理想變壓器與遠(yuǎn)距離輸電測(cè)試題及解析

1、理想變壓器與遠(yuǎn)距離輸電測(cè)試題及解析)1 .多選如圖所示，為實(shí)驗(yàn)室里的一個(gè)變壓器， 只有一個(gè)原線圈和一個(gè)副線圈, 一實(shí)驗(yàn)小組為搞清楚哪一端為變壓器的高壓端，下列判斷正確的是(A.用歐姆表測(cè)量變壓器線圈的直流電阻，電阻大的一側(cè)為高壓端B.用歐姆表測(cè)量變壓器線圈的直流電阻，電阻小的一側(cè)為高壓端C.觀察變壓器線圈的線徑，線徑粗的一端為高壓端D.觀察變壓器線圈的線徑，線徑細(xì)的一端為高壓端解析：選AD 由于只有一個(gè)原線圈和一個(gè)副線圈，根據(jù)變壓器的工作原理，匝數(shù)比等于電壓比，匝 數(shù)比等于電流的反比，高壓端線圈的匝數(shù)多，電流小，電阻大，所以電阻大的一端為高壓端，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；高壓端的電流小，導(dǎo)線的電阻

2、大，繞制的導(dǎo)線的線徑就越細(xì)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。2.如圖所示，為一自耦變壓器的電路圖，其特點(diǎn)是鐵芯上只繞有一個(gè)線圈。把整個(gè)線廠國(guó)n圈作為副線圈，而取線圈的一部分作為原線圈。原線圈接在電壓為u的正弦交流 所耳 力電源上，電流表 Ai、A2均為理想電表。當(dāng)觸頭 P向上移動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是*()A . Ai示數(shù)變小，A2示數(shù)變小B. Ai示數(shù)變大，A2示數(shù)變小C. R兩端電壓變大，變壓器輸入功率變小D. R兩端電壓變大，變壓器輸入功率變大解析：選A 理想自耦變壓器，原線圈接正弦交流電壓 U,當(dāng)觸頭上移時(shí)，導(dǎo)致原線圈的匝數(shù) ni變大，,Ui niU2一由不=二可知，U2變小，根據(jù)I2=m可得，電

3、流表 A2示數(shù)變小，再由電流與匝數(shù)成反比可得電流表 U2 n2RAi示數(shù)變小，故A正確，B錯(cuò)誤；R兩端的電壓為副線圈的電壓U2,副線圈中電壓和電流都變小，故R兩端電壓變小，且輸出功率變小，根據(jù)輸入功率等于輸出功率知變壓器的輸入功率變小，故C、D錯(cuò)誤。3.多選(2020廣州模擬)如圖所示，理想變壓器原線圈接在u=i2V2sin i00疝(V)的交流電源上，副線圈與阻值為Ri=2 的電阻接成閉合回路，電流表為理想電流表。另有一阻值R2=i8 的電阻與變壓器原線圈并聯(lián)，電阻 Ri與R2消耗的電功率恰好相等。則 ()A .電流表的示數(shù)為2 AB.電阻Ri消耗的電功率為 72 WC.通過(guò)電阻的交變電流的

4、頻率為50 HzD.變壓器原副線圈的匝數(shù)之比為3： 112 2、一，U2解析：選ACD 加在電阻R2兩端電壓的有效值為 Ui = -2- V=12 V,消耗的功率為：Pr2=Pri=-r2122=W=8 W,故電阻Ri消耗的電功率為8 W,故B錯(cuò)誤；根據(jù)交變電流的瞬時(shí)表達(dá)式可知角速度183=100兀rad/s故頻率為f= 2-= 50 Hz,故通過(guò)電阻的交變電流的頻率為50 Hz,故C正確；根據(jù)Pr1=IR1R1 = 8 W,可得：Ir1 = 2 A,電流表與電阻 R1串聯(lián)，則電流表的示數(shù)為 2 A,故A正確；副線圈中電壓為：U2=|R1R = 4 V,故原副線圈匝數(shù)之比為 蟲(chóng)=*=邛=。，故

