变压器和远距离输电--专题复习

1、第 2 讲 变压器 电能的输送1.如图所示，理想变压器有两个副线圈， L 1、L 2是两盏规格为 “8 V,10 W ”的灯泡， L3、L4是两 盏规格为 “6 V,12 W”的灯泡，当变压器的输入电压为 U1220 V 时，四盏灯泡恰好都能正常发光， 如果原线圈的匝数 n11100 匝，求：(1)副线圈的匝数 n2、 n3?(2)电流表的读数？2. (多选)如图所示，理想变压器输入端接在电动势随时间变化、内阻为r 的交流电源上，输出端接理想电流表及阻值为 R 的负载，变压器原、副线圈匝数的比值为r R。如果要求负载上消耗的电功率最大，则下列说法正确的是A 交流电源的效率为 50%B电流表的读

2、数为 2 E2mRrC负载上消耗的热功率为E2m4rD该交流电源电动势的瞬时值表达式为考点 2 理想变压器的动态分析eEmsin100 t V常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情1匝数比不变的情况 (如图所示 )U1 n1(1)U1 不变，根据 UU2 nn2，输入电压 U1 决定输出电压 U2，可以得出不论负载电阻 R如何变化， U2不变。(2)当负载电阻发生变化时， I2 变化，根据输出电流 I2 决定输入电流 I1，可以判断 I1 的变化。(3)I2变化引起 P2变化，根据 P1P2，可以判断 P1 的 变化。2负载电阻不变的情况 (如图所示 )

3、n1(1)U1不变， n21发生变化， U2 变化。(2)R不变， U2变化， I 2发生变化。U2(3)根据 P2 R和 P1 P2，可以判断 P2 变化时， P1发生变化， U1不变时， I 1发生变化。3分析动态问题的步骤3.有一种调压变压器的构造如图所示。线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上， C、 D 之间加上输入电压，转动滑动触头 P 就可以调节输出电压。图中 为交流电流表， 为交流电压表， R1、R2为定值电阻， R3为滑动变阻器， C、D 两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压 器，则下列说法正确的是 ( A )A当 R3不变，滑动触头 P 顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读

4、数变小B当 R3不变，滑动触头 P 逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小C当 P 不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变小D当 P 不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时， 表的读数变大，电压表的读数变大4. 2017 湖南长沙模拟 (多选 )如图，一理想变原线圈接入一交流电源，副线圈电路中 R1、R2、R3和 R4均为定值电阻，开关 S 是闭合的。V1和 V 2为理想电压表，读数分别为 U1和 U2；A1、A2和 A3 为理想电流表，读数分别为 I1、 I2和 I 3。现断开 S，U1数值不变，下列推断中正确的是 ( BC )(1)功率关系： P1P2，P3P4

5、，P2 P 损 P3。U1n1 I2 U3 n3 I4(2)电压、电流关系：U2n2I1 U4 n4 I3U2UU3，I2I3I线。P2P3 U2U3(3) 输电电流： I 线U2U3。R线n 倍，输电线上损耗的功率就减小到原AU2变小、 I3变小 BU2不变、 I3变大 CI1变小、 I2变小 DI2 变大、 I3变大 考点 3 远距离输电(4)输电线上损耗的电功率2P2 2P损I 线 UI 2线R 线 U2 2R 线。当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的1来的 n12。5. 某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为 9 kW ，输出电 压为 500 V，输电线的总

6、电阻为 10 ，允许线路损耗的功率为输出功率的 4% 。求：(1) 村民和村办小企业需要 220 V 电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的 匝数比各为多少？ (不计变压器的损耗 )(2) 若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？U，6. 2014 浙江高考 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A用户端的电压为I1U1I2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 I 1，其末端间的电压为 U1。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 I2。则( A )B输电线上的电压降为 UC理想变压器的输入功率为

7、I21rD输电线路上损失的电功率为 I1U考点 4.几种变压器7. 在绕制变压器时，某人将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上。当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂。已 知线圈 1、2 的匝数之比 n1n22 1。在不接负载的情况下 ( BA当线圈 1输入电压为 220 V时，线圈 2输出电压为 110 VB当线圈 1输入电压为 220 V时，线圈 2输出电压为 55 VC当线圈 2输入电压为 110 V时，线圈 1输出电压为 220 V D当线圈 2输入电压为 110 V时，线圈 1输出电压为 440 V 8普通的交流电流表不能直接接在高

