高中沪科版 (2019)3.3 电能的输送精练

【基础】第3节电能的输作业练习

一．填空题

1．如图所示，理想变压器MN原线圈接一交流电源，副线圈回路中有一定值电阻R0和两个小灯泡L1．L2，电表为理想电表．最初电键S是断开的，现闭合电键S，则副线圈两端电压将　   　，电流表A1示数将　    　．（选填“变大”，“变小”，或者“不变”）

2．汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油空气混合气要靠火花塞点燃．但是汽车蓄电池的电压只有12V，不能在火花塞上产生火花，要产生电火花，电压要达到10000V，为此要使用如图所示的点火装置，则图中虚线框内所缺的部分是　        　，这一部分应该满足　              　，才能在火花塞中产生火花．

3．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，实验室中备有下列可供选择的器材：

A．可拆变压器（铁芯．两个已知匝数的线圈）

B．条形磁铁     C．直流电源       D．多用电表     E．开关．导线若干

上述器材在本实验中不必用到的是　  　（填器材前的序号），本实验中还需用到的器材有　               　．

4． 如图所示，理想变压器的副线圈上接有三个灯泡．原线圈与﹣个灯泡串联接在交流电源上．若四个灯泡完全相同，且都正常发光，则原副线圈匝数比为　     　；电源两端的电压U1与灯泡两端的电压U2之比　    　．

5．如图所示的理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接一个标有“12V  100W”的灯泡，已知变压器初．次级线圈的匝数比为18：1，那么小灯泡正常工作时，图中的电压表的读数为　    　 V，电流表的读数为　    　 A．

6．某发电厂输出的功率为200kW，输出电压为10kV．若采用200kV的高压输电，那么，升压变压器（不计变压器能量损失）的原线圈和副线圈的匝数比为　    　；输电线等效电阻为10Ω，输电线上的电压损失为　   　V．

7．一个变压器原线圈输入电压为220V，副线圈输出电压为22V，若副线圈增加100匝后，输出电压增加到33V，则变压器原线圈匝数为              ．

8．发电站通过升压变压器．输电导线和降压变压器把电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器．如图所示，若发电机的输出功率P1=100kW，输出电压U1=250V，升压变压器的原．副线圈的匝数比为 1：25，则升压变压器的输出电压U2=　     　，输电导线中的电流I2=　   　．若输电导线中的电功率损失为输入功率的 4%，则输电导线的总电阻R线=　     　，降压变压器原线圈两端的电压U3=　    　．

9．如图所示的理想变压器原线圈匝数n1=220匝，副线圈匝数n2=10匝，灯泡电阻为R=10Ω，现给变压器原线圈中通入e=220sin100πt（V）的交流电，则灯泡两端的电压U=　   　V，电流表的读数I=　　    A．（结果可以用分数表示）

10．如图所示，一输入电压为220V．输出电压为36V的变压器副线圈烧坏．为获知此变压器原．副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，然后将原线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈 的端电压为1V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原线圈匝数为　           　副线圈匝数为　        　．

11．为了测定变压器的原．副线圈的匝数，可以在变压器的闭合铁芯上再临时绕一个线圈，已知临时绕的线圈是5匝，将变压器的原线圈接到电压是220V的交流电源上，测得副线圈和临时绕的线圈两端的电压分别是6.0V和0.4V．由此可知这个变压器原线圈的匝数是________匝，副线圈的匝数是________匝

12．一理想变压器，原线圈1100匝，接在220V交流电路上．现用它对10只“36V 60W”的灯泡供电，副线圈需要　   　匝，通过原线圈的电流　    　．如果其中一只灯泡突然短路，则通过原线圈的电流会　    　（填增大．不变．减小，等于零）．

13．如图所示，某变压器有两个线圈，如果把它当作降压变压器，则线圈      接电源，原副线圈两端电压之比是       ；把它当作升压变压器，则线圈        接电源，原．副线圈两端电压之比是    ．

24．有一个变压器，用n1表示原线圈匝数，用n2表示副线圈匝数，如果n1＞n2，该变压器是　  　变压器（填“升压”．或“降压”）．

14．如图所示，自耦变压器输入端A．B接交流稳压电源，其电压有效值U1＝100 V，R0＝40 Ω，当滑动片处于线圈中点位置时，C．D两端电压的有效值U2为________V，通过电阻R0的电流有效值为________A。

15．有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示。它有两个外观基本相同的线圈A．B，线圈外部还可以绕线。(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A．B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a．b位置，由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)。

(2)如果把它看成理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有，一根足够长的绝缘导线．一只多用电表和低压交流电源。请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量，并用字母表示)。________________________________________________________________________A线圈的匝数为nA＝________。(用所测物理量符号表示)

16．一台理想变压器的原副线圈匝数比为2：1，原线圈接入20伏的正弦交流电，一只理想二极管和一个阻值为10Ω指示灯串联后接在副线圈上，则指示灯的消耗的功率为                 

17．如图所示，理想变压器的原．副线圈匝数之比为n1：n2=4：1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等．a．b端加一交流电压后，两电阻消耗的电功率之比PA：PB=　     　；两电阻两端的电压之比UA：UB=　    　．

