第2講變壓器電能的輸送一、單項選擇題1.普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測量電流,通常要通過電流互感器來連接,圖中電流互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少,工作時電流為Iab,cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多,工作時電流為Icd,為了使電流表能正常工作,則()A.ab接MN、cd接PQ,Iab<IcdB.ab接MN、cd接PQ,Iab>IcdC.ab接PQ、cd接MN,Iab<IcdD.ab接PQ、cd接MN,Iab>Icd答案B高壓輸電線上的電流較大,測量時需把電流變小,即副線圈中的電流較小,由I1I2=n2n1可知n2較大,n1較小,所以ab接MN、cd接PQ,Iab>Icd,選項B正確。2.如圖所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡化電路圖,發(fā)電廠的輸出電壓是U,用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電,輸電線路中的電流是I1,其末端間的電壓為U1。在輸電線與用戶間連有一理想變壓器,流入用戶端的電流為I2。則()A.用戶端的電壓為I1U1I2B.輸電線上的電壓降為UC.理想變壓器的輸入功率為I12rD.輸電線路上損失的電功率為I1U答案A因為P入=P出,所以U1I1=U2I2,即U2=U1I1I2,選項A正確;輸電線上的電壓降為U線=U-U1,選項B錯誤;理想變壓器的輸入功率P入=I1U1,輸電線路上損失的電功率P損=I12r,選項C、D錯誤。3.(2018蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)如圖所示,理想變壓器的原線圈接在u=2202sintV的交流電源上,副線圈接有R=55的負(fù)載電阻,原、副線圈匝數(shù)之比為2􀏑1,電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是()A.電壓表的示數(shù)為220VB.電流表的示數(shù)為2AC.原線圈的輸入功率為440WD.副線圈輸出交流電的周期為2s答案D理想變壓器的原線圈接在u=2202sintV的交流電源上,原線圈兩端電壓的有效值U1=22022V=220V,根據(jù)U1􀏑U2=n1􀏑n2得副線圈兩端電壓的有效值U2=110V,電壓表示數(shù)為110V,故A項錯誤;副線圈中電流I2=U2R=11055A=2A,據(jù)I1􀏑I2=n2􀏑n1得原線圈中電流I1=1A,電流表的示數(shù)為1A,故B項錯誤;原線圈的輸入功率P1=U1I1=220×1W=220W,故C項錯誤;原副線圈中交流電的頻率是相等的,副線圈輸出交流電的周期等于原線圈兩端交流電的周期T=2=2s=2s,故D項正確。4.有一種調(diào)壓變壓器的構(gòu)造如圖所示,線圈AB繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上,C、D之間加上輸入電壓,轉(zhuǎn)動滑動觸頭P就可以調(diào)節(jié)輸出電壓。圖中為交流電流表,為交流電壓表,R1、R2為定值電阻,R3為滑動變阻器,C、D兩端接正弦交流電源,變壓器可視為理想變壓器,則下列說法正確的是()A.當(dāng)R3不變,滑動觸頭P順時針轉(zhuǎn)動時,電流表讀數(shù)變小,電壓表讀數(shù)變小B.當(dāng)R3不變,滑動觸頭P逆時針轉(zhuǎn)動時,電流表讀數(shù)變小,電壓表讀數(shù)變小C.當(dāng)P不動,滑動變阻器滑片向上滑動時,電流表讀數(shù)變小,電壓表讀數(shù)變小D.當(dāng)P不動,滑動變阻器滑片向下滑動時,電流表讀數(shù)變大,電壓表讀數(shù)變大答案A當(dāng)R3不變,P順時針轉(zhuǎn)動時,nMN減小,由UCDUMN=nCDnMN,知UMN減小,則電壓表、電流表讀數(shù)均變小,A項正確;同理可知B項錯誤;當(dāng)P不動時,nMN不變,輸出電壓UMN不變,滑動變阻器滑片向上滑動,R3阻值變大,根據(jù)串反并同,得電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小,C錯誤;同理可知D項錯誤。5.(2018南京調(diào)研)圖示甲、乙電路輸入交變電流的電壓u相同,圖乙中理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2,若要求甲、乙電路原線圈中電流i相同,則n1、n2、R1、R2應(yīng)滿足的關(guān)系是()A.n1R1=n2R2B.n2R1=n1R2C.n12R1=n22R2D.n22R1=n12R2答案D甲圖中,i=UR1,在乙圖中,由變壓器變壓關(guān)系可知U2=n2n1U,i1i2=ii2=n2n1,又i2=n2n1UR2,故i=n2n1i2=n22n12UR2,所以有i=UR1=n22n12UR2,可見n22R1=n12R2,D正確。