2024版高中同步新教材選擇性必修第二冊人教物理備課資源專題強化練8交變電流的產生、描述的綜合應用一、選擇題1.(2023江蘇南京、鎮江十校聯考)如圖(a)所示,虛線(磁場邊界)左側有一豎直向下、磁感應強度B=0.5T的勻強磁場,一邊長L=0.5m的正方形單匝線框從圖示位置以水平上邊O為軸順時針勻速轉動,進入磁場區域。線框中產生的感應電流i隨時間t變化的圖線如圖(b)所示,π取3.14。下列說法正確的是()A.t=0時刻穿過線框的磁通量最大B.感應電流i隨時間t變化的周期為0.16sC.線框在圖示位置產生的感應電動勢約為4.9VD.該回路中交流電的有效值為0.04A2.【經典題】(2023山東泰安新泰中學月考)如圖所示的區域內有垂直于紙面的勻強磁場,磁感應強度為B,電阻為R、半徑為L、圓心角為45°的扇形閉合導線框繞垂直于紙面的O軸以角速度ω勻速轉動(O軸位于磁場邊界),則線框內產生的感應電流的有效值為()A.2BL2ω4R3.【多選題】面積均為S的兩個電阻相同的線圈,分別放在如圖甲、乙所示的磁場中,甲圖中是磁感應強度為B0的勻強磁場,線圈在磁場中以周期T繞OO'軸勻速轉動;乙圖中磁場的磁感應強度隨時間變化的規律為B=B0cos2πTt。從圖示位置開始計時,則()A.穿過兩線圈的磁通量變化規律相同B.兩線圈中感應電動勢達到最大值的時刻不同C.經過相同的時間t(t>T),兩線圈產生的熱量相同D.從此時刻起,經過T4時間,通過兩線圈某一橫截面的電荷量不同 二、非選擇題4.(2022江蘇鎮江五校聯考)如圖所示,一個匝數N=10、面積為0.2m2的矩形線圈abcd,其電阻r=1Ω,以對稱軸OO'為軸勻速轉動,轉速為n=120r/min,OO'的左側有垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應強度為B=2.0T,M和N是兩個集流環,負載電阻為R=4Ω,電表均為理想電表,導線的電阻不計,求:(1)感應電動勢的最大值;(2)線圈從圖示位置轉過60°角過程中,通過負載電阻R的電荷量和平均感應電動勢;(3)電壓表的示數。

答案與分層梯度式解析專題強化練8交變電流的產生、描述的綜合應用1.D根據題圖(b)可知,t=0時刻,電流最大,則感應電動勢最大,磁通量的變化率最大,磁通量為零,A錯誤;感應電流i隨時間t變化的周期為T=0.16s×2=0.32s,B錯誤;線框在圖示位置時產生的感應電動勢最大,Em=BSω=0.5×0.5×0.5×2π0.32V≈2.45V,C錯誤;根據有效值的定義,有I有效2RT=I2R×T2+0=Im22R×T2,2.B閉合導線框繞O軸勻速轉動進入、穿出磁場時,產生的感應電動勢E=BLv=BLω·L2;設線框轉動的周期為T,線框轉動一周只有T4的時間內有感應電流,感應電動勢隨時間變化的圖像如圖所示,根據交流電流的有效值的定義,有BLω·L2R2R·T4=I2RT3.AC題圖甲中線圈在勻強磁場中勻速轉動,通過線圈的磁通量的變化規律為Φ甲=B0·Scos2πTt;題圖乙中線圈不動,磁場變化,通過線圈的磁通量的變化規律為Φ乙=S·B0cos2πTt,可知通過兩線圈的磁通量的變化規律相同,則兩線圈中的感應電動勢的變化規律相同,達到最大值的時刻也相同,最大值、有效值也相同,A正確,B錯誤;線圈產生的熱量為Q=E2Rt,因兩線圈產生的感應電動勢的有效值E相同,電阻相同,所以相同時間內兩線圈產生的熱量相同,C正確;經過T4時間,通過兩線圈某一橫截面的電荷量q=Δ4.答案(1)8πV(2)0.2C12V(3)162解析(1)根據題意可知N=10,S=0.1m2,ω=2πn=2π×120×160解得感應電動勢的最大值為Em=NBSω=8πV(2)根據題意可知,線圈開始轉動時,穿過線圈的磁通量為Φ1=BS=0.2Wb線圈轉過60°時,穿過線圈的磁通量為Φ2=BScos60°=0.1Wb線圈轉過60°角過程所用的時間為t=θω=1平均感應電動勢E=NΔΦΔt=通過負載電阻R的電荷量為q=Er+Rt(3)根據題意可知,線圈轉動產生的是正弦式交變電流,則電動勢的有效值為E有=E電壓表的示數為U=E有r+RR第三章交變電流3變壓器基礎過關練題組一變壓器的工作原理1.下列關于變壓器的說法正確的是()A.變壓器工作的基礎是自感現象B.在原線圈中,電能轉化為磁場能C.電能能夠從原線圈傳遞到副線圈,是因為原、副線圈通過導線連在一起D.變壓器對恒定電流也能變壓2.【多選題】理想變壓器原、副線圈兩側一定相同的物理量有()A.交流的頻率B.交流的功率C.磁通量的變化率D.交流的峰值3.【經典題】如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數比n1∶n2=4∶1,當導體棒L在勻強磁場中向左做勻速直線運動切割磁感線時,電流表A1的示數是12mA,則電流表A2的示數為()A.3mAB.0C.48mAD.與負載R的值有關

題組二理想變壓器的基本規律4.(2023河北張家口期末)手機充電器中裝有變壓器。用正弦交流電給手機充電時,原線圈兩端電壓為220V,副線圈兩端電壓為5V,副線圈中電流為2A,若將變壓器視為理想變壓器,則()A.原、副線圈的匝數比為1∶44B.原線圈中的電流約為0.05AC.副線圈兩端電壓的最大值為5VD.原、副線圈的功率之比為44∶15.(2023江西九江月考)如圖所示,理想變壓器的原、副線圈匝數比為2∶1,a、b端接入一正弦交流電源。L1是規格為“21V6W”的小燈泡,L2是規格為“3V9W”的小燈泡。當滑動變阻器的滑片P處于中間位置時,兩小燈泡都正常發光。此時變壓器的輸出功率為()A.126WB.125WC.124WD.189W6.(2023四川成都樹德中學月考)某變電所將如圖所示的正弦交流電降為220V,供居民小區用電,則該變電所的變壓器()A.原、副線圈匝數比為500∶1B.原線圈的導線比副線圈的要細C.副線圈中電流的頻率是0.5HzD.輸入原線圈的電流等于居民小區各用電器電流的總和7.【經典題】(2023北京交通大學附屬中學期中)如圖所示,理想變壓器的原線圈接在u=2202sinπtV的交流電源上,副線圈接有R=55Ω的負載電阻,原、副線圈匝數之比為2∶1,電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是()A.原線圈的輸入功率為2202WB.電流表的讀數為1AC.電壓表的讀數為1102VD.副線圈輸出交流電的周期為50s8.(2023廣東廣州大學附屬中學月考)某種小夜燈標有“2W0.5A”字樣,插進插座即可正常發光。