2019高中物理配套课后习题第五章 习题课 变压器与电能的输送

习题课:变压器与电能的输送

课后篇巩固提升

基础巩固

1.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=10∶1,输出端电阻R=50 Ω,把原线圈接入“220 V50 Hz”的正弦式交变电流时(电表为理想电表)()

A.当X为电流表时,若电阻R增大,则原线圈中的电流将增大

B.当X为电流表时,电压表V的示数为22 V

C.当X为电流表时,电流表的示数为0.44 A

D.当X为二极管时,电压表V的示数为11 V

解析当X为电流表时,若电阻R增大,副线圈中的电流变小,原线圈中的电流也变小,A项错误;当X为电流表时,根据公

式,解得U2=22 V,电压表测量的电压为有效值,所以电压表V的示数为22 V,B项正确;当X为电流表时,电流表的示数为I2= A=0.44 A,C项错误;当X为二极管时,在一个周期内只有半个周期的时间有电流通过,此

时由T=,解得U=11 V,D项错误。

答案B

2.

(多选)如图所示,一理想变压器原线圈与频率为50 Hz的正弦交流电源相连,两个阻值均为20 Ω的电阻串联后接在副线圈的两端,图中的电流表、电压表均为理想交流电表,原、副线圈匝数分别为200匝和100匝,电压表的示数为5 V。则()

A.电流表的示数为0.5 A

B.流过电阻的交变电流的频率为100 Hz

C.交流电源的输出电压的最大值为20 V

D.交流电源的输出功率为2.5 W

解析根据欧姆定律可得副线圈中的电流I2==0.25 A,根据理想变压器原、副线圈中的电流与匝数的关系,可解得I1=0.125 A,A错误;理想变压器原、副线圈中的交变电流的频率相同,都为50 Hz,B错误;副线圈输出电压的有

效值为10 V,根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=10 V,原、副线圈电压比为

,可得交流电源输出电压的最大值为U1m=20 V,C正确;对于理想变压器,交流电源的输出功率等于变压器副线圈负载消耗的功率,P=2× W=2.5 W,故D正确。

答案CD

3.如图所示电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,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,观察到电流表A1的示数增大了0.2 A,电流表A2的示数增大了0.8 A,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交流电源两端,故电压表V1示数不变,选项A错误;由理想变压器原理公式且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

得:=4,则n1>n2,该变压器起降压作用,故C错误;又I2=,I2增大,R应减小,故滑片应沿c→d方向滑动,故D正确。

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理想变压器,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,根据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,根据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=1-=1-,因为输电线上的电流增大,则电压损失ΔU增大,U2不变,所以用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例减小,故D正确。

答案D

5.

如图为气流加热装置的示意图,使用电阻丝加热导气管,视变压器为理想变压器。原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变,调节触头P,使输出电压有效值由220 V降至110 V,调节前后()

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不变的情况下,使输出电压U2有效值由220 V降至110 V,由知,副线圈接入匝数应该减为原来的一半,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∶1,故A错误;由P=UI知,输出功率之比为4∶1,故B错误;副线圈输出功率等于原线圈输入功率,所以原线圈输入功率之比为4∶1,故D错误。

答案C

6.某电站输送的电功率为P=500 kW,当使用U=5 kV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4 800度。

(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%,又不改变输电线,那么电站应使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=500 kW,一昼夜输送电能E=Pt=12 000度,终点得到的电能E'=7 200度,因此效率

η=60%;

输电线上的电流I=,

输电线损耗的功率P损=I2r,

又P损= kW=200 kW,

解得r=20 Ω。

(2)输电线上损耗的功率P损'=2r,

又P损'=10 kW,