6.(2018南京、鹽城二模)如圖所示,理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為21,在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻R,原線圈一側(cè)接有電壓為220V的正弦交流電源,設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為U,原、副線圈回路中電阻R上消耗的功率之比為k,則()A.U=110VB.U=440VC.k=14D.k=4答案C副線圈的電流為I2=UR,則原線圈的電流為I1=12I2=U2R,原線圈回路中的電阻的功率為P1=I12R=U24R;副線圈回路中的電阻的功率為P2=I22R=U2R,所以k=P1P2=14,C項正確。7.(2018天津理綜)教學(xué)用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流,利用該發(fā)電機(內(nèi)阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻R供電,電路如圖所示,理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U,R消耗的功率為P,若發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?2,則()A.R消耗的功率變?yōu)?2PB.電壓表V的讀數(shù)為12UC.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID.通過R的交變電流頻率不變答案B根據(jù)公式Em=nBS分析電動機產(chǎn)生的交流電的最大值以及有效值、頻率的變化情況;根據(jù)n1n2=U1U2=I2I1判斷原副線圈中電流電壓的變化情況,根據(jù)副線圈中功率的變化判斷原線圈中功率的變化;根據(jù)=2n可知轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?2,則角速度變?yōu)樵瓉淼?2,根據(jù)Em=nBS可知電動機產(chǎn)生的最大電動勢為原來的12,根據(jù)U=Um2可知發(fā)電機的輸出電壓有效值變?yōu)樵瓉淼?2,即原線圈的輸出電壓變?yōu)樵瓉淼?2,根據(jù)U1U2=n1n2可知副線圈的輸入電壓變?yōu)樵瓉淼?2,即電壓表示數(shù)變?yōu)樵瓉淼?2,根據(jù)P=U2R可知R消耗的電功率變?yōu)?4P,故A錯誤,B正確;副線圈中的電流為I2=12UR,即副線圈中電流變?yōu)樵瓉淼?2,根據(jù)I1I2=n2n1可知原線圈中的電流也變?yōu)樵瓉淼?2,C項錯誤;轉(zhuǎn)速減小為原來的12,則頻率變?yōu)樵瓉淼?2,D項錯誤。二、多項選擇題8.(2018江蘇四市聯(lián)考)如圖所示,在某一輸電線路的起始端接入兩個互感器,原、副線圈的匝數(shù)比分別為1001和1100,圖中a、b表示電壓表或電流表,已知電壓表的示數(shù)為22V,電流表的示數(shù)為1A,則()A.a為電流表,b為電壓表B.a為電壓表,b為電流表C.線路輸送電功率是220kWD.輸電線路總電阻為22答案BC左側(cè)的互感器原線圈并聯(lián)在輸電線路上,測量的是輸電電壓,所以a為電壓表;右側(cè)的互感器原線圈串聯(lián)在輸電線路上,測量的是輸電電流,b為電流表,選項B正確,A錯誤;電壓表的示數(shù)為22V,根據(jù)變壓公式,U1U2=100,輸電電壓為U1=100×22V=2200V;電流表的示數(shù)為1A,根據(jù)變流公式,I1I2=n2n1=100,輸電電流I1=100×1A=100A,線路輸送電功率為P=U1I1=220kW,選項C正確;根據(jù)題述條件,不能求出輸電線路總電阻,選項D錯誤。9.如圖所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為21,電池和交變電源的電動勢都為6V,內(nèi)阻均不計。下列說法正確的是()A.S與a接通的瞬間,R中無感應(yīng)電流B.S與a接通穩(wěn)定后,R兩端的電壓為0C.S與b接通穩(wěn)定后,R兩端的電壓為3VD.S與b接通穩(wěn)定后,原、副線圈中電流的頻率之比為21答案BC由理想變壓器的原理可知,當(dāng)S與a接通電流穩(wěn)定時,由于通過原線圈與副線圈中的磁通量不發(fā)生變化,故在副線圈中無感應(yīng)電流,但在剛接通瞬間,副線圈兩端的電壓不為零,R中有感應(yīng)電流,故A項錯誤,B項正確;當(dāng)S與b接通穩(wěn)定后,原線圈中接有交變電流,由變壓器的匝數(shù)比可得副線圈兩端電壓為3V,C項正確;變壓器并不改變交變電流的頻率,D項錯誤。