1、11B物理选修第七章电磁感应定律的应用作业18第三节 变压器（2）远距离传输班级_姓名_学号_日期_一、 单项选择题（只有一个选项正确）1. 如果用220V和11kV两种电压来输电，设输送的电功率、输电线上功率损失、导线的长度和电阻率都相同，则两次输电导线的横截面积之比为（）（A）12500（B）25001（C）1250（D）25012. 如图所示，一理想变压器原线圈匝数为匝，副线圈匝数为匝，将原线圈接在的交流电压上，副线圈上的电阻R和理想交流电压表并联接人电路，现在A、B两点间接入不同的电子元件，则下列说法正确的是（）（A）在A、B两点间串联一只电阻R，穿过铁芯的磁通量的最大变化率为（B）在
2、A、B两点间接人理想二极管，电压表读数为（C）在A、B两点间接人一只电容器，只提高交流电频率，电压表读数减小（D）在A、B两点间接入一只电感线圈，只提高交流电频率，电阻R消耗电功率减小3. 在如图所示，理想变压器的电路中原线圈两端并联接入电阻，已知交流电源内阻为r，滑动变阻器的总电阻为R，且满足关系，变压器为升压变压器，则滑动变阻器连人电路的阻值从0开始增大时（）（A）原线圈两端的电压不变（B）通过电阻的电流逐渐增大（C）电源的输出功率先减小后增大（D）副线圈上消耗的功率逐渐增大4. 一含有理想变压器的电路如图所示，输入端接有电压为的交流电，在原、副线圈的回路中接入的电阻阻值均为R。当理想变压
3、器的原、副线圈的匝数比为2：1时理想电压表的示数为U1，当理想变压器的原、副线圈的匝数比为1：2时，理想电压表的示数为U2，则（）（A）（B）（C）（D）以上情况均可能5. 2021年6月28日，白鹤滩水电站正式并网发电，使用了我国领先全球的特高压输电技术。若发电机的输出电压不变，远距离输电的示意图如图所示。则下列叙述中正确的是（）（A）用户接入电路的用电器越多，用电器两端电压越大（B）用户接入电路的用电器越多，发电机的输出功率越大（C）用户接入电路的用电器越多，升压变压器输出电压变大（D）用户接入电路的用电器越多，输电线电阻r两端电压越小6. 如图所示交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升
4、压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。下列说法正确的是（ ）（A）当用户的用电器增多时，U2减小，U4减小（B）当用户的用电器增多时，P1增大，P3减小（C）输电线上损失的功率为（D）要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应增大降压变压器的匝数比7. 风力发电将为2023年杭州亚运会供应绿色电能，其模型如图所示。风轮机叶片转速m转/秒，并形成半径为r的圆面，通过转速比的升速齿轮箱带动面积为S、
5、匝数为N的发电机线圈高速转动，产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U。已知空气密度为，风速为v，匀强磁场的磁感应强度为B，忽略线圈电阻，则（）（A）单位时间内冲击风轮机叶片气流的动能为（B）经升压变压器后，输出交变电流的频率高于（C）变压器原、副线圈的匝数比为（D）高压输电有利于减少能量损失，因此电网的输电电压越高越好8. 如图所示交流发电机的输出电压一定，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，输电线的总电阻为R。升压变压器的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和；降压变压器的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和。当用户增多时（）
6、（A）减小，增加（B）增加，减小（C）减小，增加（D）增加，减小二、 多项选择题（有两个或者以上答案正确）9. 如图所示为远距离输电的示意图（匝数如图），升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器，输电线的电阻为r=20，发电厂的发电机输出电压为500V，输出功率为50kW，输电线损耗的功率是输送功率的4%，用电设备得到的电压为220V，则（）（A）（B）（C）发电机的输出电压不变，输出功率变小，则输电线上损耗的功率与输送功率的比值变大（D）发电机的输出功率不变，输出电压变小，则输电线上损耗的功率与输送功率的比值变大10. 如图所示，为了减少输电线路中的电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电
7、所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压。某变电所将电压u0=11000sin100t（V）的交流电降为220V供居民小区用电，则该变电所变压器（）（A）原、副线圈匝数比为501（B）副线圈中电流的频率是50Hz（C）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三、 简答题11. 某贫困山区利用当地丰富的水利资源修建了小型水力发电站，为当地脱贫攻坚发挥了巨大作用。已知水电站发电机的输出功率为，发电机的电压为。通过升压变压器升压后向远处输电，两根输电线的总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降低为。要求在输电线上损失的功率控制在。输电线路如图所示，请你设计
