2020届高考物理计算题复习《变压器综合题》（解析版）

第=page22页，共=sectionpages22页第=page11页，共=sectionpages11页《变压器综合题》一、计算题小型水利发电站的发电机输出功率为1000kW，输出电压为500V，输电线总电阻为5Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220V，所以在用户处需安装降压变压器．输电电路图如图所示，求：

(1)输电线上的电流．

(2)升压变压器的原、副线圈的匝数之比．

(3)降压变压器的原、副线圈的匝数之比．

一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n1=1

100匝．接入电压U1=220V的电路中．若两副线圈上分别接上“6V，20W”“110V，60W”的两个用电器，并同时正常工作，原线圈的输入电流为多少？

淮安市某发电厂引进秸秆焚烧发电机设备，该发电机输出功率为40kW，输出电压为400V，用变压比(原、副线圈匝数比)为n1：n2=1：5的变压器升压后向某小区供电，输电线的总电阻为r=5Ω，到达该小区后再用变压器降为220V．

(1)画出输电过程的电路示意图；

(2)求输电线上损失的电功率；

(3)求降压变压器的变压比n3：n4如图所示，矩形线圈abcd匝数n=100匝、面积S=0.5m2、电阻不计，处于磁感应强度B=210T的匀强磁场中。线圈通过金属滑环E、F与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接一只“10V，10W”灯泡。接在矩形线圈和原线圈间的熔断器允许通过最大电流I=1.5A、电阻忽略不计，现使线圈abcd绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω=10πrad/s匀速转动，灯泡正常发光。求：

(1)线圈abcd中电动势有效值；

(2)变压器原、副线圈匝数之比；

一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给某工厂，已知发电机的输出功率为50 kW，输出电压为500 V，升压变压器原、副线圈匝数比为1:5，两个变压器间的输电导线的总电阻为15 Ω，降压变压器的输出电压为220 V，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成电压的损失不计，求：

(1)升压变压器副线圈两端的电压；(2)输电线上损耗的电功率；(3)降压变压器原、副线圈的匝数比。

如图所示为理想变压器，三个灯泡L1、L2、L3都标有“6V，6W”，L4标有“6V，12(1)求变压器原、副线圈匝数比n1(2)ab间电压是多少？

一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给某工厂，已知发电机的输出功率为为50kW，输出电压为500V，升压变压器原、副线圈匝数比为1：5，两个变压器间的输电导线的总电阻为15Ω，降压变压器的输出电压为220V，变压器的损耗忽略，在输电过程中电抗造成电压的损失不计，求：

(1)升压变压器副线圈两端的电压；

(2)输电线上损耗的电功率；

(3)降压变压器原、副线圈的匝数比．

(4)该厂安装的都是“220V

40W”的电灯，不考虑其他电器，则允许同时开多少盏灯？

某学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1Ω，升压变压器的匝数比为1：4，降压变压器的匝数比为4：1，输电线的总电阻为R=4Ω，全校22个教室，每个教室用“220V

40W”的灯泡6盏，要求所有灯都正常发光，则

(1)输电线上损耗的电功率多大？

(2)发电机的输出功率多大？

(3)发电机的电动势多大？如图所示，MN、PQ是两条水平、平行放置的光滑金属导轨，导轨的一端接理想变压器的原线圈，变压器的副线圈与电阻R=20Ω组成闭合回路，变压器的原副线圈匝数之比n1：n2=1：10，导轨宽L=5m。质量m=2kg、电阻不计的导体棒ab垂直MN、PQ放在导轨上，在水平外力F作用下，从t=0时刻开始在图示的两虚线范围内往复运动，其速度随时间变化的规律是v=2sin20πt(m/s)。垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度B=4T.导轨、导线和线圈电阻均不计。求：

(1)ab棒中产生的电动势的表达式；ab棒中产生的是什么电流？

(2)电阻R上的电热功率P。

(3)从t=0到t1=0.025s

如图所示，理想变压器有两个副线圈，L1、L2是两个规格为“8V，10W”的灯泡，L3、L4是两个规格为“6V，12W”的灯泡，当变压器的输入电压为U1=220V时，四个灯泡恰好都能正常发光，如果原线圈的匝数n1=1100匝，求：

