94巩固练习变压器、远距离输电提高

1、高考总复习：变压器远距离输电【巩固练习】一、选择题1、（ 2014 福建卷）图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数ni = rn< n2 =",四根模拟输电线的电阻 R、艮、R、R的阻值均为R, A、A为相同的理想交流电流表， Li、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻R.>2R,忽略灯丝电阻随温度的变化当A、B端接入低压交流电源时（）A Ai、A2两表的示数相同B Li、L2两灯泡的亮度相同C. Ri消耗的功率大于 R3消耗的功率D. R2两端的电压小于 R4两端的电压2、（20i4 新课标n卷）如图所示，一理想变压器原、畐U线圈的匝数分别为ri、r2.原线圈通过一理

2、想电流表 A接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大用交流电压表测得a b端和A Uab : Ucd= ri : r2B 增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小C .负载电阻的阻值越小，c、d间的电压U cd越大D 将二极管短路，电流表的读数加倍3、（ 20i4浙江卷）如图所示为远距离交流输电的简化电路图发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是li,其末端间的电压为 U.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为12.则（ ）A. 用户端的电压为丄丄1 2B. 输电线上的电压降为

3、U2C. 理想变压器的输入功率为1订D. 输电线路上损失的电功率为liU4、如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4 ： 1原线圈接入一电压为u= UOsin ol的交流电源，副线圈接一个 R= 27.5 0的负载电阻若 Uo= 220 .2 V,100 n Hz则下述结论正55 VB 副线圈中输出交流电的周期为1100 nC 原线圈中电流表的读数为0.5 AD 原线圈中的输入功率为110、2 W泡L,滑动变阻器的电阻值范围时 数比为2:1，交流电源的电压为 定电压下正常工作时，测得电流表5、生活中处处用电，而我们需要的电都是通过变压器进行转换的，为了测一个已知额定电 压为100V的灯泡的额定功率

4、，如图，理想变压器的原、副线圈分别接有理想电流表A和灯0- 1000不考虑温度对灯泡电阻的影响，原、副线圈的匝U0= 440V，适当调节滑动变阻器的触片位置，当灯泡在额A的示数为1.2A，则（）A. 灯泡的额定功率为 40WB. 灯泡的额定电流为 2.4AC. 滑动变阻器上部分接入的电阻值为50 0D. 滑动变阻器消耗的电功率为240W6、如图所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在A .保持Ui及P的位置不变，K由a合到b时，li将增大B. 保持P的位置及Ui不变，K由b合到a时，R消耗的功率减小C. 保持Ui不变，K合在a处，使P上滑，li将增大D 保持P

5、的位置不变，K合在a处，若Ui增大，li将增大7、在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。如 下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是（）一1 ti r8、有Ui和U2两种电压通过相同长度和材料的导线输电，若输送的电功率相等，在输电导 线上损失的电功率也相同，则在两种情况下输电导线截面积之比Si : S2为（）UiU2D. (丛)U29、如图所示，理想变压器输入电压 Ui 一定，两个副线圈的匝数分别为 n2和n3,当把同一 个电阻先后接在 a、b间和c、d间时，通过电阻的电流和电阻两端的电压分别为12、U2和 iO、如图所示，接于理想变压器的四个灯泡规格相同

6、，且全部正常发光，则这三个线圈的匝 数比应为（）13、U3,变压器输入的电流分别为li, li ，则（）A.U2U3B匕匹l 3 n3C.lili2n22n3D.Ui(li li) U2I2 U3I3-2 M-A . 1 : 2 : 3;B . 2 : 3 : 1C. 3 : 2 : 1 ;D . 2 : 1 : 311、如图所示，理想变压器原线圈匝数为n1,两个副线圈匝数分别为n2和n3,且m: n2： n3 = 4:2:1，输入电压 U1=16V，R1 = R2=10 Q,则输入的电流 |1大小是（）A、0.4AB、0.1AC、0.5AD、以上答案都不对12、如图所示，变压器的原、副线圈的

