2018高考物理一轮复习36变压器远距离输电新人教版
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课时提能演练(三十一)变压器远距离输电(20分钟50分)一、选择题(本大题共5小题,每小题6分,共30分。
每小题只有一个选项正确)1.如图所示,理想变压器初级线圈的匝数为n1,次级线圈的匝数为n2,初级线圈的两端a、b接正弦交流电源,电压表V的示数为220V,负载电阻R=44Ω,电流表A1的示数为0.20A。
下列判断中正确的是( )A.初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶1B.初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶1C.电流表A2的示数为0.1 AD.电流表A2的示数为0.4 A【解析】选B。
由题意可求得初级线圈的功率,利用理想变压器初、次级线圈中的功率相等可求得次级线圈中的电流,再利用初、次级线圈中的电流之比可求得两线圈的匝数比。
由电压表V的示数和电流表A1的示数可得初级线圈中的功率P1=U1I1,P1=P2=R,所以电流表A2的示数为I2==A=1.0 A,C、D错误;初级线圈和次级线圈的匝数比==,A错误,B正确。
2.(2018·广东高考)如图,理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1,和均为理想电表,灯泡电阻R L=6Ω,AB端电压u1=12sin100πt(V)。
下列说法正确的是( )A.电流频率为100 HzB.的读数为24 VC.的读数为0.5 AD.变压器输入功率为6 W【解题指南】解答本题应注意以下三点:(1)正弦式交变电流有效值和最大值的关系。
(2)交流电路中,电流表、电压表的示数表示有效值。
(3)根据电压、电流及功率与原、副线圈的匝数关系式求解。
【解析】选D。
由AB端电压u1=12sin100πt(V)知ω=100π,又ω=2πf,得频率f=50Hz,A错误;由理想变压器规律=,U2=6V,B错误;又I2==1A,C错误;P2=U2I2=6W,P1=P2,D正确。
3.(2018·天津高考)通过一理想变压器,经同一线路输送相同的电功率P,原线圈的电压U保持不变,输电线路的总电阻为R。
45讲 理想变压器远距离输电【教学目标】1.理解变压器的原理,会用功率关系、电压比、电流比进行有关的计算.2.能够对变压器进行动态分析.3.会分析计算远距离输电问题.【教学过程】★重难点一、理想变压器基本关系的理解及应用★1.理想变压器基本关系的理解及应用(1)电压:变压器原、副线圈的电压之比为U2U1=n2n1;当变压器有多个副线圈时,n1U1=n2U2=n3U3=…。
(2)功率:理想变压器的输入、输出功率为P 入=P 出,当变压器有多个副线圈时,P 1=P 2+P 3+…。
(3)电流:由I =U P 知,对只有一个副线圈的变压器有I2I1=n1n2,当变压器有多个副线圈时有n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+…。
3.关于理想变压器的四点注意(1)变压器不能改变恒定电流。
(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流,不能改变交变电流的频率。
(3)理想变压器本身不消耗能量,所以没有能量损失。
(4)理想变压器没有磁通量损失,磁通量全部集中在铁芯中。
【典型例题】一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V 的正弦交流电源上,如图1021所示。
设副线圈回路中电阻两端的电压为U ,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k ,则( )A .U =66 V ,k =91B .U =22 V ,k =91C .U =66 V ,k =31D .U =22 V ,k =31【答案】 A【解析】 设原、副线圈中的电流分别为I 1、I 2,则I2I1=n1n2=31,故k =I22R I12R =91。
设原线圈两端的电压为U 1,则U U1=n2n1=13,故U 1=3U ,而原线圈上电阻分担的电压为31U ,故3U +3U =220 V ,解得U =66 V 。
选项A 正确。
★重难点二、理想变压器的动态分析★常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种:匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。
学习资料理想变压器电能的输送1.(多选)(理想变压器原、副线圈关系的应用)如图为日常生活中常见的点火装置原理图,先将1.5 V直流电压通过转换器转换为正弦交变电压u=6sin ωt(V),然后将其加在理想变压器的原线圈n1上,当副线圈n2两端电压达到12 kV以上时放电针之间空气被击穿,从而引发电火花点燃气体。
下列说法正确的是()A.原线圈两端所接交流电压表的读数为3√2 VB.副线圈中交流电压与原线圈中交流电压频率不相等C.要实现点火则副线圈与原线圈的匝数比至少大于√2×103D.要实现点火则副线圈与原线圈的匝数比至少大于2 0002.(理想变压器的动态分析)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1,原线圈两端所加电压如图乙所示,与副线圈相连的两个灯泡完全相同,闭合开关S后,下列说法正确的是()A.电流表示数减小B。
电压表示数为110√2 VC。
变压器的输入功率增大D.灯泡上的交变电流每秒钟方向改变50次3.(多选)(理想变压器的动态分析)(2020广东惠州高三一模)某发电机能够产生正弦式交变电流。
利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电,电路如图所示,理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U,R消耗的功率为P。
若发电机线圈的转速变为原来的2倍,则()A.R消耗的功率变为2PB。
电压表V的读数变为2UC.电流表A的读数变为2ID.通过R的交变电流频率不变4.(多选)(远距离输电、互感器)如图所示为某小型发电站高压输电示意图,变压器均为理想变压器,发电机输出功率恒定为48 kW。
在输电线路上接入一个电流互感器,其原、副线圈的匝数比为1∶20,电流表的示数为1 A,输电线的总电阻为10 Ω,下列说法正确的是()A。
用户端的功率为44 kWB.升压变压器的输出电压U2=2 400 VC。
降压变压器的输入电压U3=2 000 VD.如果用户电压为220 V,则降压变压器的原副线圈匝数比为10∶15。
