第三章分層作業(yè)22變壓器和電能的輸送A級必備知識基礎(chǔ)練1.(2023河北滄州高二期末)分時(shí)電價(jià)政策是指把全天用電分成高峰、平段、低谷三個(gè)時(shí)間段,按用電的不同時(shí)段來收取不同價(jià)格的電費(fèi),起到優(yōu)化用電方式的作用。若發(fā)電站向某城市輸電時(shí),用電高峰段的輸送功率是低谷段的n倍,假設(shè)輸電線電阻不變,若要使輸電線損失功率不變,則高峰段輸送電壓為低谷段輸送電壓的()A.n倍 B.n2倍C.1n D.2.如圖所示,電路中的變壓器為理想變壓器,原線圈接在電壓有效值不變的交流電源上。燈泡L阻值不變,R1是定值電阻,R2是滑動變阻器。閉合開關(guān)S1、S2,燈泡發(fā)光,下列判斷正確的是()A.只向下移動滑片P,R2兩端的電壓變小B.只向下移動滑片P,燈泡L變亮C.只斷開開關(guān)S2,電阻R1兩端的電壓變大D.只斷開開關(guān)S2,變壓器輸入功率變大3.自耦變壓器在高鐵技術(shù)中被廣泛應(yīng)用。如圖所示,一理想自耦變壓器接在正弦式交變電壓上,P為滑片,初始位置位于線圈CD的中點(diǎn)G,A1和A2為理想交流電流表,R為定值電阻,下列說法正確的是()A.將P向下滑動,A1的示數(shù)將變小B.將P向上滑動,A2的示數(shù)將變大C.將P下滑到GD的中點(diǎn),電阻R的功率將變?yōu)樵瓉淼?倍D.將P上滑到CG的中點(diǎn),電阻R的功率將變?yōu)樵瓉淼?4.(2023江蘇南京金陵中學(xué)高二期末)如圖所示,發(fā)電廠通過升壓變壓器進(jìn)行高壓輸電,接近用戶端時(shí)再通過降壓變壓器降壓給用戶供電,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(shè)發(fā)電廠輸出的電壓一定,兩條輸電線上的總電阻用R0表示,滑動變阻器接入電路的電阻R相當(dāng)于用戶用電器的總電阻。當(dāng)用電器增加時(shí),相當(dāng)于R減小,則當(dāng)用電進(jìn)入高峰時(shí),下列說法不正確的是()A.電壓表V1、V2的示數(shù)均不變,電流表A2的示數(shù)增大,電流表A1的示數(shù)減小B.電壓表V3、V4的示數(shù)均減小,電流表A2、A3的示數(shù)均增大C.電壓表V2、V3的示數(shù)之差與電流表A2的示數(shù)的比值不變D.輸電線路損耗的功率增大5.(多選)如圖所示,電路中有一自耦變壓器,左側(cè)并聯(lián)一個(gè)理想交流電壓表V1后接在穩(wěn)定的交流電源上,右側(cè)串聯(lián)燈泡L和滑動變阻器R,R上并聯(lián)一個(gè)理想交流電壓表V2。下列說法正確的是()A.若F不動,滑片P向上滑動時(shí),V1示數(shù)不變,V2示數(shù)變小B.若F不動,滑片P向上滑動時(shí),燈泡L消耗的功率變小C.若P不動,滑片F(xiàn)向上移動時(shí),V1、V2的示數(shù)均變大D.若P不動,滑片F(xiàn)向上移動時(shí),燈泡L消耗的功率變大6.(2023浙江寧波效實(shí)中學(xué)高二期中)如圖所示,一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n∶1,原線圈接電壓為u=U0sinωt的正弦式交流電壓,輸出端接有一個(gè)理想交流電流表和一個(gè)電動機(jī),電動機(jī)的線圈電阻為R。當(dāng)輸入端接通電源后,電動機(jī)帶動一質(zhì)量為m的重物勻速上升,此時(shí)理想電流表的示數(shù)為I,已知重力加速度為g,下列說法正確的是()A.電動機(jī)兩端電壓為IRB.原線圈中的電流為nIC.電動機(jī)消耗的電功率為UD.重物勻速上升的速度為IB級關(guān)鍵能力提升練7.(多選)(2023河南商丘高二開學(xué)考試)如圖所示,為了浴室用電安全,某同學(xué)用理想變壓器給浴室降壓供電,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5∶1,原線圈輸入交變電壓u=2202sin100πt(V)。