新教科版課時(shí)61理想變壓器電能的輸送作業(yè)

課時(shí)規(guī)范練61理想變壓器電能的輸送基礎(chǔ)對點(diǎn)練1.(理想變壓器)(多選)(2022豫北名校聯(lián)考)如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1,兩燈泡的電阻分別為RL1=100Ω,RL2=10Ω,a、b兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=2202sin100πt(V),電流表為理想電表。下列說法正確的是()A.燈泡L2兩端的電壓為22VB.電流表示數(shù)為2AC.燈泡L1消耗的功率為4WD.燈泡L2消耗的功率為44W答案BC解析由u=2202sin100πt(V)可知,a、b兩端的電壓有效值為U=220V,設(shè)原線圈中的電流為I1,副線圈中的電流為I2,則原線圈兩端的電壓U1=U-I1RL1,副線圈兩端的電壓為U2=I2RL2,結(jié)合理想變壓器的變壓規(guī)律U1U2=n1n2,變流規(guī)律I1I2=n2n1,解得I1=0.2A,I2=2A,B正確;U2=I2RL2=20V,A錯(cuò)誤;燈泡L1消耗的功率PL1=I12R2.(理想變壓器原副線圈關(guān)系的應(yīng)用)(多選)手機(jī)無線充電器的工作原理如圖所示,該裝置可等效為一個(gè)理想變壓器,送電線圈為原線圈,受電線圈為副線圈。當(dāng)a、b間接上220V的正弦式交變電流后,受電線圈中產(chǎn)生交變電流。送電線圈的匝數(shù)為n1,受電線圈的匝數(shù)為n2,且n1∶n2=5∶1。兩個(gè)線圈所接電阻的阻值均為R,當(dāng)該裝置給手機(jī)快速充電時(shí),手機(jī)兩端的電壓為5V,充電電流為2A,則下列判斷正確的是()A.流過送電線圈與受電線圈的電流之比為5∶1B.快速充電時(shí),受電線圈c、d兩端的輸出電壓為42.5VC.兩線圈上所接電阻的阻值R=18.75ΩD.充電期間使用手機(jī),易損壞電池答案BCD解析流過送電線圈與受電線圈的電流之比I1I2=n2n1=15,A錯(cuò)誤;已知手機(jī)兩端電壓U手=5V,充電電流I手=2A,Uab=220V,又Iab=15I手=0.4A,Uab-IabR=5Ucd,Ucd-I手R=U手,聯(lián)立解得Ucd=42.5V,R=18.3.(理想變壓器動(dòng)態(tài)分析)模擬遠(yuǎn)距離輸電的部分測試電路如圖所示,a、b端接電壓穩(wěn)定的正弦交流電源,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為k且k<1,定值電阻R1<R2,電流表、電壓表均為理想電表,其示數(shù)分別用I和U表示。當(dāng)向上調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R3的滑片時(shí),電流表、電壓表示數(shù)變化量分別用ΔI和ΔU表示。則以下說法正確的是()A.R2=ΔB.R1=1C.電阻R2消耗的功率P2=UID.電源的輸出功率一定增大答案D解析根據(jù)變壓器的原理可得U1U2=n1n2=k,I2I1=n1n2=k,則有U1=kU2,I1=I2k,在原線圈電路中有U0=I1R1+U1,即U0=I2kR1+kU2,整理可得U2=1kU0-R1k2I2,則有ΔUΔI=R1k2,4.(遠(yuǎn)距離輸電、互感器)(多選)某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖如圖所示,變壓器均為理想變壓器,發(fā)電機(jī)輸出功率恒定,為48kW。在輸電線路上接入一個(gè)電流互感器,其原、副線圈的匝數(shù)比為1∶20,電流表的示數(shù)為1A,輸電線的總電阻為10Ω,下列說法正確的是()A.用戶端的功率為44kWB.升壓變壓器的輸出電壓U2=2400VC.降壓變壓器的輸入電壓U3=2000VD.如果用戶電壓為220V,則降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為10∶1答案ABD解析設(shè)電流表的讀數(shù)為IA,互感器的原、副線圈的匝數(shù)比為n∶n'=IA∶I2=1∶20,解得I2=20A,線路上損失的電壓ΔU=I2r=20×10V=200V,線路上功率的損耗ΔP=ΔUI2=200×20W=4000W=4kW,用戶端的功率為P用=P出-ΔP=48kW-4kW=44kW,故A正確;升壓變壓器的輸出電壓U2=P出I2=48×10320V=2400V,故B正確;降壓變壓器的輸入電壓U3=U2-ΔU=(2400-200)V=2200V,故C5.(理想變壓器)(多選)(2022山東濰坊一模)如圖所示,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n0=800、n1=100和n2=400,原線圈串聯(lián)一個(gè)電阻R0=8Ω,并接入內(nèi)阻不計(jì)的正弦交流電源,其電動(dòng)勢的有效值為E,兩個(gè)副線圈分別接電阻R1、R2,R1=1Ω,R2=16Ω。開關(guān)S斷開時(shí),理想電流表讀數(shù)為I1=4A;開關(guān)S閉合時(shí),理想電流表讀數(shù)為I1'。不計(jì)線圈和導(dǎo)線電阻,則()A.E=32V B.E=36VC.I1'=3.2A D.I1'=3.6A答案BD解析開關(guān)S斷開時(shí),電流表讀數(shù)為I1=4A,且n0=800、n1=100,由n0n1=I1I0得I0=0.5A,由n0n1=U0U1,U1=I1R1=4V,可得U0=32V,故E=I0R0+U0=36V,A錯(cuò)誤,B正確;開關(guān)S閉合時(shí),由輸出功率等于輸入功率,可知P原=P副1+P副2,得U0'I0'=U1'I1'+U2'I2',即E-U0'R0U0'=U16.