18．如图a理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻，

（1）当原线圈接在44V直流电源上时，电压表示数　   　V，电流表示数　  　A．

（2）当原线圈接在如图b所示的交变电源上时，电压表示数　   　V，此时变压器的输入功率　     　W．

参考答案与试题解析

1．【答案】不变，变大

【解析】【考点】变压器的构造和原理

【分析】输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可．

【解答】解：由于输入的电压的大小和变压器的匝数比不变，所以变压器的输出的电压始终不变；

当S接通后，电路的总电阻减小，总电流变大，而变压器的匝数比不变，所以原线圈中的电流增大；

故答案为：不变，变大

【点评】本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值．有效值．瞬时值以及变压器变压原理．功率等问题彻底理解．

2．【答案】变压器；副线圈匝数大于原线圈匝数．

【解析】【考点】变压器的构造和原理；内燃机的工作原理．

【专题】交流电专题．

【分析】蓄电池的电压为12V，火花塞需要的电压为10000V，所以电路中需要的是升压变压器，再根据升压变压器的原理可得副线圈匝数大于原线圈匝数．

【解答】解：由于火花塞需要的电压为10000V，但是电源的电压为12V，所以必须要经过升压变压器才可以得到高的电压，所以虚线框内所缺的是变压器，并且需要的应该是升压变压器，所以变压器的副线圈匝数大于原线圈匝数．

故答案为：变压器；副线圈匝数大于原线圈匝数．

3．【答案】上述器材在本实验中不必用到的是：BC，本实验中还需用到的器材有：低压交流电源

【解析】

考点： 探究变压器电压与匝数的关系．

专题： 实验题；交流电专题．

分析： 变压器线圈两端的电压与匝数的关系：；所以需要的器材有：可拆变压器（铁芯．两个已知匝数的线圈），多用电表（测电压），导线．开关，低压交流电源．

解答： 解：A：变压器线圈两端的电压与匝数的关系：；所以需要知道原副线圈的匝数，可拆变压器就能满足条件．故A必用．

B：变压器的原理是互感现象的应用，是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，所以不需要外界的磁场，故B不必用到．

C：变压器的原理是互感现象的应用，是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，如果原线圈中通的是直流电源，则副线圈中不会有感应电流产生，故C不必用到，需要用到低压交流电源．

D：变压器线圈两端的电压与匝数的关系：，需要测电压，所以需要一个测电压的仪器．故D必用．

E：做电学实验，当然需要用到开关．导线，故E必用．

故答案为：上述器材在本实验中不必用到的是：BC，本实验中还需用到的器材有：低压交流电源

点评： 做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验时，需要按照原理去找实验器材．

4．【答案】3：1；4：1

【解析】考点:变压器的构造和原理.

专题:电磁感应——功能问题．

分析:设每只灯的额定电流为I，因并联在副线圈两端的三只小灯泡正常发光，所以副线圈中的总电流为3I，由电流关系求出匝数比；由匝数比求电压关系

解答:解：设每只灯的额定电流为I，额定电压为U，因并联在副线圈两端的三只小灯泡正常发光，所以副线圈中的总电流为3I，原副线圈电流之比为1：3，所以原．副线圈的匝数之比为3：1，所以原线圈电压为3U，而A灯泡的电压也为U，所以电源的电压为4U，而副线圈电压为U，所以．

故答案为：3：1；4：1

点评:本题解题的突破口在原副线圈的电流关系，难度不大，属于基础题．

5．【答案】216； 0.46．

【解析】【考点】 变压器的构造和原理．

【分析】理想变压器输入功率等于输出功率，原副线圈电流与匝数成反比，原副线圈电压与匝数成正比．且电流与电压均是有效值，电表测量值也是有效值．

【解答】解：已知变压器初．次级线圈的匝数比为18：1，

由电压与匝数成正比得U1==216V；

即电压表读数为216V．

因理想变压器的输出功率与输入功率相等P2=P1

所以I1==0.46A

故答案为：216； 0.46．

6．【答案】1：20   10

【解析】【考点】变压器的构造和原理

【分析】根据变压器线圈匝数比等于电压之比即可求解；由△U=IR求输电线上电压损失．

【解答】解：根据电压与匝数成正比，有

输电上的电流

电压损失△U=IR=1×10=10V

故答案为：1：20   10

【点评】本题主要考查了变压器的原理，电功率的计算问题，输电线上的电压损失用△U=IR，功率损失，难度不大，属于基础题．

7．【答案】2000匝

【解析】【考点】变压器的构造和原理．

【专题】交流电专题．

【分析】根据变压器的匝数比等于电压之比求匝数比，再根据数学公式求副线圈的匝数．

【解答】解：根据变压器匝数与电压成正比，

U1：U2=n1：n2=10：1，

若副线圈增加100匝，则输出电压就增加到33V．

所以 n1：（n2+100）=220：（22+33）

解得：原线圈匝数为n1=2000匝．副线圈匝数n2=200匝，

故答案为：2000匝

【点评】本题考查了变压器的匝数之比等于电压之比，难点在于利用数学公式求副线圈的匝数．

8．【答案】6250V，16A，15.6Ω，6000V．

【解析】【考点】远距离输电；变压器的构造和原理．

【分析】根据原副线圈的电压比等于匝数之比求出升压变压器的输出电压，通过输出功率求出导线上的电流，根据P=I2R求出输电线上的电阻．通过欧姆定律求出输电线路上的电压降，从而求出降压变压器的输入电压．