拆開外殼發現小夜燈內部自帶變壓器,這相當于交流電源u=2202sin100πt(t的單位為s,u的單位為V)通過理想變壓器對燈泡供電,如圖所示,則()A.流過燈泡電流的周期為0.01sB.變壓器原、副線圈匝數比為n1∶n2=55∶1C.圖中電流表的讀數為27.5AD.交流電源的輸出功率為22W題組三有多個副線圈的理想變壓器問題9.【多選題】(2022河北邯鄲期末)一理想變壓器的示意圖如圖所示,原線圈的匝數n1=2200,其中一副線圈的匝數n2=1000,該副線圈兩端接有阻值R=25Ω的電阻;另一副線圈的匝數n3=300,兩端接有額定電壓為30V、額定功率為15W的燈泡L。原線圈接入交變電源后,燈泡L恰能正常發光。則()A.原線圈兩端的電壓有效值為220VB.原線圈的輸入功率為375WC.通過電阻R的電流有效值為0.2AD.電阻R消耗的電功率為400W10.【經典題】(2023北京西城模擬)如圖所示,理想變壓器的原線圈接在輸出電壓有效值不變的正弦交流電源上,副線圈的中間有一抽頭將副線圈分為匝數分別為n1和n2的兩部分,抽頭上接有定值電阻R。開關S接通“1”“2”時電流表的示數分別為I1、I2,則I1I2為(A.n12C.n1n題組四實驗:探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系11.(2023福建南平月考)在“探究變壓器原、副線圈兩端的電壓和匝數的關系”實驗中,可拆變壓器如圖所示。(1)觀察兩個線圈的導線,發現粗細不同,導線粗的線圈匝數(填“多”或“少”)。

(2)在實際實驗中將電源接在原線圈的“0”和“8”兩個接線柱之間,用電壓表測得副線圈的“0”和“4”兩個接線柱之間的電壓為3.0V,則原線圈的輸入電壓可能為。(填選項前的字母)

A.1.5VB.6.0VC.7.0V(3)實驗中原、副線圈的電壓之比與它們的匝數之比有微小差別,原因不可能為。(填選項前的字母)

A.原、副線圈上通過電流時發熱B.鐵芯在交變磁場作用下發熱C.變壓器鐵芯漏磁D.原線圈輸入電壓發生變化

能力提升練題組一理想變壓器的動態變化問題1.【經典題】(2021河北唐山期末)如圖是街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖。如果變壓器的輸入電壓不變,變壓器上的能量損失可以忽略,電壓表、電流表均為理想電表,當滑動變阻器R的滑片向下移動時()A.電壓表V2示數變小B.電壓表V3示數變大C.電流表A2示數變大D.電流表A1示數變小2.(2023遼寧鞍山模擬)如圖所示,理想變壓器的原線圈a、b兩端接正弦交流電,副線圈c、d兩端通過輸電線接兩只相同的燈泡L1和L2,輸電線的等效電阻為R,在圖示狀態開關S是斷開的。當開關S閉合時,下列判斷正確的是()A.副線圈c、d兩端的電壓減小B.原線圈a、b兩端的電壓增大C.燈泡L1兩端的電壓減小D.等效電阻R兩端的電壓不變3.(2023重慶西南大學附中期中)如圖所示,理想變壓器原線圈接入交流電源,副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為定值電阻,開關S是閉合的。V1和V2為理想電壓表,讀數分別為U1和U2;A1、A2和A3為理想電流表,讀數分別為I1、I2和I3。現斷開S,U1數值不變,則()A.U2不變、I3變大B.U2變小、I3變大C.I1不變、I2變小D.I1變大、I2變大4.【經典題】(2023廣東茂名信宜二中期中)如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數比為22∶1,b是原線圈的抽頭,副線圈接理想電壓表和理想電流表。在原線圈c、d兩端加上u1=1102·sin100πtV的交變電壓,則()A.開關與a連接時,電壓表的示數為5VB.開關與a連接時,滑動變阻器觸頭P向上移動,電壓表示數變小C.開關與b連接時,滑動變阻器觸頭P向下移動,電流表示數變小D.變阻器R不變,當單刀雙擲開關由a扳向b時,輸入功率不變題組二含多個副線圈的理想變壓器問題5.【多選題】(2022重慶巴蜀中學月考)如圖所示,一理想變壓器原線圈與e=2202sin100πtV的交流電源連接,兩副線圈分別接燈泡和電動機,原線圈匝數n1=120,連接電動機的副線圈匝數n3=30,電流表示數為2A,標注有“110V55W”的燈泡正常發光,電動機線圈的總電阻為1Ω,則下列說法中正確的是()A.流過燈泡的交變電流的頻率為60HzB.燈泡兩端的電壓峰值為1102VC.流過電動機的電流為55AD.電動機的輸出功率為336W6.【經典題】【多選題】(2023山東青島第十七中學月考)如圖所示,一理想變壓器的副線圈為雙繞組,兩燈泡L1、L2規格完全相同,額定電壓為5V,原線圈中接入正弦式交變電壓u=102·sin100πtV,若只閉合開關S1,電流表示數為0.2A,若只閉合開關S2,燈泡L2恰好正常發光,電流表示數為1.25A,則()A.兩副線圈匝數比為n2∶n3=2∶5B.只閉合開關S1時,燈泡L1消耗的功率為2.5WC.若兩開關都閉合,電路消耗的總功率為14.5WD.若兩開關同時閉合,燈泡L1比燈泡L2亮7.【多選題】(2022湖北部分重點中學聯考)為某地鐵系統供電的變電站示意圖如圖所示,理想變壓器原線圈兩端連接電壓有效值為35kV的電源,兩副線圈分別連接牽引電機和照明系統(連接牽引電機的副線圈簡稱副線圈1,連接照明系統的副線圈簡稱副線圈2),牽引電機的額定電壓為1180V,照明系統的額定電壓為220V,S為照明系統中的一條支路的開關。下列說法正確的是()A.S閉合后,副線圈2兩端的電壓減小B.S閉合后,電源的輸出功率增大C.S閉合后,副線圈1中的電流比副線圈2中的電流增加得多D.原線圈和副線圈1的匝數之比為n1∶n2=1750∶59題組三原線圈電路含有負載問題8.(2023江蘇南通如皋中學階段測試)如圖所示,理想變壓器的原、副線圈的匝數比為7∶1,在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻,原線圈一側接在電壓為220V的正弦交流電源上,則()A.原、副線圈中交流電的頻率之比為1∶7B.原、副線圈回路中電阻消耗的功率之比為49∶1C.理想電壓表的示數為2207D.原線圈回路中電阻兩端的電壓為4.4V9.【多選題】(2022河北新高考聯考)如圖所示的理想變壓器中,原、副線圈的匝數之比為n1∶n2=3∶1,現在M、N兩點間接一交流電源,小燈泡a、b、c均正常發光,小燈泡b正常發光時的電阻為4Ω、額定功率為16W,小燈泡a、c的額定功率、電阻均相同,已知電源的輸出功率為32W,則下列說法正確的是()A.