10.(2018如皋高三調(diào)研)如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為51,、R和L分別是電壓表、定值電阻和電感線圈,D1、D2均為燈泡。已知原線圈兩端電壓u按圖乙所示正弦規(guī)律變化,下列說法正確的是()A.電壓表示數(shù)為62.2VB.電壓u的表達式u=311sin100tVC.僅增大電壓u的頻率,電壓表示數(shù)增大D.僅增大電壓u的頻率,D1亮度不變,D2變暗答案BD根據(jù)題圖乙可知,原線圈電壓的最大值為311V,則有效值U1=3112V220V,根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)成正比得n1n2=U1U2=51,解得U2=44V,所以電壓表示數(shù)為44V,故A項錯誤;原線圈電壓的最大值為311V,=2T=100rad/s,則電壓u的表達式u=311sin100tV,故B項正確;原線圈電壓不變,原、副線圈匝數(shù)不變,僅增大電壓u的頻率,電壓表示數(shù)不變,則D1亮度不變,電感線圈通低頻阻高頻,則阻礙作用變大,所以D2變暗,故C項錯誤,D項正確。11.(2018徐州模擬)如圖所示,變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2=21,原線圈所接交變電壓u=252sin100t(V),C為電容器,L為自感線圈,剛開始開關(guān)S斷開,下列說法正確的是()A.開關(guān)閉合前,交流電壓表示數(shù)為12.5VB.開關(guān)閉合穩(wěn)定后,燈泡比閉合前暗C.只增加交變電流的頻率,燈泡變亮D.只增加交變電流的頻率,電壓表讀數(shù)變大答案AB根據(jù)瞬時值的表達式可以求得輸出電壓的有效值、周期和頻率等,電感線圈對交流電有阻礙作用,并且交流電的頻率越大,電感的阻礙作用就越大,再根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比即可求得結(jié)論。由題可知,原線圈的電壓有效值為25V,根據(jù)變壓器的電壓與匝數(shù)關(guān)系可知,開關(guān)閉合前,交流電壓表示數(shù),即副線圈兩側(cè)的電壓U2=n2n1U1=12×25V=12.5V,故A項正確;開關(guān)閉合后燈泡與電容器并聯(lián),電路中的電流值增大,線圈對電路中電流的阻礙作用增大,則線圈上分擔(dān)的電壓增大,所以燈泡比閉合前暗,故B項正確;交流電的頻率越大,電感線圈對交流電的阻礙作用就越大,所以電路的電流會減小,燈泡的亮度要變暗,故C項錯誤;交流電的頻率對變壓器的變壓關(guān)系沒有影響,故D項錯誤。12.(2018宿遷模擬)如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為21,原線圈接入圖乙所示的正弦交變電流,電表均為理想電表。下列說法正確的有()A.電壓表的示數(shù)為110VB.交變電流的頻率為50HzC.滑動變阻器滑片向下滑動時,電壓表示數(shù)變大D.滑動變阻器滑片向上滑動時,電流表示數(shù)變小答案BD變壓器輸入電壓有效值U1=3112V=220V;副線圈兩端電壓U2=n2n1U1=12×220V=110V,則電壓表的示數(shù)小于110V,選項A錯誤;交變電流的周期為0.02s,則頻率為50Hz,選項B正確;滑動變阻器滑片向下滑動時,R變小,副線圈電流變大,R0上的電壓變大,則電壓表示數(shù)變小,選項C錯誤;滑動變阻器滑片向上滑動時,R變大,則副線圈電流變小,初級電流變小,電流表示數(shù)變小,選項D正確。13.(2018鎮(zhèn)江一模)如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2=225,電阻R1=R2=25,D為理想二極管,原線圈接u=2202sin100tV的交流電,則()A.此交流電的頻率為100HzB.電阻R1兩端的電壓為50VC.通過電阻R2的電流為2AD.變壓器的輸入功率為150W答案BCD根據(jù)表達式可知=100,根據(jù)=2f得,交流電的頻率為f=2=1002Hz=50Hz,故A錯誤;原線圈電壓有效值為U1=Um2=220V,則根據(jù)變壓器匝數(shù)比可得副線圈電壓為U2=n2n1U1=522×220V=50V,選項B正確;二極管具有單向?qū)щ娦?流過二極管中的交流電只有半個周期可以通過,根據(jù)電流的熱效應(yīng)得:U22R2·T2=U'2R2T,解得U'=252V,根據(jù)歐姆定律得通過R2的電流為IR2=U'R2=25225A=2A,故C項正確;電阻R1消耗功率為PR1=PR1=U22R1=50225W=100W,電阻R2消耗功率為PR2=IR22R2=IR22R2=2×25W=50W,則原線圈輸入功率為P=P1=PR1+PR2=100+50W=150W,故D項正確。8