái),則電流變?yōu)樵瓉?lái);輸送功率P輸=UI,電流變?yōu)橐话耄噬龎鹤儔浩鬏敵鲭妷簯?yīng)加倍,而原電壓不變,所以升壓變壓器副線圈與原線圈的匝數(shù)比變?yōu)樵瓉?lái)2倍,A錯(cuò)B正確;電流減小,線路損耗電壓亦減小,故降壓變壓器的輸入電壓將大于原來(lái)的2倍,而用戶所用電壓——副線圈電壓不變,故降壓變壓器的原副線圈

12、匝數(shù)比應(yīng)大于原來(lái)匝數(shù)比的2倍,C錯(cuò)D對(duì).選BD. 7.CD 【解析】 輸入電壓決定輸出電壓,輸入電壓不變,所以輸出電壓不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由I=,U損=IR,U3=U2-U損,因P變大,I變大,所以U損變大,所以降壓變壓器初級(jí)電壓U3變小,B錯(cuò)誤;電路中損失的功率為P損=()2R,因P變大,所以P損變大,C正確;==,因P變大,所以比值變大,D正確;故選CD. 8.A 【解析】 發(fā)電機(jī)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em=nBSω;變壓器輸入電壓有效值U1=;根據(jù)變壓比公式,有:=;根據(jù)歐姆定律有:I2=;根據(jù)變流比公式有:=;聯(lián)立解得:I1=;若n2和R都增大為原來(lái)2倍,根據(jù)I1=,電流變?yōu)樵瓉?lái)2倍,

13、故A正確;若n2和ω增大為原來(lái)2倍,根據(jù)I1=,電流增大為原來(lái)8倍,故B錯(cuò);若ω和R都增大為原來(lái)2倍 ,根據(jù)I1=,電流不變,C錯(cuò);若磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大為原來(lái)2倍,仍根據(jù)I1=,發(fā)電流應(yīng)增大為原來(lái)2倍,D選項(xiàng)錯(cuò)誤. 9.(1)20 A (2)5∶1  (3)1100 V 【解析】 (1)Em=NBSw=1100 V 所以U1==1100 V P入=P出=2Pm=22 kW 故電流表示數(shù) I1==20 A (2)副線圈電流I2== A=100 A,所以

14、,==5∶1. (3)由(1)可知U=1100 V. 10.(1)219.6 V 43.92 kW (2)180 V 36 kW 【解析】 依題意可畫(huà)出輸電線路圖如圖所示. 第10題圖 (1)升壓變壓器副線圈的輸出電壓 U2=U1=2200 V 由P=U1I1得升壓變壓器原線圈輸入電流I1==200 A 則升壓變壓器副線圈輸出電流 I2=I1=20 A 輸電線路上的電壓損失和功率損失分別為 UR=I2R=4 V,PR=IR=0.08 kW 加到降壓變壓器原線圈上的輸入電流和電壓分別為 I3=I2=20 A,U3=U2-UR=2 196 V 降壓變壓器副線圈的輸出電壓和電流分別為 U4=U3=219.6 V, I4=I3=200 A 用戶得到的功率P4=U4I4=43.92 kW. (2)若不采用高壓輸電,線路損失電壓為 UR′=I1R=40 V 用戶得到的電壓U′=U1-UR′=180 V 用戶得到的功率為P′=U′I1=36 kW.

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