2016《创新教程》提能课时冲关 第10章 2.doc

第十章 第2讲对应学生用书 课时冲关(三十一)第343页一、选择题1．一理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝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 Ω的电阻．则( )A ．流过电阻的电流是20 AB ．与电阻并联的电压表的示数是100 2 VC ．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：由输入电压图象可知输入电压的有效值为220 V ，故副线圈输出电压的有效值为100 V ，接入副线圈的电阻为10 Ω，故电流有效值为10 A ，A 项错；与电阻并联的电压表读数即为副线圈电压有效值100 V ，B 项错；根据Q ＝I 2Rt ＝102×10×60 J ＝6×104 J ，C 项错；由变压器输入功率等于输出功率可知，P ＝IU ＝10×100 W ＝1 000 W ，D 项正确．答案：D2．正弦交流电经过匝数比为n 1n 2＝101的变压器与电阻R 、交流电压表V 、交流电流表A 按如图甲所示方式连接，R ＝10 Ω.图乙是R 两端电压U 随时间变化的图象．U m ＝10 V ，则下列说法中正确的是( )A ．通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R ＝2cos 100πt (A)B ．电流表A 的读数为0.1 AC ．电流表A 的读数为210A D ．电压表的读数为U m ＝10 2 V解析：由图象知T ＝2×10－2s ，f ＝50 Hz ，ω＝2πf ＝100π rad/s ，故i R ＝2cos 100πt (A)，A 正确．再根据I 1I 2＝n 2n 1知，I 1有效值为0.1 A ，B 正确，C 错误．电压表读数应为副线圈电压有效值，U ＝U m 2＝10 V ，故D 错误． 答案：AB3．如图所示为一理想变压器，在原线圈输入电压不变的条件下，要提高变压器的输入功率，可采用的方法是( )A ．只增加原线圈的匝数B ．只增加副线圈的匝数C ．只减小R 1的电阻D ．断开开关S解析：输入功率由输出功率决定，副线圈上的功率P ＝U 22R增加副线圈的匝数，U 2增加，P 2增大，B 正确；增加原线圈匝数，U 2减小，P 2减小，A 错；减小R 1的电阻，副线圈上的总电阻R 变小，P 2增大，C 对；断开S ，R 增大，P 2减小，D 错误．答案：BC4．一个理想变压器的工作示意图如图所示，变压器的初级线圈匝数为n 1，与干路高电压U 1相连，工作时流过线圈的电流为I 1，初级线圈与干路相连的导线的电阻不能忽略．变压器的次级线圈匝数为n 2，输出电压为U 2，工作时流过线圈的电流为I 2.设连接在次级线圈上的用电器均为相同的电灯，导线的电阻可以忽略．在变压器次级线圈有负载的情况下，下列判断正确的是( )A ．无论次级接入的电灯的数量多少，总有U 1∶U 2＝n 1∶n 2B ．无论次级接入的电灯的数量多少，总有I 1∶I 2＝n 2∶n 1C ．无论次级接入的电灯的数量多少，总有U 1I 1＝U 2I 2D ．以上判断都不正确 解析：变压器的变压比U 1U 2＝n 1n 2中的U 1是变压器原线圈两端的电压，由于初级线圈与干路电阻较大，线路上的压降也较大，线路损耗功率也较大，因此，A、C两项不成立．答案：B5．如图所示，为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压．某变电所电压u0＝11 0002sin (100πt )V 的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电所变压器()A．原、副线圈匝数比为50∶1B．副线圈中电流的频率是50 HzC．原线圈的导线比副线圈的要粗D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和解析：u0＝11 0002sin100πt V的11 0002指的是电压的最大值，有效值为11 000 V，则原、副线圈之间的匝数之比等于两线圈的电压之比，即50∶1, A正确；由ω＝100 π rad/s 可得频率为50 Hz，变压器不改变电流的频率，因此，副线圈的频率也是50 Hz，B正确；电流与匝数成反比，即原线圈的电流比副线圈电流要小，因此，副线圈的导线要比原线圈粗，C错误，因此小区各个用电器都是并联的，它们的电流总和等于副线圈中的电流，故D错误．答案：AB6．如图所示，两条平行金属导轨竖直放置，其间有与导轨平面垂直的匀强磁场，金属棒ab沿导轨下滑，下滑过程中与导轨接触良好．金属棒、导轨、电流表A1和理想变压器原线圈构成闭合回路．金属棒ab在沿导轨下滑的过程中，电流表A1一直有示数，而电流表A2在某时刻之后示数变成了零，以下说法正确的是()A．电流表A2示数等于零之前，金属棒必是变速运动B．电流表A2示数等于零之后，金属棒必是变速运动C．电流表A2示数等于零之前，金属棒必是匀速运动D．电流表A2示数等于零之后，金属棒必是匀速运动解析：金属棒在重力作用下，开始向下做加速运动，速度不断增加，金属棒切割磁感线产生的感应电流逐渐增大，原线圈上产生的磁场不断增强，穿过副线圈的磁能通量不断增大，在副线圈上发生电磁感应现象，电流表A2上有电流．当金属棒上电流增加到一定程度，金属棒受到的安培力等于重力时，金属棒开始做匀速下落，原线圈的电流不再发生变化，原线圈产生的磁感应强度不变，穿过副线圈的磁通量不发生变化，副线圈上不发生电磁感应现象，电流表A2示数等于零．综上所述，选项A、D正确．答案：AD7．为了测一个已知额定电压为100 V的灯泡的额定功率，设计了如图所示的电路，理想变压器的原、副线圈分别接有理想电流表A和灯泡L，滑动变阻器的阻值范围是0～100 Ω，不考虑温度对灯泡电阻的影响，原、副线圈的匝数比为2∶1，交流电源的电压为U0＝440 V，适当调节滑动变阻器的滑片位置，当灯泡在额定电压下正常工作时，电流表A的示数为1.2 A，则()A．