(完整版)變壓器和遠(yuǎn)距離輸電--專題復(fù)習(xí)

1、第 2 講變壓器電能的輸送1.如圖所示，理想變壓器有兩個(gè)副線圈， L 1、L 2 是兩盞規(guī)格為 “ 8 V,10 W ”的燈泡， L 3、L 4 是兩盞規(guī)格為 “6 V,12 W”的燈泡，當(dāng)變壓器的輸入電壓為 U1 220 V 時(shí)，四盞燈泡恰好都能正常發(fā)光，如果原線圈的匝數(shù) n11100 匝，求：(1)副線圈的匝數(shù) n2、 n3?(2)電流表的讀數(shù)？2. ( 多選 )如圖所示，理想變壓器輸入端接在電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化、內(nèi)阻為r 的交流電源上，輸出端接理想電流表及阻值為R 的負(fù)載，變壓器原、副線圈匝數(shù)的比值為r R。如果要求負(fù)載上消耗的電功率最大，則下列說法正確的是 ( AB )A 交流電源的效率為

2、 50%B電流表的讀數(shù)為 2Em2Rr2C負(fù)載上消耗的熱功率為Em4rD該交流電源電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為 eEmsin100 tV 考點(diǎn) 2 理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析常見的理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問題一般有兩種：匝數(shù)比不變的情況和負(fù)載電阻不變的情況。1匝數(shù)比不變的情況 (如圖所示 )(1)U1 不變，根據(jù) U1 n1，輸入電壓U1 決定輸出電壓U2n2U2，可以得出不論負(fù)載電阻R 如何變化， U2 不變。(2)當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)， I 2 變化，根據(jù)輸出電流 I 2決定輸入電流 I ，可以判斷 I的變化。11(3) I 2 變化引起 P2 變化，根據(jù) P1P2，可以判斷 P1 的變化。2負(fù)載電阻不變

3、的情況 (如圖所示 )n1(1)U1 不變， n2發(fā)生變化， U2 變化。(2)R 不變， U2 變化， I 2 發(fā)生變化。2U2(3)根據(jù) P2 R 和 P1 P2，可以判斷P2 變化時(shí)， P1 發(fā)生變化， U1 不變時(shí)， I 1 發(fā)生變化。3分析動(dòng)態(tài)問題的步驟3.有一種調(diào)壓變壓器的構(gòu)造如圖所示。線圈 AB 繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上， C、 D 之間加上輸入電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭 P 就可以調(diào)節(jié)輸出電壓。圖中 為交流電流表， 為交流電壓表，R1、R2 為定值電阻， R3 為滑動(dòng)變阻器， C、D 兩端接正弦交流電源，變壓器可視為理想變壓器，則下列說法正確的是(A)A 當(dāng)B 當(dāng)C當(dāng)D當(dāng)R3 不變，滑動(dòng)

4、觸頭P 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小R3 不變，滑動(dòng)觸頭P 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小P 不動(dòng)，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小P 不動(dòng)，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，電 流表的讀數(shù)變大，電壓表的讀數(shù)變大4. 2017湖·南長沙模擬( 多選 )如圖，一理想變壓 器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3 和 R4 均為定值電阻，開關(guān)S 是閉合的。V 1 和 V 2 為理想電壓表，讀數(shù)分別為U1 和 U2；A 1、 A 2 和 A 3 為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I 2 和 I 3。現(xiàn)斷開 S，U1 數(shù)值不變，下

5、列推斷中正確的是(BC)AU2變小、 I 3變小BU2 不變、 I 3變大CI1變小、 I2變小DI2變大、 I3變大考點(diǎn) 3 遠(yuǎn)距離輸電(1)功率關(guān)系： P1P2，P3P4， P2P 損 P3。(2)電壓、電流關(guān)系：U1n1233I4I， U nU2n2I1U4n4I3U2 UU3，I2I 3I 線。(3)輸電電流： I 線P2P3U2U3。U2U3R線(4)輸電線上損耗的電功率P2P2 2損I 線 UI 線R 線U2 R線。當(dāng)輸送的電功率一定時(shí)，輸電電壓增大到原來的n 倍，輸電線上損耗的功率就減小到原來的1。n25.某村在距村莊較遠(yuǎn)的地方修建了一座小型水電站，發(fā)電機(jī)輸出功率為9 kW ，輸