小燈泡c的額定功率為8WB.小燈泡a的額定電流為0.5AC.小燈泡b的額定電壓為8VD.M、N間所加電源的電壓為24V10.【經典題】【多選題】(2023陜西西安第一中學期末)圖中L1、L2是規格為“4V3W”的燈泡,a、b間所接的交變電壓u=162sin100πtV。現調節電阻箱R為某一值時,恰好能使兩個燈泡均正常發光。已知變壓器為理想變壓器,電表均為理想電表。則()A.電流表A2示數為1.5AB.電流表A2示數為2.25AC.增大電阻箱R連入電路的阻值,L1會變暗D.增大電阻箱R連入電路的阻值,L2會變暗11.(2023河北保定月考)如圖所示,一理想變壓器原線圈與定值電阻R1、理想電流表A1一起接入電壓為U的交流電源上,原線圈接入電路的匝數可通過調節觸頭P進行改變,副線圈和電阻箱R2、理想電流表A2連接在一起,下列說法正確的是()A.保持R2不變,將觸頭P向上移動,則A1的示數變大B.保持R2不變,將觸頭P向下移動,電源輸出的總功率變小C.保持P的位置不動,增大R2,則A1的示數減小,A2的示數減小D.保持P的位置不動,增大R2,則R2的電功率變小,R1的電功率不變題組四幾種常見的變壓器12.(2023四川內江威遠中學期中)如圖所示的四個圖中,哪一個代表電壓互感器結構()13.【多選題】(2023北京理工大學附屬中學期中)調壓變壓器就是一種自耦變壓器,它的構造如圖所示,線圈AB繞在一個圓環形的鐵芯上,C、D之間加上輸入電壓,轉動滑動觸頭P就可以調節輸出電壓。圖中A為交流電流表,V為交流電壓表,R1、R2為定值電阻,R3為滑動變阻器,C、D兩端接交流電源,變壓器可視為理想變壓器。則下列說法中正確的是()A.當滑動觸頭P逆時針轉動時,電流表讀數變大,電壓表讀數變大B.當滑動觸頭P逆時針轉動時,電流表讀數變小,電壓表讀數變大C.當滑動變阻器滑動觸頭向下滑動時,電流表讀數變大,電壓表讀數變小D.當滑動變阻器滑動觸頭向下滑動時,電流表讀數變小,電壓表讀數變大

答案與分層梯度式解析第三章交變電流3變壓器基礎過關練1.B2.ABC3.B4.B5.A6.B7.B8.B9.AD10.A1.B變壓器工作的基礎是互感現象,A錯誤。在原線圈中電能轉化為磁場能,副線圈中磁場能轉化成電能,電能是通過磁場從原線圈傳遞到副線圈的,B正確,C錯誤。變壓器只能對變化的電流有變壓作用,D錯誤。2.ABC理想變壓器的特點是沒有能量損耗和漏磁,而且任意時刻通過原、副線圈的磁通量是相等的,且原、副線圈電流的變化周期是相等的,所以理想變壓器原、副線圈兩側一定相同的物理量是交流的頻率、功率、磁通量的變化率,選項A、B、C正確,D錯誤。3.B導體棒做勻速直線運動,產生的感應電動勢E=BLv,是一定值,穿過副線圈的磁通量不變,是一定值,副線圈不產生感應電動勢,則副線圈中的電流為0,電流表A2的示數為0,選項A、C、D錯誤,B正確。4.B理想變壓器原、副線圈電壓與匝數成正比,可得n1n2=U1U2=44,選項A錯誤;理想變壓器不改變功率,即原、副線圈功率相等,可得U1I1=U2I2,解得原線圈中的電流為I1≈0.05A,選項B正確,D錯誤;原、副線圈中均為正弦交流電,故副線圈兩端電壓的最大值為U2m=2U5.A兩小燈泡都正常發光,所以原線圈中的電流為I1=IL2=PL2UL2=93A=3A,副線圈兩端的電壓為U2=UL1=21V,由變流比公式I1I2=n2n1可得,副線圈中的電流I2=2I1=6A,該理想變壓器的輸出功率為6.B變壓器輸入電壓的有效值U1=Um2=1100022V=11000V,原、副線圈匝數比為n1n2=U1U2=11000V220V=501,A錯誤;降壓變壓器中副線圈的電流大于原線圈的電流,所以副線圈導線比原線圈導線粗,B正確;交流電的頻率f=1T=10.02s=50Hz方法技巧關于變壓器關系式的兩點說明:(1)對于公式U1U2=n1(2)由I1I2=n2n1知,對于只有一個副線圈的變壓器,電流與匝數成反比。因此,變壓器高壓線圈匝數多而通過的電流小7.B原線圈接在u=2202sinπtV的交流電源上,原線圈的輸入電壓的有效值U1=22022V=220V,副線圈兩端電壓U2=n2n1U1=12×220V=110V,所以電壓表的讀數為110V,C錯誤;理想變壓器原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率,P1=P2=U22R=110255W=220W,A錯誤;電流表的讀數為原線圈電流的有效值,I1=P1U1=2208.B變壓器不改變交流電的周期,所以流過燈泡電流的周期為T=2πω=2π100πs=0.02s,A錯誤;原線圈兩端的電壓為U1=Um2=220V,副線圈兩端的電壓等于燈泡兩端的電壓,為U2=PLIL=20.5V=4V,根據變壓比公式有n1n2=U1U2=220V4V=551,B正確;根據變流比公式I1I2=n29.AD由于燈泡正常發光,則與燈泡相連的副線圈兩端的電壓為U3=30V,根據U1U3=n1n3=2200300,可得原線圈兩端的電壓有效值為U1=220V,故A正確;根據U1U2=n1n2=22001000,可得與電阻連接的副線圈兩端電壓為U2=100V,根據理想變壓器輸入功率等于輸出功率,得變壓器原線圈的輸入功率為P1=P2+P3=U22R+PL=100225W+15W=415W,B錯誤;通過電阻R的電流有效值為I2=U10.A設變壓器原線圈兩端的電壓為U0,匝數為n0,根據變壓器原、副線圈兩端電壓與匝數的關系可知,副線圈匝數為n1和n2時的輸出電壓分別為U1=n1n0U0,U2=n2n0U0,根據理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,可得I1U0=U12R,I2U011.答案(1)少(2)C(3)D解析(1)對于變壓器,根據I1I2=n2n1(2)若是理想變壓器,則有U1U2=n1n2,將電源接在原線圈的“0”和“8”兩個接線柱之間,用電壓表測副線圈的“0”和“4”兩個接線柱間的電壓,則原、副線圈匝數比為2∶1,副線圈電壓U2=3.0V,則原線圈的電壓U1=6.0V,考慮到不是理想變壓器,有漏磁等現象,則原線圈的輸入電壓應大于6(3)原、副線圈上通過電流時發熱,鐵芯在交變磁場作用下發熱,變壓器鐵芯漏磁,都會使變壓器工作時有能量損耗,從而使原、副線圈的電壓之比與它們的匝數之比有微小差別;原線圈輸入電壓發生變化,不會影響電壓比和匝數比。故選D。