1、课时作业(五十一)一、选择题1(2018江苏)采用220 kV高压向远方的城市输电当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为()A55 kVB110 kVC440 kV D880 kV答案C解析输送电流I，输电线上损失的功率PI2R()2R；为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变原来的2倍，即输电电压增大为440 kV.故C项正确，A、B、D三项错误2(2018太原三模)汽油发动机内，经过压缩达到一定温度和压力的汽油，需要火花塞点燃从而实现能量转化，而火花塞需要高达10 kV的电压才能点火某同学设计了如图甲、乙的点火电路，已知直流电源的电压为12 V，升压变
2、压器的输出端接到火花塞上，开关是自动控制的，下列说法正确的是()A两电路都不可能使火花塞点火，因为变压器不能改变直流电压B图甲、乙的电路中，保持开关闭合，输出端都会获得持续的高压C图甲的电路中，只有在开关闭合或断开瞬间，输出端才会有高压产生D图乙的电路中，在开关断开或闭合瞬间输出端都会有高压产生答案C解析变压器是改变交流电的电压的设备，由图可知，当甲图中的开关接通与断开的瞬间，左侧的电流发生变化，变化的电流引起左侧的线圈内磁通量的变化，进而引起右侧的线圈内磁通量的变化，则在右侧的线圈内产生感应电动势，该电动势以高压的形式对外输出，即可使火花塞产生高压点火而图乙中，右侧没有电流，所以右侧的开关的
3、接通与断开不能引起电流的变化，所以图乙不能使火花塞点火故C项正确，A、B、D三项错误3.(2018江苏二模)如图所示，理想变压器的原线圈接在u220sint(V)的交流电源上，副线圈接有R55 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为21，电流表、电压表均为理想电表下列说法正确的是()A电压表的示数为220 VB电流表的示数为2 AC原线圈的输入功率为440 WD副线圈输出交流电的周期为2 s答案D解析A项，由题意知，原线圈电压有效值为220 V，原、副线圈匝数之比为21，由变压器原理可得：U2U1110 V，电压表的示数为110 V，故A项错误；B项，副线圈的电流为I2 A2 A，由n1I1n2I2
4、可得，I11 A，即电流表的读数为1 A，故B项错误；C项，输入功率和输出功率相等可得，原线圈中的输入功率为P入P出U2I2220 W，故C项错误；D项，由u220sint(V)可知，又由，解得：T2 s，理想变压器不改变周期，故D项正确4(2018山西四模)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，原线圈回路接有内阻不计的交流电流表A，副线圈回路接有定值电阻R2 ，现在a、b间和c、d间分别接上示波器，同时监测得a、b间，c、d间电压随时间变化的图像如图所示，则下列说法中错误的是()AT0.02 sBn1n2551C电流表A的示数I36.4 mAD当原线圈电压瞬时值最大时，副线圈两
5、端电压瞬时值为0答案D解析A项，因为变压器不改变交变电流的周期，输入电压的周期T0.02 s，输出电压的周期T0.02 s，故A项正确；B项，原线圈电压的有效值U1 V220 V，副线圈电压的有效值U2 V4 V根据电压与匝数成正比，有，故B项正确；C项，输出功率P28 W，输入功率为8 W，电流表的示数I1 A0.036 4 A36.4 mA，故C项正确；D项，根据电压与匝数成正比，知当原线圈电压瞬时值最大时，副线圈两端电压的瞬时值最大，故D项错误5.(2018揭阳一模)一含有理想自耦变压器的电路如图所示，变压器副线圈匝数可调，原线圈串联定值电阻r后接在有效值为220V的正弦式交流电源上，定
6、值电阻R4r.当副线圈匝数调至某位置时，R和r的功率恰好相等则此时原副线圈匝数比为()A21 B41C12 D14答案C解析由电功率PI2R，当二者的电功率相等的，则：I12rI224r所以：I2I1又：联立得：.故A、B、D三项错误，C项正确6.如图所示，有一自耦变压器接在稳定的交流电源上，V1、V2为理想电压表下列说法中正确的是()A若F不动，滑片P向上滑动时，V1示数变大，V2示数变小B若F不动，滑片P向上滑动时，灯泡消耗的功率变小C若P不动，滑片F向下移动时，V1示数不变，V2示数增大D若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变小答案D解析电压表V1的示数由交流电源决定，与其他因素无
