第10章交变电流强化训练

1、交变电流强化训练21. (2011高考新课标全国卷)如图10213, 一理想变压器原副线圈的匝数比为12; 副线圈电路中接有灯泡, 灯泡的额定电压为220 V, 额定功率为22 W; 原线圈电路中接有电压表和电流表. 现闭合开关, 灯泡正常发光. 若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数, 则()图10213A. U110 V, I0.2 AB. U110 V, I0.05 AC. U110 V, I0.2 A D. U110 V, I0.2 A解析: 选A.由变压原理可得U1110 V, 即电压表示数为110 V. 由P入P出, 灯泡正常发光可得P入U1I1P出22 W, I1 A0.2

2、A, 故A正确. 2. (2010高考山东理综卷)一理想变压器原、副线圈的匝数比为101, 原线圈输入电压的变化规律如图10214甲所示, 副线圈所接电路如图乙所示, P为滑动变阻器的触头. 下列说法正确的是()图10214A. 副线圈输出电压的频率为50 HzB. 副线圈输出电压的有效值为31 VC. P向右移动时, 原、副线圈的电流比减小D. P向右移动时, 变压器的输出功率增加解析: 选AD.由图像可知, 原线圈输入电压的最大值: Um310 V, T2102 s, 则原线圈输入电压的有效值: U1220 V, f50 Hz, 选项A正确. 由可得: U2U122 V, B错误. P向右

3、移动时, 副线圈的电阻减小, 副线圈输出电压不变, 所以副线圈的电流增大, 原线圈的电流也增大, 而匝数比不变, 所以原、副线圈的电流比不变, 副线圈输出电压不变, 所以变压器的输出功率增加, D正确, C错误. 3. (2010高考江苏单科卷)在如图10215所示的远距离输电电路图中, 升压变压器和降压变压器均为理想变压器, 发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变. 随着发电厂输出功率的增大, 下列说法中正确的有()图10215A. 升压变压器的输出电压增大B. 降压变压器的输出电压增大C. 输电线上损耗的功率增大D. 输电线上损耗的功率占总功率的比例增大解析: 选CD.由于升压变压器的匝数比

4、不变, 所以升压变压器的输出电压U2不变, 选项A错误; 随着发电厂输出功率的增大, 输电线电流增大, 则降压变压器的输入电流也增大, 即输电线上的损耗功率和损耗电压都将增大, 则降压变压器的输入电压和输出电压都将减小, 选项B错误, C正确; 由于输送总功率P增大, 输电线损耗功率为P损2R线, 所以R线, 故选项D正确. 4. 输电线的电阻共计为r, 输送的电功率为P, 用电压U送电, 则用户能得到的电功率为()A. P B. PrC. P D.r解析: 选 B.用户能得到的电功率为输送的电功率与输电线上损失的热功率之差, 所以P户P2r, B选项正确, A、C、D选项均错误. 5. 某小

5、型实验水电站输出功率是20 kW, 输电线路总电阻是6 .(1)若采用380 V输电, 求输电线路损耗的功率. (2)若改用5000 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)输电线上的电流大小为I A52.63 A, 输电线路损耗的功率为P损I2R(52.63)26 W16620 W16.62 kW.(2)改用高压输电后, 输电线上的电流大小变为I A4 A用户端在变压器降压前获得的电压U1UIR(500046)V4976 V根据用户得到的电压为U2U14976 V226.18 V.答案: (1)16.62 kW(2)226.18 V一、选择题1

6、.(2012珠海市高三摸底考试)如图10216为一理想变压器, 其原副线圈匝数比n1n2110, 副线圈与阻值R20 的电阻相连。原线圈两端所加的电压u20 sin100t(V), 则() 图10216A. 交流电压表的示数为20 VB. 副线圈输出交流电的频率为50 HzC. 电阻R上消耗的电功率为2 kWD. 原线圈中电流的最大值为100 A解析: 选BC.交流电表的示数是电流的有效值, 所以交流电压表的示数为20 V, A错误; 变压器不改变频率, 所以B正确; 根据变压比, 副线圈输出的电压有效值为200 V, 而电阻R20 , 所以副线圈中电流的有效值为10 A, 电阻R上消耗的电功

7、率为2 kW, 根据变压比, 原线圈中的电流的有效值为100 A, 最大值为100 A, C正确D错误. 2. 如图10217所示, 理想变压器原线圈输入交变电压u141sin314t(V), 副线圈接有一电流表和阻值为100 的负载电阻R, 测得电流表的示数为0.10 A. 由此可知该变压器的原、副线圈的匝数比为()图10217A. 1411 B. 14.11C. 1001 D. 101解析: 选 D.副线圈电压U2IR10 V, 原线圈的电压U1 V100 V, 故匝数比101.3. (2011高考浙江理综卷)如图10218所示, 在铁芯上、下分别绕有匝数n1800和n2200的两个线圈,

