1、章末检测试卷(三)(时间：90 分钟 满分：100 分)一、选择题(本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分，其中 16 题为单选题，710 题为多选题)1.发电厂给某工厂的功率限额为 500 kW，用 100 kV 高压输送，当该工厂由于休假，只使用50 kW 的电功率时，发电厂和工厂间的高压线路电流为( )A.0.5 A B.5 AC.50 A D.不知电阻，无法求出答案 A2.500 千伏超高压输电是我国目前正在实施的一项重大工程，超高压输电工程正在紧张建设之中.若输送功率为 3 200 万千瓦，原来采用 200 千伏输电，由于输电线有电阻而损失的电功率为 P 损 ，则采用 50
2、0 千伏超高压输电后，在输电线上损失的电功率为(设输电线的电阻未变)( )A.0.4P 损 B.0.16P 损 C.2.5P 损 D.6.25P 损答案 B解析 根据 P 损 r 可知：当输电电压由 200 kV 升高到 500 kV 时，其线路损耗由 P 损 减P2U2小到 0.16P 损 ，选项 B 正确.3.普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图 1 中电流互感器 ab 一侧线圈的匝数较少，工作时电流为 Iab，cd 一侧线圈的匝数较多，工作时电流为 Icd，为了使电流表能正常工作，则( )图 1A.ab 接 MN、cd 接 PQ，I abIc
3、dC.ab 接 PQ、cd 接 MN，I abIcd答案 B解析 根据单一副线圈的理想变压器原理，电流比值等于匝数比的倒数，可得 ab 接MN、cd 接 PQ，I abIcd，故 B 正确.4.用 220 V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是 110 V，通过负载的电流随时间变化的图像如图 2 所示，则( )图 2A.变压器输入功率约为 3.9 WB.输出电压的最大值是 110 VC.变压器原、副线圈的匝数比是 12D.负载电流的函数表达式 i0.05sin (100 t ) A2答案 A解析 变压器的输入功率等于输出功率，等于输出电压的有效值与输出电流的有效值的乘积，
4、所以 PUI 110 V A3.9 W，A 正确；输出电压的有效值是 110 V，最大值是 1100.052V，所以 B 错误；变压器原、副线圈匝数之比是 21，C 错误；负载电流的函数表达式2是 i0.05sin (100t) A ，D 错误.5.如图 3 所示，一自耦变压器(可看做理想变压器) 输入端 AB 间加一正弦交流电压，在输出端 CD 间接灯泡和滑动变阻器.转动滑片 P 可以改变副线圈的匝数，移动滑片 Q 可以改变接入电路电阻的阻值.则( )图 3A.只将 P 逆时针小角度转动，灯泡变亮B.只将 P 顺时针小角度转动，灯泡变亮C.只将 Q 向上移动，灯泡变暗D.只将 Q 向下移动，
5、灯泡变亮答案 A解析 只将 P 逆时针转动，输出端匝数增多，输出电压增大，灯泡变亮，选项 A 正确，B错误.只将 Q 向上或向下移动，输出电压不变，灯泡亮度不变，选项 C、D 错误.6.如图 4 所示，理想变压器 MN 原线圈接一交流电源，副线圈回路中有一定值电阻 R0 和两个小灯泡 L1、L 2，电表为理想电表.最初开关 S 是断开的，现闭合开关 S，则( )图 4A.副线圈两端电压变大B.灯泡 L1 变亮C.电流表 A1 示数变大D.电阻 R0 中的电流变小答案 C解析 根据 ，U 2 U1，故 U2 不变，A 错误；闭合开关 S，副线圈回路中的电阻减U1U2 n1n2 n2n1小，电流
6、I2 增大，D 错误；根据 ，则 I1 I2，所以电流表 A1 示数变大，C 正确；R 0I1I2 n2n1 n2n1两端电压增大，U L1 减小，灯泡 L1 消耗的功率 PL1 ，故功率 PL1 减小，灯泡 L1 变暗，UL12RL1B 错误.7.如图 5 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 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 5A.阻值为 14.4 的电阻B.并联两盏“36 V 40 W”的灯泡C.工作频率为 10 Hz 的电视D.耐压值为 36
7、V 的电容器答案 AB解析 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，原线圈中交变电源的周期为 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，故接入工作频率为 10 Hz 的电视不能正常工作， C 错误；由题图乙可知，原线圈所接电源电压的有效值为 180 V，由理想变压器特点可知，变压比等于匝数比，则 U2 180 V，解得120600U236 V，B 中两灯泡接入电路时，原线圈中的电流 I1 A0.44 A0.5 A，B 正确；副49线圈两端电压的有效值为 36 V，但其最大值大于电容器的耐压值，故 D 错误；由理想变压器特点可知，原、
