第2課時　變壓器　電能的輸送

1、.第2課時變壓器電能的輸送1.2019·赤峰模擬在變電所里,需要用交流電表去監(jiān)測電網(wǎng)上的強電流.由于電網(wǎng)中的電流通常會超過一般電流表的量程,因此常使用電流互感器.下面四個圖中,正確反映電流互感器工作原理的是A解析:理想變壓器原副線圈的電流與匝數(shù)成反比.那么電流互感器原線圈匝數(shù)應少于副線圈匝數(shù),且串聯(lián)在需要測量電流的線路中.故A 正確.2.2019·福建泉州模擬如下圖,理想變壓器的原線圈兩端接u= 2202sin 100tV的交流電源,副線圈兩端接R=55 的負載電阻,原、副線圈匝數(shù)之比為21,電流表、電壓表均為理想電表.以下說法正確的選項是BA.原線圈中的輸入功率為2202

2、 WB.原線圈中電流表的讀數(shù)為1 AC.副線圈中電壓表的讀數(shù)為1102 VD.副線圈中輸出交變電流的周期為0.01 s解析:由瞬時值的表達式可得,原線圈接入交變電流的周期T=2=2100 s =0.02 s,變壓器不改變周期,故副線圈中輸出交變電流的周期為 0.02 s,選項D錯誤;原線圈的電壓有效值U1=220 V,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可得,副線圈的電壓有效值U2=110 V,那么副線圈中電壓表的讀數(shù)為110 V,選項C錯誤;P入=P出=U22R=110255 W=220 W,選項A錯誤;由P入=U1I1得I1=P入U1=1 A,即原線圈中電流表的讀數(shù)為1 A,選項B正確.3.2019

3、83;河南開封模擬圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1n2=51,電阻R=20 ,L1,L2為規(guī)格一樣的兩只小燈泡,S1為單刀雙擲開關(guān).原線圈接正弦交變電源,輸入電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示.現(xiàn)將S1接1、S2閉合,此時L2正常發(fā)光.以下說法正確的選項是DA.輸入電壓u的表達式u=202sin 50tVB.只斷開S2后,L1,L2均正常發(fā)光C.只斷開S2后,原線圈的輸入功率增大D.假設S1換接到2后,R消耗的電功率為0.8 W解析:由圖乙知T=0.02 s,那么=2T=100 rad/s,所以輸入電壓u的表達式為u=202sin 100tV,A錯誤;只斷開S2后,負載電阻變?yōu)樵瓉淼?

4、倍,電壓不變,副線圈電流變?yōu)樵瓉淼囊话?L1,L2的功率均變?yōu)轭~定功率的四分之一,不能正常發(fā)光,B錯誤;只斷開S2后,原線圈的輸入功率等于副線圈的功率都減小,C錯誤;假設S1換接到2后,電阻R的電壓有效值為4 V,R消耗的電功率為P=U2R=0.8 W,D正確.4.2019·河南安陽一模如下圖為一理想變壓器,b是原線圈的中心抽頭,副線圈兩端接有理想交流電壓表和電流表,開關(guān)S,可變電阻R以及兩個阻值一樣的定值電阻R1,R2.從某時刻開場在原線圈cd兩端加上正弦式交變電壓,以下說法正確的選項是CA.將可變電阻R調(diào)大,其他部分不變,電流表、電壓表的讀數(shù)均變小B.將開關(guān)S從斷開到閉合,其他部

5、分不變,電流表讀數(shù)變大,電壓表讀數(shù)變小C.可變電阻R的阻值調(diào)為0時,開關(guān)S閉合前后電源的輸出功率之比為12D.將單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時,其他部分不變,副線圈輸出交變電流的頻率減半解析:將可變電阻R調(diào)大,其他部分不變,電壓表示數(shù)不變,根據(jù)歐姆定律知,電流表示數(shù)變小,故A錯誤;將開關(guān)S從斷開到閉合,其他部分不變,副線圈回路的電阻變小,電壓表示數(shù)不變,電流表示數(shù)變大,故B錯誤;將可變電阻R的阻值調(diào)為0時,開關(guān)S斷開時電源的輸出功率P1=U22R1,開關(guān)S閉合時電源的輸出功率P2=U22R1+U22R2=2U22R1,P1P2=12,故C正確;變壓器不改變交流電源的頻率,將單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時,

6、其他部分不變,副線圈輸出交變電流的頻率不變,故D錯誤.5.2019·云南昭通二模如圖,變壓器輸入有效值恒定的交流電壓,副線圈匝數(shù)可調(diào),輸出電壓通過輸電線送給用戶電燈等用電器,R表示輸電線的電阻.那么BA.用電器增加時,變壓器輸出電壓增大B.用電器增加時,變壓器的輸入功率增加C.用電器增加時,輸電線的熱損耗減少D.要進步用戶的電壓,滑動觸頭P應向下滑解析:用電器增加,但變壓器的輸入電壓和匝數(shù)比不變,故變壓器輸出電壓不變,故A錯誤.用電器增加時,電壓不變,負載電阻減小,由P出=U2R知,變壓器的輸出功率增加,又P入=P出,故輸入功率也增加,B正確.用電器增加時,變壓器的輸出功率增加,輸出

