課后跟蹤訓(xùn)練35

高考復(fù)習(xí)資料1/1課后跟蹤訓(xùn)練(三十五)變壓器遠(yuǎn)距離輸電[基礎(chǔ)鞏固]1．如圖所示，半徑為L(zhǎng)＝1m的金屬圓環(huán)，其半徑Oa是銅棒，兩者電阻均不計(jì)且接觸良好．今讓Oa以圓心O為軸，以角速度ω＝10rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圓環(huán)處于垂直于環(huán)面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．從圓心O引出導(dǎo)線(xiàn)，從圓環(huán)上接出導(dǎo)線(xiàn)，并接到匝數(shù)比為n1∶n2＝1∶4的理想變壓器原線(xiàn)圈兩端．則接在副線(xiàn)圈兩端的理想電壓表的示數(shù)為()A．40V B．20VC．80V D．0V[題目解析]由于Oa以圓心O為軸，以角速度ω＝10rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，變壓器原線(xiàn)圈兩端的電壓恒定不變，因此變壓器鐵芯中磁通量不變，接在副線(xiàn)圈兩端的理想電壓表的示數(shù)為零，選項(xiàng)D正確．[參考答案]D2．(多選)(2020·江蘇四市聯(lián)考)如右圖所示，在某一輸電線(xiàn)路的起始端接入兩個(gè)互感器，原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比分別為100∶1和1∶100，圖中a、b表示電壓表或電流表，已知電壓表的示數(shù)為22V，電流表的示數(shù)為1A．則()A．a(chǎn)為電流表，b為電壓表B．a(chǎn)為電壓表，b為電流表C．線(xiàn)路輸送電功率是220kWD．輸電線(xiàn)路總電阻為22Ω[題目解析]左側(cè)的互感器原線(xiàn)圈并聯(lián)在輸電線(xiàn)路上，測(cè)量的是輸電電壓，所以a為電壓表；右側(cè)的互感器原線(xiàn)圈串聯(lián)在輸電線(xiàn)路上，測(cè)量的是輸電電流，b為電流表，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；電壓表的示數(shù)為22V，根據(jù)變壓公式，eq\f(U1,U2)＝100，輸電電壓為U1＝100×22V＝2200V；電流表的示數(shù)為1A，根據(jù)變流公式，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)＝100，輸電電流I1＝100×1A＝100A，線(xiàn)路輸送電功率為P＝U1I1＝220kW，選項(xiàng)C正確；根據(jù)題述條件，不能求出輸電線(xiàn)路總電阻，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．[參考答案]BC3．(多選)如圖所示，理想變壓器原、副線(xiàn)圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b.當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光．下列說(shuō)法正確的是()A．原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為9∶1B．原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為1∶9C．此時(shí)a和b的電功率之比為9∶1D．此時(shí)a和b的電功率之比為1∶9[題目解析]設(shè)燈泡的額定電壓為U0，輸入電壓為燈泡額定電壓的10倍時(shí)燈泡正常發(fā)光，則變壓器原線(xiàn)圈的電壓為9U0，變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為9∶1，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；由9U0Ia＝U0Ib得，流過(guò)b燈泡的電流是流過(guò)a燈泡電流的9倍，根據(jù)P＝UI，a、b燈泡的電功率之比為1∶9，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．[參考答案]AD4．(多選)如下圖所示是通過(guò)變壓器給用戶(hù)供電的示意圖，變壓器的輸入電壓是電網(wǎng)電壓，基本穩(wěn)定，輸出電壓通過(guò)輸電線(xiàn)輸送給用戶(hù)．輸電線(xiàn)的電阻用R0表示，用變阻器的電阻R表示用戶(hù)用電器的總電阻，當(dāng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng)時(shí)，以下說(shuō)法正確的是()A．相當(dāng)于增加用電器的個(gè)數(shù)B．V1的示數(shù)隨V2示數(shù)的增大而增大C．A1的示數(shù)隨A2示數(shù)的減小而減小D．變壓器的輸入功率減小[題目解析]當(dāng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng)時(shí)，用電器的總電阻增大，相當(dāng)于并聯(lián)的用電器數(shù)目減少，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；同時(shí)變壓器的輸入功率減小，故選項(xiàng)D正確；由于電網(wǎng)電壓u不變，所以?xún)蓚€(gè)電壓表的示數(shù)不變，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于變壓器的輸出功率決定輸入功率，所以A1的示數(shù)隨A2示數(shù)的減小而減小，故選項(xiàng)C正確．