5、D正確。n2 U2414.多選圖甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖，圖乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的圖像，則（）B.用戶(hù)用電器上交變電流的頻率是100 HzC.輸電線的電流只由升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定D.當(dāng)用戶(hù)用電器的總電阻減小時(shí)，輸電線上損失的功率增大解析：選AD 由正弦交流電最大值和有效值的關(guān)系可知，發(fā)電機(jī)輸出交流電壓的有效值約為500 V,選項(xiàng)A正確。正弦交流電的周期為0.02 s,頻率為50 Hz,用戶(hù)用電器上交變電流的頻率是50 Hz,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。輸電線的電流由降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比和用戶(hù)用電器的總電阻決定，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。當(dāng)用戶(hù)用電器的總電阻減小時(shí)，降壓變壓器輸出電流增大，輸電線

6、上電流增大，輸電線上損失的功率 增大，選項(xiàng)D正確。5.多選（2020濰坊*II擬）圖甲是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電壓圖像。 將該電壓加在圖乙中理想變壓器的M、N兩端。變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 5 ： 1 ,電阻R的阻值為2 Q,B.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 50兀rad/sC.流過(guò)燈泡的電流方向每秒鐘改變50次D . t = 0.01 s時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量最大 解析：選ABC 原線圈的電壓的有效值為 節(jié)2位V = 100 V,由電壓與匝數(shù)成正比可得副線圈的電壓 有效值為：U2=n2Ui = 1X 100=20 V;副線圈上的電流：I2=U;= 0 A= 10 A ,由電

7、流與匝數(shù)成反比得1115R 2n21Ii=-l2=1X10 A=2 A,所以電流表本數(shù)為 2 A,故A正確，由題圖甲可知，交流電的周期是0.04 s,n152 7r 2 7r. . . 則3=T=004 rad/s= 50兀rad/s,故B正確；交流電的周期是 0.04 s,在每一個(gè)周期內(nèi)交流電的方向改變2次，所以流過(guò)燈泡的電流方向每秒鐘改變次數(shù)：n = 1X2=%=50次，故C正確；由題圖甲T 0.04可知，在t=0.01 s時(shí)，電壓最大，此時(shí)磁通量的變化率最大，穿過(guò)線圈的磁通量為零，故 D錯(cuò)誤。6.多選如圖所示，R是一個(gè)光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減小。理想變壓器原、副線圈的匝 數(shù)比

8、為10 ： 1,電壓表和電流表均為理想交流電表。從某時(shí)刻開(kāi)始在原線圈兩端加上交變電壓，其瞬 時(shí)值表達(dá)式為 U1 = 22昭sin（100 t）V,則（）A .電壓表的示數(shù)為 22& VB.在天逐漸變黑的過(guò)程中，電流表 領(lǐng)的示數(shù)變小C.在天逐漸變黑的過(guò)程中，電流表 的示數(shù)變大D.在天逐漸變黑的過(guò)程中，理想變壓器的輸入功率變小解析：選BD 原線圈中的輸入電壓為 220 V,由原、副線圈的匝數(shù)比可得，副線圈中電壓表的示數(shù)為22 V;在天逐漸變黑的過(guò)程中，光敏電阻的阻值變大，由于電壓不變，所以電流表 的示數(shù)變小，則原線圈中電流表 W的示數(shù)變小，輸入功率也變小。綜上分 析可知，選項(xiàng)B、D正確。9