已知照明燈額定功率為22W,排氣扇電動機(jī)內(nèi)阻為1Ω,電流表示數(shù)為1.5A,各用電器均正常工作,電表均為理想交流電表,則下列說法正確的是()A.電壓表示數(shù)為442VB.副線圈交變電流的頻率為10HzC.排氣扇的輸入功率為44WD.保險(xiǎn)絲熔斷電流不能低于0.3A8.如圖所示,發(fā)電機(jī)可輸出頻率一定、電壓有效值恒為U的正弦式交變電流,變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,變壓器可視為理想變壓器。開始時(shí)開關(guān)S1斷開,S2閉合,四個(gè)燈泡亮度相同。燈泡規(guī)格一樣且不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化。下列說法正確的是()A.變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=1∶2B.發(fā)電機(jī)輸出電壓U與一個(gè)燈泡兩端電壓UL的比為U∶UL=1∶4C.若開關(guān)S1閉合,則燈泡L2變亮,L3、L4變暗D.若開關(guān)S2斷開,則燈泡L1、L2變暗,L3變亮9.(多選)某小型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)輸出功率恒為20kW。在輸電線路上接入一小型理想升壓變壓器來測量電路中的電流,其原、副線圈的匝數(shù)比為1∶10,電流表的示數(shù)為1A,輸電線的總電阻為5Ω,則下列說法正確的是()A.采用高壓輸電可以增大輸電線中的電流B.升壓變壓器的輸出電壓U2=2000VC.用戶獲得的功率為19kWD.將滑片P下移,用戶獲得的電壓將減小10.(多選)(2023浙江紹興高二期末)某地遠(yuǎn)距離輸電線路流程的簡化圖如圖所示,已知輸電線的總電阻為10Ω,兩變壓器均為理想變壓器,輸電線上損失的電功率為9kW。下列說法正確的是()發(fā)電站輸出120kW、250V交流升壓變壓器輸電線遠(yuǎn)距離輸電降壓變壓器用戶端220V電壓A.升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶16B.輸電線上損失的電壓為300VC.降壓變壓器的匝數(shù)比為40∶3D.用戶端得到的電功率為100kW11.(多選)(2023陜西西安高新一中高二期末)圖中L1、L2是規(guī)格為“4V3W”的燈泡,a、b端所接的交變電壓u=162sin100πt(V),現(xiàn)調(diào)節(jié)電阻箱R為某一值時(shí),恰好能使兩個(gè)燈泡均正常發(fā)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(shù)為1.5AB.電流表A2示數(shù)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會變暗參考答案分層作業(yè)22變壓器和電能的輸送1.A解析輸電線上的損失功率為P損=I2r線,若要使輸電線損失功率不變,則輸電線中的電流保持不變,由于高峰段的輸送功率為低谷段的n倍,根據(jù)P=UI可知,高峰段輸送電壓為低谷段的n倍,故選A。2.A解析理想變壓器的輸出電壓由輸入電壓和電壓比決定,輸入電壓不變,所以輸出電壓也不會變,當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P向下移動時(shí),滑動變阻器接入電路的電阻減小,副線圈中總電阻減小,副線圈中總電流變大,R1兩端的電壓變大,所以L、R2并聯(lián)電路兩端的電壓變小,燈泡L變暗,故A正確,B錯(cuò)誤;只斷開開關(guān)S2,副線圈中總電阻變大,副線圈電壓不變,副線圈中的電流變小,R1兩端的電壓變小,副線圈的電功率減小,因?yàn)檩斎牍β实扔谳敵龉β?變壓器輸入功率變小,故C、D錯(cuò)誤。