7、匝数比一定，原线圈的电压为U1时，副线圈的输出电压为U2, L1、L2、L3为三只完全相同的电灯，开始时，电键K开启，然后当电键 K闭合时（）A. 电压U1不变，U2变大B. 电灯L1变亮，L2变暗C. 电灯L1变暗，L2变亮D. 原线圈中的电流变大13、如图所示，两个相同的理想变压器原线圈串联后接在交流电源上，在两个副线圈中分别接上电阻R1和R2,通过两电阻的电流分别为 则（）|1和12,两电阻上消耗的功率分别为P1和P2,A.I1： I2=1 :1B.I 1 : |2=R1 :R2C.P1 : P2=1 :1D.P1 : P2=R1:R214、一台理想变压器的原、 副线圈的匝数比是 5 :

8、 I,原线圈接入电压为 220V的正弦交流电, 一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图所示电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是（）A .原副线圈电流之比为1 : 5B .电压表的读数为 44VC.若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Q,贝U 1min内产生的热量为 2904JD 若将滑动变阻器滑片向上滑动，两电表读数均减小15、一理想变压器的初级线圈为m 100匝，次级线圈门2 30匝，n3 20匝，一个电阻为48.4 Q的小灯泡接在次级线圈 n2与n3上，如图所示。当初级线圈与e 220、2 sin t的 交流电源连接后，变压器的输入功率是（）A. 10WB. 2

9、0WC. 250WD. 500W16、如图所示为某变压器对称铁芯的示意图。已知此时原线圈ab两端输入交流电压u 220/2 sin t （V），原线圈匝数口 22匝，副线圈匝数n? 6匝。则副线圈cd端输出的电压的有效值为（）A. 15VB. 30VC. 60VD. 120V、填空题1、如图所示是一种调压变压器的原理图, 交流电压U ,移动滑动触头P的位置, 和理想交流电表，变阻器的滑动触头为线圈AB绕在一个圆形的铁芯上， AB间加上正弦 就可以调节输出电压，在输出端连接了滑动变阻器 RQ,则(1) 保持P的位置不动，将 Q向下移动时，电流表读数 、R消耗的功率 ;(2) 保持Q的位置不动，将

10、P沿逆时针方向移动时，电流表读数 、R消耗的功率 (填变大、变小、不变)2、Li、L2、L3是三只完全相同的灯泡，按图方式接在理想变压器上，已知ni： n2： n3P,则电源实际消耗的总功率=3:1:1，当a、b接入电源时，L2和L3的实际功率均为3、如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为ni : n2 4:1，原线圈回路中的电阻 A与原线圈回路中的负载电阻 B的阻值相等。a、b端加一定交变电压后，两电阻的电功率之比PA : PB ，两电阻两端电压之比 U A ：U B 。三、计算题1、一台理想变压器原线圈匝数 n1 1100匝，两个副线圈的匝数分别是 n2 60匝，n3 600 匝。若通过两个

11、副线圈中的电流强度分别是 12 1A， 13 4A，求原线圈中的电流强度 (结 果保留两位有效数字)。2、如图所示，通过降压变压器将 220 V交流电降为36V供两灯使用，降为24V供仪器中的 加热电炉使用如果变压器为理想变压器求：(1 )若n3= 96匝，n2的匝数；(2) 先合上Ki、K3,再合上K2时，各电表读数的变化；(3) 若断开K3时Ai读数减少220 mA，此时加热电炉的功率;(4)当Ki、K2、K3全部断开时，A2、V的读数。3、某小型发电站的发电机输出交流电压为500V，输出电功率为 50kW，如果用电阻为3 Q的输电线向远处用户送电， 这时用户获得的电压和电功率是多少？假如

12、要求输电线上损失电 功率不超过输出电功率的0. 6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户后再用降压变压器降为220V供用户使用，若变压器为理想变压器，则降压变压器原线圈和副线圈的匝 数比是多少？【答案与解析】一、选择题1、【答案】D【解析】 由于niv n2,所以左边的理想变压器为升压变压器，低压交流电源经过理想升压变压器后，由于功率不变，所以电流变小，则Ai表的示数小于 A2表的示数，故 A项错误；由Ui匹,U3 = U2 lAi '-2R 及 土n3,-可知，Li两端的电压U2U4ULi U4 Ui4 I Ai 2R，又 L2两端的电压 Ul2= Ui Ia2 2R,因 4 I

