42变压器电能的输送

1、物理一轮复习课时作业42 变压器 电能的输送1.一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压,其最大值保持不变,副线圈接有可调电阻R.设原线圈的电流为I1,输入功率为P1,副线圈的电流为I2,输出功率为P2.当R增大时( B )A.I1减小,P1增大 B.I2减小,P2减小 C.I2增大,P2减小 D.I1增大,P2增大解析:理想变压器(副线圈上电压不变)当负载电阻R增大时电流I2减小,由P2=U2I2可知,功率P2也减小,所以B正确.2.一理想变压器原副线圈匝数比n1：n2=11：5.原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u如图所示.副线圈仅接入一个10 的电阻.则( D )A.流过电阻的电流是20

2、A B.与电阻并联的电压表的示数是100 V C.经过1分钟电阻发出的热量是6×103 JD.变压器的输入功率是1×103 W解析:由图象可知U1=220 V,则U2=U1=×220V=100 V流过电阻电流I=10 A,A错;电压表示数应为100V,B错;1分钟放出热量Q=I2Rt=102×10×60 J=6×104 J,C错;P出=U2I=100×10 W=1×103 W,所以P入=P出=1×103 W,D正确.3.为探究理想变压器原副线圈电压电流的关系,将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副

3、线圈连接相同的灯泡L1、L2,电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2,导线电阻不计,如图所示.当开关S闭合后( AD ) A.A1示数变大,A1与A2示数的比值不变B.A1示数变大,A1与A2示数的比值变大C.V2示数变小,V1与V2示数的比值变大 D.V2示数不变,V1与V2示数的比值不变解析:本题考查变压器的工作原理及应用.由可知,由于V1不变,所以副线圈的输出电压U2不变,且V1与V2示数的比值不变,故当开关S闭合后,电阻R减小,由I2=可知,电流表A2的示数变大,由可知,电流表A1的示数也变大,但A1与A2示数的比值不变,始终等于故AD正确. 4.如图,理想变

4、压器原副线圈匝数之比为4：1,原线圈接入一电压为U=U0sint的交流电源,副线圈接一个R=27.5 的负载电阻.若U0=220 V,=100rad/s,则下述结论正确的是( AC )A.副线圈中电压表的读数为55 VB.副线圈中输出交流电的周期为sC.原线圈中电流表的读数为0.5 AD.原线圈中的输入功率为110 W解析:因为U0=220 V,则电压有效值U=220 V,由得U2=55 V,A正确.因为=100rad/s,则s=0.02 s,则B错误.负载R中电流I2=2 A,由得I1=0.5 A,所以C正确.功率P=U1I1=220 V×0.5 A=110 W,所以D错误.5.如

5、图所示电路中的变压器为理想变压器,S为单刀双掷开关,P是滑动变阻器R的滑动触头,U1为加在原线圈两端的交变电压,I1I2分别为原线圈和副线圈中的电流.下列说法正确的是( BC )A.保持P的位置及U1不变, S由b切换到a,则R上消耗的功率减小B.保持P的位置及U1不变,S由a切换到b,则I2减小C.保持P的位置及U1不变,S由b切换到a,则I1增大D.保持U1不变,S接在b端,将P向上滑动,则I1减小解析:S由b切换到a时,副线圈匝数增多,则输出电压U2增大,R上消耗的功率增大,由变压器功率关系可知,其输入功率也增大,故输入电流I1增大,所以A错C对;S由a切换到b时,副线圈匝数减少,则输出

6、电压U2减小,I2减小,B对;P向上滑动时,R减小,I2增大,由电流与匝数的关系可知,I1增大,D错.6.如图所示,P为一理想自耦变压器的滑片,Q为滑动变阻器的滑动触头.在输入交变电压一定的条件下,下列说法正确的是(BC )A.Q不动,P向下移动,电流表示数减小,电压表示数增大B.Q不动,P向上移动,电流表示数减小,电压表示数减小C.P不动,Q向上移动,电流表示数增大,电压表示数不变D.P不动,Q向下移动,电流表示数增大,电压表示数不变解析:图为升压自耦变压器,当Q不变P下移时,n1减小U2, 读数增大,副线圈电流I2=,原线圈电流I1,读数增大,故A错当Q不变P上移时n1U2读数减小,I2I