(理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析)如圖所示,變壓器為理想變壓器,電流表A1內(nèi)阻不可忽略,其余的均為理想的電流表和電壓表。a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端,R0為定值電阻,R為滑動(dòng)電阻器。將滑動(dòng)變阻器的滑片沿c→d的方向滑動(dòng)時(shí),則下列說法正確的是()A.電壓表V1、V2示數(shù)不變,V3示數(shù)變小B.電壓表V1、V2示數(shù)變小,V3示數(shù)變大C.電流表A1、A2的示數(shù)都變大D.電流表A1的示數(shù)變小,A2的示數(shù)變大答案C解析當(dāng)滑片沿c→d滑動(dòng)時(shí),R連入電路的阻值變小,右邊回路的等效電阻R右變小,根據(jù)歐姆定律(對原線圈回路)得I1=UabRA1+R右,故I1變大,所以A1示數(shù)變大,根據(jù)I1I2=n2n1知I2變大,A2示數(shù)變大,D錯(cuò)誤,C正確;V1示數(shù)U1=Uab-I1RA1,故V1示數(shù)變小,因U1U2=n1n2,所以V2示數(shù)U素養(yǎng)綜合練7.圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2=5∶1,電阻R=20Ω,L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡,S1為單刀雙擲開關(guān)。原線圈接正弦式交變電源,輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示。現(xiàn)將S1接1、S2閉合,此時(shí)L2正常發(fā)光。下列說法正確的是()A.只斷開S2后,原線圈的輸入功率增大B.輸入電壓u的表達(dá)式u=202sin50πt(V)C.若S1換接到2,原線圈的輸入功率為1.6WD.若S1換接到2,R消耗的電功率為0.8W答案D解析只斷開S2后,負(fù)載電阻變?yōu)樵瓉淼?倍,副線圈電壓不變,則副線圈的功率變小,即原線圈的輸入功率變小,A錯(cuò)誤;由題圖乙知周期T=0.02s,ω=2π0.02rad/s=100πrad/s,所以輸入電壓u的表達(dá)式應(yīng)為u=202sin100πt(V),B錯(cuò)誤;若S1換接到2,由U1U2=n1n2=51,U1=2022=20V,得電阻R電壓有效值為4V,R消耗的電功率為P8.(多選)如圖所示,變壓器為理想變壓器,副線圈中三個(gè)電阻的阻值大小關(guān)系為R1=R2=2r=2Ω,電流表為理想交流電表,原線圈輸入正弦式交變電流e=2202sin100πt(V),開關(guān)S斷開時(shí),電阻r消耗的電功率為100W。下列說法正確的是()A.通過電阻r的電流方向每秒鐘變化100次B.開關(guān)S閉合前后,電流表的示數(shù)之比為2∶3C.開關(guān)S閉合前后,電阻R1兩端的電壓之比為2∶3D.變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為22∶3答案ABD解析交變電流的頻率為f=ω2π=50Hz,知通過電阻r的電流方向每秒鐘變化100次,A正確;開關(guān)S閉合之前,副線圈電路中電阻為3Ω,電流I2=U23Ω,開關(guān)S閉合之后,副線圈電路中電阻2Ω,電流I2'=U22Ω,開關(guān)S閉合前后副線圈中電流比為2∶3,根據(jù)I1I2=n2n1得原線圈的電流I1=n2n1I2,可知開關(guān)S閉合前后,電流表的示數(shù)之比和副線圈的電流之比相同,是2∶3,B正確;開關(guān)S閉合之前,通過電阻R1的電流IR1=I2=U23Ω,開關(guān)S閉合之后,通過電阻R1的電流IR1'=12I2'=U24Ω,開關(guān)S閉合前后,通過電阻R1的電流之比為4∶3,兩端電壓之比也為4∶3,C錯(cuò)誤;開關(guān)S斷開時(shí),電阻r消耗的電功率為100W,可知副線圈中電流I2=Pr9.如圖所示,一個(gè)理想變壓器原線圈的匝數(shù)為50,副線圈的匝數(shù)為100,原線圈兩端接在光滑的水平平行導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌間距為0.4m。導(dǎo)軌上有一長度略大于導(dǎo)軌間距且垂直于導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻忽略不計(jì),副線圈回路中電阻R1=5Ω,R2=15Ω,圖中交流電壓表為理想電壓表。導(dǎo)軌所在空間有垂直于導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1T的勻強(qiáng)磁場。導(dǎo)體棒在水平外力的作用下運(yùn)動(dòng),其速度隨時(shí)間變化的關(guān)系式為v=5sin10πt(m/s),則下列說法正確的是()A.R1的功率為0.2WB.電壓表的示數(shù)為52VC.水平外力為恒力D.變壓器鐵芯中磁通量變化率的最大值為0.04Wb/s答案D解析導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,由法拉第電磁感應(yīng)定律可得E=BLv,代入