8、 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()图10218A. 2.0 V B. 9.0 VC. 12.7 V D. 144.0 V解析: 选A.若未考虑铁芯的漏磁因素, 上线圈电压有效值U136 V, 按变压器的变压比得U2U19.0 V, 而实际上副线圈磁通量21, 由Un得, 则应选A.4. (2012华南师大附中模拟)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10219所示的四个图中, 能正确反映其工作原理的是()图10219解析: 选A.电流互感器是测电流的, 应串联在火线上,

9、 故B、D选项错误. 同时, 由I1n1I2n2知要使I2I1, 须n2n1, 故A选项正确, C选项错误. 5. (2010高考重庆理综卷)一输入电压为220 V, 输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏, 为获知此变压器原、副线圈匝数, 某同学拆下烧坏的副线圈, 用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈, 如图10220所示, 然后将原线圈接到220 V交流电源上, 测得新绕线圈的端电压为1 V. 按理想变压器分析, 该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为()图10220A. 1100,360 B. 1100,180C. 2200,180 D. 2200,360解析: 选 B.由得, 解得n11100

10、、n2180, 选项B正确. 6. 如图10221所示为远距离高压输电的示意图. 关于远距离输电, 下列表述正确的是()图10221A. 增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B. 高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗的C. 在输送电压一定时, 输送的电功率越大, 输电过程中的电能损失越小D. 高压输电必须综合考虑各种因素, 不一定是电压越高越好解析: 选ABD.根据PI2R可知, 在电流I一定的情况下, 减小电阻R可以减少电路上的电能损失, 而R, 所以增大输电线横截面积S有利于减少输电过程中的电能损失, A对; 由公式PI2R可得, 若设输送的电功率为P, 则P损R

11、, 可见, 在输送电压U一定时, 输送的电功率P越大, 输电过程中的电能损失越大, C错误. 7. (2012马鞍山检测)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, 输出功率为P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8. 某

12、小型水电站的电能输送示意图如图10222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, 则下列说法中错误的是()图10222A. 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: 选C.降压变压器副线圈两端交变电压有效值为22

13、0 V, 负载电阻为11 , 所以通过R0电流的有效值是20 A, 选项A正确; 降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为41, 所以降压变压器T2原、副线圈的电压比为41, 选项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, 选项C错误; 升压变压器T1的输出功率等于降压变压器T2的输入功率加上输电线上的功率, 选项D正确. 图102239. (2012黄山市高三七校联考)如图10223所示, ab间接电压恒定的交变电源, M为理想变压器, 如果R1 的阻值增大, 则()A. 电压表示数增大B. 电流表的示数增大 C. 灯泡L的亮度变暗 D. 电阻R2的热

14、功率增大解析: 选A.R1 的阻值增大, 则输出电路总电阻增大, 总功率减小, 干路中电流减小, 所以电阻R2的热功率减小, R2两端电压减小, 而输出电压不变, 所以L和R1并联电路两端的电压增大, 电压表示数增大, 灯泡L的亮度变亮, A正确C、D错误; 输入功率等于输出功率, 所以输入电路中功率减小, 电流表示数减小, B错误. 10. 如图10224所示, 两种情况下灯泡L2、L3的功率均为P, 且L1、L2、L3为相同的灯泡, 匝数比为n1n231, 则图(a)中L1的功率和图(b)中L1的功率分别为()图10224A. P、P B. 9P、PC.P、9P D.P、9P解析: 选 B

15、.图(a)中L2的功率为P, 则L2上电压为U2, 原线圈中电压U13U23, L1两端电压与U1相等, 则L1所消耗功率PL19P.图(b)中L2、L3功率相同, 变压器的输出功率为2P, 原线圈电压U13U23, 原线圈中电流I1, 灯L1上消耗功率为PL1I12RRP, 故B正确. 二、非选择题11. 如图10225所示, 理想变压器原线圈中输入电压U13300 V, 副线圈两端电压U2为220 V, 输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2, 绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U2 V, 图10225(1)原线圈n1等于多少匝？(2)当开关S断开时, 表A2的示数I25 A, 则表A1的

16、示数I1为多少？(3)当开关S闭合时, 表A1的示数I1等于多少？解析: (1)由电压与变压器匝数的关系可得即n1n1650.(2)当开关S断开时, 由U1I1U2I2可知I10.33 A.(3)当开关S断开时, 有RLU2/I244 当开关S闭合时, 设副线圈总电阻为R有RRL/222 副线圈中的总电流为I2则I2U2/R10 A由U1I1U2I2可知I10.67 A.答案: (1)1650(2)0.33 A(3)0.67 A12. 某电厂要将电能输送到较远的用户, 输送的总功率为9.8104 W, 电厂输出电压仅为350 V, 为减少输送功率损失, 先用一升压变压器将电压升高再输出. 已知输电线路的