(1)副线圈的匝数n2、n3；

(2)电流表的读数。如图所示，理想变压器的原线圈与一矩形导轨相连，导轨间距l=10cm，导轨间有磁感应强度B=502T的匀强磁场，一金属杆紧贴导轨垂直放置。已知闭合铁芯上的三个线圈匝数n1=100匝，n2=50匝，n3=10匝，灯泡L1的电阻R

如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20:1，副线圈所在电路连接两个标有“220 V 40 W”的灯泡L1、L2，开关S断开时，灯泡(1)理想变压器原线圈的输入电压U1(2)开关S断开时，电流表的示数I1。(3)开关S闭合时，电流表的示数I1′。

如图(a)所示为一理想变压器，ab为原线圈的输入端，cd为副线圈的输出端。ab端接入正弦式交变电流，其电压M随时间t变化的图象如图(b)所示，电压有效值U1=200V

(1)写出该交变电流电压瞬时值u的表达式；

(2)已知cd两端的输出电压U2=40V，求原副线圈的匝数比n1n2：

(3)

如图所示，理想变压器原线圈中输入电压U1=3 300 V，副线圈两端电压U2为220 V，输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数(1)原线圈n1(2)当开关S断开时，电流表A2的示数I2=5 A.则电流表A(3)在(2)情况下，当开关S闭合时，电流表A1的示数I1′等于多少？

某市一发电厂引进秸秆焚烧发电机设备，该发电机输出功率为40kW，输出电压为400V，用变压比(原、副线圈匝数比)为n1：n2=1：5的变压器升压后向某小区供电，输电线的总电阻为r=5Ω，到达该小区后再用变压器降为220V．

(1)画出输电过程的电路示意图；

(2)求输电线上损失的电功率；

(3)求降压变压器的变压比如图所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n1=1100，接入电压U1=220V的电路中，

(1)要求在两组副线圈上分别得到电压U2=6V，U3=110V，它们的匝数n2，n3分别为多少？

(2)若在两副线圈上分别接上“6V，20W”、“110V，60W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？如图甲所示电路中，理想变压器原线圈输入的正弦交变电压如图乙所示，副线圈接有理想交流电压表、可变电阻R以及100只“8V 4W”的相同灯泡，电压表的示数U=10 V。求：(1)变压器原、副线圈的匝数比。(2)灯泡正常工作时变压器的输入功率及可变电阻的阻值。

在某偏僻山区建设了一个小型水电站，通过升压变压器将电能输送到镇上，已知发电机组输出电压为400V，输出功率为103kW，输电线的总电阻为1000Ω，镇上用户得到的最大功率为900kW，求：

(1)升压变压器原线圈和副线圈的匝数之比；

(2)用户端降压变压器原线圈两端的电压。

某电站输送的电功率是500kW，当采用6kV电压输电时，安装在输电线路起点的电度表和终点的电度表一昼夜读数相差4800kW⋅h(即4800度)，试求：

(1)输电电流；

(2)输电线的电阻；

(3)若要使输电线上损失的功率降到输送功率的2.304%，应采用多高的电压向外输电？

如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，已知原线圈电压有效值恒定为U1=2200V，副线圈两端电压有效值为U2=220V，变压器向较远处的一个实验室供电，从变压器到实验室的输电线的总电阻为r=10Ω，在电路图中用r表示。实验室有两台相同的仪器(每台仪器均可视为R=200Ω的纯定值电阻)(1)理想变压器原、副线圈的匝数比；(2)两台仪器都工作时，电流表和电压表的示数。

某发电站通过燃烧煤来发电.发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明用户，发电机输出功率是120 kW，输出电压是240 V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶25，输电线的总电阻为10 Ω，用户需要的电压为220 V.则：(1)输电线上损失的电功率为多少？(2)降压变压器原、副线圈的匝数比为多少？

如图甲所示为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u−t图象如图乙所示．若只在ce间接一只Rce=400 Ω的电阻，或只在de间接一只Rde=225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W．

(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；

(2)求只在ce间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I1；

(3)求ce和de间线圈的匝数比ncende．

某发电厂的发电机的输出功率P=100 kW，发电机输出电压U1=250 V，向远处送电的输电线的总电阻R=8Ω.已知输电线上损失的功率为输送功率的5％，用户得到的电压是(1)应该怎样安装变压器？画出输电线路的示意图．(2)求出所用的变压器的原、副线圈的匝数之比．

