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1、习题课习题课 变压器及电能的输送变压器及电能的输送一、基础练 1远距离输电时，在输送电功率不变的条件下( ) A只有增大导线的电阻，才能减小电流，提高输电效率 B提高输电电压，能减小电流，提高输电效率 C提高输电电压势必增大输电导线上能量损耗 D提高输电电压势必增大输电导线上的电流 2理想变压器的原、副线圈匝数比 n1n2101，原线圈两端接通交流电源，则( ) A原、副线圈中电流频率之比 f1f2101 B原、副线圈两端电压之比为 U1U2101 C原、副线圈内交变电流之比 I1I2110 D变压器输入和输出功率之比 P1P2101 3如图 1 所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为 n
2、1，原线圈接正弦交流电 压 U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机电动机线圈电阻为 R.当输入端接通电源 后，电流表读数为 I，电动机带动一重物匀速上升下列判断正确的是( )图 1 A电动机两端电压为 IR B电动机消耗的功率为 I2R C原线圈中的电流为 nID变压器的输入功率为UIn 4如图 2 所示，一理想变压器由一个初级线圈和两个次级线圈组成当此变压器工作 时，初级、次级线圈的匝数、电流、电压均在图中标出则下列几组关系式中正确的是( )图 2A.，B.，U1U2n1n2U1U3n1n3I1I2n1n2I1I3n3n1Cn1I1n2I2n3I3D.I1I2I3n2n3n1 5有条河，流
3、量 Q2m3/s，落差 h5 m，现利用其发电，若发电机总效率为 50%，输 出电压为 240 V，输电线总电阻 R30 ，允许损失功率为输出功率的 6%，为满足用电的 需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220 V,100 W”的电灯正常发光？(g 取 10 m/s2)二、提升练 6 “西电东输”工程中为减少输电损耗，必须提高输电电压，从西部某电站向华东某地 区输送的电功率为 106kW，输电电压为 1000kV，输电线电阻为 100.若改用超导材料作为输 电线，则可减少电损耗的功率为( ) A105kWB104kW C106kWD103kW 7关于
4、电能输送的分析，正确的是( )A由公式 P得到，输电电压越高，输电导线上的功率损失越大U2RB由公式 P得到，输电导线的电阻越大，功率损失越少U2R C由公式 PI2R 得到，输电电流越大，输电导线上的功率损失越大 D由公式 PIU 得到，输电导线上的功率损失与电流强度成正比 8如图 3 所示，当图中 ab 两端与 ef 两端分别加上 220V 的交流电压时，测得 cd 间与 gh 间电压均为 110V；若分别在 cd 间与 gh 间两端加上 110V 的交流电压，则 ab 与 ef 间电压 为( )图 3 A220V,220VB220V,110V C110V,110VD220V,0V 9调压
5、变压器是一种自耦变压器，它的构造如图 4 所示线圈 AB 绕在一个圆环形的 铁芯上，AB 间加上正弦交流电压 U，移动滑动触头 P 的位置，就可以调节输出电压在输 出端连接了滑动变阻器 R 和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为 Q，则( )图 4 A保持 P 的位置不动，将 Q 向下移动时，电流表的读数变大 B保持 P 的位置不动，将 Q 向下移动时，电流表的读数变小 C保持 Q 的位置不动，将 P 沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大 D保持 Q 的位置不动，将 P 沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小 10理想变压器的原线圈接入表达式为 iImsint 的交变电流，一只灯泡和交流电流表串联
6、后接在副线圈两端，读数为 0.4A，当 t T 时，原线圈的电流 i30mA，由此可知，此38 变压器的原副线圈匝数之比为( ) A430B403 C340D4032211如图 5 所示，一理想变压器的原、副线圈分别由双线圈 ab 和 cd(匝数都为 n1)、ef 和 gh(匝数都为 n2)组成用 I1和 U1表示输入电流和电压，I2和 U2表示输出电流和电压在下列四种连接法中，符合关系，的有( )U1U2n1n2I1I2n2n1图 5 b 与 c 相连，以 a、d 为输入端；f 与 g 相连，以 e、h 为输出端 b 与 c 相连，以 a、d 为输入端；e 与 g 相连，以 f、h 为输出端
