人教版 (新课标)选修34 变压器随堂练习题

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第十章 第2节 变压器、电能的输送【例1】(2011·淄博模拟) (12分)如图所示，理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1，交流电源电压U=311sin100πt V，F为熔断电流为I0=1.0 A的保险丝，负载为一可变电阻. (1)当电阻R=100 Ω时，保险丝能否被熔断?(2)要使保险丝不被熔断，电阻R的阻值应不小于多少?变压器输出的电功率不能超过多少?【答案】(1)保险丝不会熔断 (2)电阻R的阻值不能小于55 Ω 电功率不能大于220 W 【详解】原线圈电压的有效值为U1=V=220 V 由= 得副线圈两端的电压U2= U1=×220 V=110 V(1)当R=100 Ω时，副线圈中电流I2==A=1.10 A. (3分)由U1I1=U2I2 得原线圈中的电流为 I1= I2=×1.10 A=0.55 A,由于I1＜I0 (熔断电流)，故保险丝不会熔断. (2分)(2)设电阻R取某一值R0时，原线圈中的电流I1刚好到达熔断电流I0，即I1=1.0 A，则副线圈中的电流为 I2=I1=·I1=2×1.0 A=2.0 A 变阻器阻值为：R0==Ω=55Ω (3分)此时变压器的输出功率为P2=I2·U2=2.0×110 W=220 W (2分)可见，要使保险丝F不被熔断，电阻R的阻值不能小于55 Ω，输出的电功率不能大于220 W. (2分) 【例2】如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表V和电流表A均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式u1=220sin100 πt V，则( )A.当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 VB.当t= s时，c、d间的电压瞬时值为110VC.单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小D.当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小【答案】选A.【详解】由正弦交流电的最大值与有效值的关系，可以确定原线圈电压有效值为220 V，电压表所测电压值也是有效值，由于变压器原、副线圈电压比等于匝数比，所以电压表示数为22 V，A正确；将t=s代入瞬时值表达式计算得u=110V，B错；对于理想变压器，副线圈电压只与原线圈电压和原、副线圈匝数比有关，所以滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表示数不变，所以C错；开关由a扳向b，原、副线圈匝数比变小，所以副线圈电压变大，电流变大，所以D错.【例3】(14分)某学校有一台应急备用发电机,内阻为r=1 Ω,升压变压器的匝数比为1∶4,降压变压器的匝数比为4∶1,输电线的总电阻为R=4 Ω,全校22个教室,每个教室用“220 V40 W”的灯泡6盏,要求所有灯都正常发光,则(1)输电线上损耗的电功率多大?(2)发电机的输出功率多大?(3)发电机的电动势多大?【答案】(1)144 W (2)5 424 W (3)250 V【详解】(1)根据题意,画出从发电机到教室灯泡之间的传输过程,如图所示.所有灯都正常工作的总功率为P′2=22×6×40 W=5 280 W (1分)用电器都正常工作时的总电流为I′2==A=24 A (1分)两个变压器之间输电线上的电流为IR=I2= =6 A (1分)故输电线上损耗的电功率PR= R=144 W (2分)(2)升压变压器的输出功率为P1′=PR+P2′=5 424 W (2分)而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率P出=P1=P1′=5 424 W (1分)(3)降压变压器上的输入电压U2=4U2′=880 V (1分)输电线上的电压损失为UR=IRR=24 V因此升压变压器的输出电压为U1′=UR+U2=904 V (1分)升压变压器的输入电压为U1= =226 V (1分)升压变压器的输入电流为I1=4IR=24 A (1分)发电机的电动势E=U1+I1r=226 V+24×1 V=250 V (2分) 【巩固练习】1.（2011·新课标全国卷·T17）如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则A．U=110V , I=0.2A B. U=110V , I=0.05 AC. U=110 EQ \R(,2) V , I=0.2A D. U=110 EQ \R(,2) V , I=0.2 EQ \R(,2) A【答案】选A。【详解】在副线圈电路中，I2= EQ \F(P,U) =0.1A，再根据 EQ \F(U1,U2) = EQ \F(n1,n2) ，及 EQ \F(I2, I1) = EQ \F(n1,n2) ，得U1=110V，I1=0.2A，故B、C、D错，A正确2.（2011·山东高考·T20）为保证用户电压稳定在220V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。保持输入电压不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压。某此检测得到用户电压随时间t变化的曲线如图乙所示。以下正确的是 （ ）A、B、C、为使用户电压稳定在220V，应将P适当下移D、为使用户电压稳定在220V，应将P适当上移【答案】选B、D。【详解】由图像可知，正弦式交变电压的最大值为，其周期为0.02S,可得其表达式为B选项正确，又在、不变的前提下通过改变来使增大，由可得应使减小，故应将P适当上移，D选项正确。3.（2011·浙江理综·T16）如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈，上线圈两端与u=51sin314tV的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是A. 2.0V B. 9.0V C. 12.7V D. 144.0V【答案】选A.【详解】根据上线圈所加电压的表达式可得，最大值为51 V.所以有效值.若变压器为理想变压器：，可得：U2=9.0 V.但由于铁心不闭合，考虑到磁漏的存在，应有U2