课时作业 变压器远距离输电.1.在变电站里,经常要用交流电表去监测电网上的强电流,所用的器材叫电流互感器.如图所示的四个图中,能正确反映其工作原理的是( )A B C D2.(双选)一个探究性学习小组利用示波器绘制出了一个原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器的副线圈两端输出电压u 随时间t 变化的图象如图所示(图线为正弦曲线),则下列说法错误的是( )A .该变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为u =20sin100t VB .接在副线圈两端的交流电压表的示数为7.1 VC .该变压器原线圈输入频率为50 HzD .接在副线圈两端阻值为20 Ω的白炽灯消耗的功率为2.5 W3.一台理想变压器原、副线圈匝数比为22∶1,当原线圈输入u =220 2sin100πt V 的交变电压时,下列说法正确的是( )A .副线圈两端电压为10 2 VB .变压器原副线圈的电压频率之比为22∶1C .副线圈接一阻值为10 Ω的电阻时,通过电阻的电流为1 AD .副线圈接一阻值为10 Ω的电阻时,原线圈中输入功率为1 W4.(双选)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,电阻R =22 Ω,各电表均为理想电表.原线圈输入电压的变化规律如图乙所示.下列说法正确的是( )A .该输入电压的频率为100 HzB .电压表的示数为22 VC .电流表的示数是1 AD .电阻R 消耗的电功率是22 W 甲 乙5.如图所示是一种理想自耦变压器示意图.线圈绕在一个圆环形的铁芯上,P 是可移动的滑动触头.AB 间接交流电压u ,输出端接有两个相同的灯泡L 1和L 2,Q 为滑动变阻器的滑动触头.当开关S 闭合,P 处于如图所示的位置时,两灯均能发光.下列说法正确的是( )A .P 不动,将Q 向右移动,变压器的输入功率变大B .Q 不动,将P 沿逆时针方向移动,变压器的输入功率变大C .P 不动,将Q 向左移动,两灯均变暗D .P 、Q 都不动,断开开关S ,L 1将变暗6. 图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2=5∶1,电阻R =20 Ω,L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡,S 1为单刀双掷开关.原线圈接正弦交变电源,输入电压u 随时间t 的变化关系如图K45-6乙所示.现将S 1接1、S 2闭合,此时L 2正常发光.下列说法正确的是( )A .输入电压u 的表达式为u =202sin50πt VB .只断开S 2后,L 1、L 2均正常发光C .只断开S 2后,原线圈的输入功率增大D .若S 1换接到2后,R 消耗的电功率为0.8 W7.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为n ,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( )A .原线圈中的电流为nIB .变压器的输入功率为UI nC .电动机消耗的功率为I 2RD .电动机两端电压为IR8.如图K45-7所示,电路中有四个完全相同的灯泡,额定电压均为U ,额定功率为P ,变压器为理想变压器,现在四个灯泡都正常发光,则变压器的匝数比n 1∶n 2、电源电压U 1分别为( )A .1∶2 2UB .1∶2 4UC .2∶1 4UD .2∶1 2U答案与解析【基础热身】1.A [解析] 电流互感器要把大电流变为小电流,因此原线圈的匝数少,副线圈的匝数多;同时监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中.2.AC [解析] 由图象知,输出电压的峰值为10 V ,周期为0.04 s ,由电压与匝数比关系知,输入电压峰值为20 V ,交变电压的频率为f =1T =25 Hz ,角频率ω=2πT=50π rad/s ,输入电压的瞬时值表达式为u =20sin50πt V ,选项A 、C 错误;输出电压的有效值为U 2=U 2 m 2=5 2 V =7.1 V ,选项B 正确;电灯的功率为P =U 22R=2.5 W ,选项D 正确. 3.C [解析] 变压器副线圈电压U 2=U 1·n 2n 1=10 V ,原副线圈的电压频率相等,通过电阻的电流为I 2=U 2R=1 A ,原线圈中输入功率等于电阻消耗的功率,P =I 2U 2=10 W.4.BD [解析] 由图象可知,原线圈输入电压的周期T =0.02 s ,频率为f =50 Hz ,选项A 错误;原线圈输入电压的有效值为220 V ,副线圈的输出电压为22 V ,选项B 正确;电阻R 消耗的电功率是P =22222W =22 W ,电流表的示数是I =22220A =0.1 A ,选项C 错误,D 正确. 【技能强化】5.B [解析] P 不动,则变压器输出电压不变,将Q 向右移动,电阻R 变大,据P 出=U 22R +R 灯得变压器的输出功率变小,选项A 错误;Q 不动,电阻R 不变,将P 沿逆时针方向移动,则变压器输出电压变大,据P 出=U 22R +R 灯得变压器的输出功率变大,选项B 正确;P 不动,输出电压不变,将Q 向左移动,电阻R 变小,变压器的输出功率变大,据P 出=I 2U 2得I 2变大,两灯均变亮,选项C 错误;P 、Q 都不动,断开开关S ,则总电阻变大,变压器的输出功率变小,输出电流变小,滑动变阻器的电压变小,所以灯L 1两端的电压变大,L 1将变亮,选项D 错误.6.D [解析] 由图乙,T =0.02 s ,所以ω=2πT=100π rad/s ,u =E m sin ωt =202sin100πt V ,A 错;只断开S 2,副线圈电压U 2不变,但副线圈总电阻R 副增大,流过L 1、L 2的电流减小且每个小灯泡两端的电压小于其额定电压,无法正常发光,由P 副=U 22R 副可得,副线圈的功率减小,副线圈的功率决定原线圈的功率,所以原线圈的输入功率减小,BC 错;由U 1U 2=n 1n 2得U 2=4 V ,所以S 1接到2后,R 消耗的电功率P =U 22R =4220W =0.8 W ,D 正确.7.B [解析] 根据变压器原、副线圈电压比等于匝数比可知,副线圈两端电压为U n,根据原、副线圈电流比等于匝数反比可知,原线圈中电流为I n ,变压器的输入功率为UI n ,电动机的热功率为I 2R ,总功率是UI n,选项B 正确,AC 错误;因电动机不是纯电阻,欧姆定律不成立,所以电压不等于IR ,选项D 错误.8.C [解析] 变压器原、副线圈电压与匝数成正比,电流与匝数成反比;电源电压等于原线圈电压与两个串联灯泡电压之和.。
课时跟踪检测(三十六)变压器电能的输送对点训练:理想变压器1.(2018·云南统测)如图所示,将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为u=2202sin 100πt(V)的交流电源上,在副线圈两端并联接入规格为“22 V,22 W”的灯泡10个,灯泡均正常发光。