7、关，A项错误；F不动，变压器输出电压不变，滑片P上滑，副线圈电路总电阻减小，由欧姆定律可知，电流增大，灯泡L功率增大，B项错误；若滑片P不动，F下移，副线圈匝数n2减小，由变压规律可知，输出电压U2减小，由欧姆定律可知，电路总电流减小，故灯泡消耗功率减小、滑动变阻器两端电压减小，C项错误，D项正确7如下图所示，为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用白炽灯泡相同，且都是“220 V，40 W”，当灯泡所消耗的功率都调于20 W时，哪种台灯消耗的功率最小)()答案C解析C图为理想变压器调节，而理想变压器不消耗能量，A、B、D三图中均利用电阻来调节灯泡上的电压，故一定要消耗能量C项消耗功率最小8
8、(2018安徽模拟)(多选)图1所示是调压变压器的原理图，线圈AB绕在一个圆形的铁芯上，总匝数为1000匝AB间加上如图2所示的正弦交流电压，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q.已知开始时滑动触头位于变阻器的最下端，且BP间线圈匝数刚好是500匝，变阻器的最大阻值等于72欧姆则下列判断中正确的是()A开始时，安培表示数为0.25 AB开始时，流过R的交流电频率25 HzC保持P的位置不动，将Q向上移动时，R消耗的功率变大D保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向转动少许，R消耗的功率变大答案CD解析A项，开始时，原副线圈的匝数比为
9、21，所以副线圈上的输出电压的有效值为U2U118 V，安培表读数为I0.25 AA项错误B项，变压器不变频，所以周期为0.02 s，频率等于50 Hz.B项错误C项，保持P的位置不动，副线圈上的输出电压不变将Q向上移动时，R上的有效阻值减小，故消耗的功率变大C项正确D项，保持Q的位置不动，R上的有效阻值不变，将P沿逆时针方向移动少许时，副线圈的匝数增大，输出电压增大，故R消耗的功率变大D项正确9.(2018百色三模)如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁感应强度大小为B，线圈转动的角速度为，匝数为N，线圈电阻不计下列说法正
10、确的是()A电容器的电容C变小时，灯泡变亮B将原线圈抽头P向下滑动时，灯泡变暗C若线圈转动的角速度变为2，灯泡变亮D线圈处于图示位置时，电压表读数为0答案C解析A项，电容器的电容C变小时，容抗增大，故干路电流减小，灯泡变暗，故A项错误；B项，矩形线圈abcd中产生交变电流；将原线圈抽头P向下滑动时，原线圈匝数变小，根据变压比公式可知，输出电压增大，故灯泡会变亮，故B项错误；C项，若线圈转动角速度变为2，根据电动势最大值公式EmNBS，最大值增加为2倍；有效值E，也变为2倍；输出电压增大，故灯泡会变亮，故C项正确；D项，线圈处于图示位置时，是中性面位置，感应电动势的瞬时值为零；但电压表的示数为有
11、效值，故电压表示数不为零，故D项错误10(2018浙江模拟)智能手机无线充电器的原理类似于变压器，由发射器和接收器组成，分别有一发射线圈和接收线圈，如图甲所示现将甲图部分电路等效成乙图所示的电路图，发射、接收线圈匝数比n1n2221，接收线圈右侧连接有4个理想二极管，若AB端输入电压为u311sin200t(V)，下列说法中正确的是()AC端永远是负极BCD端输出电压的有效值为10 VCCD端输出电压的频率是100 HzD当AB端输入恒定直流电时，CD端输出的也是直流电答案B解析A、C两项，当AB端输入交流电时，由于二极管的作用是只允许正向的电流通过，所以C端永远是正极，D端永远是负极，所以C
12、D端输出的是直流电，故A、C两项错误B项，当AB端输入电压为u311sin10tV时，即原线圈的电压有效值是220 V，根据电压与匝数成正比得副线圈的电压是10 V，副线圈右侧连接有4个理想二极管，二极管具有单向导电性，图中四个二极管左右两侧的正负极位置相反，所以不管交变电流方向怎样，CD端就相当于接了副线圈两端，所以CD端输出电压的有效值为10 V，故B项正确D项，当AB端输入恒定直流电时，变压器不起作用，CD端无电流，故D项错误11(2018上饶三模)(多选)如图(a)所示，理想变压器原副线圈匝数比n1n2554，原线圈接有交流电流表A1，副线圈电路接有交流电压表V、交流电流表A2、滑动变
