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D.不知電阻，無法求出答案A2.500千伏超高壓輸電是我國目前正在實施的一項重大工程，超高壓輸電工程正在緊張建設(shè)之中.若輸送功率為3200萬千瓦，原來采用200千伏輸電，由于輸電線有電阻而損失的電功率為P損，則采用500千伏超高壓輸電后，在輸電線上損失的電功率為(設(shè)輸電線的電阻未變)()A.0.4P損B.0.16P損C.2.5P損D.6.25P損答案B解析根據(jù)P損＝eq\f(P2,U2)r可知：當輸電電壓由200kV升高到500kV時，其線路損耗由P損減小到0.16P損，選項B正確.3.普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測量電流，通常要通過電流互感器來連接，圖1中電流互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少，工作時電流為Iab，cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多，工作時電流為Icd，為了使電流表能正常工作，則()圖1A.ab接MN、cd接PQ，Iab<IcdB.ab接MN、cd接PQ，Iab>IcdC.ab接PQ、cd接MN，Iab<IcdD.ab接PQ，cd接MN，Iab>Icd答案B解析根據(jù)單一副線圈的理想變壓器原理，電流比值等于匝數(shù)比的倒數(shù)，可得ab接MN、cd接PQ，Iab>Icd，故B正確.4.用220V的正弦交流電通過理想變壓器對一負載供電，變壓器輸出電壓是110V，通過負載的電流隨時間變化的圖像如圖2所示，則()圖2A.變壓器輸入功率約為3.9WB.輸出電壓的最大值是110VC.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是1∶2D.負載電流的函數(shù)表達式i＝0.05sin(100πt＋eq\f(π,2))A答案A解析變壓器的輸入功率等于輸出功率，等于輸出電壓的有效值與輸出電流的有效值的乘積，所以P＝UI＝110V×eq\f(0.05,\r(2))A≈3.9W，A正確；輸出電壓的有效值是110V，最大值是110eq\r(2)V，所以B錯誤；變壓器原、副線圈匝數(shù)之比是2∶1，C錯誤；負載電流的函數(shù)表達式是i＝0.05sin(100πt)A，D錯誤.5.如圖3所示，一自耦變壓器(可看做理想變壓器)輸入端AB間加一正弦交流電壓，在輸出端CD間接燈泡和滑動變阻器.轉(zhuǎn)動滑片P可以改變副線圈的匝數(shù)，移動滑片Q可以改變接入電路電阻的阻值.則()圖3A.只將P逆時針小角度轉(zhuǎn)動，燈泡變亮B.只將P順時針小角度轉(zhuǎn)動，燈泡變亮C.只將Q向上移動，燈泡變暗D.只將Q向下移動，燈泡變亮答案A解析只將P逆時針轉(zhuǎn)動，輸出端匝數(shù)增多，輸出電壓增大，燈泡變亮，選項A正確，B錯誤.只將Q向上或向下移動，輸出電壓不變，燈泡亮度不變，選項C、D錯誤.6.如圖4所示，理想變壓器MN原線圈接一交流電源，副線圈回路中有一定值電阻R0和兩個小燈泡L1、L2，電表為理想電表.最初開關(guān)S是斷開的，現(xiàn)閉合開關(guān)S，則()圖4A.副線圈兩端電壓變大B.燈泡L1變亮C.電流表A1示數(shù)變大D.電阻R0中的電流變小答案C解析根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，U2＝eq\f(n2,n1)U1，故U2不變，A錯誤；閉合開關(guān)S，副線圈回路中的電阻減小，電流I2增大，D錯誤；根據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，則I1＝eq\f(n2,n1)I2，所以電流表A1示數(shù)變大，C正確；R0兩端電壓增大，UL1減小，燈泡L1消耗的功率PL1＝eq\f(U\o\al(,L12),RL1)，故功率PL1減小，燈泡L1變暗，B錯誤.7.如圖5甲所示，理想變壓器的原線圈電路中裝有0.5A的保險絲L，原線圈匝數(shù)n1＝600匝，副線圈匝數(shù)n2＝120匝.當原線圈接在如圖乙所示的交變電源上時，要使整個電路和用電器正常工作，則副線圈兩端可以接()圖5A.阻值為14.4Ω的電阻B.并聯(lián)兩盞“36V40W”的燈泡C.工作頻率為10Hz的電視D.耐壓值為36V的電容器答案AB解析理想變壓器可以變壓、變流，但不可以改變功率和頻率；由題圖乙可知，原線圈中交變電源的周期為0.02s，頻率為50Hz，則副線圈得到的交變電流的頻率也為50Hz，故接入工作頻率為10Hz的電視不能正常工作，C錯誤；由題圖乙可知，原線圈所接電源電壓的有效值為180V，由理想變壓器特點可知，變壓比等于匝數(shù)比，則U2＝eq\f(120,600)×180V，解得U2＝36V，B中兩燈泡接入電路時，原線圈中的電流I1＝eq\f(4,9)A≈0.44A＜0.5A，B正確；副線圈兩端電壓的有效值為36V，但其最大值大于電容器的耐壓值，故D錯誤；由理想變壓器特點可知，原、副線圈消耗的功率相等，則eq\f(36V2,R)＝180V×0.5A，解得R＝14.4Ω，A正確.8.