一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电。输电线路总电阻为R=1kΩ.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220V 60W)。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，求：

(1)输电线上的电流大小；

(2)T1和T2的原、副线圈的匝数比；一台发电机，输出功率为1100KW，所用输电导线的电阻为10Ω，当发电机接到输电线路的电压为11kV时，请计算：

(1)输电导线上的电流；

(2)输电导线上损失的热功率。

如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数n1:n2=3:1，原线圈电路中接有一量程为3 A的理想交流电流表，副线圈两端接有一只理想交流电压表和可变电阻R以及若干“6 V 6 W”的相同灯泡。输入端交变电压

(1)求图甲中电压表的读数。

(2)要使灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数。

(3)为满足第(2)问中的要求，求可变电阻R应调到的电阻值。

答案和解析1.【答案】解：(1)输电线上损耗的功率P损 =1000×10 3×5%=5×10 4W

根据P损 =I 2R

I=P损 R=5×10 45=100A

(2)升压变压器原线圈上的电流I1 =PU1【解析】(1)由输电线上损耗的功率，可求得输电线上的电流；

(2)根据P=UI求得升高变压器原线圈中的电流，根据电流与匝数成反比求得升压变压器原副线圈的匝数比；

(3)由导线上的电压损耗可求得降压变压器原线圈的电压，则由电压之比等于匝数之比即可求得降压变压器原副线圈的匝数之比．

对于输电问题，要搞清电路中电压、功率分配关系，注意理想变压器不会改变功率，只改变电压和电流；注意应用损耗功率的判断及功率公式的正确应用．

2.【答案】解：根据变压器的输入的功率和输出的功率相等可得：U1I1=P2+P3，

即：220【解析】根据变压器的输入的功率和输出的功率相等可以求得原线圈Ⅰ中的电流强度I1．

在本题中，由于副线圈有两个线圈，电流与匝数成反比的结论不再成立，所以在计算电流的时候不能再用，但是电压与匝数成正比的结论仍然是成立的．

3.【答案】解：(1)输电过程电路示意图如下图所示．

(2)∵U1U2=n1n2，

∴输电电压U2=n2n1U1=51×400V=2000V，

∵P输=U2I，

∴输电电流I=P输U2=40000W2000=20A，

输电线上损失的功率【解析】电从发电厂输送到用户，需要长距离输电，要知道输电过程，知道理想变压器的变压关系，会用电功率公式、欧姆定律求解输电问题．

(1)输电过程包括：升压变压器、输电导线输电、降压变压器、用户．

(2)根据输电功率由功率的变形公式求出输电电流，然后由电功率公式求出输电损失的功率．

(3)由欧姆定律求出输电损失的电压，求出降压变压器的输入电压，然后求出降压变压器的变压比．

4.【答案】解：(1)电动势最大值Em=nBSω=502V，

电动势有效值E=Em2=50V；

(2)原线圈输入电压U1=E=50V

副线圈输出电压U2=10V

匝数之比n1n2=U1U2=5010=51；

(3)在熔断器未熔断情况下，原线圈最大输入功率P1m=IU1【解析】(1)求出电动势最大值，根据最大值和有效值的关系求解有效值；

(2)根据变压器原理求解匝数比；

(3)求出原线圈最大输入功率，再根据每盏灯泡的额定功率进行解答。

本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等。

5.【答案】解：(1)因为U1U2=n1n2，所以U2=n2n1U1=2500V

(2)P2=P1=50kW

输电线中电流I2=P2U2=500002500【解析】对于输电问题，要搞清电路中电压、功率分配关系，注意理想变压器不改变功率．基础题。

(1)根据理想变压器原副线圈两端的电压与匝数成正比，求解升压变压器副线圈的端电压；

(2)变压器不改变功率，由P=UI求出输电线中电流，由功率公式求解输电线上损耗的电功率；

(3)用户得到的功率等于发电机的输出功率减去输电线上损失的功率，根据用户得到的功率，由功率公式求出降压变压器副线圈中电流，再由电流与匝数成反比求解降压变压器原、副线圈的匝数比。