7、1B正确.当P不动时n1不变,由知U2不变, 读数不变,Q上移RI2I1 读数增大,C对D错.7.某水电站,用总电阻为2.5的输电线输电给500 km外的用户,其输出电功率是3×106 kW,现用500 kV电压输电,则下列说法正确的是( B )A.输电线上输送的电流大小为2.0×105 A B.输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV C.若改用5 kV电压输电,则输电线上损失的功率为9×108 kWD.输电线上损失的功率为P=,U为输电电压,r为输电线的电阻解析:考查远距离输电原理及输电线路的电压损耗和功率损耗.由P输=U输I输,可见用500 kV电压输电时,

8、输电电流为I= A=6×103 A,A错误;输电线上的电压损耗U损=I输R线=6000×2.5 V=15 kV,B正确;输电线上的功率损耗应该使用P损= R线=U损I输来计算,若用来计算,U为电压损耗才可以,D错误;若改用5 kV电压输电,则输电线上损失的功率为9×1011 kW,C错误.8.如图是霓虹灯的供电电路,电路中的变压器可视为理想变压器.已知变压器原线圈与副线圈匝数比,加在原线圈的电压为u1=311sin100t(V),霓虹灯正常工作的电阻R=440 k,I1I2表示原副线圈中的电流,下列判断正确的是(BD )A.副线圈两端电压6220 V,副线圈中的电

9、流14.1 mAB.副线圈两端电压4400 V,副线圈中的电流10.0 mAC.I1<I2 D.I1>I2解析:由u1=311sin100t(V)知U1= V=220 V由得U2=4400 V I2=0.01 A 故A错误,B正确.由,则I1>I2 故C错误,D正确.9.如图所示,变压器的原线圈及两个副线圈的匝数比为n1：n2：n3=4：2：1,所连接的三个灯消耗的电功率相同,则流过每个灯的电流之比I1：I2：I3=_,每个灯的电阻之比为R1：R2：R3=_.解析:理解变压器每个线圈的电压之比等于它们的匝数比,则U1：U2：U3=4：2：1,理想变压器的输入功率等于输出功率,

10、则有I1U1=I2U2+I3U3.又 I2U2=I3U3,则I2=I3-I3I1U1=2I2U2,则I2=I2=I2=I3 故I1：I2：I3=1：2：2三个灯泡消耗的功率相等,有I2_1R1=I2_2R2=I2_3R3 得R1：R2：R3=4：4：110.某小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n1：n2=22：1的变压器降压,求用户得到的电压.解析:(1)输电线上的电流强度为I=A=52.63 A 输电线路损耗的功率为 P损=I2R=52.632×6 W16620 W

11、=16.62 kW.(2)改用高压输电后,输电线上的电流强度变为I=A=4 A用户端在变压器降压前获得的电压U1=U-IR=(5000-4×6) V=4976 V根据 用户得到的电压为 U2=U1=×4976 V=226.18 V.11.如图所示,一理想变压器的原线圈接在电压为220 V的正弦交流电源上,两副线圈匝数分别为n2=16匝n3=144匝,通过理想二极管单刀双掷开关与一只“36 V 18 W”的灯泡相连(灯泡电阻不变),当开关接1时,灯泡正常发光,求(1)原线圈的匝数n1;(2)当开关接2时,灯泡两端电压的有效值.解析:(1)根据变压器电压比解得原线圈匝数n1=8

12、80匝.(2)开关接2时,有 解得副线圈上电压为U=40 V设交变电流的周期为T 晶体二级管有单向导电性,因此此时灯泡两端电压有效值为U=20 V.12.如图所示是一种自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图,转轴的一端装有一对随轴转动的磁极,另一端装有摩擦小轮.电枢线圈绕在固定的U形铁芯上,自行车车轮转动时,通过摩擦小轮带电磁极转动,使线圈中产生正弦交变电流,给车头灯供电.已知自行车车轮半径r=35 cm,摩擦小轮半径r0=1.00 cm.线圈有n=800匝,线圈框横截面积S=20 cm2,总电阻R1=40 .旋转磁极的磁感应强度B=0.010 T,车头灯电阻R2=10 .当车轮转动的角速度=8 rad/s时,求: (1)发电机磁极转动的角速度;(2)车头灯中电流的有效值.解析:(