灯泡的额定功率为40 WB．灯泡的额定电流为2.4 AC．滑动变阻器并联部分的阻值为50 ΩD．滑动变阻器消耗的电功率为240 W解析：根据题意，副线圈上的电流为2.4 A，电压为220 V，由于滑动变阻器上部分的并联电路电压为100 V，则下部分电阻电压为120 V，由串联知识要知滑动变阻器上部分与小灯泡并联后与滑动变阻器下部分功率分配比为100∶120＝5∶6，故下部分电阻上的电功率P下＝611P总，P总＝1.2×440 W＝528 W，则P下＝288 W，下部分电阻R阻＝2882.42Ω＝50 Ω，则滑动变阻器上部分并联部分的电阻为50 Ω，上部分电路消耗功率P上＝P总－P下＝240 W，故容易计算出通过灯泡的电流为0.4 A，灯泡的功率为40 W，故A、C正确．答案：AC8．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u＝202·sin 100πt V．氖泡在两端电压达到100 V时开始发光，下列说法中正确的有()A．开关接通后，氖泡的发光频率为100 HzB．开关接通后，电压表的示数为100 VC．开关断开后，电压表的示数变大D．开关断开后，变压器的输出功率不变解析：副线圈电压由原线圈决定，则不论负载如何变化，电压表的读数不变，始终为有效值100 V ，B 正确；每个交流电周期内氖管发光两次，每秒发光100次，则氖管发光频率为100 Hz ，开关断开后，负载电阻增大、电流减小，则变压器的输出功率减小．答案：AB9．(2015年成都二诊)2013年，四川超特高压输电量首破千亿行瓦时．如图所示是远距离输电示意图，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．下列说法正确的是( )A ．若用户用电功率增加，升压变压器的输出电压将增大B ．若用户用电功率增加，降压变压器的输入电压将增大C ．若输电功率一定，采用特高压输电可减少输电线上损耗的功率D ．若输电功率一定，采用特高压输电会降低输电的效率解析：升压变压器的输出电压由输入电压和匝数比决定，根据U 1U 2＝n 1n 2可知，可知，选项A 错误；如果用户用电功率增大，则降压变压器的输出电流增大，由I 3I 4＝n 4n 3可知输电线路中的电流增大，则输电线的电阻分得的电压增大，由U 3＝U 2－I 3r 可知降压变压器的输入电压减小，选项B 错误；若输电功率一定，采用高压输电，则输电电流减小，由高压输电线的损耗功率公式P ＝I 2r 可知，可减小输电线上损耗的功率，增大输电效率，选项C 正确，D 错误．答案：C10．一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1，原线圈接入电压为220 V 的正弦交流电，一只理想二极管和一个滑动变阻器R 串联接在副线圈上，如图所示．电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是( )A ．原、副线圈中的电流之比为5∶1B ．电压表的读数为44 VC ．若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω，则1 min 内产生的热量为2 904 JD ．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均减小解析：原、副线圈中的电流与匝数成反比，所以电流之比为1∶5，A 项错误：原、副线圈的电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压为44 V ，但二极管具有单向导电性，根据有效值的定义有442R ×T 2＝U 2有效R ×T ，从而求得电阻两端电压有效值为U 有效＝22 2 V ，则Q ＝U 2有效RT ＝2 904 J ，B 错误，C 正确；将滑动变阻器滑片向上滑动，接入电路中的阻值变小，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的读数不变，电流表的读数变大，D 错误．答案：C二、非选择题11．如图所示，理想变压器原线圈中输入电压U 1＝3 300 V ，副线圈两端电压U 2为220 V ，输出端连有完全相同的两个灯泡L 1和L 2，绕过铁芯的导线所接的电压表的示数U ＝2 V ．求：(1)原线圈n 1等于多少匝？(2)当开关S 断开时，电流表的示数I 2＝5 A ，则电流表A 1的示数I 1为多少？(3)当开关S 闭合时，电流表A 1的示数I 1′等于多少？解析：(1)由电压与变压器匝数的关系可得，U 1n 1＝U 2n 2，则n 1＝1 650匝， (2)当开关S 断开时，有：U 1I 1＝U 2I 2，I 1＝U 2I 2/U 1＝13A. (3)当开关S 断开时，有：R L ＝U 2/I 2＝44 Ω，当开关S 闭合时，设副线圈总电阻为R ，有R ＝R L /2＝22 Ω，副线圈中的总电流为I 2′，则I 2′＝U L /R ＝10 A ，由U 1I 11＝U 2I 12可知，I 11＝U 2I 12U 1＝23A. 答案：(1)1 650匝 (2)13A (3)23A 12．某发电站的输出功率为104kW ，输出电压为4 kV ，通过理想变压器升压后向80 km 远处供电．已知输电导线的电阻率为ρ＝2.4×10－8 Ω·m ，导线横截面积为1.5×10－4 m 2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：(1)升压变压器的输出电压；(2)输电线路上的电压损失．解析：(1)输电线路损失的功率为P 导＝104 kW×4%＝4×105 W导线电阻为R 线＝ρ2l S＝25.6 Ω，对导线P 损＝I 22R 导 故副线圈电流为I 2＝1.25×102A ，故P 1＝P 2＝104kW ＝U 2I 2，代入数据得U 2＝80 kV 即变压器的输出电压为80 kV .(2)ΔU 损＝I 2R 导＝1.25×102×25.6 V ＝3.2 kV答案：(1)80 kV (2)3.2 kV。