课时作业(二十九) 变压器 电能的输送
1．将输入电压为220 V，输出电压为6 V，副线圈有30匝的理想变压器改绕成输出电压为30 V的变压器，原线圈匝数不变，则副线圈新增绕的匝数为( )
A．120匝 B．150匝
C．180匝 D．220匝
2.如图所示，理想变压器原线圈接入交流电u＝Umsin ωt，副线圈接有一电压表和电阻为R的负载，电压表的示数为10 V．在t＝时(T为交变电流的周期)，原线圈两端电压的瞬时值为100 V．由此可知变压器原、副线圈的匝数比为( )
A．10∶1 B．1∶10
C．10∶1 D．1∶10
3．如图所示，图(a)中的变压器为理想变压器，其原线圈接到U1＝220 V的交流电源上，副线圈与阻值为R1的电阻接成闭合电路；图(b)中阻值为R2的电阻直接接到电压为U1＝220 V的交流电源上，结果发现R1与R2消耗的电功率恰好相等，则变压器原、副线圈的匝数之比为( )
A．R1/R2 B．R2/R1
C. D.
4.如图一理想自耦变压器的原线圈接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R，触头P与线圈始终接触良好，下列判断正确的是( )
A．若通过电路中A、C两处的电流分别为IA、IC，则IA＞IC
B．若仅将触头P向A端滑动，则电阻R消耗的电功率增大
C．若仅使电阻R增大，则原线圈的输入电功率增大
D．若在使电阻R减小的同时，将触头P向A端滑动，则通过A处的电流增大
5．(2013·湖南模拟)如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的．V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3.现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是( )
A．U2变小、I3变小 B．U2不变、I3变大
C．I1变小、I2变小 D．I1变大、I2变大
6.(2013·湖南省长沙一中月考)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升压变电站升压后通过远距离输送，再经降压变电站将高压变为低压．某降压变电站将电压u0＝11 000sin (100πt) V的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电站变压器( )
A．原、副线圈匝数比为50∶1
B．副线圈中电流的频率是50 Hz
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
7．(2012·江苏单科)某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成．当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路．仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有( )
A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零
B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变
C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起
D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起
8．(2013·大连四校联考)正弦式电流经过匝数比为＝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.图乙所示是R两端电压U随时间变化的图象，Um＝10 V，则下列说法中正确的是( )
A．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝cos 100πt(A)
B．电流表A的读数为0.1 A
C．电流表A的读数为10 A
D．电压表的读数为10 V
9．图甲中的变压器为理想变压器，原线圈的匝数n1与副线圈的匝数n2之比为10∶1.变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，两个20 Ω的定值电阻串联接在副线圈两端，电压表为理想电表．则( )
A．若原线圈电阻阻值为10 Ω，则原线圈上电流表的示数为10 A
B．若原线圈电阻阻值为20 Ω，则原线圈上电流表的示数约为7.07 A
C．电压表的读数为5.0 V
D．电压表的读数约为3.6 V
10．(2012·山东理综)图甲是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是( )
A．电压表的示数等于5 V
B．电压表的示数等于 V
C．实现点火的条件是>1 000
D．实现点火的条件是<1 000
11.生活中处处用电，而我们需要的电都是通过变压器进行转换的，为了测一个已知额定电压为100 V的灯泡的额定功率，如图所示，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为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触片位置，当灯泡在额定电压下正常工作时，测得电流表A的示数为1.2 A，则( )
A．灯泡的额定功率为50 W
B．灯泡的额定电流为2.4 A
C．滑动变阻器上部分接入的电阻值为50 Ω
D．滑动变阻器消耗的电功率为240 W
12.1897年，举世闻名的“尼亚加拉”水电站在美丽的尼亚加拉瀑布(如图)建成．现已使用100多年．当时世界各地都在使用着费用高昂的直流电(因为使用直流电时必须每隔一公里建设一套发电机组)．而尼亚加拉水电站采用了特斯拉发明的交流电供、输电技术，用高压电实现了远距离供电．
若其中某一发电机组设计为：发电机最大输出功率为P＝100 kW，输出电压为U1＝250 V，用户需要的电压为U2＝220 V，输电线电阻为R＝10 Ω，若输电线中因生热而损失的功率为输送功率的4%.
