第四模塊 第10章 第2單元 一、選擇題1(2020年江蘇卷)如圖13所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為15，原線圈兩端的交變電壓為u20sin 100tV.氖泡在兩端電壓達(dá)到100 V時(shí)開始發(fā)光下列說(shuō)法中正確的有()圖13A開關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為100 HzB開關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為100 VC開關(guān)斷開后，電壓表的示數(shù)變大D開關(guān)斷開后，變壓器的輸出功率不變解析：由u20sin100t V可知，um20 V, f50 Hz，氖泡在一個(gè)周期內(nèi)發(fā)光兩次，故其發(fā)光頻率為100 Hz，A選項(xiàng)正確電壓表示數(shù)為U×5100 V，B選項(xiàng)正確開關(guān)斷開后電壓表示數(shù)不變，輸出功率變小，故C、D兩選項(xiàng)錯(cuò)誤答案：AB2一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2115，原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u如圖14所示副線圈僅接入一個(gè)10 的電阻則()圖14A流過(guò)電阻的電流是20 AB與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100 VC經(jīng)過(guò)1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6×103 JD變壓器的輸入功率是1×103 W解析：原線圈中電壓的有效值是220 V由變壓比知副線圈中電壓為100 V，流過(guò)電阻的電流是10 A；與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100 V；經(jīng)過(guò)1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6×104 J；P入P出 V1×103 W，D項(xiàng)正確答案：D3如圖15所示，T為理想變壓器，副線圈回路中的輸電線ab和cd的電阻不可忽略，其余輸電線電阻可不計(jì)，則當(dāng)電鍵S閉合時(shí)()圖15A交流電壓表V1和V2的示數(shù)一定都變小B交流電壓表只有V2的示數(shù)變小C交流電流表A1、A2和A3的示數(shù)一定都變大D只有A1的示數(shù)變大解析：閉合S時(shí)，輸出電路電阻減小，副線圈中電流增大，V1示數(shù)不變，V2示數(shù)變小，A2示數(shù)變大，則A1示數(shù)也變大，由于V1示數(shù)不變，A2示數(shù)變大，則V2示數(shù)變小，A3示數(shù)變小故B正確答案：B4鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖16(a)所示圖(a)中電流表的讀數(shù)為1.2 A圖(b)中用同一電纜線繞了3匝，則()圖16A這種電流表能測(cè)直流電流，圖16(b)的讀數(shù)為2.4 AB這種電流表能測(cè)交流電流，圖16(b)的讀數(shù)為0.4 AC這種電流表能測(cè)交流電流，圖16(b)的讀數(shù)為3.6 AD這種電流表既能測(cè)直流電流，又能測(cè)交流電流，圖16(b)的讀數(shù)為3.6 A解析：該鉗形電流表的工作原理為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所以只能測(cè)交流電流，且電流與匝數(shù)成反比，故C項(xiàng)正確答案：C5在某交流電路中，有一正在工作的變壓器，原、副線圈的匝數(shù)分別為n1600匝、n2120匝，電源的電壓為U311sin100t(V)，原線圈中串聯(lián)一個(gè)額定電流為0.2 A的保險(xiǎn)絲，為保證保險(xiǎn)絲不被燒毀，則()A負(fù)載功率不能超過(guò)44 WB副線圈電流的最大值不能超過(guò)1 AC副線圈電流的有效值不能超過(guò)1 AD無(wú)論副線圈電流有多大，保險(xiǎn)絲總不會(huì)被燒毀解析：保險(xiǎn)絲的額定電流指有效值，由電流與線圈匝數(shù)的關(guān)系及原線圈中電流的有效值I10.2 A得副線圈中的電流的有效值I21 A，則副線圈電流的最大值不能超過(guò)I2 A再由電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系及原線圈兩端的電壓的有效值U1220 V得副線圈兩端電壓的有效值U244 V，則有PU2I244 W，故A、C選項(xiàng)正確，B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤答案：AC6(2020年山東卷)某小型水電站的電能輸送示意圖如圖17，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200 V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，降壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)要使額定電壓為220 V的用電器正常工作，則()圖17A.>B.