2024_2025学年高中物理第五章交变电流习题课变压器与电能的输送训练含解析新人教版选修3_2.docxVIP

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习题课:变压器与电能的输送

课后篇巩固提升

基础巩固

1.图甲中的志向变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=22∶3,输入端a、b所接电压u随时间t的变更关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15Ω,额定电压为24V。定值电阻R1=10Ω、R2=5Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。为使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路的电阻应调整为()

A.1Ω B.5Ω C.6Ω D.8Ω

解析由志向变压器原、副线圈电压关系得U1U2=n1n2=220VU2=223,求出U2=30V。小灯泡正常工作,I=U灯

答案A

2.

(多选)如图所示,一志向变压器原线圈与频率为50Hz的正弦沟通电源相连,两个阻值均为20Ω的电阻串联后接在副线圈的两端,图中的电流表、电压表均为志向沟通电表,原、副线圈匝数分别为200匝和100匝,电压表的示数为5V。则()

A.电流表的示数为0.5A

B.流过电阻的交变电流的频率为100Hz

C.沟通电源的输出电压的最大值为202V

D.沟通电源的输出功率为2.5W

解析依据欧姆定律可得副线圈中的电流I2=UR=0.25A,依据志向变压器原、副线圈中的电流与匝数的关系I1I2=n2n1,可解得I1=0.125A,A错误;志向变压器原、副线圈中的交变电流的频率相同,都为50Hz,B错误;副线圈输出电压的有效值为10V,依据正弦交变电流的最大值和有效值的关系可得其最大值应为U2m=102V,原、副线圈电压比为U1U2=n1n2,可得沟通电源输出电压的最大值为U1m

答案CD

3.如图所示电路中,变压器为志向变压器,a、b接在电压有效值不变的沟通电源两端,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,视察到电流表A1的示数增大了0.2A,电流表A2的示数增大了0.8A,则下列说法正确的是()

A.电压表V1示数增大

B.电压表V2、V3示数均增大

C.该变压器起升压作用

D.变阻器滑片是沿c→d的方向滑动

解析由于a、b接在电压有效值不变的沟通电源两端,故电压表V1示数不变,选项A错误;由志向变压器原理公式U1U2=n1n2且U1、n1、n2不变,则U2不变,即V2的示数不变,V3的示数U3=U2-I2R0应减小,故选项B错误;由公式I1I2=n2n1得:n1n2=Δ

答案D

4.如图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志向变压器,发电厂的输出电压及输电线的电阻R均不变。在用电高峰期,发电厂输出功率将增大,下列说法正确的是()

A.升压变压器副线圈中电流变小

B.降压变压器副线圈中电流变小

C.输电线上损耗的功率减小

D.用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例减小

解析A中当发电厂输出功率增大时,依据P=UI知,输出电压不变,则升压变压器原线圈中的电流增大,则副线圈中的电流也增大,故A错误;B中当用电高峰期时,用电器增多,则降压变压器中电流也会变大,故B是错误的;C中升压变压器副线圈中的电流等于输电线中的电流,则输电线中的电流增大,依据P损=I2R知,输电线上损失的功率增大,故C也不对;D中用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例P-P损P=1-IΔUIU2=

答案D

5.

如图为气流加热装置的示意图,运用电阻丝加热导气管,视变压器为志向变压器。原线圈接入电压有效值恒定的沟通电并保持匝数不变,调整触头P,使输出电压有效值由220V降至110V,调整前后()

A.副线圈中的电流比为1∶2

B.副线圈输出功率比为2∶1

C.副线圈的接入匝数比为2∶1

D.原线圈输入功率比为1∶2

解析在输入电压U1和原线圈匝数n1不变的状况下,使输出电压U2有效值由220V降至110V,由U2U1=n2n1知,副线圈接入匝数应当减为原来的一半,故副线圈的接入匝数之比为2∶1,故C正确;副线圈电压减半,电阻不变,电流也随之减半,所以电流之比为2

答案C

6.某电站输送的电功率为P=500kW,当运用U=5kV的电压输电时,测得安装在输电线路起点和终点处的两只电能表一昼夜示数相差4800kW·h。

(1)求这时的输电效率η和输电线的总电阻r;

(2)若想使输电效率提高到98%,又不变更输电线,那么电站应运用多高的电压向外输电?(计算结果保留三位有效数字)

解析(1)由于输送的电功率为P=500kW,一昼夜输送电能E=Pt=12000kW·h,终点得到的电能E=7200kW·h,因此效率η=60%;

输电线上的电流I=PU

输电线损耗的功率P损=I2r,

又P损=480024kW=

解得r=20Ω。

(2)输电线上损耗的功率P损=PU2r,

又P损=10kW,

计算可得输电电压应调整为U≈22