课时分层作业：第3章+3、4变压器Word版含解析

课时分层作业(十)
[基础达标练]
(15分钟　48分)
1．(6分)(多选)下列关于理想变压器的说法中，正确的是(　　)
A．输入功率等于输出功率
B．输送的电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能
C．输送的电能经变压器先转化为电场能，再转化为电能
D．输送的电能经变压器的铁芯直接传输出去
AB　[从能量的转化来看，由于过程中有电磁感应现象出现，所以会存在“磁生电”的过程，这里的“磁”就是指原线圈中产生的变化磁场，这样在副线圈中就产生了电磁感应现象，从而副线圈可以产生电能．所以A、B正确．]
2．(6分)发电厂给某工厂的功率限额为500 kW，用100 kV高压送电，当该工厂由于调整，现在只需要50 kW的电功率时，发电厂和工厂间的高压线路上的电流为(　　)
A．0.5 A
B．5 A
C．50 A
D．不知线路电阻，无法计算
A　[工厂需要多少电能，发电厂输出多少电能，由公式P＝IU得选项A对．]
3．(6分)关于变压器，下列说法正确的是(　　)
A．变压器是根据电磁感应的原理制成的
B．变压器的原线圈匝数一定比副线圈的多
C．变压器只能改变直流电的电压
D．变压器只能有一个原线圈和一个副线圈
A　[变压器是根据电磁感应的原理制成的，故A对；变压器只能改变交流电的电压，故C错；变压器原、副线圈匝数的多少，根据实际需要而定，而且副线圈可以有多个，故B错，D错．]
4．(6分)下列说法不正确的是(　　)
A．变压器也可以改变恒定电压
B．变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流
C．变压器由绕在同一闭合铁芯上的若干线圈构成
D．变压器原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言起电源作用
A　[变压器的工作原理是电磁感应现象，只有当电流为变化电流时，变压器才起作用，对于恒定电压，变压器不发挥作用，A错，B对；变压器由绕在同一闭合铁芯上的线圈构成，线圈至少有两个，一为原线圈，一为副线圈，C对；在有变压器构成的电路中，原线圈与电源相连，起负载的作用，副线圈与用电器相连，起电源的作用，D对．]
5．(6分)理想变压器原线圈1 400 匝，副线圈700匝，并接有电阻R，当变压器工作时原、副线圈中(　　)
A．电流频率之比为2∶1
B．功率之比为2∶1
C．电流之比为2∶1
D．电压之比为2∶1
D　[理想变压器不改变电流频率和功率，故A、B错误，电压与匝数成正比，故D正确．
根据电功率不变可知U1I1＝U2I2
则I1∶I2＝U2∶U1电流比为1∶2，故C错误．]
6．(6分)(多选)远距离输送一定功率的交流电，若输送电压升高为原来的n倍，关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是(　　)
A．输电线上的电功率损失是原来的
B．输电线上的电功率损失是原来的
C．输电线上的电压损失是原来的
D．输电线上的电压损失是原来的
BC　[根据P＝IU知I＝，导线上损失功率P损＝I2R＝R.因输送功率一定，P损跟输送电压的平方成反比；U损＝R，跟输送电压成反比，所以正确答案为B、C.]
7．(12分)某变电站用220 V的电压送电，导线损失功率为输送功率的20%，若要使导线损失的电功率降为输送功率的5%，则输送电压应为多少？
【解析】　设输送功率为P，输电线路电阻为R.
导线损失功率P损＝I2R＝R，可知在输送功率为P及输电线路一定的情况下，有
P损∝则有：＝＝＝2
所以输送电压U2＝2U1＝440 V.
【答案】　440 V
[能力提升练]
(25分钟　50分)
8．(6分)如图3-3-4所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表A1的示数是12 mA，则电流表A2的示数为(　　)
图3-3-4
A．3 mA　　　 B．0
C．48 mA D．与负载R的值有关
B　[变压器只能工作于交流电路，不能工作在恒定电压和恒定电流的电路，导体棒向左匀速切割磁感线时，在线圈n1中通过的是恒定电流，不能引起穿过线圈n2的磁通量变化，在副线圈n2上无感应电动势出现，所以A2中无电流通过．]
9．(6分)(多选)发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线电阻为R，通过导线的电流为I，学校的输入电压为U2，下列计算线路损耗功率的式子中正确的是(　　)
A．　　　　 B．
C．I2R D．I(U1－U2)
BCD　[P损＝I2R＝()2R＝＝＝I(U1－U2)．]
10．(6分)某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P0，输送电压为U，输电线的总电阻为R，则下列说法中正确的是(　　)
A．输电线上的电流为
B．输送总功率P0＝
C．输电线上损失的功率P＝R
D．输电线上损失的功率P＝
C　[根据P0＝UI得，输电线上的电流I＝，由于U不是输电线上损失的电压，不能通过I＝求解输电线上的电流，输送的总功也不能根据求解，故AB错误；输电线上损失的功率P损＝I2R＝R，故C正确，D错误．]
11．(10分)一交流电压随时间变化的图象如图3-3-5所示，则此交流电的频率是________Hz，若将该电压加在10 μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于________ V；若将该电压加在一阻值为1 kΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，电路中保险丝的额定电流不能低于________A．
图3-3-5
【解析】　由图像可知周期T＝0.02 s，频率f＝＝50 Hz电容器耐压值不小于峰值200 V，保险丝融断是因为电流的热效应引起的所以应不低于有效值I＝＝0.14 A．
【答案】　50　200　0.14
12．(10分)一理想变压器，其原线圈为2 200匝，副线圈为440匝，并接一个100 Ω的负载电阻，如图3-3-6所示．
图3-3-6
(1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为________V，电流表示数为________A．
(2)当原线圈接在220 V交流电源上时，电压表示数为________V，电流表示数为________A．此时输入功率为________W.
【解析】　(1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为零．
(2)由＝得
U2＝U1＝220× V＝44 V(电压表读数)
I2＝＝ A＝0.44 A(电流表读数)
P入＝P出＝I2U2＝0.44×44 W＝19.36 W.
【答案】　(1)0　0　(2)44　0.44　19.36
13．(12分)一台交流发电机的输出电压为250 V，输出功率为100 kW，向远处输电所用导线的总电阻R＝8 Ω，要使输电线上的功率损失不超过输送功率的5%，用户处正好得到220 V的电压，则供电处升压变压器和用户处降压变压器的匝数比各为多少？
【解析】　发电机的输出电压：U1＝250 V，
升压变压器的原线圈电流：I1＝＝400 A，
输电线上的功率损失：P损＝P1×5%，P损＝IR，所以输电线上的电流：I线＝25 A，
升压变压器的匝数比为＝＝＝.
升压变压器副线圈两端的电压为
U2＝U1＝16×250 V＝4 000 V.
输电线上的电压损失为U损＝I线R＝25×8 V＝200 V.
降压变压器原线圈两端的电压为U3＝U2－U损＝3 800 V.
降压变压器的原、副线圈的匝数比为
＝＝＝.
【答案】　1∶16　190∶11