102變壓器電能的輸送

1、10.2 變壓器電能的輸送1. 如圖10-2-1所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為101，R120 ，R210 ，C為電容器，原線圈所加電壓u220sin (100t) V下列說(shuō)法正確的是()圖10-2-1A通過(guò)電阻R3的電流始終為零B副線圈兩端交變電壓的頻率為50 HzC電阻R2的電功率為48.4 WD原副線圈鐵芯中磁通量變化率之比為101解析在交流電路中電容器能夠通交流，所以A錯(cuò)誤；變壓器能夠改變交流電壓，但是不能變頻，因此B正確；根據(jù)得到U222 V，所以電阻R2的電功率為P248.4 W，C正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得到原、副線圈鐵芯中磁通量變化率之比為11，D錯(cuò)誤答案BC2如圖

2、10-2-2所示，一理想變壓器原線圈匝數(shù)n11 100匝，副線圈匝數(shù)n2220匝，交流電源的電壓u220sin 100t(V)，電阻R44 ，電壓表、電流表為理想電表，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()圖10-2-2A交流電的頻率為50 HzB電流表A1 的示數(shù)為0.2 AC電流表A2 的示數(shù)為 AD電壓表的示數(shù)為44 V解析由交流電源的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式可知，100 rad/s，所以頻率f50 Hz，A項(xiàng)說(shuō)法正確；理想變壓器的電壓比等于線圈匝數(shù)比，即，其中原線圈電壓的有效值U1220 V，U2U144 V，故D項(xiàng)說(shuō)法正確；I21 A，故C項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；由電流比與線圈匝數(shù)成反比，即，所以I1I20.2 A，故

3、B項(xiàng)說(shuō)法正確綜上所述，說(shuō)法錯(cuò)誤的是C項(xiàng)答案C3如圖10-2-3所示，50匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積S0.5 m2，線框電阻不計(jì)線框繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO以角速度200 rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并與理想變壓器原線圈相連，副線圈接入一只“220 V60 W”燈泡，且燈泡正常發(fā)光，熔斷器允許通過(guò)的最大電流為10 A，下列說(shuō)法正確的是()圖10-2-3A圖示位置穿過(guò)線框的磁通量變化率不為零B線框中產(chǎn)生交變電壓的表達(dá)式為u500sin (200t) VC變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為5011D允許變壓器輸出的最大功率為2 200 W解析圖示位置穿過(guò)線框的磁通量最大，

4、但由于沒(méi)有邊切割磁感線，所以無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)磁通量的變化率為零，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；線框中交變電壓uNBSsin t500sin (200t) V，B選項(xiàng)正確；變壓器原、副線圈匝數(shù)之比，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；變壓器輸出的最大功率等于輸入的最大功率PUI500×10 W5 000 W，D選項(xiàng)錯(cuò)誤答案B4如圖10-2-4所示，導(dǎo)體棒ab兩個(gè)端點(diǎn)分別搭接在兩個(gè)豎直放置、電阻不計(jì)、半徑相等的金屬圓環(huán)上，圓環(huán)通過(guò)電刷與導(dǎo)線c、d相接c、d兩個(gè)端點(diǎn)接在匝數(shù)比n1n2101的變壓器原線圈兩端，變壓器副線圈接一滑動(dòng)變阻器R0.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下，導(dǎo)體棒ab長(zhǎng)為l(電阻不計(jì))，繞與ab平行的水平軸(也是

5、兩圓環(huán)的中心軸)OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)如果滑動(dòng)變阻器的阻值為R時(shí)，通過(guò)電流表的電流為I，則()圖10-2-4A滑動(dòng)變阻器上消耗的功率為P10I2RB變壓器原線圈兩端的電壓U110IRC取ab在環(huán)的最低端時(shí)t0，則導(dǎo)體棒ab中感應(yīng)電流的表達(dá)式是iIsin tDab沿環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中受到的最大安培力FBIl解析由于電流表示數(shù)為有效值，由可知I210I，故P100I2R，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；變壓器原線圈兩端電壓為U1×10IR100IR，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從最低點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流的瞬時(shí)值的表達(dá)式為iIcos t，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒中電流最大值為I，所以FBIl，選項(xiàng)D正確答案D5如圖10-2-5甲