能力提升練1.C2.C3.A4.A5.BD6.AC7.BD8.D9.AC10.AC11.C12.B13.AC1.C原線圈輸入電壓不變,匝數比不變,副線圈電壓不變,即電壓表V2示數不變,A錯誤;當R的滑片向下移動時,接入電路中的阻值減小,則副線圈中的電流變大,電流表A2示數變大,根據原、副線圈電流關系可知,電流表A1示數變大,C正確,D錯誤;副線圈中的電流變大,則R0兩端電壓增大,而副線圈輸出電壓不變,則R兩端電壓減小,即電壓表V3示數變小,B錯誤。方法技巧含有變壓器的動態電路問題的解題思路2.C原線圈a、b兩端接正弦交流電,可知原線圈兩端的電壓U1不變;原、副線圈的電壓之比為U1U2=n1n2,當開關S閉合時,原、副線圈匝數之比不變,則副線圈c、d兩端的電壓U2也不變,A、B錯誤。當開關S閉合時,副線圈電路的總電阻減小,副線圈中的電流增大,等效電阻R兩端的電壓UR=IR,可知電壓增大;燈泡L1兩端的電壓為UL1=U2-UR3.A根據理想變壓器原、副線圈電壓跟匝數的關系有U1U2=n1n2,U1數值不變,匝數比不變,則U2不變,斷開S,并聯電路的電阻變大,副線圈的總電阻變大,由于副線圈兩端電壓U2不變,所以總電流減小,即I2變小,原線圈中的電流也減小,即I1變小,由于副線圈電流減小,所以副線圈電路中4.A開關與a連接時,根據理想變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系U1U2=n1n2,可得副線圈兩端的電壓即電壓表的示數為U2=5V,A正確;開關與a連接時,根據U1U2=n1n2,可得副線圈兩端的電壓不變,即電壓表示數不變,與負載變化無關,B錯誤;開關與b連接時,滑動變阻器的觸頭P向下移動,R接入電路的電阻減小,電流表示數變大,C錯誤;變阻器5.BD交流電源的頻率f=ω2π=100π2πHz=50Hz,變壓器不改變交流電頻率,選項A錯誤;燈泡的額定電壓為有效值,可知燈泡兩端的電壓峰值為1102V,選項B正確;由n1n3=U1U3,可得U3=55V,又U1I1=U2I2+U3I3,解得I3=7A,電動機的輸出功率為P出6.AC原線圈電壓的有效值為U1=1022V=10V,若只閉合開關S2,燈泡L2恰好正常發光,燈泡L2兩端電壓為額定電壓,故與燈泡L2相連的副線圈兩端的電壓U3=5V,則有n1n3=U1U3=10V5V=21;由于電流表示數為1.25A,則燈泡的額定電流為I3=n1n3I1=2.5A,燈泡L2的電阻為RL2=U3I3=52.5Ω=2Ω;若只閉合開關S1,電流表示數I'1=0.2A,則有U1I'1=I22RL1,解得I2=1A,燈泡L1消耗的功率為P1=I22RL1=12×2W=2W,根據I'1n1=I2n2,解得n1n2=51,所以n2∶n3=2∶5,A正確,B錯誤。若兩開關都閉合,根據理想變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系可知,兩個副線圈兩端電壓不變,燈泡中電流也不變,燈泡L1的功率P1=2W,燈泡L2的功率P7.BDS閉合后,副線圈2兩端的電壓不變,副線圈2消耗的功率增加,則電源的輸出功率增大,選項A錯誤,B正確;S閉合后,副線圈1中的電流不變,選項C錯誤;根據n1n2=U1U2,可得原線圈和副線圈1的匝數之比為8.D變壓器不改變交流電的頻率,原、副線圈中交流電的頻率之比為1∶1,A錯誤;由P=I2R得,原、副線圈回路中電阻消耗的功率之比P1P2=I12I22=n22n12=149,B錯誤;電源電壓U=220V,假設原線圈電流I1=I,原線圈電壓U1=U-IR,則副線圈電流I2=7I,副線圈電壓U2=I2R=7IR,由U9.AC設原線圈的功率為P,則有Pa+P=32W,Pc+16W=P,Pa=Pc,聯立解得Pc=8W,選項A正確;小燈泡b消耗的功率為Pb=U22Rb,解得U2=PbRb=16×4V=8V,燈泡c的額定電流為Ic=PcU2=88A=1A,小燈泡b的額定電流為Ib=PbU2=168A=2A,由10.ACa、b間所接的交變電壓的有效值為U=Um2=16V,兩個燈泡均正常發光,則副線圈的電壓U2=4V,原線圈的電壓U1=U-UL1=16V-4V=12V,則原、副線圈的匝數之比為n1n2=U1U2=12V4V=31,電流表A1示數為I1=PL1UL1=3W4V=0.75A,副線圈中的電流I2=n1I1n2=2.25A,電流表A2的示數為I=I2-IL2=2.25A-0.75A=1.5A,A正確,B錯誤;設變壓器及副線圈連接的負載的等效電阻為R等效=U1I1,副線圈的總電阻為R副=U2I2,R等效=U1I1=n1n2·U2n2n1·I2=n1n22U2I2=n1n22導師點睛本題屬于理想變壓器動態問題,當負載電阻發生變化時,引起原、副線圈電流、電壓變化,可將變壓器及副線圈連接的負載等效為一個純電阻,R等效=U1I1=n1n2·U2n11.C根據電路連接情況可知U=U1+I1R1,根據理想變壓器原、副線圈電壓、電流與匝數關系可知U1U2=n1n2,I1I2=n2n1,根據歐姆定律可知U2=I2R2,聯立可得U=I1R1+n12n22R2,保持R2不變,將觸頭P向上移動,則n1增大,根據上述推導可知I1變小,即A1的示數變小,A錯誤;保持R2不變,將觸頭P向下移動,n1減小,則I1增大,根據P=UI1可知,電源輸出的總功率變大,B錯誤;保持P的位置不動,增大R2,根據上述推導可知I1、I2變小,即A1和A12.B電壓互感器是把高電壓通過變壓器變為低電壓后再測量,通過匝數比可求高電壓的電壓數值,所以需要將電壓互感器并聯到電路中,且輸入端線圈匝數大于輸出端線圈匝數,故選B。方法技巧區分電壓互感器與電流互感器的三個標志(1)測量儀器不同,電壓互感器用電壓表,電流互感器用電流表。(2)原、副線圈匝數關系不同,電壓互感器是降壓變壓器,n1>n2;電流互感器是升壓變壓器,n1<n2。(3)原線圈接線方式不同,前者接在火線和零線間,后者接在火線上。13.AC保持滑動變阻器連入電路的阻值不變,滑動觸頭P沿逆時針方向轉動時,變壓器的原線圈的匝數不變,副線圈的匝數增大,故M、N兩端的電壓增大,總電流增大,滑動變阻器兩端的電壓增大,電流表的讀數變大,A正確,B錯誤。當保持P的位置不動,即保持變壓器的原、副線圈的匝數比不變,則M、N兩端的電壓不變,當將滑動變阻器的滑動觸頭向下移動時,連入電路的電阻變小,因而總電流增大;R1所分的電壓增大,并聯支路的電壓即電壓表的示數減小,流過R2的電流變小,但總電流變大,所以電流表讀數變大,故C正確,D錯誤。