2020高考物理 第10章第2讲 变压器 电能的输送③课后限时作业 新人教版

2020高考物理 第10章第2讲 变压器 电能的输送③课后限时作业 新人教版

变压器 电能的输送 ‎ 一、选择题(每小题5分，共25分)‎ ‎1．(2020届·江门检测)如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1＝1 100匝，副线圈匝数n2＝220匝，交流电源的电压u＝220sin100πt(V)，电阻R＝44 Ω，电压表、电流表为理想电表，则下列说法错误的是(　　)‎ A．交流电的频率为50 Hz B．电流表的示数为‎0.2 A C．电流表 的示数为 A D．电压表的示数为44 V ‎【解析】　由交流电源的电压瞬时值表达式可知，ω＝100π，所以频率f＝＝＝‎ ‎50 Hz，A正确；理想变压器的电压比等于线圈匝数比，即＝，其中原线圈电压的有效值U1＝220 V，U2＝U1＝44 V，故D正确；I2＝＝‎1 A，故C错误；由电流比与线圈匝数成反比，即＝，所以I1＝I2＝‎0.2 A，故B正确．综上所述，说法错误的是C项．‎ ‎【答案】　C ‎2．为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压．某变电所将电压u0＝11 000sin100πt V的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电所变压器(　　)‎ A．原、副线圈匝数比为50∶1‎ B．副线圈中电流的频率是50 Hz C．原线圈的导线比副线圈的要粗 D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和 ‎【解析】　u0＝11 000sin100πt V中的11 000指的是电压的最大值，有效值为11 000 V，则原、副线圈之间的匝数之比等于两线圈的电压之比，即50∶1，A正确；由ω＝100π可得频率为50 Hz，B正确；电流与匝数成反比，即原线圈的电流比副线圈电流要小，因此，副线圈的导线要比原线圈粗，C错误；居民小区各个用电器都是并联的，它们的电流总和等于副线圈中的电流，D错误．‎ ‎【答案】　A、B ‎3．理想变压器连接电路如图甲所示，当输入电压波形如图乙时，已知原副线圈的匝数比为10∶1，电流表读数为‎2 A，则(　　)‎ A．电压表读数282 V　　　　　　　　　　　B．电压表读数28.2 V C．输入功率为56.4 W 　　　　　　　　D．输入功率为40 W ‎【解析】　交流电表测得的是有效值，副线圈两端电压有效值为V＝20 V，故A、B错；理想变压器输入功率等于输出功率，即P入＝P出＝UI＝20×2 W＝40 W，故选项D正确．‎ ‎【答案】　D ‎4．(2020‎ 届·绍兴质检)如图所示是一台理想自耦变压器，在a、b之间接正弦交流电，A、V分别为理想交流电流表和交流电压表．若将调压端的滑动头P向上移动，则(　　)‎ A．电压表V的示数变大 B．电流表A的示数变小 C．变压器的输出功率变小 D．变压器的输入功率不变 ‎【解析】　考查变压器原理和规律以及动态变化．滑动头P向上移动，原线圈的匝数将变大，根据原副线圈的电压比＝，可判断副线圈的电压U2将变小，电压表示数变小，A错；根据电功率公式P＝，可知副线圈的输出功率变小，根据能量守恒，原线圈的输入功率也随之变小，故原线圈的电流应变小，电流表的示数变小，B、C正确， D错．‎ ‎【答案】　B、C　‎ ‎5.如图所示，一理想变压器接在电压为U的交流电源上，原线圈接入电路的匝数可以通过调节滑动触头P来改变.副线圈连接交流电流表、定值电阻R0和可变电阻R，则（ ）‎ A.保持P的位置不动，将R的阻值增大，电流表的读数变小 B.保持P的位置不动，将R的阻值增大，R0的电功率变大 C.保持R的阻值不变，将P向上滑动，电流表的读数变大 D.保持R的阻值不变，将P向上滑动，R0的电功率变大 ‎【解析】保持P的位置不变，即原、副线圈的匝数比n1/n2不变，故副线圈两端的电压U′恒定，将R的阻值增大时，由I=可知，副线圈中的电流变小，故电流表的读数变小，A正确；由P0=I2R0可知，R0的电功率减小，B错误；保持R的阻值不变，将P向上滑动时，原线圈的匝数n1增大，由U′=可知，副线圈上的电压变小，由I=可知，副线圈中的电流变小，C错误；由P0=I2R0可知，R0的电功率减小，D错误.‎ ‎【答案】A 二、非选择题(共35分)‎ ‎6．(10分)汽车等交通工具用电火花点燃汽油混合气，如图所示．已知汽车蓄电池电压为12 V，变压器匝数之比为1∶100，当开关S闭合后，火花塞上电压为多少？开关S从闭合到突然断开这一过程，可为火花塞提供瞬时高电压，产生电火花．蓄电池提供的是直流电，为什么变压器的副线圈也能得到高电压呢？‎ ‎【答案】　开关S闭合后，变压器原线圈中是恒定电流，铁芯中的磁通量不变，副线圈中没有感应电动势，火花塞上电压为零．当开关从闭合到突然断开，铁芯中磁通量突然变小，副线圈会产生一个瞬时高电压(脉冲高电压可达104 V左右)，使火花塞产生电火花．‎ ‎7．(12分)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1∶n2＝4∶1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等．a、b两端加一定交流电压后，求两电阻消耗的电功率之比和两电阻两端电压之比．‎ ‎【解析】　根据变压器原、副线圈电流比＝＝，‎ 设流过A电阻电流I1＝I，‎ 则流过B电阻电流为I2＝4I，‎ 所以功率比＝＝＝.‎ 两电阻两端电压比＝＝.‎ ‎【答案】　　 ‎8.（13分）水力发电具有防洪、防旱、减少污染多项功能，是功在当代、利在千秋的大事，现在水力发电已经成为我国的重要能源之一.某小河水流量为‎40 m3‎/s，现在欲在此河段安装一台发电功率为1 000千瓦的发电机发电.‎ ‎（1）设发电机输出电压为500 V，在输送途中允许的电阻为5 Ω，允许损耗总功率的5%，则所用升压变压器原、副线圈匝数比应是多少？‎ ‎（2）若所用发电机总效率为50%，要使发电机能发挥它的最佳效能，则拦河坝至少要建多高？（g取‎10 m/s2)‎ ‎【解析】（1）设送电电流为I，损耗的功率为P耗，导线电阻为R线，由P=I2R得：‎ I== A=‎100 A.‎ 设送电电压为U送，由P=IU得：‎