[參考答案]CD5．(多選)(2020·安徽皖東縣中聯(lián)盟聯(lián)考)如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖(匝數(shù)如圖)，升壓變壓器T1和降壓變壓器T2均為理想變壓器，輸電線(xiàn)的電阻為r＝20Ω，發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)輸出電壓為500V，輸出功率為50kW，輸電線(xiàn)損耗的功率是輸送功率的4%，用電設(shè)備得到的電壓為220V，則()A.eq\f(n1,n2)＝eq\f(1,10)B.eq\f(n3,n4)＝eq\f(24,1)C．發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，輸出功率變小，則輸電線(xiàn)上損耗的功率與輸送功率的比值變大D．發(fā)電機(jī)的輸出功率不變，輸出電壓變小，則輸電線(xiàn)上損耗的功率與輸送功率的比值變大[題目解析]本題考查電能輸送、降損問(wèn)題．由題意知，輸電線(xiàn)損耗的功率為50kW×0.04＝2000W，則輸送電流I2＝eq\r(\f(P損,r))＝10A，發(fā)電機(jī)輸出的電流I1＝eq\f(P1,U1)＝100A，因此eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)＝eq\f(1,10)，A項(xiàng)正確；根據(jù)變壓比可知，輸送電壓為U2＝5000V，輸電線(xiàn)上損失的電壓U損＝I2r＝200V，因此降壓變壓器輸入電壓U3＝U2－U損＝4800V，則eq\f(n3,n4)＝eq\f(240,11)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；輸送電流I2＝eq\f(P,U2)＝eq\f(n1P,n2U1)，則輸電線(xiàn)上損耗的功率與輸送功率的比值為eq\f(I\o\al(2,2)r,P)＝eq\f(n\o\al(2,1)Pr,n\o\al(2,2)U\o\al(2,1))，分析可知C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．[參考答案]AD6．(多選)(2020·惠州調(diào)研)某理想自耦變壓器接入電路中的示意圖如圖甲所示，圖乙是其輸入電壓u的變化規(guī)律．已知滑動(dòng)觸頭在圖示位置時(shí)原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為n1∶n2＝10∶1，電阻R＝22Ω，電表均為理想電表．下列說(shuō)法正確的是()A．通過(guò)R的交流電的頻率為50HzB．電流表A2的示數(shù)為eq\r(2)AC．此時(shí)變壓器的輸入功率為22WD．將滑動(dòng)觸頭沿逆時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)一些，電流表A1的示數(shù)變小[題目解析]由題圖乙可知，該交流電的周期為T(mén)＝0.02s，其頻率為f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.02)Hz＝50Hz，變壓器不改變交流電的頻率，故通過(guò)R的交流電的頻率為50Hz，A正確；由題圖乙可知輸入電壓的最大值為Um＝220eq\r(2)V，所以有效值為U＝220V，則副線(xiàn)圈兩端的電壓為U′＝U×eq\f(n2,n1)＝220×eq\f(1,10)V＝22V，所以通過(guò)電阻R的電流(即為電流表A2的示數(shù))為I＝eq\f(U′,R)＝1A，B錯(cuò)誤；變壓器的輸出功率為P′＝U′I＝22W，理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，所以有P＝P′＝22W，C正確；將滑動(dòng)觸頭沿逆時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)一些，變壓器的副線(xiàn)圈匝數(shù)變大，輸出電壓變大，輸出功率變大，所以輸入功率也變大，故電流表A1的示數(shù)將變大，D錯(cuò)誤．[參考答案]AC7．如圖所示，理想變壓器有兩個(gè)副線(xiàn)圈，L1、L2是兩盞規(guī)格為“8V,10W”的燈泡，L3、L4是兩盞規(guī)格為“6V,12W”的燈泡，當(dāng)變壓器的輸入電壓為U1＝220V時(shí)，四盞燈泡恰好都能正常發(fā)光，如果原線(xiàn)圈的匝數(shù)n1＝1100匝，求：(1)副線(xiàn)圈n2、n3的匝數(shù)．(2)電流表的讀數(shù)．[題目解析](1)由變壓器原理可知n1∶n2∶n3＝U1∶U2∶U3，則n2＝eq\f(U2,U1)n1＝eq\f(8,220)×1100匝＝40匝n3＝eq\f(U3,U1)n1＝eq\f(2×6,220)×1100匝＝60匝．(2)由輸入功率等于輸出功率知I1U1＝P2＋P3＋P4＋…即有I1＝eq\f(2P2＋2P3,U1)＝eq\f(2×10＋2×12,220)A＝0.2A.[參考答案](1)40匝60匝(2)0.2A[能力提升]8.如圖所示為原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為100∶1的理想變壓器，b是原線(xiàn)圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，從某時(shí)刻開(kāi)始在c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1＝311sin314t(V)，則()A．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為3.1VB．