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1、課時(shí)作業(yè)38 變壓器 電能的輸送
時(shí)間:45分鐘
1.如圖所示,理想變壓器的原線圈接在u=220sinπt(V)的交流電源上,副線圈接在負(fù)載電阻R=5.5 Ω,原副線圈匝數(shù)之比為201,交流電流表、電壓表均為理想電表,下列說(shuō)法正確的是( B )
A.交流電壓表的讀數(shù)為15.6 V
B.交流電流表的讀數(shù)為0.1 A
C.副線圈輸出交變電流的周期為50 s
D.原線圈的輸入功率為22 W
解析:由題意知,原線圈電壓有效值為220 V,原、副線圈匝數(shù)之比為201,由=,得U2=U1=220× V=11 V,電壓表的讀數(shù)為有效值,即U2=11 V,故A錯(cuò)誤;副線圈的電流為I2
2、== A=2 A,故=,得I1=I2=×2 A=0.1 A,故B正確;由u=220sinπt(V),可知ω=π,由ω=,解得:T==2 s,理想變壓器不改變周期,故C錯(cuò)誤;原線圈中的輸入功率為P入=U1I1=220×0.1 W=22 W,故D錯(cuò)誤.
2.一含有理想變壓器的電路如圖所示,變壓器原副線圈匝數(shù)比n1n2=21,圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別是4 Ω、2 Ω和3 Ω,U為有效值恒定的正弦交流電源.當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),理想電流表的示數(shù)為I,當(dāng)S閉合時(shí),電流表的示數(shù)為( D )
A.I B.I
C.I D.2I
解析:設(shè)S閉合時(shí),電流表示數(shù)為I1,對(duì)理想變壓器有P入
3、=P出,=,則開(kāi)關(guān)閉合時(shí)有I1U-IR1=(2I1)2R2,開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)有IU-I2R1=(2I)2(R2+R3),解得I1=2I,故D項(xiàng)正確.
3.(多選)如圖所示的電路中,P為滑動(dòng)變阻器的滑片,保持理想變壓器的輸入電壓U1不變,閉合開(kāi)關(guān)S,下列說(shuō)法正確的是( BD )
A.P向下滑動(dòng)時(shí),燈L變亮
B.P向下滑動(dòng)時(shí),變壓器的輸出電壓不變
C.P向上滑動(dòng)時(shí),變壓器的輸入電流變小
D.P向上滑動(dòng)時(shí),變壓器的輸出功率變大
解析:對(duì)于理想變壓器U2=U1,U1不變則U2不變,與調(diào)節(jié)P無(wú)關(guān),故B正確.又UL=U2,所以燈的亮度不變,A錯(cuò).P向上滑動(dòng)時(shí)RP減小,則R總減小,P出=增大,P入
4、=P出=U1I1,所以I1增大,可知C錯(cuò)誤,D正確.
4.如圖所示,理想變壓器原線圈接有交流電源,當(dāng)副線圈上的滑片P處于圖示位置時(shí),燈泡能發(fā)光,若將滑片P上移(電壓表和電流表均為理想電表),則( D )
A.電容器的容抗增大
B.電流表的示數(shù)減小
C.變壓器的輸入功率減小
D.燈泡L變亮
解析:本題考查變壓器的動(dòng)態(tài)變化,由副線圈的匝數(shù)變化引起.變壓器不改變電流的頻率,所以頻率不變,電容器的容抗不變,故A錯(cuò)誤;滑片P向上移,副線圈的匝數(shù)增加,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比,知副線圈兩端的電壓變大,電壓表的示數(shù)變大,電流表的示數(shù)變大,故B錯(cuò)誤;根據(jù)P=IU可知,變壓器的輸出功率變大,則輸入功
5、率變大,故C錯(cuò)誤;因電容器的容抗不變,而燈泡和電容器兩端電壓之和變大,則燈泡的電流變大,燈泡變亮,選項(xiàng)D正確.
5.如圖所示,理想變壓器副線圈接有兩個(gè)相同的燈泡L1和L2,R為光敏電阻,受光照時(shí)其阻值減小.開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),要減小變壓器的輸入功率,可采用的方法是( A )
A.只增加原線圈的匝數(shù) B.只增加副線圈的匝數(shù)
C.閉合開(kāi)關(guān)S D.用手電筒照射電阻R
解析:輸入功率由輸出功率決定,副線圈上的功率P2=.只增加原線圈匝數(shù),U2減小,P2減小,P1減小,故A正確;只增加副線圈匝數(shù),U2增加,P2增大,P1增大,故B錯(cuò)誤;閉合S,副線圈上的總電阻變小,P2增大,P1增大,
6、故C錯(cuò)誤;用手電簡(jiǎn)照射R,光敏電阻阻值減小,副線圈上的總電阻R變小,P2增大,P1增大,故D錯(cuò)誤.