如圖6所示，理想變壓器初級線圈接一正弦式交變電流，交變電流的電壓有效值恒定不變.則下列說法中正確的是()圖6A.只將S1從2撥向1時，電流表示數(shù)變小B.只將S2從4撥向3時，電流表示數(shù)變小C.只將S3從閉合變?yōu)閿嚅_，電阻R2兩端電壓增大D.只將變阻器R3的滑動觸頭上移，變壓器的輸入功率減小答案BD解析只將S1從2撥向1時，輸出電壓增大，輸出功率增大，原線圈輸入電流增大，電流表示數(shù)變大，選項A錯誤.只將S2從4撥向3時，輸出電壓減小，輸出功率減小，原線圈輸入電流減小，電流表示數(shù)變小，選項B正確.只將S3從閉合變?yōu)閿嚅_，電阻R2兩端電壓不變，選項C錯誤.只將變阻器R3的滑動觸頭上移，變壓器的輸出電流減小，輸出功率減小，由變壓器功率關(guān)系可知其輸入功率減小，選項D正確.9.如圖7所示，有一臺交流發(fā)電機E，通過理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠處用戶供電，輸電線的總電阻為R.T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1，它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2；T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3，它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4.設(shè)T1的輸入電壓U1一定，當用戶消耗的電功率變大時，有()圖7A.U2變小，U4變大B.U2不變，U3變小C.P1變小，P2變小D.P2變大，P3變大答案BD解析由理想變壓器輸出功率決定輸入功率可得，當用戶消耗功率變大時，升壓變壓器的輸入功率必增大，即P1變大，輸入電壓U1為定值不變，升壓變壓器的匝數(shù)不變，故輸出電壓U2不變，由于P1變大，由P1＝U1I1＝P2＝U2I2可得，I1變大，P2、I2變大，閉合電路歐姆定律：U3＝U2－I2R，故U3變小，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)不變，所以隨U3變小，U4變小，A、C錯誤，B正確.由于用戶功率變大，即P4變大，理想變壓器無功率損耗可得：P3＝P4，功率P3也變大，故D正確.10.如圖8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).原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示.現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時L2正常發(fā)光.下列說法正確的是()圖8A.輸入電壓u的表達式u＝20eq\r(2)sin(100πt)VB.只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光C.只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大D.若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8W答案AD解析由題圖乙可知，Um＝20eq\r(2)V，T＝0.02s，則ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，輸入電壓u＝20eq\r(2)sin(100πt)V，故A正確；由變壓器的變壓規(guī)律知：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，故U2＝eq\f(U1n2,n1)＝eq\f(20×1,5)V＝4V，將S1接1、S2閉合時，燈泡L2正常發(fā)光可得，燈泡L2的額定電壓為4V，當只斷開S2后，副線圈兩端電壓不變，此時副線圈的負載為L1、L2串聯(lián)，故L1、L2均不能正常發(fā)光，B錯誤；此時P出＝eq\f(U\o\al(,22),R總)，副線圈負載R總增大，故P出減小，又P入＝P出，故原線圈的輸入功率減小，C錯誤；當S1換接到2后，副線圈的負載僅是電阻R，故P＝eq\f(U\o\al(,22),R)＝eq\f(42,20)W＝0.8W，D正確.二、填空題(本題共2小題，共12分)11.(4分)如圖9所示，理想變壓器的輸出端接有一電動機，電動機的電阻為R，電動機帶動一質(zhì)量為m的重物以速度v勻速上升，若變壓器的輸入功率為P，電動機因摩擦造成的能量損失不計，則圖中電流表的讀數(shù)應等于________.圖9答案eq\r(\f(P－mgv,R))解析理想變壓器P出＝P入 ①由題意知：P入＝P ②P出＝mgv＋I2R ③綜合①②③得I＝eq\r(\f(P－mgv,R)).12.