6、出電壓為 500 V，輸電線的總電阻為 10 ，允許線路損耗的功率為輸出功率的4% 。求：(1)村民和村辦小企業(yè)需要 220 V 電壓時(shí)，所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各為多少？ (不計(jì)變壓器的損耗 )(2)若不用變壓器而由發(fā)電機(jī)直接輸送，村民和村辦小企業(yè)得到的電壓和功率是多少？6.2014 浙·江高考 如圖所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡化電路圖。發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r 的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I 1，其末端間的電壓為U1。在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流為I2。則(A)A 用戶端的電壓為 I 1U1I 2B輸電線上的電壓降為

7、U C理想變壓器的輸入功率為D輸電線路上損失的電功率為2I 1rI 1U考點(diǎn) 4.幾種變壓器7.在繞制變壓器時(shí)，某人將兩個(gè)線圈繞在如圖所示變壓器鐵芯的左右兩個(gè)臂上。當(dāng)通以交變電流時(shí)，每個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過另一個(gè)線圈，另一半通過中間的臂。已知線圈 1、 2 的匝數(shù)之比 n1n2 2 1。在不接負(fù)載的情況下(B)A 當(dāng)線圈 1 輸入電壓為 220 V 時(shí)，線圈 2 輸出電壓為 110 VB當(dāng)線圈 1 輸入電壓為 220 V 時(shí)，線圈 2 輸出電壓為 55 VC當(dāng)線圈 2 輸入電壓為 110 V 時(shí)，線圈 1 輸出電壓為 220 VD當(dāng)線圈 2 輸入電壓為 110 V 時(shí)，線圈 1 輸出

8、電壓為 440 V8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，圖中電流互感器ab 一側(cè)線圈的匝數(shù)較少，工作時(shí)電流為Iab，cd 一側(cè)線圈的匝數(shù)較多，工作時(shí)電流為 I cd，為了使電流表能正常工作，則 ( B )A ab 接 MN 、cd 接 PQ， I ab<I cdBab 接 MN 、cd 接 PQ， I ab>I cdC ab 接 PQ、cd 接 MN ， I ab<I cdD ab 接 PQ、cd 接 MN ， I ab>I cd9.如圖所示，自耦變壓器輸入端 A、B 接交流穩(wěn)壓電源，其電壓有效值 U1100 V， R040

9、，當(dāng)滑動(dòng)片處于線圈中點(diǎn)位置時(shí)， C、 D 兩端電壓的有效值U2 為 _200_V，通過電阻 R0 的電流有效值為 _5_A。10.如圖所示為一理想變壓器，原線圈的輸入電壓U13300 V，副線圈的輸出電壓U2 220 V ，繞過鐵芯的導(dǎo)線所接的電壓表的示數(shù)U02 V，則(1)原、副線圈的匝數(shù)各是多少？(2)當(dāng) S 斷開時(shí)， A2 的示數(shù) I 25 A，那么 A 1 的示數(shù)是多少？(3)當(dāng) S 閉合時(shí)， A2 的示數(shù)將如何變化？ A 1 的示數(shù)將如何變化？答案(1)1650 匝110 匝(2)0.33 A(3)A 1、 A 2 的示數(shù)都增大板塊三限時(shí)規(guī)范特訓(xùn)一、選擇題 (本題共 10 小題，每小

10、題 6 分，共 60 分。其中 1 6 為單選， 7 10 為多選 ) 1如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 201，兩個(gè)標(biāo)有“ 12 V ， 6 W ”的小燈泡并聯(lián)在副線圈的兩端。當(dāng)兩燈泡都正常工作時(shí)，原線圈電路中電壓表和電流表(可視為理想的 )的示數(shù)分別是 (D)A 120 V,0.10 AB240 V,0.025 AC 120 V,0.05 AD 240 V,0.05 A2如圖所示，將理想變壓器原線圈接入電壓隨時(shí)間變化規(guī)律為：的交流電源上，在副線圈兩端并聯(lián)接入規(guī)格為“22 V22 W ”的燈泡光。除燈泡外的電阻均不計(jì)，下列說法正確的是(B)u 220 2sin100 t(V) 10 個(gè)，

