【广西】2013版高中物理全程复习方略提能演练13.2变压器电能的输送

1/5课时提能演练(三十七)(40分钟100分)一、选择题(本题共8小题，每题9分，至少有一个答案正确，选不全得5分，共72分)1.在家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，如图所示.当变压器输入电压发生变化时，可上下调节P1、P2的位置，使输出电压稳定在220V.现发现输出电压低于220V，下列措施不正确的是()A.P1不动，将P2向上移B.P2不动，将P1向下移C.将P1向上移，同时P2向下移D.将P1向下移，同时P2向上移2.(预测题)如图所示为某种车床照明灯的原理图，理想变压器原、副线圈的匝数比为55∶9，原线圈两端的输入电压u＝2202sin100πt(V)，滑动变阻器R接入电路部分与灯泡的总阻值为36Ω，下列叙述中正确的是()A.该交流电的频率为100HzB.变压器的输出功率是36WC.变压器的输入功率是72WD.若滑动变阻器的滑动触头P向上端移动，电灯变亮3.(2011·山东高考)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u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压.某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示.以下正确的是()A.u2＝1902sin(50πt)VB.u2＝1902sin(100πt)VC.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4.(2012·北海模拟)如图所示，动圈式话筒能够将声音转变为微弱的电信号(交变电流)，产生的电信号一般都不是直接送给扩音机，而是经过一只变压器之后再送给扩音机放大，变压器的作用是减少信号沿导线传输过程中的电能损失，关于话筒内的这只变压器，下列说法中正确的是()2/5A.一定是升压变压器，因为P＝UI，升压后，电流减小，导线上损失的电能减少B.一定不是升压变压器，因为P＝U2R，升压后，导线上损失的电能会增加C.一定是降压变压器，因为I2＝n1I1/n2，降压后，电流增大，使到达扩音机的信号加强D.一定不是降压变压器，因为P＝I2R，降压后，电流增大，导线上损失的电能会增加5.(易错题)如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S闭合时()A.交流电压表V2和V3的示数一定都变小B.交流电压表V3的示数变小C.交流电流表A1、A2和A3的示数一定变大D.只有A1的示数变大6.(2012·中山模拟)如图所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器.若已知变压比为1000∶1，变流比为100∶1，并且知道电压表示数为220V，电流表示数为10A，则输电线的输送功率为()A.2.2×103WB.2.2×10－2WC.2.2×108WD.2.2×104W7.如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，初级线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220V，负载电阻R＝44Ω，电流表A1的示数为0.20A.下列判断中正确的是()A.初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶1B.初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶1C.电流表A2的示数为1.0AD.电流表A2的示数为0.4A8.(2012·唐山模拟)如图所示，发电厂的输出电压和输电线的电阻、变压器均不变，如果发电厂欲增大输出功率，则下列说法正确的是()3/5A.升压变压器的输出电压增大B.降压变压器的输出电压增大C.输电线上损耗的功率增大D.输电线上损耗的功率占总功率的比例减小二、计算题(本大题共2小题，共28分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)[9.(12分)收音机的变压器的初级线圈有1210匝，接在U1＝220V的交流电源上，变压器有两个次级线圈.次级线圈Ⅱ的匝数为35匝，次级线圈Ⅲ的匝数是1925匝.如果不计变压器自身的能量损耗，当变压器工作时，线圈Ⅱ的电流是0.3A时，初级线圈的电流I1＝0.114A.求线圈Ⅲ中电流和输出电压(电流的计算结果保留3位有效数字).10.(16分)某发电厂发电机的输出功率P＝100kW，发电机端电压U＝250V，向远处送电的输电线的总电阻R＝8Ω.要使输电线上的功率损失不超过输送功率的5%，用户得到的电压又正好是220V.