高中物理基础训练39 变压器 电能的输送 三相交流电

1、基础训练39 变压器电能的输送三相交流电（时间60分钟，赋分100分）训练指要通过训练，了解变压器的构造和原理，深刻理解和掌握变压器的电压、电流、功率关系，掌握远距离输电的原理图和线路电压、功率损失的计算.第12题、第14题为创新题，采用等效的方法，分析变压器变换阻抗作用，从而提高分析问题、处理问题的能力.一、选择题(每小题5分，共40分)1.关于变压器，下列说法正确的是原线圈中的电压随副线圈电流的增大而增大原线圈中的电流随副线圈的电流的增大而增大当副线圈上并联的负载增多时，原线圈中的电流增大当副线圈空载时，副线圈上的电压为零A. B. C. D.2.如图1391所示中理想变压器原、副线圈匝数

2、之比n1n2=41，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路.当直线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，电流表A1的读数是12 mA，那么电流表A2的读数为图1391A.0 B.3 mA C.48 mA D.与R值大小有关3.在图1392(甲)、(乙)两电路中，当ab两端与ef两端分别加上220 V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110 V，若分别在c、d两端与g、h两端加上110 V的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为A.220 V；220 V B.220 V；110 VC.110 V；110 V D.220 V；04.“西电东送”工程中为

3、了减少输电损耗，必须提高输电电压，从洪家渡水电站向华东某地输送106 kW的电能，输电电压为100万伏，输电线电阻为100 .若采用超导材料作为输电线，则可以减少的电能损失为图1392A.105 kW B.104 kWC.106 kW D.103 kW5.（2002年广东高考试题）远距离输电线路的示意图如下：图1393若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是A.升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B.输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定C.当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大D.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压6.(2002年天津高考

4、试题)在三相交流电源上按星形接法连接相同负载1、2、3，如图1394所示，NN为中性线.已知负载1上的电压为220 V，电流为12 A，现以I表示中性线上的电流，U表示图中P、Q两点之间的电压，则图1394A.I=15 A，U=440 V B.I=45 A，U=380 VC.I=0，U=440 V D.I=0，U=380 V7.如图1395所示，有一个理想变压器，O为副线圈中心抽出的线头，电路中两个电阻的阻值相同，开关S闭合前后，原线圈的电流分别为I1和I2，则I1I2等于图1395A.11 B.21 C.12 D.418.如图1396所示.理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1

5、和L2；输电线的等效电阻为R；开始时，电键S断开，当S接通时，以下说法中正确的是图1396副线圈两端M、N的输出电压减小副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大通过灯泡L1的电流减小原线圈中的电流增大A. B. C. D.二、填空题(每小题6分，共24分)9.将输入电压为220 V，输出电压为6 V的理想变压器改绕成输出电压为30 V的变压器，原线圈匝数不变，副线圈原有30匝线圈，则副线圈新增绕的匝数为_匝.10.如图1397所示，其中变压器为理想变压器，灯泡L1、L2、L3均为“5 V、5 W”，L4为“5 V、10 W”，若它们都能正常发光，则输入电压U为_V.图139711.如图1398所示

6、，理想变压器的输出端接有一电动机，电动机的电阻为R，电动机带有一质量为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139812.理想变压器的原、副线圈匝数之比为n，副线圈的负载电阻是R，如图1399所示，则变压器正常工作时，a、b间的等效电阻是_.图1399三、计算题(共36分)13.(12分)如图13910所示的变压器原线圈1接到220 V的交流电源上，副线圈2的匝数为n2=30匝，与一个“12 V、12 W”的灯泡L连接，L能正常发光，副线圈3的输出电压U3=110 V，与电阻R连接，通过R的电流为0.4 A，求：图139

7、10(1)副线圈3的匝数n3.(2)原线圈1的匝数n1和电流I1.14.(12分)加在理想变压器原线圈上的交流电源的电动势为E，内阻为r，与副线圈相连的负载电阻为R，如图13911所示，求：图13911(1)原线圈中I1多大时，负载上获得的功率最大?最大功率是多少?(2)负载电阻获得最大功率时，变压器的匝数比多大?15.(12分)发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器.(1)画出上述输电全过程的原理图.(2)发电机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，升压变压器的原副线圈的匝数比为125，求升压变压器的输出电压和输电导

8、线中的电流.(3)若输电导线中的电功率损失4%，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压.(4)计算降压变压器的输出功率.参考答案一、1.C2.A 变压器不能改变恒定直流电压3.B 甲是变压器电路，乙是分压电路，它们改变电压的原理不同.4.A 减少的电能损失，即为换超导输电线前输电线路上损失的电能.5.C6.D 负载对称星形连接中，中线电流I=0，I线=I相，U线=3U相=380 V.7.A 8.C二、9.12010.25 抓住原、副线圈中电流关系进行分析. 11.P-mgv.根据能量关系可得P=mgv+I2R,即可求解. RU1nU2U=n22=n2R. 1I1I2I2n12.n2RRab=三、13.(1)275匝（2）550 匝，0.255 A14.(1)由于变压器为理想变压器，则负载电阻R上获得的功率等于交流电源的输出功率.即=I1E-I12r，该式表明负载电阻上获得的功率P是I1的一元二次函数，为此求P的最大值：=-r（I12-EE2E2I1）=-r（I1-）+ r2r4rE2E可见，当I1=时，P有最大值：m= 2r4r(2)由于负载获得最大功率时，I1=电压为：U1=E-I1r=E-（E，变压器