8、副线圈消耗的功率相等，则 180 V0.5 A，解得 R14.4 ，A36 V2R正确.8.如图 6 所示，理想变压器初级线圈接一正弦式交变电流，交变电流的电压有效值恒定不变.则下列说法中正确的是( )图 6A.只将 S1 从 2 拨向 1 时，电流表示数变小B.只将 S2 从 4 拨向 3 时，电流表示数变小C.只将 S3 从闭合变为断开，电阻 R2 两端电压增大D.只将变阻器 R3 的滑动触头上移，变压器的输入功率减小答案 BD解析 只将 S1 从 2 拨向 1 时，输出电压增大，输出功率增大，原线圈输入电流增大，电流表示数变大，选项 A 错误.只将 S2 从 4 拨向 3 时，输出电压减
9、小，输出功率减小，原线圈输入电流减小，电流表示数变小，选项 B 正确.只将 S3 从闭合变为断开，电阻 R2 两端电压不变，选项 C 错误.只将变阻器 R3 的滑动触头上移，变压器的输出电流减小，输出功率减小，由变压器功率关系可知其输入功率减小，选项 D 正确.9.如图 7 所示，有一台交流发电机 E，通过理想升压变压器 T1 和理想降压变压器 T2 向远处用户供电，输电线的总电阻为 R.T1 的输入电压和输入功率分别为 U1 和 P1，它的输出电压和输出功率分别为 U2 和 P2；T 2 的输入电压和输入功率分别为 U3 和 P3，它的输出电压和输出功率分别为 U4 和 P4.设 T1 的输
10、入电压 U1 一定，当用户消耗的电功率变大时，有 ( )图 7A.U2 变小，U 4 变大B.U2 不变，U 3 变小C.P1 变小，P 2 变小D.P2 变大，P 3 变大答案 BD解析 由理想变压器输出功率决定输入功率可得，当用户消耗功率变大时，升压变压器的输入功率必增大，即 P1 变大，输入电压 U1 为定值不变，升压变压器的匝数不变，故输出电压U2 不变，由于 P1 变大，由 P1U 1I1P 2U 2I2 可得，I 1 变大，P 2、I 2 变大，闭合电路欧姆定律：U 3U 2I 2R，故 U3 变小，降压变压器原、副线圈匝数不变，所以随 U3 变小，U 4 变小，A、C 错误，B
11、正确.由于用户功率变大，即 P4 变大，理想变压器无功率损耗可得：P3P 4，功率 P3 也变大，故 D 正确.10.如图 8 甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比 n1n 251，电阻 R20 ，L 1、L 2 为规格相同的两只小灯泡，S 1 为单刀双掷开关.原线圈接正弦交变电源，输入电压 u 随时间 t 的变化关系如图乙所示.现将 S1 接 1、S 2 闭合，此时 L2 正常发光.下列说法正确的是( )图 8A.输入电压 u 的表达式 u20 sin (100t) V2B.只断开 S2 后，L 1、L 2 均正常发光C.只断开 S2 后，原线圈的输入功率增大D.若 S1 换接到 2 后，R
12、消耗的电功率为 0.8 W答案 AD解析 由题图乙可知，U m20 V，T0.02 s，则 100 rad/s，输入电压22Tu20 sin (100t) V，故 A 正确；由变压器的变压规律知： ，故 U2 2U1U2 n1n2 U1n2n1V4 V，将 S1 接 1、S 2 闭合时，灯泡 L2 正常发光可得，灯泡 L2 的额定电压为 4 2015V，当只断开 S2 后，副线圈两端电压不变，此时副线圈的负载为 L1、L 2 串联，故 L1、L 2 均不能正常发光，B 错误；此时 P 出 ，副线圈负载 R 总 增大，故 P 出 减小，又 P 入 P 出 ，U22R总故原线圈的输入功率减小，C
13、错误；当 S1 换接到 2 后，副线圈的负载仅是电阻 R，故 P W0.8 W，D 正确.U22R 4220二、填空题(本题共 2 小题，共 12 分)11.(4 分) 如图 9 所示，理想变压器的输出端接有一电动机，电动机的电阻为 R，电动机带动一质量为 m 的重物以速度 v 匀速上升，若变压器的输入功率为 P，电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电流表的读数应等于_.图 9答案 P mgvR解析 理想变压器 P 出 P 入 由题意知：P 入 P P 出 mgvI 2R 综合得 I .P mgvR12.(8 分) 如图 10 所示，理想变压器原线圈与一 10 V 的交流电源相连，副线圈并联
14、两个小灯泡 a 和 b，小灯泡 a 的额定功率为 0.3 W，正常发光时电阻为 30 ，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为 0.09 A，可计算出原、副线圈的匝数比为_，流过灯泡 b 的电流为_A.图 10答案 103 0.2解析 副线圈两端电压 U2 等于小灯泡 a 两端电压 Ua，由 Pa 得 Ua3 V，则原、副线Ua2Ra圈的匝数比 ；流过灯泡 a 的电流 Ia 0.1 An1n2 U1U2 103 UaRa又 ，得 I20.3 A.流过灯泡 b 的电流 IbI 2I a0.3 A0.1 A 0.2 A.n1n2 I2I1 I20.09 A三、计算题(本题共 4 小题，共 48