<C升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓D升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率解析：由于輸電線上的功率損耗，故升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率P出P損P入，故D正確.，因?yàn)閁1200 V<U4220 V，U2>U3U2U線，故>，選項(xiàng)A正確答案：AD7如圖18所示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為41.原線圈接入一電壓為uU0sint的交流電源，副線圈接一個(gè)R27.5 的負(fù)載電阻若U0220 V，100 rad/s，則下述結(jié)論正確的是()圖18A副線圈中電壓表的讀數(shù)為55 VB副線圈中輸出交流電的周期為 sC原線圈中電流表的讀數(shù)為0.5 AD原線圈中的輸入功率為110 W解析：原線圈電壓有效值U1220 V，由電壓比等于匝數(shù)比可得副線圈電壓U255 V，A對(duì)；電阻R上的電流為2 A，由原副線圈電流比等于匝數(shù)的反比，可得電流表示數(shù)為0.5 A，C對(duì)；輸入功率為P220×0.5 W110 W，D錯(cuò)；周期T0.02 s，B錯(cuò)答案：AC8在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，輸送的電功率為P，輸電電壓為U，所用導(dǎo)線電阻率為，橫截面積為S，總長(zhǎng)度為L(zhǎng)，輸電線損失的電功率為P，用戶得到的電功率為P用，則P、P用的關(guān)系式正確的是()AP BPCP用P DP用P(1)解析：輸電線電阻 R，輸電電流為I故輸電線上損失的電功率為：PI2R()2用戶得到的電功率為P用PPP(1)故B、D正確答案：BD9理想變壓器連接電路如圖19甲所示，已知原副線圈匝數(shù)比為101，當(dāng)輸入電壓波形如圖乙時(shí)，電流表讀數(shù)2 A，則()圖19A電壓表讀數(shù)282 V B電壓表讀數(shù)28.2 VC輸入功率為56.4 W D輸入功率為40 W解析：由圖乙可知，Um282 V，則輸入電壓有效值U1200 V根據(jù)，U220 V，再根據(jù)，I10.2 A，輸入功率PU1I140 W，故A、B、C錯(cuò)，D正確答案：D10(2020年廣東模擬)如圖20所示是霓虹燈的供電電路，電路中的變壓器可視為理想變壓器已知變壓器原線圈與副線圈匝數(shù)比，加在原線圈的電壓為u1311 sin100t (V)，霓虹燈正常工作的電阻R440 k，I1、I2表示原、副線圈中的電流下列判斷正確的是()圖20A副線圈兩端電壓6220 V，副線圈中的電流14.1 mAB副線圈兩端電壓4400 V，副線圈中的電流10.0 mACI1<I2DI1>I2解析：原線圈電壓的有效值為220 V，由解得副線圈電壓U24400 V；由I2得I210.0 mA，選項(xiàng)B對(duì)根據(jù)n1<n2，而，故I1>I2，選項(xiàng)D對(duì)答案：BD二、計(jì)算題11交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一小型發(fā)電機(jī)的線圈共220匝，線圈面積S0.05 m2，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為50 Hz，線圈內(nèi)阻不計(jì)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B T為用此發(fā)電機(jī)所發(fā)出交流電帶動(dòng)兩個(gè)標(biāo)有“220 V,11 kW”的電機(jī)正常工作，需在發(fā)電機(jī)的輸出端a、b與電機(jī)之間接一個(gè)理想變壓器，電路如圖21所示，求：圖21(1)發(fā)電機(jī)的輸出電壓有效值為多少？(2)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為多少？(3)與變壓器原線圈串聯(lián)的交流電流表的示數(shù)為多大？解析：(1)根據(jù)EmNBS1100 V得輸出電壓的有效值為U11100 V.(2)根據(jù)得.(3)根據(jù)P入P出2.2×104 W再根據(jù)P入U(xiǎn)1I1，解得I120 A.答案：(1)1100 V(2)51(3)20 A12發(fā)電機(jī)的端電壓為220 V，輸出功率為44 kW，輸電導(dǎo)線的電阻為0.2 ，如果用初、次級(jí)匝數(shù)之比為110的升壓器升壓，經(jīng)輸電線路后，再用初、次級(jí)匝數(shù)比為101的降壓器降壓供給用戶(1)畫出全過(guò)程的線路示意圖(2)求用戶得到的電壓和功率(3)若不經(jīng)過(guò)變壓而直接送到用戶，求用戶得到的功率和電壓解析：(1)線路圖如圖22所示(2)升壓器次級(jí)的輸出電壓為U2U1×220 V2200 V.圖22升壓器次級(jí)輸出電流為I2I1，升壓器初級(jí)輸入電流由PI1U1，得I1 A200 A，所以I2I120 A輸電線路上的電壓損失和功率損失分別為URI2R20×0.2 V4 V，PRIR202×0.2 W80 W0.08 kW加到降壓器的初級(jí)線圈上的輸入電流和電壓為I3I220 A，U3U2UR2200 V4 V2196 V降壓變壓器次級(jí)線圈的輸出電壓和電流分別為U4×2196 V219.6 V，I4I310×20 A200 A，用戶得到的功率P4U4I443.92 kW.(3)若不采用高壓輸電，線路損失電壓為URI1R200×0.2 V40 V用戶得到的電壓UU1UR220 V40 V180 V用戶得到的功率為PI1U200×180 W36 kW.答案：(1)見(jiàn)圖22(2)219.6 V43.92 kW(3)36 kW180 V