13、 Ai V IA2，故 Uli> Ul2，由 P匸可知,RLi的功率大于L2的功率，所以Li的亮度大于L2，故B项错误;由于Ai表的示数小于 A2表的示数，由P = I2R可知，Ri消耗的功率小于 R3消耗的功率，故 C项错误；由于 Ai表的示数小于 A2表的示数，由U = IR可知，R2两端的电压小于 R4两端 的电压，故D项正确.2、【答案】BD【解析】经交流电压表、交流电流表测得的值分别为交变电压和交变电流的有效值，根I In据变压器公式 -ab n1得到输出电压，而输出电压U2不等于c、d端电压，因二极管具有U 2n2单向导电性，输入电压通过变压器变压后经二极管整流后有效值发生变

14、化，Ucd上邑，2n2-ab，则Uab:Ucd 迁口： n2,故A错误增大负载电阻的阻值 R, Uab22厲U 2不变，Ucd也不变，根据F出二-竺可知输出功率减小，根据理想变压器的输入功率等于输出R功率可知，输入功率必减小，故电流表读数变小，B正确，C错误二极管短路时，U'cd =U2,输出功率U ：dF出=方U；2F出，故输入功率 Fi也加倍，而输入电压Ui不变，根据Fi= U1I1得电流表读数加倍， D正确.3、【答案】A【解析】理想变压器输入端与输出端功率相等 ，Uili = U2I2,用户端的电压U2 -IU1 ,1 2选项A正确；输电线上的电压降 U = U- Ui= li

15、r,选项B错误；理想变压器输电线上损失 的功率为|；r，选项C、D错误.【考点】本题考查电能的输送、理想变压器等知识.4、【答案】AC【解析】原线圈电压有效值 Ui=220V ,由电压比等于匝数比可得副线圈电压U2=55V,A对;电阻R上的电流为2A ,由原副线圈电流比等于匝数的反比，可得电流表示数为 0.5A , C对;输入功率为 P=220X0.5W=ii0W , D错；周期T2i000.02s , B 错。故选 AC。5、【答案】AC【解析】依题意，副线圈电流为2.4A，电压为220V，由于滑动变阻器上部分的并联电路电压为100V，则下部分电阻电压为 120V，由串联知识，上、下部分功率

16、分配比为100:120 =5:6，故下部分电阻上电功率Pr =6P总，P总=1.2 440= 528W，则 P下 = 288W，下部分电阻11PQOOPf I 2R下R下 =弓=弋 =50 ,上部分电路消耗功率 Pt二P总 Pt =528 288=240W , I 2.4滑动变阻器上部分电阻为50 Q，电压为100V，电流为2A，则灯泡的电流为 0.4A，功率为40W。综上AC正确。6、【答案】ABD【解析】K由a合到b时，ni减小，由U1U 2比，可知，U2增大，P2n2U；P2随之增大,而Pi=P2, Pi=IiUi,从而Ii增大，A正确;K由b合到a时，与上述情况相反，P2将减小,B正确

17、；P上滑时，R增大，F2u!减小又RPi = F2, Fi=I 1U1,从而 Ii 减小，C错误;U1增大，由匕=凹,可知U2增大，丨2U 2 n2土随之增大,R由!1空可知Ii也增大，D正确,I2 ni故正确的是ABD。7、【答案】A【解析】电流互感器要把大电流变为小电流, 每相的电流必须将原线圈串联在火线中。选因此原线圈的匝数少，副线圈的匝数多。A。监测8、【答案】CP2I解析】由p UI，1-， p 1 R损失的电功率也相同)2R2由电阻定律R,-,R2S19、【答案】ABCDS，代入上式解得fU；U2，故C对。【解析】由U1n1U1U 2n2U 3n1 得 U2n3U3得旦U2匹,B对

18、；由11n21 3U 31 2n2U2U3,A对；由I2,I3n3RR2I1匹得11匹I2n22 ，C对;1 3mI1rhI 3UiIi U3I3两式相加有Ui(li11) U 21 2 U3I3， D 对，故选ABCD。U1U1U2U3n310、【答案】C【解析】由于所有灯泡规格相同，且都正常发光，由得 U2 n2 2U 2得式中，U为灯泡的额定电压，设I为灯炮的额定电流,U3n3U1由理想变压器的功率关系RP2 -3, U1I 匕1512UI UI 3UIn u 3U 3所以U1=3U，则，由此得ni： n2： n3 = 3:2： 1，故选C。11、【答案】C【解析】由U1U1出得U2 8