(1)画出此输电线路的示意图．
(2)求在输电线路中设置的升压变压器的原、副线圈匝数比
(3)求降压变压器的最大输出电流I2.(保留整数)
答案：
课时作业(二十九)
1．A 由＝得n1＝＝匝＝1 100匝；改变匝数后，n2′＝＝匝＝150匝，新增匝数Δn＝n2′－n2＝120匝，A正确．
2．C 由于原线圈中T时电压瞬时值即最大值为100 V，则有效值为100 V，副线圈两端电压的有效值为10 V，由＝可求得原、副线圈匝数之比为10∶1，故选项C正确．
3．C 对图(a)，＝，PR1＝，对图(b)，PR2＝，根据题意有PR1＝PR2，联立以上各式解得：n1/n2＝.
4．BD 由经过变压器的原线圈电流IA与副线圈的电流IC之比等于原、副线圈的匝数的反比，原副线圈的匝数比等于AB与BP的比值，故IA∶IC＝BP∶AB，可知IA＜IC，A错；若仅将触头P向A端滑动，则副线圈电压增大，电阻消耗的电功率增大，B对；若仅使电阻R增大，因电压不变，故电功率减小，原线圈的输入功率等于电阻消耗的电功率，故C错；若电阻R减小，且触头P向A端滑动，则电压增大，电阻减小，消耗功率必定增大，原线圈消耗功率增大，通过原线圈上A处的电流也增大，D对．
5．BC 因为变压器的匝数与U1不变，所以U2不变．当S断开时，因为负载电阻增大，故副线圈中的电流I2减小，由于输入功率等于输出功率，所以I1也将减小，C正确；因为R1的电压减小，故R2、R3两端的电压将增大，I3变大，B正确．
6．AB 本题考查理想变压器．由u0＝11 000sin (100πt) V可知交流电压的有效值为11 000 V，根据理想变压器工作原理可知＝，可得原、副线圈匝数比为50∶1，选项A正确；由于2πf＝100 π，所以原线圈中交流电的频率是50 Hz，因变压器不改变交流电的频率，所以选项B正确；理想变压器的输入功率与输出功率相等，则原线圈中电流小于副线圈中的电流，故原线圈的导线比副线圈的要细，选项C错误；根据并联电路的特点可知居民小区各用电器电流的总和应等于副线圈中的电流，选项D错误．
7．ABD 由于零线、火线中电流方向相反，产生磁场方向相反，所以家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零，选项A正确；家庭电路短路和用电器增多时均不会引起L2的磁通量的变化，选项B正确，C错误；地面上的人接触火线发生触电时，线圈L1中磁场变化引起L2中磁通量的变化，产生感应电流，吸起K，切断家庭电路，选项D正确．
8．AB 由题图乙所示图象知T＝2×10－2 s，f＝50 Hz，ω＝2πf＝100π rad/s，Im＝＝ A，故iR＝cos 100πt(A)，A正确．再根据＝，I2＝＝1 A知，I1 的有效值为0.1 A，B正确，C错误．电压表读数应为副线圈电压的有效值，U＝＝10 V，故D错误．
9．D 加在原线圈两端电压的有效值U1＝ V，副线圈输出电压U2＝U1＝× V＝5 V，输出电流I2＝＝ A≈0.18 A，故原线圈上电流表的示数I1＝I2＝×0.18 A＝0.018 A，选项A、B均错误；电压表的示数等于电阻R两端的电压值，即I2R＝0.18×20 V＝3.6 V，故选项C错误、D正确．
10．BC 由题u－t图象知，交流电压的最大值Um＝5 V，所以电压表的示数U＝＝ V，故选项A错误，选项B正确；根据＝得＝，变压器副线圈电压的最大值U2m＝5 000 V时，有效值U2＝＝ V，所以点火的条件>＝1 000，故选项C正确，选项D错误．
11．C 依题意，副线圈电流为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，则下部分电阻两端电压为120 V，由串联知识，上、下部分功率分配比为100∶120＝5∶6，故下部分电阻电功率P下＝P总，P总＝1.2×440＝528 W，则P下＝288 W，下部分电阻R下＝288/2.42＝50 Ω，则上部分电阻为50 Ω，上部分电路消耗功率P上＝P总－P下＝240 W，故容易计算出灯泡的额定电流为0.4 A，额定功率为40 W，综上知C正确．
12．解析： (1)电路示意图如图所示．
(2)输电过程中损失的功率：P损＝ηP
通过R的电流：I2＝
发电机的输出电流：I1＝
升压变压器的原、副线圈匝数比：＝＝·＝×＝.
(3)用户得到的最大功率：P用＝P(1－η)，降压变压器的输出最大电流
I2＝＝＝ A＝436 A.
答案： (1)见解析 (2) (3)436 A
【点此下载】