15、分)13.(12 分) 如图 11 所示，理想变压器原线圈中输入电压 U13 300 V，副线圈两端电压为U2220 V，输出端连有完全相同的两个灯泡 L1 和 L2，绕过铁芯的导线所接的电压表 V 的示数 U2 V.求：(电表均为理想电表)图 11(1)原线圈 n1 等于多少匝？(2)当开关 S 断开时，电流表 A2 的示数 I25 A.则电流表 A1 的示数 I1 为多少？(3)在(2)中情况下，当开关 S 闭合时，电流表 A1 的示数 I1等于多少？答案 (1)1 650 匝 (2) A (3) A13 23解析 (1)由电压与变压器匝数的关系可得： U，则 n11 650 匝.U1n1
16、 U2n2(2)当开关 S 断开时，有：U1I1U 2I2，I 1 AU2I2U1 13(3)当开关 S 断开时，有：R 1 44 .当开关 S 闭合时，设副线圈总电阻为 R，有U2I2R 22 ，副线圈中的总电流为 I2 10 A.由 U1I1U 2I2可知，I 1R12 U2R A.U2I2U1 2314.(10 分) 有一台内阻为 1 的发电机，供给一个学校照明用电，如图 12 所示.升压变压器匝数比为 14，降压变压器的匝数比为 41，输电线的总电阻 R4 ，全校共 22 个班，每班有“220 V 40 W”的灯 6 盏.若保证全部电灯正常发光，则：图 12(1)发电机输出功率是多大？
17、(2)输电效率是多少？答案 (1)5 424 W (2)97.3%解析 (1)对降压变压器：U2I 2U 3I3nP 灯 22640 W 5 280 W.U2 U3880 V.41I2 A6 A.nP灯U2 5 280880对升压变压器：U1I1U 2I2I RU 2I 26 24 W5 280 W 5 424 W.22所以发电机输出功率 P 出 5 424 W.(2) 100% 100%97.3%.P有 用P出 5 2805 42415.(12 分) 如图 13 所示，理想变压器 B 的原线圈跟副线圈的匝数比 n1n 221，交流电源电压 u311sin (100t) V，F 为熔断电流为
18、I01.0 A 的保险丝 (电阻不计)，负载 R 为一可变电阻.图 13(1)当电阻 R100 时，保险丝能否被熔断？(2)要使保险丝不被熔断，电阻 R 的阻值应不小于多少？变压器输出的电功率不能超过多少？答案 (1)保险丝不会被熔断 (2)55 220 W解析 原线圈电压的有效值为 U1 V220 V3112由 得副线圈两端的电压U1U2 n1n2U2 U1 220 V110 Vn2n1 12(1)当 R 100 时，副线圈中电流I2 A1.10 A.U2R 110100由 U1I1U 2I2 得原线圈中的电流为I1 I2 1.10 A0.55 A ，由于 I1I 0 (熔断电流) ，故保险
19、丝不会被熔断 .U2U1 110220(2)设电阻 R 取某一值 R0 时，原线圈中的电流 I1刚好到达熔断电流 I0，即 I11.0 A，则副线圈中的电流为I2 I1 I121.0 A 2.0 AU1U2 n1n2变阻器阻值为 R0 55 U2I2 1102.0此时变压器的输出功率为P2I 2U 22.0110 W 220 W可见，要使保险丝 F 不被熔断，电阻 R 的阻值不能小于 55 ，输出的电功率不能大于 220 W.16.(14 分) 一台发电机输出的电功率为 100 kW，输出电压为 250 V，现欲向远处输电，若输电线的总电阻为 8 ，要求输电时输电线上损失的电功率不超过输送电功
20、率的 5%，并向用户输送 220 V 电压.(1)试画出这次输电线路的示意图.(2)求输电所需升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数之比分别是多少？(3)求用户得到的电功率是多少？答案 (1)见解析图 (2)1 16 19011 (3)95 kW解析 (1)由于是大功率、远距离输电，为了减少输电线路损失的电能，所以要采用高压输电，再用降压变压器向用户输送 220 V 电压，其输电线路的示意图如图所示.(2)由于要求 PRP 25%，又因为 P1P 2当输电线上损失的电功率刚好为 5%时PR 5%P15%100 kW 510 3 W故通过输电线的最大电流为I2 A25 APRR 51038降压变压器输入功率P2P 2P R (100103510 3)W9.510 4 WI3 A AP2U3 9.5104220 4 75011I1 A400 A.P1U1 100103250所以升压变压器的原、副线圈的匝数之比 n1n2 I2I1 25400 116降压变压器的原、副线圈的匝数之比 n3n4 I3I2 4 7501125 19011(3)由于是理想变压器，用户得到的电功率即为降压变压器的输入功率P 用 P 1P R (100103510 3)W95 kW.