6、所示，原線圈所加交流電壓按圖10-2-27乙所示規(guī)律變化，通過(guò)一臺(tái)降壓變壓器給照明電路供電，照明電路連接導(dǎo)線的總電阻R0.5 ，若用戶端能使55盞“220 V,40 W”的電燈正常發(fā)光則()圖10-2-5A副線圈中的電流為10 AB原線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u11 000sin (100t) VC原線圈輸入的總功率為2 200 WD降壓變壓器的匝數(shù)比為n1n2409解析每盞燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流I0 A，燈泡正常發(fā)光時(shí)，副線圈電流I2NI010 A，A項(xiàng)正確；根據(jù)圖象，原線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u11 414sin (100t) V，B項(xiàng)錯(cuò)誤；照明電路連接導(dǎo)線損失的功率為50 W，所以原

7、線圈輸入的總功率為2 250 W，C項(xiàng)錯(cuò)誤；副線圈兩端電壓U2U0I2R225 V，所以，D項(xiàng)正確答案AD6.如圖10-2-6所示，一理想自耦變壓器線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的閉合鐵芯上，輸入端AB間加一正弦式交流電壓，在輸出端BP間連接了理想交流電流表、燈泡和滑動(dòng)變阻器，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P的位置，可改變副線圈的匝數(shù)，變阻器的滑動(dòng)觸頭標(biāo)記為Q，則()圖10-2-6A只將Q向下移動(dòng)時(shí)，燈泡的亮度變大B只將Q向下移動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大C只將P沿順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大D只提高輸入端的電壓U時(shí)，電流表的讀數(shù)變大解析將Q向下移動(dòng)時(shí)，R阻值增大電路中電阻增大，電流減小，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于副線圈上電壓不

8、變，電燈兩端的電壓不變，功率不變，亮度不變，故A項(xiàng)錯(cuò)將P沿順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)時(shí)副線圈匝數(shù)減少，電壓減小，電流減小，故C項(xiàng)錯(cuò)提高輸入端的電壓時(shí)，副線圈上電壓增大，電流增大，故D項(xiàng)正確(自耦變壓器模型)答案D7如圖10-2-7所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，b是原線圈的中心軸頭，電壓表和電流表均為理想電表，從某時(shí)刻開(kāi)始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1220sin 100t(V)，則()圖10-2-7A當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為22 VB當(dāng)t s時(shí)，c、d間的電壓瞬時(shí)值為110 VC單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接，在滑動(dòng)變阻器觸頭P向上移動(dòng)的過(guò)程中，電壓表和電流表的示

9、數(shù)均變小D當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a扳向b時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)均變小解析當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接時(shí)，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，副線圈輸出電壓為22 V，電壓表的示數(shù)為22 V，選項(xiàng)A正確；當(dāng)t s時(shí)，c、d間的電壓瞬時(shí)值為u1220sin V220sin V110 V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接，在滑動(dòng)變阻器觸頭P向上移動(dòng)的過(guò)程中，電壓表示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a扳向b時(shí)，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為51，電壓表示數(shù)變?yōu)?4 V，電壓表和電流表的示數(shù)均變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案A8如圖10-2-8甲所示，M是一個(gè)小型理想變壓器，原副線圈匝數(shù)之比n1n21

10、01，接線柱a，b接上一個(gè)正弦交變電源，電壓隨時(shí)間變化規(guī)律如圖10-2-30乙所示變壓器右側(cè)部分為一火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料(電阻隨溫度升高而減小)制成的傳感器，R1為一定值電阻下列說(shuō)法中正確的是()圖10-2-8A電壓表V 示數(shù)為22 VB當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，電壓表V 的示數(shù)減小C當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，電流表A 的示數(shù)減小D當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，電阻R1的功率變小解析本題考查交變電流和變壓器原理由圖象可知交變電流的電壓有效值為220 V，因?yàn)樵本€圈的匝數(shù)比為101，故變壓器副線圈的輸出電壓為22 V，而電壓表測(cè)的是R2兩端的電壓，所以小于22