專題強化練9交變電流與理想變壓器的綜合問題一、選擇題1.【經典題】(2023湖北咸寧赤壁一中期中)如圖所示,R為定值電阻,A、B、C、D、E為五個完全相同的燈泡。當燈泡正常發光時其阻值也為R,額定電壓為U,額定電流為I,額定功率為P。理想變壓器原、副線圈匝數比為k。若燈泡都正常發光,則下列說法中正確的是()A.交流電源的輸出功率為21PB.通過R的電流為4IC.交流電源的輸出電壓為6UD.若再把兩個相同燈泡串聯后并聯到副線圈上,為使所有燈泡正常發光,則需要交流電源輸出電壓變為7U2.(2023重慶巴蜀中學月考)如圖所示,矩形線圈abcd與理想變壓器的原線圈組成閉合電路,原線圈中的抽頭P置于最上端。矩形線圈abcd在有界勻強磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉動,且磁場只分布在bc邊的左側,磁感應強度大小為B,線圈面積為S,轉動的角速度為ω,匝數為N,線圈電阻不計,則下列說法正確的是(電容器對電流的阻礙作用大小可用XC=12πCf表示)(A.原線圈兩端電壓的有效值為22B.線圈轉動到圖示位置時,矩形線圈的瞬時感應電動勢最大C.將抽頭P下滑,燈泡變暗D.將電容器的電容C變大,燈泡將變亮3.【多選題】(2023河北滄州月考)脈沖點火器是利用脈沖原理產生連續性瞬間電火花,從而點燃燃氣具火焰的電子產品。某款家用燃氣灶的電子點火器如圖甲所示,其內部需要一節干電池供電,其工作原理如圖乙所示,轉換器可以將直流電壓轉化為如圖丙所示的脈沖電壓(波形可認為按正弦規律變化),峰值為5V,將其加在理想升壓變壓器的原線圈兩端,當變壓器副線圈兩端電壓的瞬時值大于5000V時,鋼針和金屬板就會產生電火花,進而點燃燃氣灶。下列說法正確的是()A.燃氣灶點火屬于尖端放電現象B.圖乙中理想電壓表的示數為2.5VC.變壓器原、副線圈的匝數比應滿足n1nD.點火器正常工作時,單位時間內放電次數為14.【多選題】(2022河南名校聯盟大聯考)如圖所示,一個小型交流發電機輸出端連接在理想變壓器的原線圈上,副線圈所在電路中接有理想二極管、電容為C=2×10-4F的電容器和阻值為R=20Ω的電阻,理想變壓器原、副線圈匝數比n1∶n2=1∶2。已知交流發電機內勻強磁場的磁感應強度B=0.2T,發電機線圈匝數N=10,內阻不計且線圈面積是0.2m2,發電機線圈轉動的角速度大小為25rad/s,電壓表是理想電表,下列說法正確的是()A.電壓表示數為10VB.電阻R的電功率等于10WC.電容器上的電荷量為22×10-3CD.電容器上的電荷量為4×10-3C5.【多選題】(2023福建泉州七中期中)某電磁感應式無線充電系統原理如圖所示,當下方送電線圈a、b兩端接上220V的正弦交變電流后,會在上方臨近的受電線圈中產生感應電流,從而實現充電器與用電裝置間的能量傳遞。若該裝置等效為一個無漏磁的理想變壓器:送電線圈的匝數為n1,受電線圈匝數為n2,且n1∶n2=3∶1。兩個線圈中所接的電阻R1、R2的阻值都為R,當該裝置給手機充電時,測得R1兩端的電壓為c、d兩端電壓的三分之一,下列說法正確的是()A.受電線圈c、d兩端的輸出電壓為66VB.流過送電線圈、受電線圈的電流之比為1∶3C.電阻R1和R2所消耗的功率之比為1∶3D.a、b端輸入電壓不變,若減小R1的阻值,受電線圈的輸出電壓不受影響6.【經典題】(2023湖南師大附中模擬)如圖所示,一理想自耦變壓器線圈AB繞在一個圓環形閉合鐵芯上,在A、B端輸入正弦交流電壓u=2202sin100πtV,L1和L2為相同的燈泡,其電阻R=110Ω且恒定不變,定值電阻的阻值R0為燈泡阻值的12。當滑片P處于如圖所示位置時,A、B端與P、B端匝數比為3∶1;S1、S2閉合時,兩燈泡均正常發光。下列說法正確的是()A.燈泡正常發光的電流為1AB.燈泡正常發光的電功率為55WC.S1、S2均閉合時,將P沿順時針方向轉動,L1一定變暗D.斷開S1,閉合S2,將P沿逆時針方向轉動,定值電阻消耗的電功率一定變大二、非選擇題7.(2022江蘇南通期末)圖甲為某同學設計的充電裝置示意圖,線圈ab匝數為n=100,面積為S=10-3m2,勻強磁場方向垂直于線圈平面,磁感應強度隨時間按正弦規律變化,如圖乙所示。理想變壓器副線圈接充電器,已知額定電壓為6V的充電器恰能正常工作,不計線圈電阻。求:(1)線圈ab中的最大感應電動勢Em;(2)變壓器原、副線圈匝數比n1∶n2。甲乙

答案與分層梯度式解析專題強化練9交變電流與理想變壓器的綜合問題1.C2.D3.AD4.BD5.AB6.C1.C由于燈泡都能正常發光,則變壓器原線圈兩端的電壓為U,副線圈兩端的電壓為2U,原、副線圈匝數比k=12,通過副線圈的電流為2I,則原線圈中的電流為4I,通過電阻R的電流為5I,根據P=I2R可得電阻R的功率為25P,則交流電源的輸出功率為25P+5P=30P,A、B錯誤。交流電源的輸出電壓為U'=5IR+IR=6IR=6U,C正確。若再把兩個相同的燈泡串聯后并聯到副線圈上,為使所有燈泡正常發光,則變壓器原線圈兩端的電壓為U,副線圈兩端的電壓為2U,原、副線圈匝數比k=12,通過副線圈的電流為3I,則原線圈中的電流為6I,通過電阻R的電流為7I,則需要交流電源輸出電壓變為U″=7IR+IR=7U+U=8U2.D矩形線圈abcd轉動過程中產生感應電動勢的最大值為Em=NBSω,在轉動一周的時間內有一半時間沒有感應電流產生,設原線圈兩端電壓的有效值為U1,根據有效值的定義有(Em2)2R·T2=U12R·T,解得U1=Em2=NBSω2,A錯誤;矩形線圈轉動到圖示位置時,線圈平面與磁場垂直,磁通量最大,磁通量的變化率為0,矩形線圈的瞬時感應電動勢為0,B錯誤;將抽頭P下滑,則n1減小,由理想變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系U1U2=n1n2,可知U2變大,則燈泡變亮3.AD由題意可知,燃氣灶點火屬于尖端放電現象,A正確;理想電壓表的示數為變壓器原線圈兩端電壓的有效值,設為U1,根據有效值定義可得Um22R×T4=U12RT,解得U1=524V,B錯誤;當變壓器副線圈兩端電壓的瞬時值大于5000V時,鋼針和金屬板就會產生電火花,臨界情況為n1∶n2=5V∶5000V,故變壓器原、副線圈的匝數比應滿足n1n2<11000,C錯誤4.BD發電機產生的電動勢的峰值Em=NBSω=10×0.2×0.2×25V=10V,電壓表示數為有效值,且E有=Em2=52V,即電壓表示數為52V,選項A錯誤;變壓器原線圈兩端電壓U1=E有=52V,電阻R兩端的電壓U2=n2n1U1=102V,故電阻R的電功率P=U22R=10W,選項B正確;由于二極管具有單向導電性,電容器只充電不放電,由變壓器的匝數比可知電阻R兩端的電壓最大值為20V,此即電容器兩端電壓最大值,故電容器上的電荷量Q=CU=2×105.AB根據理想變壓器變流比公式I1I2=n2n1,可得送電線圈、受電線圈(原、副線圈)的電流比為1∶3,B正確。