6.【答案】解：(1)通过L1灯泡的电流即为原线圈电流I1=PL1UL1=1A

通过L4的电流即为副线圈电流I2=PL4【解析】(1)四个个灯泡都正常发光，可求出原副线圈的电流，根据电流比与匝数比的关系即可求出；

(2)根据副线圈的电压和匝数比求出原线圈电压，即可出所求电压。

本题考查了变压器的特点，知道原副线圈电流与匝数成反比，电压与匝数成正比是解题的关键。

7.【答案】解：(1)理想变压器原、副线圈的匝数比等于电压比为：U1U2=n1n2，

所以有：U2=n1n2U1=2

500

V．

(2)有功率得：P2=P1=50

kW.输电线中电流为：I2=P2U2=500002500=20A，

则有：P损=I22R损=202×15=6000W．

(3)用户得到功率为：P【解析】(1)(3)根据理想变压器原、副线圈的匝数比等于电压比即可求出；

(2)关键输入的电功率，求出输送电路中的电流，由P=I2R即可求出损耗的电功率；

(4)根据功率不变，注意线路损耗即可求出．

考查了远距离输电、理想变压器的特点，理解功率关系输出决定输入是关键．

8.【答案】解：(1)(2)输电示意图如图所示．

所有灯都正常工作的总功率为22×6×40 W=5280W，

用电器总电流为I4=PU=5280220A=24A，

输电线上的电流I2=I3=n4I4n3=14×24A=6A，

降压变压器上U3=4U4=880V，

输电线上的电压损失为UR=IRR=24V，

因此升压变压器的输出电压为U2=UR+U3=24+880=904V，

【解析】利用高压输电的目的是降低线路的功率损失，从而提高用户得到的功率．由教室获得的功率与正常发光的电压可求得线路上的损失电压．由理想变压器的变压比与变流比可求出发电机的电动势．

理想变压器的输入功率与输出功率相等，且没有漏磁现象．远距离输电，由于导线通电发热导致能量损失，所以通过提高输送电压，从而实现降低电损．输电线上的损失功率与其电流的平方成正比，而与输电线两端的电压的平方成反比．

9.【答案】解：(1)ab棒中产生的电动势的表达式为：

E=BLv=40sin20πt(V)

故ab棒中产生的是正弦交变电流；

(2)设原线圈上电压的有效值为U1，则有：

U1=Em2=202

V

设副线圈上电压的有效值为U2，则有：

U1U2=n1n2

解得：U2=2002

V

电阻R上的电热功率为：P=4×103

W；

(3)由以上分析可知，该正弦交流电的周期为：T=2πω=0.1

s。

从t=0到t1=0.025

s，经历了四分之一个周期。设在这段时间内电阻R上产生的热量为Q，则有：

Q=P⋅T4=100

J

在t1=0.025

s时刻，ab棒的速度为v，则有：

v=2sin20πt1=2

m/s

由能量守恒定律可得这段时间内外力F【解析】(1)导体棒的速度随着时间按照正弦规律变化，根据公式E=BLv，切割电动势是正弦式交变电流；

(2)根据电压有效值计算电阻R上的电热功率P；

(3)根据功能关系，外力F所做的功W等于回路中产生的焦耳热和导体棒的动能增加量之和

本题考查导体切割磁感线的应用以及交流电中变压器问题；第二问关键是结合变压器的变压比公式和变流比公式列式求解，第三问关键是结合功能关系列式求解，不难。

10.【答案】解：(1)由变压器原理可知：n1：n2：n3=U1：U2：U3，

则：n2=U2U1n1=8220×1100=40匝；

n3=U3U1n1【解析】【分析】

本题主要考查了变压器的特点，知道原副线圈电压与匝数的关系，知道原副线圈的功率相等，难度不大，属于基础题。

(1)四盏灯泡恰好都能正常发光，则上面一个副线圈的电压为8V，下面一个副线圈的电压为12V，根据电压比等于线圈匝数比即可求解匝数；

(2)根据原副线圈的功率相等列式求解原线圈的电流。

11.【答案】解：由题可知，导体棒切割磁感线产生的是余弦式交流电；

e=Blv=202cos100πt(V)；

原线圈输出电压有效值U1 =20V；

由U1 U2 =n1 n2 得：

电压表的示数是：U2 =10V；

I2 =U2 【解析】本题考查了多个副线圈的情况，此时电压与匝数成正比，但电流与匝数不成反比，应该用功率相等。

导体棒的速度随着时间按照正弦规律变化，根据公式E=BLv，切割电动势是正弦式交变电流；根据变压器的电压比为：原副线圈电压与匝数成正比求出电压表的示数，由输入功率等于输出功率求电流表示数。