除灯泡外的电阻均不计,下列说法正确的是()A.变压器原、副线圈匝数比为102∶1B.电流表示数为1 AC.电流表示数为10 AD.副线圈中电流的频率为5 Hz解析:选B由原线圈电压瞬时值表达式可知,原线圈输入电压有效值为220V,交变电流的频率f=1T=ω2π=50 Hz,D项错;副线圈上灯泡正常发光,说明副线圈输出电压有效值为22 V,由理想变压器变压规律可知,n1n2=U1U2=10,A项错;由灯泡电功率P=UI可知,通过每只灯泡的电流为1 A,故副线圈输出电流为10 A,由理想变压器变流规律可知,I2I1=10,所以原线圈中电流的有效值为1 A,B项正确,C项错。
2.如图所示,理想变压器原线圈的匝数为n1,副线圈的匝数为n2,原线圈的两端a、b接正弦交流电源时,电压表○V的示数为220 V,电流表○A1的示数为0.20 A。
已知负载电阻R=44 Ω,则下列判断中正确的是()A.原线圈和副线圈的匝数比为2∶1B.原线圈和副线圈的匝数比为5∶1C.电流表○A2的示数为0.1 AD.电流表○A2的示数为0.4 A解析:选B由电压表○V的示数和电流表○A1的示数可得变压器的输入功率P1=U1I1,又P1=P2=I22R,所以电流表○A2的示数为I2=U1I1R=220×0.2044A=1.0 A,选项C、D错误;原线圈和副线圈的匝数比n1n2=I2I1=51,选项A错误,B正确。
3.(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1。
电池和交变电源的电动势都为6 V,内阻均不计。
下列说法正确的是()A.S与a接通的瞬间,R中无感应电流B.S与a接通稳定后,R两端的电压为0C.S与b接通稳定后,R两端的电压为3 VD.S与b接通稳定后,原、副线圈中电流的频率之比为2∶1解析:选BC由理想变压器的原理可知,当S与a接通电流稳定时,由于通过原线圈与副线圈中的磁通量不发生变化,故在副线圈中无感应电流,但在刚接通瞬间,副线圈两端的电压不为零,R中有感应电流,故A错误,B正确;当S与b 接通稳定后,原线圈中接有交变电流,由变压器的变压比可得副线圈两端电压为3 V,C正确;变压器并不改变交变电流的频率,D错误。
第二节 变压器 远距离输电【基础梳理】提示:原线圈 副线圈 闭合铁芯 互感 P 出=P 入U 1U 2=n 1n 2 n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+… 把高电压变成低电压 把大电流变成小电流 升压变压器 降压变压器 P —P ′ I 2R ΔU 2RP U U —U ′R【自我诊断】判一判(1)变压器不但能改变交变电流的电压,还能改变交变电流的频率.( ) (2)理想变压器的基本关系式中,电压和电流可以均为有效值.( ) (3)变压器只能使交变电流的电压减小.( ) (4)高压输电的目的是增大输电的电流.( )(5)在输送电压一定时,输送的电功率越大,输送过程中损失的功率越小.( ) (6)变压器原线圈中的电流由副线圈中的电流决定.( ) 提示:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ 做一做(多选)(2019·河北衡水中学模拟)在远距离输电时,输送的电功率为P ,输电电压为U ,所用输电导线的电阻率为ρ,横截面积为S ,两地的距离为L ,输电线上损耗的电功率为P 1,用户得到的电功率为P 2.下列关于P 1和P 2的表达式中正确的是( )A .P 2=P ⎝⎛⎭⎫1-2PρL U 2SB .P 2=P -U 2S2ρLC .P 1=2P 2ρLU 2SD .P 1=U 2SρL提示:选AC.输电线上的电流I =P U ,输电导线的电阻R =ρ·2LS ,输电线上损耗的电功率为:P 1=I 2R =2P 2ρLU 2S,用户得到的电功率为:P 2=P ⎝⎛⎭⎫1-2PρL U 2S ,故A 、C 正确.理想变压器原理和基本关系 【知识提炼】1.变压器的工作原理2.理想变压器中的相互作用关系3.几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器,如图甲、乙所示.(2)互感器⎩⎪⎨⎪⎧电压互感器:把高电压变成低电压, 如图丙所示.电流互感器:把大电流变成小电流, 如图丁所示.【典题例析】(2016·高考全国卷Ⅰ)一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R 1、R 2和R 3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω,A 为理想交流电流表,U 为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定.当开关S 断开时,电流表的示数为I ;当S 闭合时,电流表的示数为4I .该变压器原、副线圈匝数比值为( )A .2B .3C .4D .5[审题指导] 通过计算副线圈电阻上消耗的功率就可得到原线圈上消耗的功率;再由原、副线圈匝数比得到两边电流比.由功率相等联系求解即可.[解析] 设理想变压器原、副线圈匝数比值为k ,根据题述,当开关S 断开时,电流表示数为I ,则由闭合电路欧姆定律得,U =IR 1+U 1.由变压公式U 1U 2=k 及功率关系U 1I =U 2I 2,可得I 2I =k ,即副线圈输出电流为I 2=kI ,U 2=I 2(R 2+R 3)=kI (R 2+R 3).当开关S 闭合时,电流表示数为4I ,则有U =4IR 1+U ′1.由变压器公式U ′1U ′2=k 及功率关系U ′1·4I =U ′2I ′2,可得I ′24I =k ,即副线圈输出电流为I ′2=4kI ,U ′2=I ′2R 2=4kIR 2;联立解得k =3,选项B 正确.[答案] B【迁移题组】迁移1 变压器原、副线圈的制约关系1. (2017·高考北京卷)如图所示,理想变压器的原线圈接在u =2202sin 100πt (V )的交流电源上,副线圈接有R =55 Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2∶1,电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确的是( )A .原线圈的输入功率为220 2 WB .电流表的读数为1 AC .电压表的读数为110 2 VD .副线圈输出交流电的周期为50 s解析:选B.由交流电压的表达式可知,原线圈两端所加的电压最大值为220 2 V ,故有效值为U 1=220 V ,由U 1U 2=n 1n 2,故副线圈电压的有效值为U 2=110 V ,故输出功率P 2=U 22R=220 W ,再由输入功率等于输出功率知,P 1=P 2=220 W ,A 项错误;根据欧姆定律知,I 2=U 2R =2 A ,I 1I 2=n 2n 1,得I 1=1 A ,故电流表读数为1 A ,所以B 项正确;电压表的读数为有效值,即U 2=110 V ,C 项错误;由交流电压的表达式可知,ω=100π(rad/s),又T =2πω,解得T =0.02 s ,所以D 项错误.