8、两个理想变压器的匝数比。为此，请你计算：（1）降压变压器输出的电流I为多少（结果用分数表示）；输电线上通过的电流I2是多少；（2）输电线损失的电压为多少；升压变压器输出的电压是多少；（3）两个变压器的原、副线圈的匝数比和各应等于多少。参考答案：1B【详解】根据公式可得即因为输送的电功率、输电线上的功率损失相同，可得电阻之比为导线的长度和电阻率相同，根据可得导线的横截面积之比为。故选B。2D【详解】A原线圈的电压最大值为，所以每匝线圈的磁通量的最大变化率为，故A错误；B由理想变压器电压与匝数的关系可知，副线圈的电压为，有效值为，若在A、B两点间接入理想二极管，根据有效值定义，设此时电压为U，所以
9、所以即电压表读数为，故B错误；C在A、B两点间接入一只电容器，只提高交流电频率，电容器的容抗减小，故R分得的电压增加，电压表读数增大，故C错误；D在A、B两点间接入一只电感线圈，只提高交流电频率，感抗增加，故R分得的电压减小，电阻R消耗电功率减小，故D正确。故选D。3B【详解】A设原线圈两端的电压不变，则副线圈两端的电压也不变，当滑动变阻器连入电路的阻值从0开始增大时，由欧姆定律可知副线圈电路中的电流将减小，由电流与匝数的关系可知，当副线圈内的电流减小时，原线圈内的电流也减小，交流电源内阻上消耗的电压就减小，则加在原线圈上的电压将增大。由以上的分析可知，原线圈两端的电压不能保持不变，故A错误；
10、B加在原线圈上的电压将增大，加在上的电压增大，所以通过电阻的电流将增大。故B正确；C设原线圈、副线圈的匝数分别为和，原、副线圈两端的电压分别为和，则副线圈中的电流原线圈上的电流如果把变压器以及变压器后面的负载看作一个电阻，则该电阻的电阻值为此时与并联，当增大时，增大，也增大，由闭合电路的欧姆定律可知，电路的电流电源的输出功率由于是从0开始增大的，所以也是从0开始增大，当时，即当时，电源的输出功率最大，所以电源的输出功率可能为先增大后减小，故C错误；D若将定值电阻与电源看作一个等效电源，则等效电源的内阻为与的并联电阻值，设为，结合C的方法可得，等效电源的输出功率可知副线圈上消耗的电功率也是先增大
11、后减小，故D错误。故选B。4B【详解】原、副线圈的匝数比为原、副线圈的电流比为原、副线圈上的电阻R两端的电压比为此时理想电压表的示数U1即为副线圈上的电阻R两端的电压，则原线圈上的电阻R上的电压为，由变压器变压公式可知原线圈输入电压为2U1，则输入端所接电源电压为当理想变压器的原、副线圈的匝数比为1:2时，原、副线圈的电流比为2:1，原、副线圈上的电阻R两端的电压比为理想电压表的示数为U2，则原线圈上的电阻R两端的电压为2U2，原线圈输入电压为，则输入端所接电源电压为所以U2U1故选B。5B【详解】根据发电机的输出电压U1不变，由可知升压变压器输出电压U2不变，用户接入电路的用电器越多，用电器
12、所消耗的功率增大，发电机的输出功率也增大，根据P=U1I1可知I1增大，由可得I2增大，由可得Ur增大，U3减小，由可知，随着U3减小，U4也应该减小，即用电器两端电压减小。故选B。6D【详解】A交流发电机的输出电压U1一定，匝数不变，根据则U2不变，故A错误；B当用户的用电器增多时，用户消耗的电功率变大，则输入功率增大，即P3变大，故B错误；C输电线上损失的功率为故C错误；D输送功率一定时，根据，则要减小线路的损耗，应增大输送电压，又U1一定，应增大升压变压器的匝数比，由U2增大，I2减小，所以U3增大，用户电压U4不变，根据应增大降压变压器的匝数比，故D正确。故选D。7C【详解】A单位时间
13、内冲击风轮机叶片气流的体积气体质量动能故A错误；B发电机线圈转速为mn，则频率经升压变压器后，输出交变电流的频率仍为，故B错误；C变压器原线圈两端电压最大值有效值则变压器原、副线圈的匝数比为，故C正确；D考虑到高压输电的安全性和可靠性，电网的输电电压并非越高越好，故D错误。故选C。8C【详解】AB当用户增多时，交流发电机的输出电压一定，升压变压器的匝数比不变，则有可知U2不变，用户消耗的电功率增加，理想降压变压器的输入功率等于输出功率，因此增加，AB错误； C当用户增多时，用户消耗的电功率增加，降压变压器的输入功率增加，升压变压器的输出功率增加，由可知，降压变压器的输入电流I3增加，则输电线上
14、的电压降增加，降压变压器的输入电压减小，C正确；D当用户增多时，用户消耗的电功率增加，可知、随之增加，升压变压器的输入功率增加；输电线上电压降增加，降压变压器的输入电压U3减小，降压变压器的匝数比不变，则有可知降压变压器的输出电压U4减小，D错误。故选C。9AD【详解】A由题意知，输电线损耗的功率P损=50kW0.04=2000W则输送电流I2=10A发电机输出的电流I1=100A因此选项A正确；B根据变压比可知，输送电压为U2=5000V，输电线上损失的电压U损=I2r=200V因此降压变压器输入电压U3=U2-U损=4800V则选项B错误；CD输送电流则输电线上损耗的功率与输送功率的比值为
15、即发电机的输出电压不变，输出功率变小，则输电线上损耗的功率与输送功率的比值变小；发电机的输出功率不变，输出电压变小，则输电线上损耗的功率与输送功率的比值变大，则选项C错误，D项正确。故选AD。10AB【详解】A降压变压器输入电压的最大值为11000V，则有效值为11000V，则选项A正确；B交流电的频率经过变压器后，交流电的频率不变，选项B正确；C降压变压器中副线圈中的电流大于原线圈中的电流，为了使线圈放出的热量尽量少，则副线圈导线的电阻应小于原线圈导线的电阻，则副线圈导线应比原线圈导线粗，选项C错误；D副线圈中的电流等于居民小区各用电器电流的总和，而原、副线圈中的电流不相等，所以输入原线圈的电流不等于居民小区各用电器电流的总和，选项D错误。故选AB。11（1），20A；（2），5000V；（3），【详解】（1）用户得到的功率为用户得到的电压为降压变压器输出的电流输电线上通过的电流（2）输电线损失的电压升压变压器输出的电压（3）两个变压器的原、副线圈的匝数比