7、 a 与 c 相连，以 b 与 d 相连作为输入端；f 与 g 相连，以 e、h 为输出端 a 与 c 相连，b 与 d 相连作为输入端；e 与 g 相连，f 与 h 相连作为输出端 ABCD 12如图 6 所示，电路中的变压器为理想变压器，S 为单刀双掷开关，P 是滑动变阻器 R 的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电 流下列说法正确的是( )图 6 A保持 P 的位置及 U1不变，S 由 b 切换到 a，则 R 上消耗的功率减小 B保持 P 的位置及 U1不变，S 由 a 切换到 b，则 I2减小 C保持 P 的位置及 U1不变，S 由 b 切换到
8、 a，则 I1增大 D保持 U1不变，S 接在 b 端，将 P 向上滑动，则 I1减小题 号12346789101112 答 案13风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图 7 所示风车阵中发 电机输出功率为 100kW，输出电压是 250V，用户需要的电压是 220V，输电线电阻为 10.若 输电线因发热而损失的功率为输送功率的 4%，试求：图 7 (1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比 (2)画出此输电线路的示意图 (3)用户得到的电功率是多少习题课习题课 变压器及电能的输送答案变压器及电能的输送答案 1B 在输出功率一定时，由 PUI 知，当 U 增大时
9、，I 减小，输电导线损耗的功率 P损 I2R 将变小2BC 根据变压器的电压比和电流比可知选项 B、C 是正确的对于理U1U2n1n2I1I2n2n1 想变压器，输入与输出的功率应相等，即 P1P2，所以选项 D 是错误的3D 电动机两端电压为 ，故电动机消耗的功率为，即为变压器的输入功率，原线UnIUn圈中的电流 I0 .In 4AC 电压与匝数成正比，故 A 正确，能量守恒，故 C 正确 56125 23511 470 盏 解析 设 为水的密度电源端：P输出50%Qgh0.5211031050.5W5104Wmght 输出电压 U0240V，输送电路如下图所示为满足输电要求，据 P损IR，
10、有2 送I送A10AP损RP输出 6%R5 104 0.0630则送电电压为 U送V5103VP输送I送5 10410 所以升压变压器的匝数比为 n1n2U0U送240(5103)6125 输电线电压损失 U损I送R1030V300V 用户端：U1U送U损5103V300V4700V 据题意可知，U2220V，所以降压变压器的匝数比为n1n2U1U2470022023511 因为理想变压器没有能量损失，可正常发光的电灯盏数为N盏470 盏P输P损P灯5 1045 104 0.061006A 输电电流 I ，输电线路损失的电功率 P损I2R2R1105kW，当改用超PU(PU) 导输电时，不损失
11、电能，因此减少的输电损耗就等于 P损，故 A 正确 7C8B 对变压器nabncdUabUcd21Ucd110V 时，Uab220V. 对分压器 gh 间接 110V 时，UefUgh110V 9BC 保持 P 的位置不动，U2不变，将 Q 向下移动时，R 变大，故电流表的读数变小； 保持 Q 的位置不动，R 不变，将 P 沿逆时针方向移动时，n2变大，U2变大，故电流表的读数变 大 10B 交流电流表的读数为 0.4A，说明副线圈中电流的有效值为 0.4A，原线圈中电流的表达式为 iImsint，当 t T 时，iImsintImsin TImsinIm30mA，所382T383422Im2
12、 以原线圈中电流的有效值为 30mA，电流之比是 340，所以匝数之比为 403. 11D 图中双线圈 ab，cd，ef，gh 的绕法相同，当 bc 相连，fg 相连时，相当于两组原线圈串联，两组副线圈串联，原、副线圈匝数都增大一倍，对理想变压器，且有U1U22n12n2n1n2I1U1I2U2，所以，即正确；当 e，g 相连时，副线圈相当于双线绕法，副线圈内感应电I1I2n2n1 动势相互抵消，没有输出，错误；中原线圈 ab 和 cd 两个线圈并联，副线圈中 ef 和 gh 两 个线圈串联，显然错误；中的 a 与 c 相连，e 与 g 相连，原、副线圈中的两个线圈都并联， 电压、电流符合题意
13、，正确故正确选项为 D. 12BC 改变开关的位置就是改变副线圈匝数的多少，当副线圈匝数减少时，副线圈两 端电压减小，R 上消耗的功率减小，电流也减小；当电压和副线圈都不发生变化时，调节滑动 变阻器向上滑动，则电阻减小，输出电流增大，输入电流也增大 13(1)120 24011 (2)见解析图 (3)96kW 解析 (1)输电线损失的功率 P损P4%100kW4%4kW输电线电流 I2A20AP损R线4 10310升压变压器输出电压 U2V5000VPI2100 10320升压变压器原、副线圈匝数比：n1n2U1U22505000120 电压损失 U损I2R线2010V200V 降压变压器原线圈端电压 U3U2U损4800V降压变压器原、副线圈匝数比n3n4U3U4480022024011 (2)如图所示(3)用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为 P用PP损P(14%)10096%kW96kW