7、電壓不變,由P出=UI知輸電電流I變大,根據(jù)P熱=I2R知輸電線的熱損耗增加,故C錯誤.要進步用戶的電壓,根據(jù)U1U2=n1n2知應使副線圈匝數(shù)增加,滑動觸頭P應向上滑,故D錯誤.6.2019·天津一模某理想自耦變壓器接入電路中的示意圖如圖甲所示,圖乙是其輸入電壓u的變化規(guī)律.滑動觸頭在圖示位置時原、副線圈的匝數(shù)比為n1n2=101,電阻R=22 .以下說法正確的選項是CA.通過R的電流的頻率為100 HzB.電流表A2的示數(shù)為2 AC.此時變壓器的輸入功率為22 WD.將P沿逆時針方向挪動一些,電流表A1的示數(shù)變小解析:由題圖乙可知,該交變電流的周期T=0.02 s,那么頻率f=1

8、T= 10.02 Hz=50 Hz,故A錯誤;由題圖乙得知輸入電壓的最大值為Um= 2202 V,所以有效值U=220 V,那么副線圈兩端的電壓為U=U×n2n1= 220×110 V=22 V,所以通過電阻的電流即為電流表A2的示數(shù)為I=U'R=2222 A=1 A,故B錯誤;變壓器的輸出功率P=UI=22×1 W=22 W,理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,所以輸入功率P=P=22 W,故C正確.將P沿逆時針方向挪動一些,變壓器的副線圈匝數(shù)變大,輸出電壓變大,輸出功率變大,所以輸入功率也變大,故電流表A1的示數(shù)將變大,故D錯誤.7.2019·

9、山東青島一模多項選擇如下圖,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101,電壓表和電流表均為理想電表,R1電阻為100 ,R2為定值電阻,在a,b兩端加上交變電壓u,u隨時間變化的規(guī)律為u= 2202sin 100tV,以下說法正確的選項是ABA.假設電流表示數(shù)為2 A,那么電阻R2上的熱功率為40 WB.副線圈中產(chǎn)生的交變電流頻率為50 HzC.電壓表的示數(shù)為222 VD.原線圈兩端的電壓為220 V解析:根據(jù)n1I1=n2I2,可解得通過原線圈的電流I1=0.2 A,R1分擔的電壓為UR1=I1R1=20 V,ab端電壓的有效值為220 V,原線圈電壓U1=220 V- 20 V=200 V,根據(jù)

10、U1U2=n1n2,解得U2=20 V,那么電阻R2上的熱功率為P=U2I2= 40 W,故A正確,D錯誤;原線圈輸入電流的頻率為f=2=1002Hz=50 Hz,變壓器不改變頻率,所以副線圈中電流的頻率為50 Hz,故B正確;電壓表測的是電壓的有效值,示數(shù)為20 V,故C錯誤.8.2019·廣東清遠一模如下圖,在理想變壓器原、副線圈的回路中分別接有阻值一樣的電阻,原線圈一側(cè)接在電壓為220 V的正弦交流電源上,測出原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為19,那么副線圈兩端的電壓為BA.22 VB.66 VC.88 V D.110 V解析:原線圈回路中的電阻的功率為P1=I12R,副

11、線圈回路中的電阻的功率為P2=I22R,由題意可知,P1P2=19,解得I1I2=13,故n1n2=I2I1=31,設副線圈兩端的電壓為U,那么原線圈兩端的電壓為3U;與原線圈串聯(lián)的電阻的電壓為UR= I1R=I23R=U3,所以U3+3U=220 V,解得U=66 V.9.2019·山東濰坊一模如下圖,a,b兩端接在電壓有效值恒定的正弦交流電源上,L1,L2,L3是三個一樣的燈泡,T為理想變壓器,開關(guān)S斷開時,燈泡L1,L2,L3亮度一樣未到達正常發(fā)光狀態(tài),假設閉合S,以下判斷正確的選項是DA.燈泡L1變亮B.燈泡L2,L3變暗C.原、副線圈兩端的電壓比為21D.原線圈中增加的電流

12、大于副線圈中增加的電流解析:開關(guān)S斷開時,燈泡L1,L2,L3亮度一樣,即三只燈泡兩端的電壓相等設為U,L1兩端的電壓等于原線圈兩端的電壓,U1=U,副線圈兩端的電壓U2=2U,原副線圈兩端的電壓比為12,故C錯誤;閉合S后,L1并聯(lián)在原線圈兩端,不影響原線圈兩端的電壓,原線圈兩端的電壓不變,燈泡L1亮度不變,副線圈兩端的電壓不變,燈泡L2,L3兩端電壓不變,亮度不變,故A,B錯誤;根據(jù)電流與匝數(shù)成反比,知原線圈中的電流是副線圈中的2倍,所以電流增加量也是副線圈的2倍,所以原線圈中增加的電流大于副線圈中增加的電流,故D正確.10.2019·武漢調(diào)研多項選擇如圖為遠間隔 輸電示意圖,兩