根據P=I2R可知電阻R1和R2消耗的電功率之比為1∶9,C錯誤。設受電線圈兩端的電壓即c、d兩端的電壓U2=U,由U1U2=n1n2得U1=3U;由于R1兩端的電壓為c、d兩端電壓的三分之一,則有3U+U3=220V,得U=66V,即受電線圈c、d兩端的輸出電壓U2=66V,A正確。a、b端輸入電壓不變6.C關鍵點撥(1)將A、B間的自耦變壓器及其右端部分等效為一純電阻,RAB=U1I1=nn1n2(2)在原線圈上接有負載L1時,可以將L1的電阻等效為電源內阻,借助閉合電路歐姆定律分析副線圈中功率變化問題,RAB與r越接近,等效電源輸出功率越大,當RAB=r時,等效電源輸出功率最大。正弦交流電壓有效值U有效=22022V=220V,S1、S2閉合時,副線圈電路的阻值R副=R·R2R+R2=R3,則A、B間的等效電阻RAB=n1n22R副=3R,此時流過燈泡L1的電流(燈泡正常發光的電流)I=U有效R+RAB=0.5A,A錯誤;燈泡正常發光的電功率為P=I2R=27.5W,B錯誤;P順時針轉動,n2減小,則n1n2增大,RAB增大,則流過燈泡L1的電流減小,燈泡L1一定變暗,C正確;斷開S1,閉合S2,則A、B間的等效電阻RAB=n1n22R0,P逆時針轉動,n2增大,則n1n2變小,n1n2由3∶1變為1∶1,RAB由927.答案(1)2V(2)1∶6解析(1)由題圖乙可知磁場變化周期T=0.2s則ω=2πT又Em=nBmSω代入數據可得Em=2V(2)對理想變壓器,有U1U其中U1=Em2,U可得n1∶n2=1∶6

第三章交變電流4電能的輸送基礎過關練題組一高壓輸電分析及輸電損耗1.【經典題】(2023山東濟南月考)我國已經成功掌握并實際應用了特高壓輸電技術。假設從A地到B地原采用超高壓輸電,在保持輸送的電功率和輸電線電阻都不變的條件下,當換用電壓更高的特高壓輸電后,下列說法正確的是()A.輸電線兩端的電壓變大B.輸電線流過的電流變大C.輸電線損失的電功率變小D.輸送到B處的電功率變小2.(2023重慶八中模擬)2022年8月,重慶地區普遍高溫,生活、生產用電激增。在如圖所示的某地遠距離輸電電路圖中,升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器,發電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變,如果發電廠的輸出功率增大為原來的2倍,輸電線上損耗的功率將增大為原來的()A.1倍B.2倍C.4倍D.8倍3.(2022浙江余杭高中等三校聯考)某發電廠向工廠供電,輸送的功率為P,輸出的電壓為U,輸電線路的總電阻為r。若用原、副線圈的匝數之比為1∶10的理想升壓變壓器輸電,則工廠得到的功率為()A.P2rC.P-P2r100U4.某發電廠將11kV的電壓輸送到遠處的用戶端,在用戶端為了能得到220V的電壓,安裝有一變壓器,若輸電線總電阻為110Ω,輸送電流為10A,則用戶端變壓器原、副線圈的匝數比為()A.50∶1B.45∶1C.55∶2D.45∶2題組二電網輸電的分析與計算5.【經典題】(2023江西撫州臨川一中月考)某電站用500kV電壓輸電給300km外的用戶使用,其輸出電功率是3×106kW,輸電線總電阻為2.5Ω,則下列說法正確的是()A.輸電線上輸送的電流大小為3.0×105AB.輸電線上由電阻造成的電壓損失為15kVC.若改用5kV的電壓輸電,則輸電線上損失的功率為9×108kWD.輸電線上損失的功率為ΔP=U2r,U為輸電電壓,6.(2023廣東信宜第二中學期中)如圖所示,某小型水電站發電機的輸出功率P=100kW,發電機輸出的電壓U1=400V,經變壓器升壓后向遠處輸電,輸電線總電阻R線=4Ω,在用戶端用降壓變壓器把電壓降為U4=220V。已知輸電線上損失的功率P線=2.5kW,假設變壓器均為理想變壓器,下列說法正確的是()A.發電機輸出的電流I1=25AB.輸電線上的電流I線=625AC.降壓變壓器的匝數比n3∶n4=195∶11D.用戶得到的電流I4=400A7.【多選題】(2022湖南岳陽二模)如圖為電能輸送示意圖,左側變壓器原、副線圈的匝數之比為1∶3,連接兩變壓器的輸電線的總電阻為10Ω,右側變壓器原、副線圈的匝數之比為2∶1,輸電線上損失的功率為10W。已知降壓變壓器副線圈兩端的交變電壓的瞬時值表達式為u2=2202sin100πt(V),將變壓器視為理想變壓器,下列說法正確的是()A.負載電阻的阻值為440ΩB.升壓變壓器輸入功率為450WC.通過輸電線的電流為1AD.升壓變壓器輸入電壓的瞬時值表達式為u1=150sin100πt(V)8.【多選題】如圖所示為電能輸送的示意圖,升壓、降壓變壓器均為理想變壓器,輸電線總電阻R為8Ω,升壓變壓器的輸入功率為100kW,用戶端得到的電壓為220V,得到的功率為95kW。下列說法正確的是()A.輸電線上損失的電壓為200VB.升壓變壓器輸出電壓為3800VC.降壓變壓器原、副線圈匝數比為190D.用戶端負載增加,有利于減少遠距離輸電的電能損失9.(2022江蘇淮安期中)如圖所示,交流電源與理想變壓器相連進行遠距離輸電,交流電源電壓的瞬時值u=1102sin100πt(V),降壓變壓器的原、副線圈匝數之比為50∶11,兩變壓器間輸電線路的總電阻為25Ω。降壓變壓器副線圈接入一臺額定電壓為220V、額定功率為1000W的電動機,電動機恰好正常工作。圖中電表均為理想電表,下列說法正確的是()A.升壓變壓器原、副線圈的匝數比為22∶205B.電流表的示數為20AC.兩變壓器間輸電線消耗的功率為2.5WD.電壓表的示數為220V10.(2023黑龍江哈爾濱德強學校月考)某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示,發電機的輸出功率為36kW,輸出電壓為500V,先后經過升壓變壓器和降壓變壓器傳輸到用戶。設輸電線的總電阻為10Ω,要求輸電線中因發熱而損失的功率為輸送功率的4%,用戶需要的電壓為220V,不計變壓器的能量損耗。