19、V，U34V，IU220.8AU2U3R1U330.4A，再由U1I1U2I2 U3I3解得丨10.5A，C对，故选C。R212、【答案】BD【解析】K闭合时，原线圈的电压不变，匝数比不变，Ui不变，U2不变。当电键K闭合时电路的总电阻变小，电流变大，灯Li变亮，灯L2两端电压减小，变暗；副线圈电流变大则原线圈电流也变大，故正确选项是BD。13、【答案】AD2【解析】这实际是两个变压器原线圈串联在一起的情况，所以I1丨2，而P1I1 R1，2P2I 2 R2，所以 P| : P2 R1 : R2。故应选 AD。14、【答案】AC【解析】题中副线圈串联了二极管，通过电阻R的电流和电阻 R两端的电

20、压均由全波变为半波，故电压表的读数不再是44V，根据非正弦交流电有效值的求法，可知是22、. 2 V，B错；在同样时间内产生的热量将是无二极管时的一半,辽 60J2904J20C正确。由于二极管的存在， 副线圈的电压与负载电压并不等同,副线圈的功率只能用副线圈的电压（仍为44V）计算，根据理想变压器原副线圈功率相等可得:U1I1 U2I2，220I144I2，上41，A对；若将滑动变阻器滑片向上滑动，接入电路的电阻变2205小，电压表读数变大,D错，故正确选项是 AC.15、【答案】A【解析】此题产生错解的主要原因是对副线圈连接后的感应电动势的计算方法不明。由于两组次级线圈的组合连接使得小灯泡

21、回路中两线圈产生的感应电动势方向相反,所以小灯泡的工作电压有效值u灯 U2 U3由U1n1U1与上式联立求解U 2U 3U灯U2U3二U12201 (n2 n3)(30 20)V 22Vn1100则印空斗10WR灯 48.4因为理想变压器输入功率等于输出功率，故答案应选 16、【答案】B【解析】此题发生错解的主要原因是没有弄清楚穿过原副线圈的磁通量不同。任何时刻原线圈中磁通量的变化率2倍。因为磁感线为闭合曲线，根据铁芯磁通路的对称性可知, 都是副线圈中的所以有：5n12土，则 U25门2U1n16222201 -V 230V，所以应选B。二、填空题1、【答案】（1）变小、变小;（2）变大、变大

22、。222、【答案】P9因L1、L2、L3完全相同,【解析】由已知 L2和L3的实际功率为 P,已知 n2= n3P不动，输出电压不变，电【解析】（1）P不动，将Q向下移动时，接入电路的电阻变大, 流变小，电流表读数变小， R消耗的功率变小；（2） Q的位置不动，电阻不变，将 P沿逆时R消耗的功率变大。针方向移动时，畐y线圈匝数变多，输出电压变大，电流变大,又 U1I1，故I122U 22 4U；2 那么 R I12 R 23R9R4P9电源实际消耗的总功率为2P 3 4P 2P 22 P .99【解析】此题很容易将变压器电阻压当成变压器原线圈的电压 5。3、【答案】1:16; 1:4A消耗的功

23、率当成原线圈的输入功率，并将a、b两端电从而得到错误答案为1 : 1 , 4: 1。实际上电阻A消耗的功率并非变压器原线圈的输入功率， 这是因为电阻A串联在原线圈中, 根据理想变压器的变流公式 么-。设A、B的电阻均为R，再根据电功率公式可知1 B n11P I 2 R 1pB命花；电阻A两端的电压也并非原线圈的输入电压，电阻A、B两端电压也并非原线圈的输入电压，电阻A、B两端电压之比为UA IaR 1 .UB IbR 4三、计算题1、【答案】2.2A【解析】电流强度与匝数成反比，仅适用于理想变压器只有一个副线圈的情况，本题有两个副线圈，应根据理想变压器无能量损失来进行分析，由于理想变压器无能量损失，所以有R F2 P3 （Pl为原线圈输入功率，P2、F3分别为两个副线圈的输出功率）。根据电功率公式有：|口 I2U2 I3U3又因为ki 21