迁移2 自耦变压器的原理分析2. 自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分.一升压式自耦调压变压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调.已知变压器线圈总匝数为1 900匝;原线圈为1 100匝,接在有效值为220 V 的交流电源上.当变压器输出电压调至最大时,负载R 上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I 1,负载两端电压的有效值为U 2,且变压器是理想的,则U 2和I 1分别约为( )A .380 V 和5.3 AB .380 V 和9.1 AC .240 V 和5.3 AD .240 V 和9.1 A解析:选B.由U 1n 1=U 2n 2得U 2=n 2n 1U 1=1 9001 100×220 V =380 V ,由P 1=P 2=U 1I 1=U 2I 2得I 1=P 2U 1=2 000220A ≈9.1 A ,B 正确.迁移3 互感器的应用3.普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流,通常要通过电流互感器来连接,图中电流互感器ab 一侧线圈的匝数较少,工作时电流为I ab ,cd 一侧线圈的匝数较多,工作时电流为I cd ,为了使电流表能正常工作,则( )A .ab 接MN 、cd 接PQ ,I ab <I cdB .ab 接MN 、cd 接PQ ,I ab >I cdC .ab 接PQ 、cd 接MN ,I ab <I cdD .ab 接PQ 、cd 接MN ,I ab >I cd解析:选B.高压输电线上的电流较大,测量时需把电流变小,根据I 1I 2=n 2n 1,MN 应接匝数少的线圈,故ab 接MN ,cd 接PQ ,且I ab >I cd ,选项B 正确.迁移4 多个副线圈的求解4. 如图所示,理想变压器有两个副线圈,L 1、L 2是两盏规格为“8 V ,10 W ”的灯泡,L 3、L 4是两盏规格为“6 V ,12 W ”的灯泡,当变压器的输入电压为U 1=220 V 时,四盏灯泡恰好都能正常发光,如果原线圈的匝数n 1=1 100匝,求:(1)副线圈n 2、n 3的匝数; (2)电流表的读数.解析:(1)由变压器原理可知n 1∶n 2∶n 3=U 1∶U 2∶U 3,则n 2=U 2U 1n 1=8220×1 100匝=40匝n 3=U 3U 1n 1=2×6220×1 100匝=60匝.(2)由输入功率等于输出功率知I 1U 1=2P L2+2P L3,则I 1=2P L2+2P L3U 1=2×10+2×12220 A=0.2 A.答案:(1)40匝 60匝 (2)0.2 A1.关于理想变压器的四点说明 (1)变压器不能改变直流电压.(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流,不能改变交变电流的频率. (3)理想变压器本身不消耗能量.(4)理想变压器基本关系中的U 1、U 2、I 1、I 2均为有效值. 2.多副线圈变压器对于副线圈有两个及以上的理想变压器,电压与匝数成正比是成立的,而电流与匝数成反比的规律不成立.但在任何情况下,电流关系都可以根据原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,即P 入=P 出进行求解.变压器的动态分析【知识提炼】1.常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种:匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况.【典题例析】如图所示电路中,变压器为理想变压器,a 、b 接在电压有效值不变的交流电源两端,R 0为定值电阻,R 为滑动变阻器.现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表A 1的示数增大了0.2 A ,电流表A 2的示数增大了0.8 A ,则下列说法正确的是( )A .电压表V 1示数增大B .电压表V 2、V 3示数均增大C .该变压器起升压作用D .变阻器滑片是沿c →d 的方向滑动[审题指导] 由于原、副线圈匝数不变,则V 1、V 2不变;而A 2示数增大,则R 0的电压要增大,所以可判断V 3的变化和R 阻值的变化.[解析] 电压表V 1的示数和a 、b 间电压的有效值相同,滑片滑动时V 1示数不变,选项A错误;电压表V2测量的电压为副线圈两端的电压,原、副线圈匝数不变,输入电压不变,故V2示数不变,V3示数为V2示数减去R0两端电压,两线圈中电流增大,易知R0两端电压升高,故V3示数减小,选项B错误;理想变压器U1I1=U2I2,则U1ΔI1=U2ΔI2,ΔI2>ΔI1,故U2<U1,变压器为降压变压器,选项C错误;因I2增大,故知R减小,变阻器滑片是沿c→d的方向滑动,选项D正确.[答案] D【迁移题组】迁移1匝数不变时的动态分析1.(2016·高考天津卷)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.下列说法正确的是()A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率变大B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变大D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大,A2示数变大解析:选B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,变压器副线圈的总负载的等效电阻增大,R1中电流减小,R1两端电压减小,电压表示数变大,R1消耗的电功率变小,选项A错误,B正确;当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,变压器副线圈输出电流减小,输出功率减小,根据变压器输入功率等于输出功率,变压器输入功率减小,电流表A1示数变小,选项C错误;若闭合开关S,变压器副线圈的总负载的等效电阻减小,则R1中电流增大,R1两端电压增大,电压表示数减小,电流表A2示数减小,电流表A1示数变大,选项D错误.迁移2负载电阻不变时的动态分析2.(2016·高考四川卷) 如图所示,接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电,如果将原、副线圈减少相同匝数,其他条件不变,则()A.小灯泡变亮B .小灯泡变暗C .