3.C解析將P向下滑動,電阻R兩端電壓變大,A1示數(shù)將變大,同理,將P向上滑動,A2的示數(shù)將變小,A、B錯(cuò)誤;若將P向下滑動到GD的中點(diǎn),原、副線圈的電壓比將由1∶2變?yōu)?∶4,電阻R的電壓將變?yōu)樵瓉淼?倍,故功率變?yōu)樵瓉淼?倍,C正確;若將P向上滑動到CG的中點(diǎn),原、副線圈的電壓比將從1∶2變?yōu)?∶4,電阻R的電壓將變?yōu)樵瓉淼?3,電阻R的功率將變?yōu)樵瓉淼?4.A解析因發(fā)電廠的輸出電壓一定,因此可知升壓變壓器原線圈兩端的電壓不變,即V1不變,由U1U2=n1n2可知升壓變壓器的副線圈兩端的電壓不變,即電壓表V2的示數(shù)不變;進(jìn)入用電高峰,電阻R減小,降壓變壓器副線圈電流增大,即電流表A3的示數(shù)增大,由n3n4=I3I2可知降壓變壓器輸入端的電流增大,即電流表A2的示數(shù)增大,由I1I2=n2n1可知輸入電流I1增大,即電流表A1的示數(shù)增大;由U3=U2-I2R5.AD解析V1測的是原線圈的輸入電壓,其示數(shù)始終不變,C錯(cuò)誤;若F不動,副線圈的輸出電壓不變,滑片P向上滑動時(shí),滑動變阻器接入電路的阻值變小,又因?yàn)闊襞軱與滑動變阻器串聯(lián),故V2示數(shù)變小,燈泡L兩端的電壓變大,燈泡L消耗的功率變大,A正確,B錯(cuò)誤;若P不動,滑片F(xiàn)向上移動時(shí),副線圈的輸出電壓增大,加在燈泡L和滑動變阻器兩端的電壓均增大,故燈泡L消耗的功率變大,V2的示數(shù)變大,D正確。6.C解析變壓器原線圈輸入電壓為U1=U02,副線圈輸出電壓為U2=U0n2,即電動機(jī)兩端電壓為U0n2,電動機(jī)不是純電阻電路,則兩端的電壓不等于IR,A錯(cuò)誤;根據(jù)變壓器原、副線圈電流關(guān)系得,原線圈中電流為In,B錯(cuò)誤;電動機(jī)消耗電功率為P=IU2=U0I2n,C正確;電動機(jī)輸出功率為7.CD解析變壓器輸入的交變電壓為u=2202sin100πt(V),則有效值U1=220V,變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5∶1,根據(jù)n1n2=U1U2,解得U2=44V,故A錯(cuò)誤;變壓器只改變交變電流和電壓,不改變周期和頻率,ω=100πrad/s=2πf,f=50Hz,故B錯(cuò)誤;照明燈的電流為IL=PLU2=0.5A,電流表示數(shù)為1.5A,則排氣扇的電流為I2=I-IL=1A,排氣扇的輸入功率為P=U2I2,代入數(shù)據(jù)可得P=8.D解析根據(jù)理想變壓器的規(guī)律有I1I2=n2n1=12,可知原、副線圈匝數(shù)比為2∶1,故A錯(cuò)誤;U1=n1n2UL=2UL,故U=2UL+U1=4UL,即U∶UL=4∶1,故B錯(cuò)誤;研究燈泡亮度變化時(shí),可把變壓器和其右側(cè)電路等效為一個(gè)電阻R',對理想變壓器有U1U2=n1n2,I1I2=n2n1,R'=U1I1=9.BD解析根據(jù)P功=UI,P功不變的情況下,U增大,I減小,即采用高壓輸電可以減小輸電線中的電流,故A錯(cuò)誤;根據(jù)理想變壓器原、副線圈電流關(guān)系有n1∶n2=I2∶I1=1∶10得I2=10I1=10A,又因?yàn)镻2=P功=U2I2,解得U2=2000V,故B正確;輸電線上損耗的功率為ΔP=I22R=102×5W=500W,根據(jù)能量守恒有P用戶=P功-ΔP=19.5kW,故C錯(cuò)誤;根據(jù)理想變壓器原、副線圈電壓關(guān)系有n3∶n4=U3∶U4,滑片P下移,n3增大,n4、U3不變,所以U10.AB解析設(shè)升壓變壓器原、副線圈上的電流大小分別為I1、I2,電壓分別為U1、U2,則I1=P1U1=120kW250V=480A,又輸電線上損失的電功率P損=I22R線,得I2=P損R線=9kW10Ω=30A,升壓變壓器的匝數(shù)比n1n2=I2I1=3