8、压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器 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 ( B )Aab接 MN、cd接 PQ， I abI cdCab 接 PQ、cd 接 MN，IabIcd9.如图所示，自耦变压器输入端 A、B 接交流稳压电源， 其电压有效值 U1100 V， R040 ，当滑动片处于线 圈中点位置时， C、D 两端电压的有效值 U2为_200_V， 通过电阻 R0 的电流有效值为 _5_A。10.如图所示为一理想变压器，原线圈的输入电压U1 3300 V ，副线圈的输出

9、电压 U2 220 V，绕过铁芯的导线所接的电压表的示数 U02 V，则(1) 原、副线圈的匝数各是多少？(2) 当 S断开时， A2的示数 I25 A，那么 A 1的示数是多少？(3) 当 S 闭合时， A2的示数将如何变化？ A 1的示数将如何变化？ 答案 (1)1650匝 110匝 (2)0.33 A (3)A 1、 A 2的示数都增大板块三 限时规范特训一、选择题 (本题共 10小题，每小题 6分，共 60分。其中 1 6为单选， 7 10为多选 ) 1如图，理想变压器原、副线圈匝数比为201，两个标有“ 12 V， 6 W ”的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈电

10、路中电压表和电流表(可视为理想的 )的示数分别是 ( D )ABCD120 V,0.10 A240 V,0.025 A120 V,0.05 A240 V,0.05 A2如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为：u 220 2sin100 t(V)的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“ 22 V 22 W”的灯泡 10 个，灯泡均正常发 光。除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是 ( B )A 变压器原、副线圈匝数比为 10 21B电流表示数为 1 AC电流表示数为 10 AD副线圈中电流的频率为 5 Hz3.2017 四川广元二模 一理想降压变压器原、副线圈匝数比为 k，原线圈

11、与阻值为 4R0 的 电阻串联后，接入有效值为 25 V 的正弦式交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，当负载电阻的阻值 R5R0 时，理想电压表的示数为 5 V。保持变压器输入电流不变，现将负 载电阻的阻值增大到 R11R0，此时输入电压有效值为 U，则 ( C ) k25，U49 V6k25，U48 V6ABCDk 4，U 49 V k 4，U 48 V 2017 安徽十校联考 在图甲所示的电路 214 中，理想变压器原、副线圈匝数比为2 1。a、b与时间的关系如图乙所示，二极管可视为理想二极管， 均为理想电表，电阻 R10 ，则下列说法正确的是 ( C )A电压表示数为 4.5 V

12、B电压表示数为 0C电流表示数为 0.9 A D电路消耗功率为 16.2 W 5.2017 福建宁德质检 如图所示，理想变压器的副线圈接有一 规格为“ 44 V 44 W”的灯泡和线圈电阻 r1 的电动机，两端电压电表原线圈接 u220 2sin100 t V 的正弦式交变电流后灯泡和电动机都正常工作，且原线圈中理 想交流电流表的示数为 1 A，则下列说法正确的是 ( D )A理想变压器原、副线圈匝数之比为 4 1B电动机的输出功率为 176 WC电动机的热功率为 6 W D若电动机被卡住，灯泡仍正常工作，则电流表的示数变为 9 A 6如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随

13、时间变化的图象，则(D)A用户用电器上交流电的频率是 100 HzB发电机输出交流电的电压有效值是 500 VC输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小7如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 n1n2 101，b 是原线圈的中心抽头， S 为单刀双掷 开关，定值电阻 R 10 。从某时刻开始在原线圈 c、 d 两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确 的是 ( AC )A当 S与 a连接后，理想电流表的示数为 2.2 AB当 S与 a连接后，t0.01 s时理想电流表示数 为零C当 S由 a拨到 b后，原线圈的输入功率变为原

14、来的 4倍D当 S由 a拨到 b后，副线圈输出电压的频率变为 25 Hz，横截 P，用户得到的电功率为 P用，则 P、P 用8在远距离送电时，输送的电功率为 P，输送电压为 U，所用导线的电阻率为 面积为 S，总长度为 L ，输电线损失的电功率为 的关系式正确的是 ( BD )U2SAPL U2SCP 用PLBDPP22LP U2SPL P用P 1U2S二、非选择题9发电机输出电压为 1.0103 V 的交变电流，现在通过一个变压比为 14 的变压器升压，再通过总电阻为 1.0 的输电线路向某地输电，在输送的电功率为 800 kW 的情况下 (设 变压器为理想变压器 )。求：(1) 升压变压器的副线圈两端电压为多大？(2) 输电线上通过的电流为多大？(3) 输电线上造成的电压损失为多少？(4) 输电线上损失的电功率占输电总功率的百分比为多少？ 答案 (1)4103 V (2)200 A (3)200 V (4)5%10某水电站发电机的输出功率为 100 kW ，发电机的电压为 250 V。通过升压变压器升 高电压向远处输