副線(xiàn)圈兩端的電壓頻率為50HzC．單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接，在滑動(dòng)變阻器觸頭P向上移動(dòng)的過(guò)程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小D．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a扳向b時(shí)，原線(xiàn)圈輸入功率變小[題目解析]當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接時(shí)，原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為100∶1，原線(xiàn)圈輸入電壓為220V，根據(jù)變壓公式，副線(xiàn)圈輸出電壓為2.2V，電壓表的示數(shù)為2.2V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．由2πf＝314Hz，解得原線(xiàn)圈輸入交變電流的頻率為f＝50Hz，變壓器不改變交變電流的頻率，所以副線(xiàn)圈兩端的電壓頻率為50Hz，選項(xiàng)B正確．單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接，在滑動(dòng)變阻器觸頭P向上移動(dòng)的過(guò)程中，電壓表示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a扳向b時(shí)，原線(xiàn)圈匝數(shù)減小為原來(lái)的1/2，原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為50∶1，副線(xiàn)圈輸出電壓增大為4.4V，輸出功率增大，原線(xiàn)圈輸入功率變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．[參考答案]B9．(多選)(2020·湖南張家界一中模擬)如圖所示為模擬遠(yuǎn)距離輸電的部分測(cè)試電路．a(chǎn)、b端接電壓穩(wěn)定的正弦式交流電源，定值電阻阻值分別為R1、R2，且R1<R2，理想變壓器的原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為k，且k<1，電流表、電壓表均為理想交流電表，其示數(shù)分別用I和U表示．當(dāng)向下調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R3的滑片P時(shí)，電流表、電壓表的示數(shù)變化分別用ΔI和ΔU表示．則以下說(shuō)法正確的是()A.eq\f(U,I)＝R1B.eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(R1,k2)C．電源的輸出功率一定減小D．電壓表示數(shù)—定增大[題目解析]根據(jù)歐姆定律可知eq\f(U,I)＝R2＋R3，A錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器的原理可得eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)＝k，eq\f(I2,I1)＝eq\f(n1,n2)＝k，解得U1＝kU2，I1＝eq\f(I2,k)，在原線(xiàn)圈電路中，U0＝I1R1＋U1，即U0＝eq\f(I2,k)R1＋kU2，整理得U2＝eq\f(1,k)U0－eq\f(R1,k2)I2，則eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(R1,k2)，B正確；當(dāng)向下調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R3的滑片P時(shí)，負(fù)載電阻變大，電源電壓不變，原、副線(xiàn)圈的電流均減小，故電源的輸出功率一定減小，C正確；當(dāng)向下調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R3的滑片P時(shí)，負(fù)載電阻變大，則回路中電流變小，原線(xiàn)圈中的電流也減小，電阻R1兩端的電壓減小，電源電壓不變，所以原線(xiàn)圈兩端的電壓變大，根據(jù)電壓比等于匝數(shù)比可知，副線(xiàn)圈兩端的電壓也變大，即電壓表示數(shù)一定增大，故D正確．[參考答案]BCD10．發(fā)電機(jī)的端電壓為220V，輸出電功率為44kW，輸電導(dǎo)線(xiàn)的電阻為0.2Ω，用原、副線(xiàn)圈匝數(shù)之比為1∶10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線(xiàn)路后，再用原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶(hù)．(1)畫(huà)出全過(guò)程的線(xiàn)路圖．(2)求用戶(hù)得到的電壓和功率．(3)若不經(jīng)過(guò)變壓而直接送到用戶(hù)，求用戶(hù)得到的功率和電壓．[題目解析](1)線(xiàn)路如圖所示：(2)升壓變壓器副線(xiàn)圈上的輸出電壓U2＝eq\f(n2,n1)U1＝2200V升壓變壓器原線(xiàn)圈上的輸入電流，由P＝U1I1得I1＝eq\f(P,U1)＝200A升壓變壓器副線(xiàn)圈上的輸出電流I2＝eq\f(n1,n2)I1＝20A輸電線(xiàn)路上的電壓損失和功率損失分別為UR＝I2R＝4V，PR＝Ieq\o\al(2,2)R＝0.08kW加到降壓變壓器原線(xiàn)圈上的輸入電流