11、燈泡均正常發(fā)A 變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 10 21B電流表示數(shù)為 1 AC電流表示數(shù)為 10 AD副線圈中電流的頻率為5 Hz3.2017 四·川廣元二模 一理想降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為k，原線圈與阻值為4R 的0電阻串聯(lián)后，接入有效值為25V 的正弦式交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，當(dāng)負(fù)載電阻的阻值R5R0時(shí)，理想電壓表的示數(shù)為 5 V。保持變壓器輸入電流不變，現(xiàn)將負(fù)載電阻的阻值增大到R 11R ，此時(shí)輸入電壓有效值為 U，則 ( C )025A k6，U49 VBk25，U48 V6C k 4，U 49 VD k 4，U 48 V4 2017 ·安徽十

12、校聯(lián)考 在圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2 1。 a、 b 兩端電壓與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示，二極管可視為理想二極管，電表均為理想電表，電阻R10 ，則下列說法正確的是(C)A 電壓表示數(shù)為4.5 VB電壓表示數(shù)為 0C電流表示數(shù)為0.9 AD電路消耗功率為 16.2 W5.2017 福·建寧德質(zhì)檢 如圖所示，理想變壓器的副線圈接有一規(guī)格為“ 44 V 44 W ”的燈泡和線圈電阻 r1 的電動(dòng)機(jī)，原線圈接 u 220 2sin100 t V 的正弦式交變電流后燈泡和電動(dòng)機(jī)都正常工作，且原線圈中理想交流電流表的示數(shù)為 1 A，則下列說法正確的是 ( D )A 理想變壓器

13、原、副線圈匝數(shù)之比為4 1B電動(dòng)機(jī)的輸出功率為176 WC電動(dòng)機(jī)的熱功率為6 WD若電動(dòng)機(jī)被卡住，燈泡仍正常工作，則電流表的示數(shù)變?yōu)? A6如圖所示，甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的圖象，則(D)A 用戶用電器上交流電的頻率是100 HzB發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值是500 VC輸電線的電流只由降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定D當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí)，輸電線上損失的功率減小7如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2 101，b 是原線圈的中心抽頭， S 為單刀雙擲開關(guān)，定值電阻 R 10 。從某時(shí)刻開始在原線圈 c、d 兩端加上如圖乙所示的交變電壓，則下

14、列說法中正確的是( AC )A 當(dāng) S 與 a 連接后，理想電流表的示數(shù)為 2.2 AB當(dāng) S 與 a 連接后， t0.01 s 時(shí)理想電流表示數(shù)為零C當(dāng) S 由 a 撥到 b 后，原線圈的輸入功率變?yōu)樵瓉淼? 倍D當(dāng) S 由 a 撥到 b 后，副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?25 Hz8在遠(yuǎn)距離送電時(shí)，輸送的電功率為P，輸送電壓為 U，所用導(dǎo)線的電阻率為 ，橫截面積為 S，總長度為 L ，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 ( BD )U2SP2LA P LBP U2S2PLCP 用PU SDP 用P 12SLU二、非選擇題9發(fā)電機(jī)輸出電壓為1.0×103 V 的交變電流，現(xiàn)在通過一個(gè)變壓比為1 4 的變壓器升壓，再通過總電阻為 1.0 的輸電線路向某地輸電，在輸送的電功率為 800 kW 的情況下 (設(shè)變壓器為理想變壓器 )。求：(1)升壓變壓器的副線圈兩端電壓為多大？(2)輸電線上通過的電流為多大？(3)輸電線上造成的電壓損失為多少？(4)輸電線上損失的電功率占輸電總功率的百分比為多少？答案(1)4× 103 V(2)200 A(3)200 V(4)5%10某水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率為 100 kW ，發(fā)電機(jī)的電壓為 250 V 。通過升壓變壓器升高電壓向遠(yuǎn)處輸電，輸