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1、限时集训(三十三)变压器电能的传输(限时：40分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题8分，共80分)1(2013南京模拟)如图1所示，一只理想变压器原线圈与频率为50 Hz的正弦交变电源相连，两个阻值均为20 的电阻串联后接在副线圈的两端。图中的电流表、电压表均为理想交流电表，原、副线圈分别为200匝和100匝，电压表的示数为5 V。则() 图 1A电流表的读数为0.5 AB流过电阻的交变电流的频率为100 HzC交变电源的输出电压的最大值为20 VD交变电源的输出功率为2.5 W2(2012东城区检测)如图2甲所示，理想变压器的原线圈电路中装有0.5 A的保险丝L，原线圈匝数
2、n1600匝，副线圈匝数n2120匝。当原线圈接在如图乙所示的交变电源上时，要使整个电路和用电器正常工作，则副线圈两端可以接()图 2A阻值为12 的电阻B并联两盏“36 V40 W”的灯泡C工作频率为10 Hz的电视D耐压值为36 V的电容器3(2013山东四市联考)如图3甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交变电流的电动势图象如图乙所示，经原、副线圈匝数比为110的理想变压器给一灯泡供电，如图丙所示，副线圈电路中灯泡的额定功率为22 W，现闭合开关，灯泡正常发光。则()图 3At0.01 s时，穿过线框回路的磁通量为零B交流发电机的转速为50 r/sC变压器原
3、线圈中电流表示数为1 AD灯泡的额定电压为220 V4如图4所示，一理想变压器原线圈匝数为n11 000匝，副线圈匝数为n2200匝，将原线圈接在u200 sin 120 t(V)的交流电压上，电阻R100 ，电流表A为理想电表。下列推断正确的是() 图 4A交变电流的频率为50 HzB穿过铁芯的磁通量的最大变化率为 Wb/sC电流表A的示数为 AD变压器的输入功率是16 W5如图5甲所示，为一种可调压自耦变压器的结构示意图，线圈均匀绕在圆环形铁芯上，若AB间输入如图乙所示的交变电压，转动滑动触头P到如图甲中所示位置，在BC间接一个理想交流电压表(图甲中未画出)，则()图 5AAB间输入的交流
4、电的电压瞬时值表达式为u220 sin(100t)VB该交流电的频率为50 HzCt1102 s时电压表的读数为零DBC间输出的电功率为零图 66如图6所示，有一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1，原线圈接正弦交流电，输出端接有一个交流电压表和一个电动机。电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电压表读数为U，电动机带动一重物匀速上升。下列判断正确的是()A电动机两端电压为UB电动机消耗的功率为U2/RC电动机的输出功率为nUIn2I2RD变压器的输入功率为UI/n图 77图7中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连：P为滑动头。现令P从均匀密绕的副线圈最底端
5、开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯泡L两端的电压等于其额定电压为止。用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值；电功率指平均值)。下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是()图 88如图9甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，R120 ，R230 ，C为电容器。已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则()图 9A交流电的频率为50 HzB原线圈输入电压的最大值为200 VC电阻R2的电功率约为6.67 WD通过R3的电流始终为零9(2013岳阳模拟)如图10所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙
6、是两只互感器，若已知n1n21 0001，n3n41100，图中电压表示数为220 V，电流表示数为10 A，则高压输电线的送电功率为()图 10A2.2103 WB2.2102 WC2.2108 W D2.2104 W10.(2012茂名模拟)远距离输电装置如图11所示，升压变压器和降压变压器均是理想变压器。当S由2改接为1时，下列说法正确的是()图 11A电压表读数变大 B电流表读数变大C电流表读数变小 D输电线损失的功率减小二、非选择题(本题共1 小题，共20分)11(20分)(2013苏州模拟)北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念。作为北京奥运会主场馆之一的国家体育馆“鸟巢”拥有