9、.如圖所示，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻、變壓器不變，各變壓器的匝數(shù)比不變，若發(fā)電廠增大 輸出功率，則下列說(shuō)法正確的是 （）升質(zhì)變壓需降壓叁壓薪A.升壓變壓器的輸出電壓增大B.降壓變壓器的輸出電壓增大C.輸電線上損耗的功率增大D.輸電線上損耗的功率占總功率的比例減小解析：選C 發(fā)電廠的輸出電壓不變，升壓變壓器的輸入電壓和輸出電壓之比等于原副線圈的匝數(shù)之比，則升壓變壓器的輸出電壓不變，故選項(xiàng) A錯(cuò)誤；輸出功率變大，根據(jù) P=UI知，輸電線上的電流增大，則損失的電壓變大，輸入降壓變壓器的電壓減小，則降壓變壓器的輸出電壓變小，故選項(xiàng)I2R IR -誤；根據(jù)P=I2R知，輸電線上損耗的功率變大，輸電

10、線上損耗的功率占總功率的比例為由=不，因?yàn)殡娏髯兇?，電阻不變，輸出電壓不變，則比例增大，故選項(xiàng) C正確，D錯(cuò)誤。10. 不計(jì)電阻的某線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生如圖甲所示的正弦交流電，把該交流電接在圖乙中理想變壓器的 A、B兩端，電壓表和電流表均為理想電表，Ri為熱敏電阻（溫度升高時(shí)其電阻減?。?，R2為定值電阻。下列說(shuō)法正確的是（）B.原線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=36/2sin 50 t（V）C. Ri處溫度升高時(shí)，電流表的示數(shù)增大，變壓器輸入功率增大D. Ri處溫度升高時(shí)，電壓表 Vi、V2示數(shù)的比值不變解析：選C 原線圈接題圖甲所示的正弦交流電，由圖知最大電壓Um=

11、 36<2 V,周期T=0.02 s,故 2 7r一 ，、 一_ ，一， 1 l.，.一，角速度 3=下=100兀rad/s原線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=36/2 sin 100 t（V）,當(dāng)t=0.01 s時(shí),u=0,此時(shí)穿過(guò)該線圈的磁通量最大，故選項(xiàng) A、B錯(cuò)誤；R1處溫度升高時(shí)，R1的阻值減小，總電阻 減小，而輸出電壓不變，則電流增大，即電流表的示數(shù)增大，所以變壓器輸出功率增大，而輸入功率等于輸出功率，所以輸入功率增大，故選項(xiàng) C正確；R1處溫度升高時(shí)，原副線圈電壓比不變，但是 V2不是測(cè)量副線圈電壓，R1處溫度升高時(shí)，阻值減小，電流增大，則R2兩端電壓增大，所以 V2示數(shù)減小

12、，則電壓表 V1、V2示數(shù)的比值增大，故選項(xiàng) D錯(cuò)誤。11. （2020青島模擬）如圖，某交流發(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)。該小型發(fā)電機(jī)的線圈共200匝，線圈面積S= 100 cm2,線圈內(nèi)阻r=48 Q,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1 T。如果用此發(fā)電機(jī)能帶動(dòng)兩個(gè)標(biāo)有“220 ,1.1 kW”的電動(dòng)機(jī)正常工作，需在發(fā)電機(jī)的輸出端 a、b與電動(dòng)機(jī)之間接一個(gè)理想變壓器，原副線圈匝數(shù)比n1 ： n2=4 ： 1,電路如圖，下列說(shuō)法正確的是（）A.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 500 rad/sB.電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為44 QC .電流表示數(shù)為40 AD.發(fā)電機(jī)的輸出功率為2.

13、2X103 W2P2 解析：選D 兩個(gè)標(biāo)有220 V,1.1 kW 的電動(dòng)機(jī)正常工作，即副線圈電壓 U2=220 V,副線圈電流12=瓦=10 A,由于原副線圈匝數(shù)比 m ： n2=4： 1,根據(jù)變壓器的規(guī)律得原線圈電壓是880 V,原線圈電流I1880 V += 2.5 A,即電流表示數(shù)是 2.5 A,線圈內(nèi)阻r=48 Q,所以線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)有效值是2.5X48 V = 1 000 V ,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值為：Em=NBS« = 1 0002 V,所以線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為3=500/2 rad/s,故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；由于電動(dòng)機(jī)兩端電壓等于220 V,電流為5 A,所以電