原、副线圈两端电压的比值不变D .通过原、副线圈电流的比值不变 解析:选B.由U 1U 2=n 1n 2得U 2=n 2n 1U 1①由U 1U ′2=n 1-Δnn 2-Δn 得 U ′2=n 2-Δn n 1-ΔnU 1② 由②①得:U ′2U 2=(n 2-Δn )n 1(n 1-Δn )n 2=n 2n 1-Δnn 1n 2n 1-Δnn 2,因为n 2<n 1,所以U ′2U 2<1,即U ′2<U 2,故小灯泡变暗,B 正确,A 错误;由以上分析过程可以看出,C 错误;由I 1I 2=n 2n 1和I ′1I ′2=n 2-Δnn 1-Δn 可见,D 错误.1.变压器动态问题的“制约”关系(1)电压制约:副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定. (2)电流制约:原线圈电流I 1由副线圈电流I 2和匝数比决定. (3)功率制约:原线圈的输入功率P 入由副线圈的输出功率P 出决定. (4)元件制约(由元件的特性制约负载电路)负载回路中若存在二极管,则负载回路中通过的将不再是交流电,而是脉冲电流. 2.变压器动态问题分析思路程序远距离输电问题【知识提炼】1.远距离输电的处理思路:对高压输电问题,应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”这样的顺序,或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析.2.远距离输电问题的“三二一” (1)理清三个回路(2)抓住两个联系①理想的升压变压器联系了回路1和回路2,由变压器原理可得:线圈1(匝数为n 1)和线圈2(匝数为n 2)中各个量间的关系是U 1U 2=n 1n 2,I 1I 2=n 2n 1,P 1=P 2.②理想的降压变压器联系了回路2和回路3,由变压器原理可得:线圈3(匝数为n 3)和线圈4(匝数为n 4)中各个量间的关系是U 3U 4=n 3n 4,I 3I 4=n 4n 3,P 3=P 4.(3)掌握一个守恒:能量守恒关系式P 1=P 损+P 3. 3.输电线路功率损失的四种计算方法(1)输送功率是指升压变压器输出的功率,损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率.两者关系是P 损=P -P ′(P 为输送功率,P ′为用户所得功率).(2)P 损=I 2线R 线,I 线为输电线路上的电流,R 线为线路电阻.(3)P 损=ΔU 2R 线,ΔU 为输电线路上损失的电压.(4)P 损=ΔUI 线.在远距离输电问题中,计算线路功率损耗时应用P 损=I 2线R 线,其原因是I 线可以由公式P 输出=I 线U 输出求出,而P 损=ΔUI 线和P 损=ΔU 2R 线则不常用,其原因是在一般情况下,ΔU 不易求出,且易将ΔU 和U 输出相混而造成错误.【跟进题组】1.如图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T 的原、副线圈匝数分别为n 1、n 2,在T 的原线圈两端接入一电压u =U m sin ωt 的交流电源,若输送电功率为P ,输电线的总电阻为2r ,不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率为( )A .(n 1n 2)U 2m4rB .(n 2n 1)U 2m4rC .4(n 1n 2)2(P U m)2rD .4(n 2n 1)2(P U m)2r解析:选C.升压变压器T 的原线圈两端电压的有效值为U 1=U m 2;由变压关系可得 U 1U 2=n 1n 2,则U 2=n 2U m 2n 1;因为输送电功率为P ,输电线中的电流为I 2=P U 2=2n 1Pn 2U m ,则输电线上损失的电功率为ΔP =I 22(2r )=4n 21P 2r n 22U 2m,故选项C 正确.2.1897年,举世闻名的“尼亚加拉”水电站在美丽的尼亚加拉瀑布建成,现已使用100多年.当时世界各地都在使用费用高昂的直流电(因为使用直流电时必须每隔一公里建设一套发电机组),而“尼亚加拉”水电站采用了特斯拉发明的交流电供、输电技术,用高压电实现了远距离供电.若其中某一发电机组设计为:发电机最大输出功率为P =100 kW ,输出电压为U 1=250 V ,用户需要的电压为U 2=220 V ,输电线电阻为R =10 Ω,输电线中因生热而损失的功率为输送功率的4%.(1)画出此输电线路的示意图;(2)求在输电线路中设置的升压变压器的原、副线圈匝数比; (3)求降压变压器的最大输出电流I 3.(保留整数)解析:(1)输电线路示意图如图所示.(2)输电过程中损失的功率:P 损=ηP通过R 的电流:I 2=P 损R发电机的输出电流:I 1=PU 1升压变压器的原、副线圈匝数比 n 1n 2=I 2I 1= ηP R ·U 1P= 100×103×0.0410×250100×103=120. (3)用户得到的最大功率:P 用=P (1-η),降压变压器的最大输出电流 I 3=P 用U 2=P (1-η)U 2=100×103×(1-0.04)220 A =436 A.答案:(1)见解析(2)120(3)436 A理想变压器工作原理的分析【对点训练】一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V 的正弦交流电源上,如图所示.设副线圈回路中电阻两端的电压为U ,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k ,则( )A .U =66 V ,k =19B .U =22 V ,k =19C .U =66 V ,k =13D .U =22 V ,k =13解析:选A.设原、副线圈中的电流分别为I 1、I 2,则I 1I 2=n 2n 1=13,故k =I 21RI 22R =19.设原线圈两端的电压为U 1,则U 1U =n 1n 2=31,故U 1=3U ,而原线圈上电阻分担的电压为13U ,故U3+3U=220 V ,解得U =66 V .选项A 正确.(多选)如图,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n 2.原线圈通过一理想电流表A 接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端.假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大.用交流电压表测得a 、b 端和c 、d 端的电压分别为U ab 和U cd ,则( )A .U ab ∶U cd =n 1∶n 2B .增大负载电阻的阻值R ,电流表的读数变小C .负载电阻的阻值越小,cd 间的电压U cd 越大D .将二极管短路,电流表的读数加倍解析:选BD.