7、9.1万个座位，其扇型屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感。还隐藏着一座年发电量约为98 550千瓦时的太阳能光伏发电系统，供给体育馆内的照明灯等使用。假如该发电系统的输出功率为1105 W。求：(1)按平均每天太阳照射6小时计，该发电系统一年(365天计)能输出多少电能？(2)假若输出电压250 V，现准备向远处输电。所用输电线的总电阻为8 ，要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%。用户获得220 V电压，求应选用匝数比多大的升压变压器。答 案限时集训(三十三)1选CD根据欧姆定律可得副线圈中的电流I20.25 A，根据理想变压器原、副线圈中的电流比，可解得I10.1
8、25 A，A错误；理想变压器原、副线圈中的交变电流的频率相同，都为50 Hz，B错误；副线圈输出电压的有效值是10 V，根据正弦交变电流的最大值和有效值的关系可得其最大值应为U2m10 V，原、副线圈电压比为，可得交变电源输出电压的最大值为U1m20 V，C正确；对于理想变压器，交变电源的输出功率等于变压器副线圈消耗的功率，P2 W2.5 W，故D正确。2选B理想变压器可以变压、变流，但不可以改变功率和频率。由题图乙可知：原线圈中交变电流的周期为0.02 s，频率为50 Hz，则副线圈得到的交变电流的频率也为50 Hz，故接入10 Hz的电视不能正常工作，C错误；由题图乙可知，原线圈电源电压的
9、有效值为180 V，由理想变压器特点可知：变压比等于匝数比，则，得U36 V，B中两灯泡接入电路时，原线圈中的电流I1 A0.44 A0.5 A，A错误。3选BCDt0.01 s时，交变电流的电动势为零，线框处于中性面，磁通量最大，A错误；由题中图象可知周期T0.02 s，转速n50 r/s；变压器原线圈两端电压的有效值为U122 V，原线圈中输入功率与副线圈输出功率相同，由P22 W，PU1I1，得I11 A，由知副线圈两端电压U2220 V，B、C、D正确。4选BD已知u200sin 120 t(V)，则有效值U1200 V，角速度2f120 rad/s，可知交变电流的频率为60 Hz；由
10、Um1n1(/t)200 V，而n11 000匝，则穿过铁芯的磁通量的最大变化率/t为/5 Wb/s；由I2U2/R40/100 A0.4 A，得电流表A的示数为0.4 A；由P1P2I2U20.440 W16 W，故B、D正确。5选ABD由乙图可读出交流电的最大值为Um220 V，周期T2102 s，100 rad/s。则交流电的电压瞬时值表达式uUmsin t220 sin(100t) V，A正确；由f50 Hz，知B正确；因电压表测交流电电压时，读数为交流电的有效值，不能读出瞬时值，所以读数为220 V，则C错；由于BC间接理想电压表，RV无穷大，则P0，D正确。6选C电动机两端电压为U
11、；电动机消耗的功率等于变压器的输入功率，即PnUI；电动机的输出功率等于总功率减去电动机内阻消耗的热功率，即P出PP热nUIn2I2R。故只有选项C正确。7选BC当滑动头P匀速上滑时，副线圈匝数均匀增大，由知，U2U1，U2随时间均匀增大，C正确；由于灯泡的电阻随温度的升高而增大，当电压均匀增大时，由欧姆定律I知流过灯泡的电流I2并非均匀增大，而是增大得越来越慢，即I2t图线的斜率应逐渐减小，B正确；灯泡消耗的电功率N2I2U2，N2随时间并不是均匀增大的，D错误；变压器的输入功率与输出功率相等，当灯泡的功率增大时，输入功率也在增大，则原线圈中电流I1应增大，A错误。8选ABC由图乙可知交流电
12、的频率为50 Hz，所以A正确；副线圈电压最大值U2mI1mR120 V，由可知U1m200 V，B正确；R1和R2并联，由并联电路的特点可知，电阻R2两端电压的有效值为U，故电阻R2的电功率P26.67 W，C正确；因电容器接交流电，有充、放电电流通过R3，故D错误。9选C根据图甲可得，高压输电线的送电电压UU甲220 kV；根据图乙可得，输送电流II乙1 000 A；所以高压输电线的送电功率PUI220 kV1 000 A2.2108 W。故C正确。10选AB改接为1时，升压变压器的原线圈匝数不变，副线圈匝数变大，所以输送电压变大，降压变压器的输入电压和输出电压均变大，电压表示数变大，A正确；降压变压器的输出电压变大时，流过灯泡的电流I灯也变大，输电线上的电流I线也随着I灯的变大而变大，所以电流表读数变大，B正确，C错误；I线变大时，输电线损失的功率P线IR变大，D错误。11解析：(1)P1105 W，t3656 hEPt2.19105 kWh7.8841011 J(2)依题意作出如图输电示意图。升压变压器原线圈的电流为I1 A400 A当输电线上损失的电功率为输送电功率的5%时，输电线中的电流为I2，则IR线5%P所以I2 A25 A升压变压器的匝数比为：116答案：(1)2.19105 kWh或7.8841011 J(2)116