試求:(1)升壓變壓器的輸出電壓;(2)升壓變壓器和降壓變壓器原、副線圈的匝數比。能力提升練題組一輸電線上電壓和功率損失的計算1.(2023湖北十堰月考)某特高壓交流線路工程進行檢測,在輸送功率一定時,分別用500kV和1000kV對同一段線路輸電。下列說法正確的是()A.高壓輸電線輸送電流之比為1∶2B.輸電線路上的電壓損失之比為1∶4C.高壓輸電線路電阻損耗功率之比為4∶1D.用戶得到的功率之比為1∶22.(2023重慶九龍坡期末)某電站的電能輸送示意圖如圖所示,升壓變壓器與降壓變壓器間輸電線總電阻為r,升壓變壓器原、副線圈匝數比n1n2=a,降壓變壓器原、副線圈匝數比n3n4=b,變壓器均為理想變壓器,若發電機的輸出電壓為U1,用戶輸入端電壓為U4,用戶消耗的電功率為PA.升壓變壓器原線圈中的電流為PB.輸電線上損失的電壓為U1-U4C.因輸電線發熱而損失的功率為PbD.電路的輸電效率為U4U3.(2023四川德陽廣漢中學月考)圖甲為遠距離輸電示意圖,升壓變壓器原、副線圈匝數比為n1∶n2=1∶100,降壓變壓器原、副線圈匝數比為n3∶n4=100∶1,遠距離輸電線的總電阻r=100Ω。若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示,輸入功率為P1=750kW。求:(1)輸電線路損耗的功率ΔP;(2)用戶端電壓U4。題組二遠距離高壓輸電的動態分析4.(2023江蘇南京第一中學期末)如圖所示為遠距離輸電示意圖,升壓變壓器和降壓變壓器為理想變壓器,發電機輸出電壓不變、輸出功率為P1,升壓變壓器輸出電壓為U2,輸電線損失功率為Pr,降壓變壓器輸出電壓為U4,當并入電路的用電器增多時()A.P1不變B.U2變大C.Pr變大D.U4不變5.【經典題】(2023重慶育才中學期中)如圖所示是發電廠通過升壓變壓器進行高壓輸電,接近用戶端時再通過降壓變壓器降壓給用戶供電的示意圖(圖中變壓器均可視為理想變壓器,圖中電表均為理想交流電表)。設發電廠輸出的電壓一定,兩條輸電線總電阻用R0表示,變阻器R相當于用戶用電器的總電阻,當用電器增加時,R變小。則當用電進入高峰時,下列說法錯誤的是()A.電壓表V1、V2的讀數均不變,電壓表V3、V4的讀數均減小B.電流表A1的讀數不變,電流表A2、A3的讀數均增大C.電壓表V2、V3的讀數之差與電流表A2的讀數的比值不變D.輸電線路損耗的功率增大6.(2022河南焦作期末)某遠距離輸電線路可簡化為如圖所示,升壓變壓器原、副線圈的匝數分別為n1、n2,電壓分別為U1、U2,輸電線總電阻為R,降壓變壓器原、副線圈的匝數分別為n3、n4,電壓分別為U3、U4,變壓器為理想變壓器。現進行輸電線路改造,改造后輸電線電阻R變小,發電廠輸出電壓U1、升壓變壓器匝數比、用戶電壓U4以及發電廠總功率保持不變,下列說法正確的是()A.改造后輸電電壓U2減小B.改造后U3減小C.改造后降壓變壓器的匝數比n3D.改造后降壓變壓器輸出功率變大7.(2023四川內江第六中學月考)發電站通過升壓變壓器、輸電線和降壓變壓器給用戶供電,升壓變壓器輸出端滑片P位置可以調動,發電機組輸出交變電壓的有效值恒定,兩條輸電線總電阻r保持不變。在下列條件下,增加用戶端的用電器,則()A.若P位置不變,則用戶端電壓升高B.若P位置不變,則輸電線上損失功率變小C.若將P下移,則用戶端電壓可能不變D.若將P下移,則輸電線上損失的功率可能減小8.(2023天津一中月考)如圖為遠距離輸電的原理圖,升壓變壓器T1、降壓變壓器T2均為理想變壓器,T1、T2的原、副線圈匝數比分別為k1、k2。兩變壓器間輸電線的總電阻為R0,可變電阻R為用戶端負載。U1、I1分別表示電壓表V1、電流表A1的示數,輸入電壓U保持不變,當負載電阻R減小時,理想電壓表V2示數變化的絕對值為ΔU,理想電流表A2示數變化的絕對值為ΔI,下列說法正確的是()A.R0=UB.R0=ΔC.電壓表V1示數增大D.電流表A1的示數減小了Δ9.【經典題】(2023河北全過程縱向評價聯考)如圖所示為遠距離輸電的原理圖,發電機輸出電壓恒定,升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器,其中降壓變壓器的變壓比為n,圖中電表均為理想電表,兩變壓器間輸電線的總電阻為R。假如用戶設備發生變化,導致輸電線上的電壓增加了ΔU,下列說法正確的是()A.電壓表示數增大ΔB.輸電線上消耗的電功率增加(ΔC.用戶設備消耗的電功率減少(ΔD.電流表示數增大了nΔ

答案與分層梯度式解析第三章交變電流4電能的輸送基礎過關練1.C2.C3.C4.B5.B6.C7.BC8.AC9.A1.C根據P=UI,保持輸送的電功率不變,采用特高壓輸電,會降低輸電線上的電流I,由于輸電線電阻R不變,輸電線兩端的電壓U線=IR,會變小,輸電線損失的電功率P線=I2R,亦會減小,A、B錯誤,C正確;由于輸送功率不變,輸電線上損失的功率變小,輸送到B處的電功率PB=P-P線,可知會變大,D錯誤。故選C。2.C發電廠的輸出功率增大為原來的2倍,輸電電壓不變,根據P=UI可知,輸電電流增大為原來的2倍,輸電線損耗的功率是P損=I2R,輸電線損耗的功率變為原來的4倍,故選C。3.C發電廠輸出的電流為I1=PU,輸電線路上的電流為I2=n1n2I1=P10U,工廠得到的功率為P'=P-I24.B根據題意,畫出輸電示意圖如圖所示,輸電線上的電壓為ΔU=IR=10×110V=1100V,用戶端變壓器原線圈的電壓為U2=U1-ΔU=1.1×104V-1100V=9900V,用戶端變壓器原、副線圈的匝數比n2n3=U2U35.B由P=UI得,輸電線上輸送的電流為I=PU=3×106×103500×103A=6×103A,A錯誤;輸電線路上的電壓損失ΔU=Ir=6×103×2.5V=15kV,B正確;輸電線上損失的功率不會大于電站的輸出功率,C錯誤;輸電線上損失的功率用ΔP=6.C發電機輸出的電流I1=PU1=250A,選項A錯誤;輸電線上的電流I線=P線R線=25A,選項B錯誤;在用戶端,有P-P線=U4I4,而對于理想變壓器有n3∶n4=I4∶I3,I3=I線,解得I4=487511A,n3∶n7.BC輸電線上損失的功率P損=I32r=10W,解得I3=1A,C正確;降壓變壓器副線圈中的電流I4=n3n4I3,解得I4=2A,負載電阻的阻值為R=U4I4=2202Ω=110Ω,選項A錯誤;降壓變壓器原線圈兩端電壓U3=n3n4U4=440V,升壓變壓器輸入功率為P1=P3+P損=U3I3+P損=450W,選項B正確;升壓變壓器副線