变压器的变压比U 1U 2=n 1n 2,其中U 1、U 2是变压器原、副线圈两端的电压.U 1=U ab ,由于二极管的单向导电特性,U cd ≠U 2,选项A 错误;增大负载电阻R 的阻值,负载的电功率减小,由于P 入=P 出,且P 入=I 1U ab ,所以原线圈上的电流I 1减小,即电流表的读数变小,选项B 正确;c 、d 端的电压由输入电压U ab 决定,负载电阻R 的阻值变小时,U cd 不变,选项C 错误;根据变压器上的能量关系有E 输入=E 输出,在一个周期T 的时间内,二极管未短路时有U ab I 1T =U 2R ·T 2+0(U 为副线圈两端的电压),二极管短路时有U ab I 2T =U 2R T ,由以上两式得I 2=2I 1,选项D 正确.(建议用时:40分钟)一、单项选择题1.用220 V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电,变压器输出电压是110 V ,通过负载的电流图象如图所示,则( )A .变压器输入功率约为3.9 WB .输出电压的最大值是110 VC .变压器原、副线圈匝数比是1∶2D .负载电流的函数表达式i =0.05sin ⎝⎛⎭⎫100πt +π2 A 解析:选A.由题图可知通过负载的电流最大值为I m =0.05 A ,周期T =0.02 s ,故电流的函数表达式i =I m sin2πTt =0.05sin 100πt (A),D 错误;理想变压器匝数比等于电压比,即 n 1∶n 2=U 1∶U 2=2∶1,C 错误;输出电压U 2=110 V ,其最大值U 2m =2U 2=110 2 V ,B 错误;理想变压器输入功率等于输出功率,即输入功率P =I 2U 2=0.052×110 W ≈3.9 W ,A 正确.2.如图所示为远距离交流输电的简化电路图.发电厂的输出电压是U ,用等效总电阻是r 的两条输电线输电,输电线路中的电流是I 1,其末端间的电压为U 1.在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流为I 2.则( )A .用户端的电压为I 1U 1I 2B .输电线上的电压降为UC .理想变压器的输入功率为I 21r D .输电线路上损失的电功率为I 1U解析:选A.根据理想变压器的工作原理,得I 1U 1=I 2U 2,所以用户端的电压U 2=I 1U 1I 2,选项A 正确;输电线上的电压降U ′=I 1r =U -U 1,选项B 错误;变压器的输入功率P 1=I 1U-I 21r =I 1U 1,选项C 错误;输电线路上损失的功率P ′=I 21r =I 1(U -U 1),选项D 错误.3. 如图所示,理想变压器的原线圈接入u =11 0002·sin 100πt (V )的交变电压,副线圈通过电阻r =6 Ω的导线对“220 V 880 W ”的电器R L 供电,该电器正常工作.由此可知( )A .原、副线圈的匝数比为50∶1B .交变电压的频率为100 HzC .副线圈中电流的有效值为4 AD .变压器的输入功率为880 W解析:选C.由题可知,副线圈输出电压U 2=220 V +U r ,n 1n 2=U 1U 2=11 000220+U r <501,故A错误;2πf =100π Hz ,f =50 Hz ,故B 错误;I 2=880220A =4 A ,故C 正确;由于理想变压器P 入=P 出=I 22r +880 W >880 W ,故D 错误.4. 在如图所示的铁芯上绕有4个线圈,匝数之比为n 1∶n 2∶n 3∶n 4=1∶1∶2∶1,今在线圈1两端接正弦交流电源,下列判断正确的是( )A .U 1=U 2=12U 3=U 4B .U 1=U 2=12U 3,U 4=0C .U 1=U 2+U 3+U 4D .以上均不对解析:选B.线圈1、2、3的电压关系遵守变压比公式,线圈4中的磁通量始终为0,不产生感应电动势,故U 4=0,B 正确.5.远距离输电的原理图如图所示, 升压变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2电压分别为U 1、U 2,电流分别为 I 1、I 2,输电线上的电阻为R .变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的是( )A .I 1I 2=n 1n 2B .I 2=U 2RC .I 1U 1=I 22RD .I 1U 1=I 2U 2解析:选D.根据理想变压器的工作原理得I 1U 1=I 2U 2、I 1I 2=n 2n 1.U 2不是加在R 两端的电压,故I 2≠U 2R ,而I 1U 1等于R 上消耗的功率I 22R 与下一级变压器的输入功率之和.只有选项D 正确.6. 如图是原、副线圈有中心抽头(匝数一半处)的理想变压器,原线圈通过单刀双掷开关S 1与电流表连接,副线圈通过另一单刀双掷开关S 2与定值电阻R 0相连接,通过S 1、S 2可以改变原、副线圈的匝数,现在原线圈加一电压有效值为U 的正弦交流电,当S 1接a ,S 2接c 时,电流表的示数为I ,下列说法正确的是( )A .当S 1接a ,S 2接d 时,电流表示数为2IB .当S 1接a ,S 2接d 时,电流表示数为I2C .当S 1接b ,S 2接c 时,电流表示数为4ID .当S 1接b ,S 2接d 时,电流表示数为I2解析:选C.设S 1、S 2分别接a 、c 时,原、副线圈匝数比为n 1∶n 2,则输出电压U 2=n 2n 1U ,功率P =UI =U 22R 0;在S 1、S 2分别接a 、d 时,输出电压U 2′=n 2U 2n 1,功率P ′=UI ′=U ′22R 0,联立得I ′=14I ,A 、B 项均错;同理可知,C 项正确,D 项错误.7. 如图所示,电路中变压器原线圈匝数n 1=1 000,两个副线圈匝数分别为n 2=500、n 3=200,分别接一个R =55 Ω的电阻,在原线圈上接入U 1=220 V 的交流电源.则两副线圈输出电功率之比P 2P 3和原线圈中的电流I 1分别是( )A .P 2P 3=52,I 1=2.8 AB .P 2P 3=25,I 1=2.8 AC .P 2P 3=254,I 1=1.16 AD .P 2P 3=425,I 1=1.16 A解析:选C.对两个副线圈有U 1U 2=n 1n 2、U 1U 3=n 1n 3,所以U 2=110 V ,U 3=44 V ,又因为P =U 2R ,所以P 2P 3=U 22U 23=254;由欧姆定律得I 2=U 2R =2 A ,I 3=U 3R =0.8 A ,对有两个副线圈的变压器有n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3,得I 1=1.16 A ,故C 正确.8.如图所示,甲是远距离输电线路的示意图,乙是发电机输出电压随时间变化的图象,则( )A .用户用电器上交流电的频率是100 HzB .发电机输出交流电的电压有效值是500 VC .