12.【答案】解：(1)由灯泡L1正常发光可知，副线圈两端电压U2=220 V，

由U1U2=n1n2得理想变压器原线圈输入端电压为：

U1=4400V

(2)开关S断开时，电流表的示数I2=PLU2=40220A=211A，

再由I1I2=n2n1得电流表的示数为：

I1=9.09 mA

(3)开关S闭合时，两灯泡均正常发光，电流表的示数，

【解析】开关S断开时，灯泡L1正常发光，可知副线圈的电压和电流即为灯泡L1的电压和电流，然后根据变压器原副线圈的电压与匝数成正比，电流与匝数成反比即可求得；当开关S闭合时，两个灯泡并联接在副线圈电路中，由变压器工作原理可知，副线圈两端电压不变，故流过副线圈的电流变为原来的两倍，所以流通过原线圈的电流也变为原来的两倍。

本题关键是注意变压器中电压的决定关系，电流的决定关系。

(1)开关S断开时，灯泡L1正常发光，可知副线圈的电压即为灯泡L1的电压，然后根据变压器原副线圈的电压与匝数成正比即可求得输入电压；

(2)由变压器原副线圈的电流与匝数成反比即可求得电流表的示数；

(3)当开关S闭合时，两个灯泡并联接在副线圈电路中，由变压器工作原理可知，副线圈两端电压不变，故流过副线圈的电流变为原来的两倍，所以流通过原线圈的电流也变为原来的两倍。

13.【答案】解：(1)最大值Um=2U1=2002V，由题图(b)可知，ω=200πrad/s，电压瞬时值u=2002sin200πt(V)。

(2)根据电压和匝数的关系可知，n1n2=U1U2，代入数据解得n1n2=5：1。

(3)理想变压器的输入功率等于输出功率，P1=P2，原线圈的电流I1=P1U1【解析】(1)由图可知输入电压的圆频率和电压的最大值，即可原线圈的输入电压的瞬时值的表达式。

(2)根据原副线圈的电压与匝数成正比即可求出ab和cd间线圈的匝数比。

(3)根据输入功率等于输出功率，求解原线圈中的电流。

掌握原副线圈的电压之比等于匝数比，知道电动机是非纯电阻元件，根据能量守恒输出功率等于总功率与热功率之差，应用电功率公式即可正确解题。

14.【答案】解：(1)由电压与变压器匝数的关系可得：U1n1=U2n2=U，则n1=1650匝；

(2)当开关S断开时，有：U1I1=U2I2，I1=U2I2U1=13

【解析】本题关键是明确变压比公式、变流比公式和功率关系，同时要结合欧姆定律列式求解，不难。

(1)把电压表看做一匝线圈，应用匝数之比等于电压之比求原线圈匝数；

(2)电流根据输入功率等于输出功率U1I1=U2I2；

(3)应用欧姆定律和输入功率等于输出功率求副线圈电流，在根据输入功率等于输出功率求原线圈电流。

15.【答案】解：(1)输电过程电路示意图如下图所示．

(2)∵U1U2=n1n2，

∴输电电压U2=n2n1U1=51×400V=2000V，

∵P输=U2I，

∴输电电流I=P输U2【解析】电从发电厂输送到用户，需要长距离输电，要知道输电过程，知道理想变压器的变压关系，会用电功率公式、欧姆定律求解输电问题．

(1)输电过程包括：升压变压器、输电导线输电、降压变压器、用户．

(2)根据输电功率由功率的变形公式求出输电电流，然后由电功率公式求出输电损失的功率．

(3)由欧姆定律求出输电损失的电压，求出降压变压器的输入电压，然后求出降压变压器的变压比．

16.【答案】解：(1)变压器电压比等于匝数比U1n1=U2n2=U3n3，有2201100=6n2=110n3

所以n2=30匝，n3=550匝．

(2)两组副线圈上电压分别为U2=6V，U3=110V，在两副线圈上分别接上“6V，20W”、“110V，60W”的两个用电器时，这两个用电器都能正常工作，所以这两个用电器实际消耗的功率就为20【解析】根据电压与匝数成正比，可以求得线圈n2、n3的匝数，在根据变压器的输入的功率和输出的功率相等可以求得原线圈Ⅰ中的电流强度I1．