圈兩端電壓U2=U3+I3r=450V,又U1U2=n1n8.AC由題意可得,輸電線消耗的功率為P損=P入-P用=100kW-95kW=5kW,由P=I2R知輸電線上的電流I=P損R=50008A=25A,輸電線上損失的電壓為ΔU=IR=200V,A正確;升壓變壓器的輸出功率等于輸入功率,即P出=100kW,升壓變壓器的輸出電壓U2=P出I=100×10325V=4000V,B錯誤;降壓變壓器的輸入電壓U3=U2-ΔU=3800V,降壓變壓器原、副線圈的匝數比為3800V∶220V=190∶11,C正確;用戶端負載增加,降壓變壓器的副線圈的電流增大,根據理想變壓器的電流與匝數關系可知降壓變壓器的原線圈的電流增大,由9.A根據U3U4=n3n4,代入數據可得U3220V=5011,求得U3=1000V,在降壓變壓器的輸入端,輸入功率P3=1000W,由P3=U3I3,可得I3=1A,即電流表讀數為1A,選項B錯誤;由P損=I32r得輸電線上損失功率為P損=25W,選項C錯誤;電壓表的示數為有效值,為U1=1102V2=110V,選項D錯誤;升壓變壓器副線圈兩端的電壓為U2=U3+I10.答案(1)3000V(2)16解析(1)輸電線損失的功率ΔP=4%P出=4%×36kW=1440W,設輸電線上的電流為I2,根據ΔP=I22可得I2=12A,升壓變壓器的輸出電壓U2=P出(2)升壓變壓器原、副線圈的匝數比n1n2=U1輸電線上損失的電壓ΔU=I2r=120V,降壓變壓器原線圈兩端的電壓U3=U2-ΔU=2880V,降壓變壓器原、副線圈的匝數比為n3n4=U3

能力提升練1.C2.C4.C5.B6.D7.C8.B9.D1.C根據P=UI,輸送功率一定時,輸送電流之比I1I2=U2U1=21,A錯誤;輸電線路上的電壓損失之比為ΔU1ΔU2=I1RI2R=21,B錯誤2.C依題意,用戶消耗的電功率為P,由于輸電線路上有功率損耗,所以升壓變壓器輸入端的功率一定大于P,則理想升壓變壓器輸入端的電流I1>PU1,A錯誤;根據理想變壓器原、副線圈的電壓與匝數比關系可得U3U4=n3n4=b,降壓變壓器輸入端的電壓為U3=bU4,升壓變壓器原、副線圈的電壓比為U1U2=n1n2=a,則U2=U1a,可得輸電線上損失的電壓為ΔU=U2-U3=U1a-bU4,故B錯誤;用戶消耗的電功率為P,可得降壓變壓器副線圈中的電流為I4=PU4,根據原、副線圈的電流與匝數比關系可得I3I4=n4n3=1b,輸電線路上的電流為I3=I4b=PbU4,則因輸電線發熱而損失的功率為P損=I32r=PbU42r,3.答案(1)90kW(2)220V解析(1)由題圖乙可知,升壓變壓器的輸入電壓為U1=Um2=250V,根據理想變壓器原、副線圈電壓與匝數成正比,可得U1U2=n1n2,解得U2=25000V,又P1=P2=U2I2,解得副線圈電流I2(2)輸電線路損耗的電壓ΔU=U2-U3,又ΔU=I2r,解得U3=22000V,根據U3U4=n3n4.C當并入電路的用電器增多時,用戶消耗功率增大,輸送功率增大,P1變大,發電機輸出電壓U1不變,則升壓變壓器原線圈中的電流增大,根據變壓器原、副線圈電流與匝數的關系可知,輸電線的輸送電流增大,輸電線損失功率是Pr=I2r,會增大,發電機輸出電壓U1不變,則升壓變壓器輸出電壓U2=n2n1U1不變,降壓變壓器的輸入電壓是U3=U2-Ir,會減小,降壓變壓器的輸出電壓U4=n4n3U3,5.B發電廠的輸出電壓一定,可知升壓變壓器原線圈兩端的電壓不變,即V1不變,由U1U2=n1n2可知升壓變壓器副線圈兩端的電壓不變,即電壓表V2的示數不變,因為輸入電壓和匝數比都不變,用電高峰期,用電器總電阻減小,電流增大,A3的讀數增大,根據電流與匝數的關系知線路電流都增大,電流表A1、A2的讀數均增大,輸電線上的電壓損失增大,故電壓表V3、V4的讀數均減小,A正確,B錯誤;電壓表V2、V3的讀數之差與電流表A2的讀數的比值等于輸電線的電阻值,不會變化,C正確;輸電線路損耗的功率P損=I線2R6.D由n1n2=U1U2,可得U2=n2n1U1,可知改造后輸電電壓U2不變,選項A錯誤;由發電廠總功率P1=P2=U2I2可得I2不變,輸電線上的電壓降為U=I2R,由于改造后輸電線電阻R變小,可知輸電線上的電壓降減小,改造后降壓變壓器原線圈兩端電壓U3=U2-U增大,選項B錯誤;由n3n4=U3U4可知改造后降壓變壓器的匝數比n3n7.C增加用戶端的用電器,即并入電路的用電器增多,用戶端的總電阻減小,導致電路總電流增大,對應的輸電線電流增大,發電站的輸出電流也增大。由U=Ir可得,輸電線分壓增大,即電壓損失增多,降壓變壓器原線圈電壓降低,對應的副線圈電壓也降低,即用戶獲得的電壓降低,故A錯誤;輸電線電流增大,由P=I2r可知,輸電線上損失的功率變大,故B錯誤;若將滑片P下移,升壓變壓器副線圈匝數增加,則升壓變壓器次級電壓U2增大,增加用戶端用電器,則用戶端電阻減小,這樣會導致輸電線電流I變大,根據P=I2r可知,輸電線上的功率損失一定變大,由U=Ir可得輸電線上的電壓損失變大,而降壓變壓器初級電壓U3=U2-Ir,可知降壓變壓器初級電壓可能不變,即用戶得到的電壓可能不變,故C正確,D錯誤。8.B設降壓變壓器T2原線圈電壓為U3,副線圈電壓為U2,電阻R0兩端的電壓UR0=U1-U3,則R0=U1?U3I1,A錯誤;設降壓變壓器T2原線圈電壓變化量為ΔU3,則ΔU3ΔU=k2,設降壓變壓器T2原線圈電流變化量為ΔI3,則ΔI3ΔI=1k2,可得ΔI3=ΔIk2,當負載電阻R減小時,電流表A1的示數增加了ΔIk2,D錯誤;根據歐姆定律可得ΔU3=ΔI3R0,即k2ΔU=ΔIk2R0,解得R9.D如圖所示:發電機輸出電壓恒定,升壓變壓器的輸出電壓U2不變,輸電線上電壓增加ΔU,所以降壓變壓器的原線圈電壓U3減小ΔU,則降壓變壓器的副線圈電壓U4減少ΔUn,A錯誤;輸電線的總電阻R不變,電壓增加ΔU,輸電線上電流增加ΔI=ΔUR,輸電線的損耗功率為P損=I2R,輸電線的損耗功率增加ΔP=(I+ΔI)2R-I2R≠(ΔI)2R=(ΔU)2R,B、C錯誤;若降壓變壓器原、副線圈電流分別為I3、I4,則nI3=I4,變壓比n不變,所以nΔI3=ΔI4,輸電線上電流I3增加ΔI=ΔUR,所以降壓變壓器輸出電流I專題強化練10遠距離輸電的綜合分析一、選擇題1.(2022江蘇天一中學期末)某小型水電站的電能輸送示意圖如圖甲所示,發電機的輸出電壓變化規律如圖乙所示。輸電線總電阻為r,升壓變壓器原、副線圈匝數分別為n1、n2,降