(1)应该怎样安装变压器？画出输电线路的示意图；(2)求出所用的变压器的原、副线圈的匝数比.4/5答案解析1.【解析】选C.由变压器原、副线圈的电压比等于线圈匝数比U1U2＝n1n2可知，输出电压低于220V，可以增加副线圈匝数或减少原线圈匝数，A、B、D正确，C错误。2.【解析】选B.由ω＝2πf知该交流电的频率为50Hz，A错；由U1U2＝n1n2知理想变压器的输出电压有效值U2＝36V，电流I2＝1A，据P＝UI知B对、C错；若滑动变阻器的滑动触头P向上端移动，接入电路中的电阻变大，电灯变暗，D错.3.【解题指南】解答本题应注意以下三点：(1)根据图象找出最大值、周期，写出瞬时值表达式.(2)变压器原、副线圈的电压均为有效值.(3)根据变压器中电压关系确定如何改变原线圈匝数.【解析】选B、D.由图象可知，正弦式交变电压的最大值为1902V，其周期为0.02s，可得其表达式为u2＝1902sin(100πt)V，B选项正确，又在u1、n2不变的前提下通过改变n1来使u2增大，由u1u2＝n1n2可得应使n1减小，故应将P适当上移，D选项正确.4.【解析】选A、D.要减少信号沿导线传输过程中的电能损失，根据Q＝I2Rt知，有效的措施是减小电路的电流，再根据P＝UI知，要提高输送电压，所以A、D正确.5.【解析】选B.在理想变压器中，因为U不变，故V2示数不变；闭合S时，负载电阻变小，副线圈中电流I2增大，A2示数增大，由P入＝P出，即I1U1＝I2U2可知A1示数增大，因为ab和cd导线的电阻不可忽略，V3改测R2两端电压，故V3示数变小.R1两端电压减小，故流过R1处的电流I3变小，A3示数变小，故B正确.【总结提升】理想变压器动态分析的两种类型(1)匝数比不变，原、副线圈的电压U1、U2不变，电流I1、I2，功率P1、P2随负载电阻的变化而变化.(2)负载电阻不变，原线圈的电压U1不变，副线圈两端的电压U2、电流I1、I2，功率P1、P2随匝数比的变化而变化.【变式备选】(2012·海口模拟)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u＝202sin100πt(V).氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的有()A.开关接通后，氖泡的发光频率为100HzB.开关接通后，电压表的示数为100VC.开关断开后，电压表的示数变大D.开关断开后，变压器的输出功率不变【解析】选A、B.由于副线圈电压由原线圈决定，则不论负载如何变化，电压表的读数不变，始终为有效值100V，B正确，C错误；交流电每个周期内氖泡发光两次，每秒发光100次，则氖泡发光频率为100Hz，A正确；开关断开后，负载电阻增大、电流减小，则变压器的输出功率减小，D错误.6.【解析】选C.根据U1U2＝n1n2，n1n2＝I2I1得，U1＝2.2×105V，I1＝1000A，所以输电线的输送功率P＝U1I1＝2.2×108W，C正确.7.【解析】选B、C.对于理想变压器，P1＝U1I1＝220×0.20W＝44W，则负载电阻消耗的功率P2＝P1＝44W，5/5据P2＝U22R，得U2＝P2R＝44×44V＝44V，则n1n2＝U1U2＝22044＝5，故B正确，A错误；A2的读数I2＝U2R＝4444A＝1A，故C正确，D错误.8.【解析】选C.发电厂欲增大输出功率，输电线中电流增大，输电线上损耗的功率增大，输电线上损耗的功率占总功率的比例增大，升压变压器的输出电压不变，降压变压器的输入电压降低，输出电压减小，选项C正确，A、B、D错误.9.【解析】线圈Ⅱ两端的电压为：U2＝n2n1U1＝351210×220＝6.36(V)(3分)线圈Ⅲ两端的电压为：U3＝n3n1U1＝19251210×220＝350(V)(3分)不计变压器自身的能量损耗，由能量转化和守恒定律P1＝P2＋P3，I1U1＝I2U2＋I3U3(3分)I3＝I1U1－I2U2U3＝0.0662(A)(3分)答案：0.0662A350V10.【解析】(1)只要安装一台升压变压器和一台降压变压器，输电线路示意图如图所示.(4分)(2)按题意，P损＝5%P＝0.05×100×103W＝5×103W，设输电线路中的电流为I，则P损＝I2R(2分)I＝P损R＝5×1038A＝25A，(1分)输送电压U2＝PI＝100×10325V＝4000V，(2分)发电机输出的电压U1＝U＝250V，升压变压器的匝数比n1n2＝U1U2＝2504000＝116.(2分)输电线路上损失的电压U损＝IR＝25×8V＝200V，(2分)降压变压器原线圈n3两端的电压为U3＝U2－U损＝4000V－200V＝3800V.(1分)用户在副线圈n4两端得到电压U4＝220V，所以降压变压器的匝数比n3n4＝U3U4＝3800220＝19011.(2分)答案：(1)见解析(2)1∶16190∶11