13、變壓器均為理想變壓器.升壓變壓器T1的原、副線圈匝數(shù)之比為n1n2=110,在T1的原線圈兩端接入一正弦交變電流,輸電線的總電阻為2r=2 ,降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為n3n4=101,假設T2的“用電設備兩端的電壓為U4=200 V且“用電設備消耗的電功率為10 kW,不考慮其他因素的影響,那么ABCA.T1的副線圈兩端電壓的最大值為2 0102 VB.T2的原線圈兩端的電壓為2 000 VC.輸電線上損失的電功率為50 WD.T1的原線圈輸入的電功率為10.1 kW解析:U4=200 V,根據(jù)n3n4=U3U4,可得U3=2 000 V,再根據(jù)U3I3=U4I4=10 kW,得I

14、3=5 A,那么U2=U3+2I3r=2 010 V,故最大值為2U2=2 0102 V,選項A,B正確;輸電線上損失的電功率為P=2I32r=50 W,選項C正確;T1的原線圈輸入的電功率為P=P+10 kW=10.05 kW,選項D錯誤.11.2019·寧夏固原模擬如下圖,某小型水電站發(fā)電機的輸出功率為10 kW,輸出電壓為400 V,向間隔 較遠的用戶供電,為了減少電能損失,使用2 kV高壓輸電,最后用戶得到220 V,9.5 kW的電力,求:1升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2;2輸電線路導線的總電阻R;3降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n3n4.解析:1升壓變壓器的原副線圈的

15、匝數(shù)比n1n2=U1U2=4002000=15.2輸電線上的電流I=PU2=100002000 A=5 A,輸電線電阻R=P損I2=50025 =20 .3降壓變壓器原線圈電壓U3=U2-IR=2 000 V-5×20 V=1 900 V,故降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比n3n4=U3U4=1900220=9511.答案:115220 3951112.導學號 588262412019·深圳一模用電壓為U的正弦交流電源通過甲、乙兩種電路給額定電壓為U0的同一小電珠供電,如圖甲所示中R為滑動變阻器,乙中理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n1,n2,假設電珠均能正常工作,那么DA.變壓

16、器可能是升壓變壓器B.n1n2=U0UC.甲乙電路消耗功率之比為U2U02D.R兩端的電壓最大值為2U-U0解析:由甲電路知,電源電壓等于變阻器兩端的電壓與小電珠兩端的電壓之和,所以U>U0,在乙電路中,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比,有n1n2=UU0,又由U>U0,知n1>n2,所以該變壓器是降壓變壓器,故A,B錯誤;電珠均能正常工作,所以電流等于額定電流,甲電路消耗的功率為UI,乙電路消耗的功率為U0I,所以甲乙電路消耗的功率之比為UU0,故C錯誤;R兩端電壓的有效值為U-U0,因為是正弦交變電流,所以R兩端電壓的最大值為2U-U0,故D正確.13.導學號 58826242201

17、9·山東淄博模擬如下圖,變壓器均為理想變壓器,兩種情況下燈泡L2,L3的功率均為P,且L1,L2,L3為一樣的燈泡,匝數(shù)比為n1n2=31,那么圖甲中L1的功率和圖乙中L1的功率分別為AA.9P,4P9 B.P,PC.4P9,9P D.4P9,P解析:由題意可知,兩種情況下變壓器輸入功率均為2P.設燈泡L2,L3的電壓為U,電流為I,電阻為R,那么有P=UI=U2R=I2R.根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知,兩種情況下變壓器的輸入電壓均為3U,根據(jù)輸入功率和輸出功率相等可知,變壓器輸入電流為23I.所以圖甲中L1的功率為Pa=(3U)2R=9P;圖乙中L1的功率為Pb=2I32R=49P.1

18、4.導學號 588262432019·四川綿陽二診如下圖,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2=12,原線圈接電壓隨時間變化規(guī)律為u= 2202sin 100tV的交流電源,是三個理想電流表,D為理想二極管,R1是滑動變阻器,定值電阻R2=R3=220 ,那么BA.電流表A2的示數(shù)為1.0 AB.電流表A3的示數(shù)為2.0 AC.滑動變阻器R1的滑片向下滑動時,電流表A1的示數(shù)將變小D.滑動變阻器R1的滑片向上滑動時,變壓器輸入功率增大解析:變壓器輸入電壓有效值U1=22022 V=220 V,匝數(shù)比n1n2=12,由U1U2=n1n2得,變壓器輸出電壓有效值U2=440 V,那么電流表A3的示數(shù)即通過電阻R3的電流有效值I3=U2R3=440220 A=2 A,選項B正確;假設R2處無二極管,那么通過電阻R2的電流