6.如圖所示電路中,變壓器為理想變壓器,a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端,R0為定值電阻,R為滑動(dòng)變阻器.現(xiàn)將變阻器的滑片從一個(gè)位置滑動(dòng)到另一位置,觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2 A,電流表A2的示數(shù)增大了0.8 A,則下列說(shuō)法正確的是( D )
A.電壓表V1示數(shù)增大
B.電壓表V2、V3示數(shù)均增大
C.該變壓器起升壓作用
D.變阻器滑片是沿c→d的方向滑動(dòng)
解析:電壓表V1的示數(shù)和a、b間電壓的有效值相同,滑片滑動(dòng)時(shí)V1示數(shù)不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電壓表V2測(cè)量的電壓為副
7、線圈兩端的電壓,原、副線圈匝數(shù)不變,輸入電壓不變,故V2示數(shù)不變,V3示數(shù)為V2示數(shù)減去R0兩端電壓,兩線圈中電流增大,易知R0兩端電壓升高,故V3示數(shù)減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;理想變壓器U1I1=U2I2,則U1ΔI1=U2ΔI2,ΔI2>ΔI1,故U2
8、1接a,S2接c時(shí),電流表的示數(shù)為I,下列說(shuō)法正確的是( C )
A.當(dāng)S1接a,S2接d時(shí),電流為2I
B.當(dāng)S1接a,S2接d時(shí),電流為
C.當(dāng)S1接b,S2接c時(shí),電流為4I
D.當(dāng)S1接b,S2接d時(shí),電流為
解析:設(shè)S1、S2分別接a、c時(shí),匝數(shù)比為n1n2,則輸出電壓U2=U,功率P=UI=;在S1、S2分別接a、d時(shí),輸出電壓U2′=,功率P′=UI′=,解得I′=I,所以A、B項(xiàng)均錯(cuò)誤,同理可知,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤.
8.如圖所示,甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖,乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的圖象,則( D )
A.用戶(hù)用電器上交流電的頻率是100 Hz
9、B.發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值是500 V
C.輸電線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定
D.當(dāng)用戶(hù)用電器的總電阻增大時(shí),輸電線上損失的功率減小
解析:由圖乙知,交流電的周期為0.02 s,所以頻率f==50 Hz,A錯(cuò)誤.發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓最大值為Um=500 V,故有效值U==250 V,B錯(cuò)誤.輸電線電流I線=,可見(jiàn)I線與R線及用戶(hù)電路有關(guān),C錯(cuò)誤.當(dāng)用戶(hù)用電器總電阻增大時(shí),P用減小,I用減小,I線減小,輸電線上損失的電功率P損=IR線減小,D正確.
9.(2019·河南鄭州檢測(cè))如圖所示的電路中,R為光敏電阻(增大照射光的強(qiáng)度電阻會(huì)減小)、C為電容器,燈泡L的額
10、定電壓為50 V,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為21.閉合開(kāi)關(guān)S,在a、b兩端輸入正弦式交變電流u=100sin10πt(V),則下列說(shuō)法正確的是( C )
A.燈泡會(huì)正常發(fā)光
B.光敏電阻中的電流和燈泡中的電流相等
C.增大照射光的強(qiáng)度照射光敏電阻,燈泡會(huì)變亮
D.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S,燈泡會(huì)熄滅
解析:由題可知,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為21,原線圈兩端的電壓的有效值為100 V,根據(jù)=,可知副線圈兩端的電壓的有效值為50 V,由于電容器和光敏電阻都會(huì)阻礙交變電流的通過(guò),因此燈泡兩端的電壓小于50 V,不會(huì)正常發(fā)光,A錯(cuò)誤;由于電容器能通交流,因此光敏電阻R中的電流小于燈泡
11、中的電流,B錯(cuò)誤;增大照射光的強(qiáng)度照射光敏電阻,光敏電阻的阻值減小,因此燈泡中的電流增大,燈泡會(huì)變亮,C正確;斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,由于電容器能通交流,因此燈泡不會(huì)熄滅,D錯(cuò)誤.
10.(2019·江西上饒六校一聯(lián))如圖所示,一正弦交流電瞬時(shí)值表達(dá)式為e=220sin100πt(V),通過(guò)一個(gè)理想電流表,接在一個(gè)理想變壓器兩端,變壓器起到降壓作用,開(kāi)關(guān)S閉合前后,A、B兩端輸出的電功率相等,以下說(shuō)法正確的是( D )
A.流過(guò)r的電流方向每秒鐘變化50次
B.變壓器原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)
C.開(kāi)關(guān)從斷開(kāi)到閉合時(shí),電流表示數(shù)變小
D.R=r
解析:由正弦交流電瞬時(shí)值表達(dá)式知交流電的頻率f
12、= Hz=50 Hz,因變壓器不改變交流電的頻率,所以流過(guò)r的電流方向每秒鐘變化100次,A錯(cuò)誤;降壓變壓器原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù),B錯(cuò)誤;開(kāi)關(guān)從斷開(kāi)到閉合時(shí),副線圈回路總電阻減小,副線圈兩端電壓不變,所以副線圈回路中電流增大,再根據(jù)I1U1=I2U2知原線圈電流即電流表示數(shù)變大,C錯(cuò)誤;開(kāi)關(guān)閉合前,A、B兩端輸出的電功率為PAB=2R,開(kāi)關(guān)閉合后,A、B兩端輸出的電功率為PAB′=2=·2R,又開(kāi)關(guān)閉合前后,A、B兩端輸出功率相等,則有PAB=PAB′,解得R=r,D正確.