13、阻器R等，所有电表都是理想电表，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，灯泡L的阻值恒定原线圈接入的交变电流电压的变化规律如图(b)所示，则下列说法正确的是()A交流电压表V的读数为32 VB灯泡L两端电压的有效值为32 VC当滑动变阻器的触头P向下滑动时，电流表A2示数增大，A1示数增大D由图(b)可知交流发电机转子的角速度为100 rad/s答案AC解析A项，由图(b)可知，原线圈输入电压有效值为440 V，根据，可得副线圈电压为32 V，交流电压表V的示数为有效值，即为32 V，故A项正确；B项，设灯泡L两端电压的有效值为U，灯泡的阻值为r，交变电流的周期为T，根据交变电流有效值的定义有：
14、T，解得：U22.6 V，故B项错误；C项，当滑动变阻器的触头P向下滑动时，滑动变阻器阻值减小，则由欧姆定律可知，电流表A2示数增大，因为理想变压器输入功率与输出功率相等，所以电流表A1示数也增大，故C项错误；D项，根据100 rad/s可知，交流发电机转子的角速度为100 rad/s，故D项错误12(2016课标全国)一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 ，为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比值为()A2 B3C4 D5答案B解析开关断
15、开时，原、副线圈的电流比，通过R2的电流I2，副线圈的输出电压U2I2(R2R3)，由可得原线圈两端的电压U15I()2，则UU1IR15I()23I；开关闭合时，原、副线圈的电流比，通过R2的电流I2，副线圈的输出电压U2I2R2，由可得原线圈两端的电压U14I()2，则UU14IR14I()212I，解得3，B项正确13(2018广东模拟)如图所示，某发电机输出功率是100 kW，输出电压是250 V，从发电机到用户间的输电线总电阻为8 ，要使输电线上的功率损失为5%，而用户得到的电压正好为220 V，求升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比分别是()A16119011 B11611190
16、C11619011 D16111190答案C解析输电线损失功率P损1001035% W5103 W，所以，输电线电流I225 A，升压变压器原线圈电流I1400 A，故升压变压器原、副线圈匝数比.升压变压器副线圈端电压U2U14 000 V，输电线损失电压U损I2R线200 V，降压变压器原线圈电压U3U2U损3 800 V，故降压变压器原、副线圈匝数比为.故C项正确，A、B、D三项错误14(2018云南一模)如图所示，一理想变压器由一个原线圈和两个副线圈组成，匝数比n1n2n3321，a、b端接正弦交流电，电路中电阻R1R2R3，其余电阻均不计若R3消耗的功率为P，则R1消耗的功率为()A9
17、P B.PC.P D.P答案B解析设R3两端电压为U，电流强度为I，则R2两端电压U2U2U，原线圈两端电压U1U3U；根据欧姆定律可得R3的电流强度I，R2的电流强度I22I，原线圈的电流强度I1，则：U1I1U2I2UI；解得I1I；R3消耗的功率为P，则PI2R3，则R1消耗的功率为P1(I)2R1P，故B项正确，A、C、D三项错误二、非选择题15在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失有一个小型发电站，输送的电功率为P500 kW，当使用U5 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度表一昼夜示数相差4 800 kWh.求：(1)输电效率和输电线的总电阻r；(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输电？答案(1)60%20 (2)22.4 kV解析(1)输送功率P500 kW，一昼夜输送电能EPt12 000 kWh输电线上损失的电能E4 800 kWh终点得到的电能EEE7 200 kWh，所以输电效率60%输电线上的电流I100 A输电线损耗功率PRI2r，其中PR200 kW得r20 .(2)输电线上损耗功率PR()2r原来PR200 kW，现在要求PR10 kW，解得输电电压应调节为U22.4 kV.