11、 V，故A錯(cuò)誤；當(dāng)傳感器R2處出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，熱敏電阻R2的阻值隨溫度升高而減小，變壓器的輸出電壓不變，熱敏電阻與定值電阻R1分壓，故R2的分壓減小，電壓表示數(shù)變小，B正確；R2減小時(shí)，變壓器的負(fù)載電阻減小，電流增大，則原線圈的電流也增大，所以電流表的示數(shù)增大，C錯(cuò)誤；由于負(fù)載電路的電流增大，電阻R1消耗的功率也增大，故D也錯(cuò)誤答案B9圖10-2-9是遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，下列說(shuō)法正確的是()圖10-2-9Aa是升壓變壓器，b是降壓變壓器Ba是降壓變壓器，b是升壓變壓器Ca的輸出電壓等于b的輸入電壓Da的輸出電壓等于輸電線上損失的電壓解析遠(yuǎn)距離輸電先升壓，再降壓，選項(xiàng)A正確而B(niǎo)錯(cuò)誤；由電線有電壓損失

12、，故a的輸出電壓等于b的輸入電壓與損失的電壓之和，選項(xiàng)C、D均錯(cuò)答案A10如圖10-2-10為遠(yuǎn)距離高壓輸電的示意圖關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電，下列表述正確的是()圖10-2-10A增加輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過(guò)程中的電能損失B高壓輸電是通過(guò)減小輸電電流來(lái)減小電路的發(fā)熱損耗的C在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸電過(guò)程中的電能損失越小D高壓輸電必須綜合考慮各種因素，不一定是電壓越高越好解析依據(jù)輸電原理，電路中的功率損耗PI2R線，而R線，增大輸電線的橫截面積，可減小輸電線的電阻，則能夠減小輸電線上的功率損耗，A項(xiàng)正確；由PUI來(lái)看在輸送功率一定的情況下，輸送電壓U越大，則輸電電流越小，則功率損耗

13、越小，B項(xiàng)正確；若輸電電壓一定，輸送功率越大，則電流I越大，電路中損耗的電功率越大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；輸電電壓并不是電壓越高越好，因?yàn)殡妷涸礁?，?duì)于安全和技術(shù)的要求越高，D項(xiàng)正確答案ABD11某小型水電站的電能輸送示意圖如圖10-2-11所示，發(fā)電機(jī)通過(guò)升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電已知輸電線的總電阻為R，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為41，降壓變壓器副線圈兩端交變電壓u220sin (100t) V，降壓變壓器的副線圈與阻值R011 的電阻組成閉合電路若將變壓器視為理想變壓器，則下列說(shuō)法中正確的是()圖10-2-11A通過(guò)R0電流的有效值是20 AB降壓變壓器T2原、副線圈的電壓比為

14、41C升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓D升壓變壓器T1的輸出功率大于降壓變壓器T2的輸入功率解析降壓變壓器副線圈兩端交變電壓有效值為220 V，負(fù)載電阻為11 ，所以通過(guò)R0電流的有效值是20 A，選項(xiàng)A正確；降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為41，所以降壓變壓器T2原、副線圈的電壓比為41，選項(xiàng)B正確；升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓加上輸電線上損失的電壓，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；升壓變壓器T1的輸出功率等于降壓變壓器T2的輸入功率加上輸電線上的功率，選項(xiàng)D正確答案ABD12圖10-2-12甲為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個(gè)接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的ut圖象如圖10-2-34乙所示，若只在ce間接一只Rce400 的電阻，或只在de間接一只Rde225 的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為80 W.圖10-2-12