输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D .当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小解析:选D.由u -t 图象可知,交流电的周期T =0.02 s ,故频率f =1T =50 Hz ,选项A错误;交流电的最大值U m =500 V ,故有效值U =U m2=250 2 V ,选项B 错误;输电线上的电流由降压变压器副线圈上的电阻和降压变压器原、副线圈的匝数比决定,选项C 错误;当用户用电器的总电阻增大时,副线圈上的电流减小,根据I 1I 2=n 2n 1,原线圈(输电线)上的电流减小,根据P =I 21R ,得输电线上损失的功率减小,选项D 正确.9.(2019·湖南师大附中等四校联考)如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电,接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图;图中变压器均可视为理想变压器,图中电表均为理想交流电表;设发电厂输出的电压一定,两条输电线总电阻用R 0表示,变阻器R 相当于用户用电器的总电阻.当用电器增加时,相当于R 变小,则当用电进入高峰时( )A .电压表V 1、V 2的读数均不变,电流表A 2的读数增大,电流表A 1的读数减小B .电压表V 3、V 4的读数均减小,电流表A 2的读数增大,电流表A 3的读数减小C .电压表V 2、V 3的读数之差与电流表A 2的读数的比值不变D .线路损耗功率不变解析:选C.因为输入电压和匝数比都不变,电压表V 1、V 2的读数均不变,用电高峰期,电阻减小,电流增大,根据电流比等于匝数比的倒数且匝数比不变知电流都增大,故A 错误;输电线上的电压损失增大,故电压表V 3、V 4的读数均减小,电流表A 2的读数增大,电流表A 3的读数增大,故B 错误;电压表V 2、V 3的读数之差与电流表A 2的读数的比值不变,等于输电线的电阻值,故C 正确;线路上的电流变大,则线路消耗的功率变大,选项D 错误.10.(2019·江西八校联考)有一种调压变压器的构造如图所示.线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上,C 、D 之间加上输入电压,转动滑动触头P 就可以调节输出电压.图中A 为交流电流表,V 为交流电压表,R 1、R 2为定值电阻,R 3为滑动变阻器,C 、D 两端接正弦交流电源,变压器可视为理想变压器,则下列说法正确的是( )A .当R 3不变,滑动触头P 顺时针转动时,电流表读数变小,电压表读数变小B .当R 3不变,滑动触头P 逆时针转动时,电流表读数变小,电压表读数变小C .当P 不动,滑动变阻器滑动触头向上滑动时,电流表读数变小,电压表读数变小D .当P 不动,滑动变阻器滑动触头向下滑动时,电流表读数变大,电压表读数变大 解析:选A.当R 3不变,P 顺时针转动时,n MN 减小,由U CD U MN =n CDn MN,知U MN 减小,则电压、电流表读数均减小,A 项正确,同理知B 项错误;当P 不动时,匝数n MN 不变,输出电压U MN 不变,滑片向上滑动,根据串反并同,得电压表示数变大,电流表示数变小,C 项错误,同理知D 项也错误.二、多项选择题11. 如图,将额定电压为60 V 的用电器,通过一理想变压器接在正弦交变电源上.闭合开关S 后,用电器正常工作,交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V 和2.2 A .以下判断正确的是( )A .变压器输入功率为484 WB .通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC .通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD .变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2=11∶3解析:选BD.变压器的输入功率P 1=P 2=I 2U 2=2.2×60 W =132 W ,选项A 错误;由U 1U 2=n 1n 2得n 1n 2=U 1U 2=22060=113,选项D 正确;由I 1I 2=n 2n 1得I 1=n 2n 1I 2=311×2.2 A =0.6 A ,选项B 正确;根据I =I m2得副线圈上的电流的最大值I 2m =2I 2=2.2 2 A ,选项C 错误. 12. 如图所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以通过滑动触头Q 来调节,在副线圈两端连接了定值电阻R 0和滑动变阻器R ,P 为滑动变阻器的滑动触头.在原线圈上加一电压为U 的正弦交流电,则( )A .保持Q 的位置不动,将P 向上滑动时,电流表读数变大B .保持Q 的位置不动,将P 向上滑动时,电流表读数变小C .保持P 的位置不动,将Q 向上滑动时,电流表读数变大D .保持P 的位置不动,将Q 向上滑动时,电流表读数变小解析:选BC.保持Q 的位置不动,则U 2不变,将P 向上滑动时,R 接入电路的电阻变大,根据I 2=U 2R 0+R 知,I 2变小,由I 1I 2=n 2n 1得I 1也变小,即电流表读数变小,选项A 错误,选项B 正确;保持P 的位置不动,将Q 向上滑动时,U 2变大,则根据P 2=U 22R 0+R 知副线圈输出功率变大,由P 1=P 2知,变压器原线圈输入功率P 1变大,而P 1=I 1U ,输入电压U 一定,I 1变大,即电流表读数变大,选项C 正确,选项D 错误.13. 如图所示理想变压器的三个线圈的匝数n 1∶n 2∶n 3=1∶4∶4,在M 、N 间接正弦交流电源,在a 、b 和c 、d 间接相同的电阻器R ,则( )A .U 1=U 2=4U 3B .U 2=U 3=2U 1C .I 1=4I 2=4I 3D .P 1=2P 2=2P 3解析:选BCD.由于副线圈有两个相同的铁芯,所以原线圈中的磁通量与副线圈中的磁通量关系为:Φ1=2Φ2=2Φ3,磁通量变化率关系为:ΔΦ1Δt =2ΔΦ2Δt =2ΔΦ3Δt,故每匝线圈产生的感应电动势关系为:e 1=2e 2=2e 3,对理想变压器有:U 1=n 1e 1,U 2=n 2e 2,U 3=n 3e 3,因此,可得:U 1n 1=2U 2n 2=2U 3n 3,代入n 1∶n 2∶n 3=1∶4∶4得U 2=U 3=2U 1,故A 错误,B 正确;由能量守恒得:P 1=P 2+P 3=2P 2=2P 3,D 正确;由I 1U 1=2I 2U 2=2I 3U 3得:I 1=4I 2=4I 3,C 正确.14.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2=10∶1,b 是原线圈的中心抽头,S 为单刀双掷开关,定值电阻R 1、R 2均为10 Ω.