在本题中，由于副线圈有两个线圈，电流与匝数成反比的结论不再成立，所以在计算电流的时候不能再用，但是电压与匝数成正比的结论仍然是成立的．

17.【答案】解：(1)根据图象可得原线圈电压的有效值U1=27 V

根据n1n2=U1U2得：n1n2=2710。

(2)副线圈两端的电压U=10 V，【解析】本题考查了变压器的原理和特点：电压比等于匝数比，还需要掌握电路中的电功率问题：功率等于电压的平方除以电阻；电路中的电流等于电阻两端电压与电阻的比值.。

18.【答案】解：(1)升压变压器原线圈电流：I1=P输电U1=103×103W400V=2.5×103A，

输电功率损失：P损=P输电−P用户=1000kW−900kW=100kW，

输电电流，即升压变压器副线圈电流：I2=P损R=100×103W【解析】(1)根据功率公式P=UI求出升压变压器的输入电流，根据输电功率损失求出输电电流，然后根据理想变压器的变流比求出升压变压器的匝数比。

(2)求出输电电压损失，然后求出降压变压器的输入电压。

本题关键是明确远距离输电的原理，明确各部分电压、电流、功率之间关系，然后根据变压器的变压比公式和功率表达式列式分析。

19.【答案】解：(1)根据功率公式P=UI得输电电流为：I=PU=500kW6000V=2503

A

(2)输电线路起点的电度表和终点的电度表一昼夜读数即为输电线损失的电能，根据W=Pt，所以损失的电功率为P损=Wt=4800kW⋅h24h=200

kW，

根据P=I2R得输电线的电阻为：R=P损I2=200×103(2503)2Ω=28.8Ω

(3)【解析】(1)根据功率公式P=UI求解输电电流；

(2)根据焦耳定律求解输电线的电阻；

(3)根据损失功率求解输电电流，然后根据功率公式P=UI求解输电电压。

本题考查高压输电，关键是熟记公式，抓住损失功率这一桥梁。

20.【答案】解：(1)线圈的匝数比：

n1n2=U1U2=101

(2)只有两台仪器都工作时，副线圈电流为：

I2【解析】(1)根据原、副线圈的电压与匝数的关系求解；

(2)知道电压表和电流表的示数为其有效值，根据闭合电路的欧姆定律解答。

本题需要掌握变压器的电压之比和匝数比之间的关系，以及闭合电路的欧姆定律的运用。

21.【答案】解：画出输电线路图如图所示

(1)根据理想变压器的变压规律U1U2=n1n2

得输电电压U2=n2n1U1=251×240 V=6 000 V

输电电流I【解析】解决本题的关键知道变压器原副线圈电压比、电流比与匝数比的关系，知道升压变压器的输出电压等于电压损失和降压变压器的输入电压之和。

根据发电机的输出电压，结合电压比等于匝数比求出升压变压器的输出电压，根据P=UI求出输电线上的电流，从而得出输电线上损失的功率；根据输电线上损失的电压得出降压变压器的输入电压，结合电压之比等于匝数比求出降压变压器原副线圈的匝数比。

22.【答案】解：(1)由图乙知T=0.01s，ω=200πrad/s

电压瞬时值：uab=400sin200πt( V)

(2)电压有效值U1=2002V，理想变压器P1=P2

，原线圈中的电流I1=P1U1

解得I1≈0.28 A

(3)设ab间匝数为n1，U1n1=Ucence，同理U1n1=Udende

由题意知U【解析】本题主要考查变压器的工作原理，解决本题需要知道电压与线圈圈数的比值关系，电流与线圈圈数的比值关系。

(1)由图象写出数学表达式；

(2)由理想变压器的输出输入端功率相等，由功率计算公式解题；

(3)线圈圈数与电压成正比，可以求解。

23.【答案】解：(1)需要安装一台升压变压器和一台降压变压器，输电线路示意图如图所示．

(2)按题意，P损=5%P=0.05×100×103W=5×103

W．

设输电线路中的电流