【解答】解：根据得，则U2=250×25V=6250V．

输电线路上的电流．

根据4%P=，解得R=．

则输电线路上的电压降△U=I2R≈250V，所以U3=U2﹣△U=6000V．

故答案为：6250V，16A，15.6Ω，6000V．

【点评】掌握住理想变压器的电压．电流及功率之间的关系，本题即可得到解决．

9．【答案】10，

【解析】【考点】变压器的构造和原理

【分析】根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，分析即可得出结论．

【解答】解：原线圈电压的有效值为：

根据电压与匝数成正比，有：

代入数据解得：

输入功率等于输出功率，根据，有：

代入数据：

解得：

故答案为：10，

【点评】掌握住理想变压器的电压．电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题．

10．【答案】1100匝，180匝

【解析】【考点】变压器的构造和原理．

【分析】根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，分析即可得出结论

【解答】解：对新绕线的理想变压器，根据变压比公式得：n1===1100

变压器烧坏前，同理 n2=？n1=×1100=180，

故答案为：1100匝，180匝

11．【答案】2750．  75

【解析】

12．【答案】180     2.73      增大

【解析】【考点】变压器的构造和原理．

【分析】副线圈的电压为36VV，根据电压比等于线圈匝数比即可求解匝数；根据原副线圈的功率相等列式求解原线圈的电流

【解答】解：根据，得

代入数据：

解得：

输出功率

输入电流

其中的一只灯泡突然短路，相当于电阻减为0，则副线圈电阻减小，输出功率增大，输出功率等于输入功率，由知通过原线圈的电流会增大

故答案为：180     2.73      增大

13．【答案】L1 5：1；L2，1：5；

【解析】如果把它当作降压器，则原线圈的匝数应比副线圈匝数多，所以L1接电源，原副线圈两端电压之比是5500：1100=5：1；
把它当作升压变压器，则原线圈的匝数应比副线圈匝数少，所以L2接电源，原副线圈两端电压之比1100：5500=1：5
故答案为：L1 5：1；L2，1：5；

14．【答案】200,5

【解析】考点：理想变压器

答案：2005

试题解析：当滑动片位于线圈中点位置时，由变压器电压关系有∶=，所以U2＝＝200 V，通过R0的电流为

15．【答案】(1)A　(2)步骤见解析　；

【解析】

考点：万用表

【名师点睛】此题既要对多用表能正确使用，又要对变压器的原理熟练掌握，综合要求较高．属于难题。

16．【答案】5W

【解析】

试题分析：变压器的次级电压为，加二极管后，灯泡上得到电压的有效值为：，解得，故指示灯的消耗的功率为

考点：交流电的计算；变压器.

17．【答案】1：16            1：4

【解析】【考点】变压器的构造和原理

【分析】变压器原副线圈电流与匝数成反比，求出电流之比，根据电阻消耗的功率P=I2R，电阻两端的电压U=IR即可求解．

【解答】解：根据变压器原副线圈电流与匝数成反比得：

电阻消耗的功率P=I2R，所以两电阻消耗的电功率之比PA：PB=1：16

电阻两端的电压U=IR，所以两电阻两端的电压之比UA：UB=1：4

故答案为：1：16            1：4

【点评】本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值．有效值．瞬时值以及变压器变压原理．功率等问题彻底理解．

18．【答案】（1）0，0；（2）44，19.36

【解析】【分析】（1）变压器的工作原理是互感现象，当原线圈接在44V直流电源上时，原线圈电流恒定，副线圈中不会产生感应电流；

（2）当原线圈接在如图b所示的交变电源上时，根据变压器的变压比公式求解副线圈的输出电压，根据欧姆定律求解输出电流，根据P=UI求解输出功率，理想变压器输出功率与输入功率相等．

【解答】解：（1）变压器的工作原理是互感现象，不能改变直流电的电压，则当原线圈接在44V直流电源上时，原线圈电流恒定，副线圈中不会产生感应电流，故电流表与电压表的读数都为0；

（2）由图b知，原线圈电压的最大值为 U1m=311V，有效值为 U1==220V

由=得 U2==×220V=44V

理想变压器输出功率与输入功率相等，则此时变压器的输入功率为 P==W=19.36W

故答案为：（1）0，0；（2）44，19.36．