在原线圈c 、d 两端加上如图乙所示的交变电压,下列说法正确的是( )A .当S 与a 连接后,理想电流表示数为2.2 AB .当S 与a 连接后,理想电压表示数为11 VC .当S 由a 拨到b 后,副线圈输出电压的频率变为25 HzD .当S 由a 拨到b 后,原线圈的输入功率变为原来的4倍解析:选AD.由题图可以知道,交变电流的电压有效值为220 V 、周期为0.02 s ,频率为50 Hz.当S 接a 时,由变压器的原理可以知道,n 2两端电压有效值为22 V ,由闭合电路欧姆定律,得理想电压表的示数为22 V ,理想电流表示数为2.2 A ,故选项A 正确,选项B 错误;当S 由a 拨到b 后,原线圈电压频率不变,原线圈匝数减半,则副线圈频率不变,故选项C 错误;副线圈两端电压加倍,负载电阻不变,副线圈的输出功率变为原来的4倍,原线圈的输入功率也变为原来的4倍,故选项D 正确.15.电流互感器和电压互感器如图所示.其中n 1、n 2、n 3、n 4分别为四组线圈的匝数,a 、b 为两只交流电表,则( )A .A 为电流互感器,且n 1<n 2,a 是电流表B .A 为电压互感器,且n 1>n 2,a 是电压表C .B 为电流互感器,且n 3<n 4,b 是电流表D .B 为电压互感器,且n 3>n 4,b 是电压表解析:选AD.由题图可知A 为电流互感器,B 为电压互感器,因此a 是电流表,b 是电压表,在A 中,有I 1n 1=I 2n 2,要把大电流变为小电流,有n 2>n 1;在B 中,有U 3U 4=n 3n 4,要把高电压变为低电压,则有n 3>n 4.综上所述可知,选项A 、D 正确.16.如图所示的电路中,T 为一降压式自耦调压变压器.开始时灯泡L 正常发光,现在电源电压U 略降低,为使灯泡L 仍能正常发光,可采用的措施是( )A .将自耦调压变压器的滑片P 适当上滑B .将自耦调压变压器的滑片P 适当下滑C .适当增大滑动变阻器R 2的阻值D .适当减小滑动变阻器R 2的阻值解析:选AC.若保持负载总电阻不变,电源电压U 略降低时,为使灯泡L 仍能正常发光,只需输出电压U 2保持不变.根据变压比U U 2=n 1n 2,可得U 2=n 2n 1U ,由此可知,n 2应增大,自耦调压变压器的滑片P 应适当上滑,选项A 正确,选项B 错误;若保持匝数比不变,根。
第2课时变压器远距离输电STEP活页柞业■I企就训斡技能提高基本技能练1 •如图1所示,半径为L= 1 m的金属圆环,其半径Oa是铜棒,两者电阻均不计且接触良好。
今让Oa以圆心O为轴,以角速度3 = 10 rad/s匀速转动,圆环处于垂直于环面、磁感应强度为B= 2T 的匀强磁场中。
从圆心O引出导线,从圆环上接出导线,并接到匝数比为m : n2 = 1 : 4的理想变压器原线圈两端。
则接在副线圈两端的理想电压表的示数为A. 40 V B • 20 V C • 80 V D • 0解析由于Oa以圆心O为轴,以角速度3 = 10 rad/s匀速转动,产生恒定的感应电动势,变压器铁芯中磁通量不变,接在副线圈两端的理想电压表的示数为0,选项D正确。
答案D2. (多选)如图2所示是通过变压器降压给用户供电的示意图。
输入电压是市区电网的电压,负载变化时输入电压不会有大的波动。
两条输电线总电阻用R)表示。
当负载增加时,则A. 电压表V V2的读数几乎不变B. 电流表A的读数增大,电流表A的读数减小C. 电压表V3的读数增大,电流表A的读数增大D. 电压表V2、V3的读数之差与电流表A的读数的比值不变解析由变压器的变压规律知电压表V1、V2的读数几乎不变,A对;负载增加时,副线圈所连接的总电阻减小,电流表A的读数增大,R)两端电压增大,由变压器的电流变化规律知电流表A的读数也增大,B错;电压表V3的读数减小,C错;电压表V2、V3的读数之差与电流表A的读数的比值为R0不变,D对。
答案AD3. (多选)现用电压为380 V的正弦式交流电给额定电压为220 V的电灯供电,以下电路中可能使电灯正常发光的有解析由图可知,A、B选项中均有电阻分压,可以使电灯正常发光;C选项为降压变压器,通过变压器降压也可以使电灯正常发光;D选项为升压变压器,电灯两端的电压要大于380 V,不可行。
答案ABC 4 •随着社会经济的发展,人们对能源的需求也日益增大,节能变得越来越重要。
36变压器 远距离输电 选择题(1~8题只有一个选项符合题目要求,9~14题有多个选项符合题目要求)
1.如图,理想变压器原、副线圈匝数比n 1:n 2=:1,和均为理想电表,灯泡电阻R L =6 Ω,AB 端电压u 1=122sin 100πt(V).下列说法正确的是( )
A .电流频率为100 Hz B.的读数为24 V
C.的读数为0.5 A D .变压器输入功率为6 W
2.如图所示为远距离交流输电的简化电路图.发电厂的输出电压是U ,用等效总电阻是r 的两条输电线输电,输电线路中的电流是I 1,其末端间的电压为U 1.在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流是I 2.则( )
A .用户端的电压为I1U1I2
B .输电线上的电压降为U
C .理想变压器的输入功率为I21r
D .输电线路上损失的电功率为I 1U
3.图甲为理想变压器,其原、副线圈的匝数比为:1,原线圈接图乙所示的正弦交流电.图甲中R t 为阻值随温度升高而减小的热敏电阻,R 1为定值电阻,电压表和电流表均为理想电表.则下列说法正确的是( )
A .图乙所示电压的瞬时值表达式为u =51 sin 50πt V
B .变压器原、副线圈中的电流之比为:4
C .变压器输入、输出功率之比为:4
D .R t 处温度升高时,电压表和电流表的示数均变大
4.有一理想变压器,副线圈所接电路如图所示,灯L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡.当S 断开时,灯L 1正常发光.S 闭合后,下列说法正确的是( )
A .灯L 1、L 2都能正常发光
B .原线圈的输入功率减小
C .原、副线圈的电流比增大
D .电阻R 消耗的功率增大
5.如图甲所示,理想变压器的原、副线圈匝数比n 1:n 2=:1,原线圈输入的电流电压如图乙所示,副线圈电路接有滑动变阻器R 和额定电压为12 V 、工作时内阻为2 Ω的电动机.闭合开关,电动机正常工作,电流表示数为1 A ,则( )
.副线圈两端电压为22 2 V
.电动机输出的机械功率为12 W
.通过电动机的交流电频率为50 Hz
.突然卡住电动机,原线圈输入功率变小
.将硬导线中间一段折成半圆形,使其半径为R,让它在磁感应强度为
2rP
2R2B
rP
2R2B
90°过程中通过小灯泡的电荷量为
90°过程中通过小灯泡的电荷量为零
n12=如图所示,
,若三只灯泡都正常发光,
2
:1
6 W”的灯泡正常发光,以下判断正确的是( )
.矩形线圈产生电动势的有效值为18 V
.从矩形线圈转到中性面开始计时,矩形线圈产生的电动势随时间的变化规律为。