11.(2019·山東濰坊檢測(cè))如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器,R為輸電線的等效電阻
13、.保持交流發(fā)電機(jī)輸出電壓不變,若電壓表示數(shù)變小,下列判斷正確的是( D )
A.電流表示數(shù)變小
B.降壓變壓器原副線圈兩端的電壓之比變小
C.升壓變壓器輸出電壓變小
D.輸電線損失的功率變大
解析:電壓表示數(shù)變小,說(shuō)明降壓變壓器的次級(jí)電壓減小,則初級(jí)電壓減小,因保持交流發(fā)電機(jī)輸出電壓不變,則升壓變壓器的初級(jí)電壓不變,次級(jí)電壓不變,可知導(dǎo)線上的電壓損失變大,即導(dǎo)線上的電流變大,輸電線損失的功率變大,電流表的示數(shù)變大,A錯(cuò)誤,D正確;降壓變壓器原副線圈兩端的電壓之比等于匝數(shù)之比,則降壓變壓器原副線圈兩端的電壓之比不變,B錯(cuò)誤;升壓變壓器輸出電壓由匝數(shù)比和輸入電壓決定,則升壓變壓器輸出
14、電壓不變,C錯(cuò)誤.
12.(2019·山東濟(jì)寧一模)(多選)如圖甲所示,理想變壓器的原、副線圈共接有四個(gè)規(guī)格完全相同的小燈泡,在原線圈所在電路的A、B端輸入的交變電流的電壓如圖乙所示,四個(gè)燈泡均正常發(fā)光.下列說(shuō)法正確的是( BD )
A.原、副線圈的匝數(shù)比為41
B.燈泡的額定電壓為55 V
C.原線圈兩端的電壓為220 V
D.若副線圈再并聯(lián)一規(guī)格相同的燈泡,燈泡L1有可能被燒壞
解析:設(shè)每只燈的額定電流為I,額定電壓為U,因并聯(lián)在副線圈兩端的三只小燈泡正常發(fā)光,所以副線圈中的總電流為3I,原副線圈電流之比為13,所以原、副線圈的匝數(shù)之比為31,所以原線圈電壓為3U,而
15、燈泡L1的電壓也為U,所以電源的電壓為4U=220 V,而副線圈電壓為U=55 V,原線圈電壓為3U=165 V,故A、C錯(cuò)誤,B正確;若副線圈再并聯(lián)一規(guī)格相同的燈泡,則有==,==,解得燈泡L1兩端電壓為UL′=I1′R=110 V>55 V,故燈泡L1有可能被燒壞,故D正確.
13.(2019·福建龍巖質(zhì)檢)(多選)如圖所示,有一個(gè)“口口”形鐵芯上繞有兩個(gè)線圈,鐵芯的三個(gè)豎直部分截面積相同,當(dāng)線圈通電時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)都不能穿出鐵芯,并且在分支處分成完全相等的兩部分,現(xiàn)在給線圈1加電壓為U0的正弦式交流電,2接一負(fù)載電阻,此時(shí)線圈1中的電流為I0,線圈2中的電流為I0,則線圈1、2的匝數(shù)比k及
16、線圈2兩端的電壓U為(忽略線圈的電阻及鐵芯中由于渦流而造成的電能損失)( AC )
A.U=2U0 B.U=4U0
C.k= D.k=
解析:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得U0=n1,由于穿過(guò)2線圈的磁通量為1線圈磁通量的一半,則U=n2=n2,所以=,根據(jù)功率相等可得UI=U0I0,所以===,所以U=2U0,k==,故B、D錯(cuò)誤,A、C正確.
14.(2019·云南師大附中月考)(多選)如圖所示為模擬遠(yuǎn)距離輸電的實(shí)驗(yàn)電路圖.兩理想變壓器的匝數(shù)n1=n4
17、小燈泡,燈絲電阻RL>2R,忽略燈絲電阻隨溫度的變化.在A、B端接入輸出電壓為U的低壓交流電源,下列說(shuō)法正確的是( BD )
A.A1的示數(shù)I1=
B.燈泡L1比燈泡L2亮
C.R1消耗的功率大于R3消耗的功率
D.R2兩端的電壓小于R4兩端的電壓
解析:根據(jù)=,==,=,聯(lián)立解得L1兩端電壓UL1=U4=,A1的示數(shù)為I1==,將U4代入可知A錯(cuò)誤;L2所在回路中,由歐姆定律可知電流I′=,L2兩端電壓UL2=I′RL=