(8分)如圖10所示，理想變壓器原線圈與一10V的交流電源相連，副線圈并聯(lián)兩個小燈泡a和b，小燈泡a的額定功率為0.3W，正常發(fā)光時電阻為30Ω，已知兩燈泡均正常發(fā)光，流過原線圈的電流為0.09A，可計算出原、副線圈的匝數(shù)比為________，流過燈泡b的電流為________A.圖10答案10∶30.2解析副線圈兩端電壓U2等于小燈泡a兩端電壓Ua，由Pa＝eq\f(U\o\al(,a2),Ra)得Ua＝3V，則原、副線圈的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(10,3)；流過燈泡a的電流Ia＝eq\f(Ua,Ra)＝0.1A又eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)＝eq\f(I2,0.09A)，得I2＝0.3A.流過燈泡b的電流Ib＝I2－Ia＝0.3A－0.1A＝0.2A.三、計算題(本題共4小題，共48分)13.(12分)如圖11所示，理想變壓器原線圈中輸入電壓U1＝3300V，副線圈兩端電壓為U2＝220V，輸出端連有完全相同的兩個燈泡L1和L2，繞過鐵芯的導線所接的電壓表V的示數(shù)U＝2V.求：(電表均為理想電表)圖11(1)原線圈n1等于多少匝？(2)當開關(guān)S斷開時，電流表A2的示數(shù)I2＝5A.則電流表A1的示數(shù)I1為多少？(3)在(2)中情況下，當開關(guān)S閉合時，電流表A1的示數(shù)I1′等于多少？答案(1)1650匝(2)eq\f(1,3)A(3)eq\f(2,3)A解析(1)由電壓與變壓器匝數(shù)的關(guān)系可得：eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝U，則n1＝1650匝.(2)當開關(guān)S斷開時，有：U1I1＝U2I2，I1＝eq\f(U2I2,U1)＝eq\f(1,3)A(3)當開關(guān)S斷開時，有：R1＝eq\f(U2,I2)＝44Ω.當開關(guān)S閉合時，設(shè)副線圈總電阻為R′，有R′＝eq\f(R1,2)＝22Ω，副線圈中的總電流為I2′＝eq\f(U2,R′)＝10A.由U1I1′＝U2I2′可知，I1′＝eq\f(U2I2′,U1)＝eq\f(2,3)A.14.(10分)有一臺內(nèi)阻為1Ω的發(fā)電機，供給一個學校照明用電，如圖12所示.升壓變壓器匝數(shù)比為1∶4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4∶1，輸電線的總電阻R＝4Ω，全校共22個班，每班有“220V40W”的燈6盞.若保證全部電燈正常發(fā)光，則：圖12(1)發(fā)電機輸出功率是多大？(2)輸電效率是多少？答案(1)5424W(2)97.3%解析(1)對降壓變壓器：U2′I2＝U3I3＝nP燈＝22×6×40W＝5280W.U2′＝eq\f(4,1)U3＝880V.I2＝eq\f(nP燈,U2′)＝eq\f(5280,880)A＝6A.對升壓變壓器：U1I1＝U2I2＝Ieq\o\al(,22)R＋U2′I2＝62×4W＋5280W＝5424W.所以發(fā)電機輸出功率P出＝5424W.(2)η＝eq\f(P有用,P出)×100%＝eq\f(5280,5424)×100%≈97.3%.15.(12分)如圖13所示，理想變壓器B的原線圈跟副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1，交流電源電壓u＝311sin(100πt)V，F(xiàn)為熔斷電流為I0＝1.0A的保險絲(電阻不計)，負載R為一可變電阻.圖13(1)當電阻R＝100Ω時，保險絲能否被熔斷？(2)要使保險絲不被熔斷，電阻R的阻值應不小于多少？變壓器輸出的電功率不能超過多少？答案(1)保險絲不會被熔斷(2)55Ω220W解析原線圈電壓的有效值為U1＝eq\f(311,\r(2))V＝220V由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得副線圈兩端的電壓U2＝eq\f(n2,n1)U1＝eq\f(1,2)×220V＝110V(1)當R＝100Ω時，副線圈中電流I2＝eq\f(U2,R)＝eq\f(110,100)A＝1.10A.由U1I1＝U2I2得原線圈中的電流為I1＝eq\f(U2,U1)I2＝eq\f(110,220)×1.10A＝0.55A，由于I1＜I0(熔斷電流)，故保險絲不會被熔斷.(2)設(shè)電阻R取某一值R0時，原線圈中的電流I1′剛好到達熔斷電流I0，即I1′＝1.0A，則副線圈中的電流為I2′＝eq\f(U1,U2)I1′＝eq\f(n1,n2)·I1′＝2×1.0A＝2.0A變阻器阻值為R0＝eq\f(U2,I2′)＝eq\f(110,2.0)Ω＝55Ω此時變壓器的輸出功率為P2＝I2′U2＝2.0×110W＝220W可見，要使保險絲F不被熔斷，電阻R的阻值不能小于55Ω，輸出的電功率不能大于220W.16.(14分)一臺發(fā)電機輸出的電功率為100kW，輸出電壓為250V，現(xiàn)欲向遠處輸電，若輸電線的總電阻為8Ω，要求輸電時輸電線上損失的電