14、動(dòng)機(jī)內(nèi)阻小于44 Q,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由電路可知電源輸出功率等于電動(dòng)機(jī)的輸入功率，故發(fā)電機(jī)的輸出 功率為P= 2.2X103 W,故選項(xiàng)D正確。12. （2020珠海模擬）如圖所示，一個(gè)電阻不計(jì)，匝數(shù)為 N = 200匝的線圈以固定轉(zhuǎn)速 50轉(zhuǎn)/秒在勻強(qiáng)磁場(chǎng) 中旋轉(zhuǎn)，其產(chǎn)生的交流電通過(guò)一匝數(shù)比為ni : n2=10 ： 1的理想變壓器，給阻值 R=10 的電阻供電。已知電壓表的示數(shù)為 20 V,從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則下列說(shuō)法正確的是（）A. t=0時(shí)刻流過(guò)線圈的電流最大B.原線圈中電流的有效值為 20 AC.理想變壓器的輸入功率為 10 WD .穿過(guò)線圈平面的最大磁通量為需1 Wb解析：選D t

15、=0時(shí)刻為中性面位置，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，則感應(yīng)電流為零，流過(guò)線圈的電流為零，故 U2 20 I1 n2A錯(cuò)誤；副線圈中的電流I2=-R- = A = 2 A,根據(jù)電流與匝數(shù)成反比12=原線圈中電流的有效值n21I1=nl2=X 2 A = 0.2 A ,故B錯(cuò)誤；理想變壓命輸出功率P2=U2I2=20X2 W = 40 W,輸入功率等于輸出功率，所以變壓器的輸入功率為40 W,故C錯(cuò)誤；根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，原線圈兩端的電壓U1 = 200 V ,角速度 3= 27n=100兀rad/s線圈產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為200v2 V, Em=NBSco,最大Em200 、2.24磁通重 二BS= -=

16、u = Wb , 故 D 正確。Nw 200 X 100 兀 100 兀 '13. （2019杭州期末）如圖所示，面積為 S、匝數(shù)為N的矩形線框在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁感線的軸 OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)滑環(huán)向理想變壓器供電，燈泡L1、L2、L3均正常發(fā)光。已知L1、L2、L3的額定功率均為 P,額定電流均為I,線框及導(dǎo)線電阻不計(jì)，則 （）A .理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1 : 2B .圖示位置時(shí)穿過(guò)線框的磁通量變化率為零C.若燈泡L1燒斷，燈泡L3將變暗入. 2PD.線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為-2PNBSI.,. . . 一，、一、一一，、一、一 ni解析：選C 燈泡Li

17、、L2、L3均正常發(fā)光，則原線圈電流強(qiáng)度Ii=I,副線圈電流強(qiáng)度I2=2I,所以不=12 22-,故A錯(cuò)誤；題圖所示位置時(shí)穿過(guò)線框的磁通量變化率最大，故 B錯(cuò)誤；開(kāi)始時(shí)若設(shè)每盞燈泡的 111額定電壓為U,則變壓器原線圈電壓為 2U,線框輸出電壓為 3U;若燈泡Li燈燒斷，設(shè)燈泡L3的電壓變?yōu)閁i,則變壓器輸入電壓為 3U-U1,副線圈電壓變?yōu)椋?U Ui）,副線圈電流為3U9PU1,則原線圈 22R、，3U Ui 一，3U- Ui 一，.、電流為,則L3兩端電壓為R= Ui,解得Ui = 0.6U,則燈泡L3兩端電壓減小， 亮度變暗,4R4R3P 故C正確；線框的輸出功率為 3P,電流為I,則線框廣生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E = -P,根據(jù)Em=NBSco, EEm,聯(lián)立解得：3=條色，故D錯(cuò)誤。2NBSI14. （2020大同摸底）如圖，交流發(fā)電機(jī)通過(guò)變壓器經(jīng)電阻為R的輸電線給用戶(hù)供電。如果變壓器上的能量損失可以忽略，當(dāng)接入的燈泡增加