作業(yè)48變壓器 電能的輸送一、選擇題圖4811(安徽安慶二測)如圖481所示，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b.當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光，下列說法正確的是()A原、副線圈匝數(shù)之比為91B原、副線圈匝數(shù)之比為19C此時(shí)a和b的電功率之比為91D此時(shí)a和b的電功率之比為110解析：燈泡正常發(fā)光，則其電壓均為額定電壓U0，說明原線圈輸入電壓為9U0，輸出電壓為U0，原、副線圈匝數(shù)之比為91，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)公式，可得，由于小燈泡兩端的電壓相等，所以根據(jù)公式PUI可得兩者的電功率之比為19，故C、D錯(cuò)誤答案：A2.圖482(2016年高考·課標(biāo)全國卷)一含有理想變壓器的電路如圖482所示，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3 、1 和4 ，為理想交流電流表，U為正弦交流電源，輸出電壓的有效值恒定當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為I；當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為4I.該變壓器原、副線圈匝數(shù)比值為()A2B3C4D5解析：設(shè)變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為k，則可知，開關(guān)斷開時(shí)，副線圈電流為kI，則根據(jù)理想變壓器原理可知k，同理可知k，代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得U48I，代入第一式可得k3，B對，選B.答案：B3(福建漳州八校第二次聯(lián)考)如圖483，一理想變壓器原線圈接正弦式交流電源，副線圈接有三盞相同的燈(不計(jì)燈絲電阻的變化)，燈上均標(biāo)有“36 V6 W”字樣，此時(shí)L1恰好正常發(fā)光，圖中兩個(gè)電表均為理想電表，其中電流表的示數(shù)為0.5 A，下列說法正確的是()圖483A原、副線圈匝數(shù)之比為31B變壓器的輸入功率為12 WC電壓表的示數(shù)為9 VD若L3突然斷路，則L1變暗，L2變亮，輸入功率減小解析：L1恰正常發(fā)光，其電流為IAA，燈泡的電阻R 216 ，電壓表示數(shù)為IR18 V，根據(jù)輸入功率等于輸出功率知U1×0.5 A(3618)× W9 W，解得U118 V，原、副線圈匝數(shù)之比為185413，A、B、C錯(cuò)誤；若L3突然斷路，則副線圈總電阻增大，電流減小，則L1變暗，分壓減小，L2分壓增大變亮，輸入功率減小，D正確答案：D4如圖484甲所示電路，理想變壓器原線圈輸入電壓如圖乙所示，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動變阻器，C為耐壓值為22 V的電容器，所有電表均為理想電表下列說法正確的是()圖484A副線圈兩端電壓的變化頻率為0.5 HzB電流表的示數(shù)表示的是電流的瞬時(shí)值C滑動片P向下移時(shí)，電流表A1和A2示數(shù)均增大D為保證電容器C不被擊穿，原、副線圈匝數(shù)比應(yīng)小于101解析：由交變電壓圖象可知，原線圈輸入電壓最大值為311 V，周期T0.02 s，因此其有效值為220 V，頻率為50 Hz，因?yàn)樽儔浩鞑桓淖兘蛔冸妷旱念l率，故副線圈兩端電壓的變化頻率為50 Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電流表的示數(shù)為交變電流的有效值，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；輸入電壓一定，變壓器原、副線圈匝數(shù)比不變，由知輸出電壓不變，滑片下移，副線圈電路總電阻減小，電流增大，故A2示數(shù)變大，由原、副線圈電流與匝數(shù)成反比，由可知A1示數(shù)增大，選項(xiàng)C正確；保證電容器不被擊穿，輸出電壓最大值為22 V，而輸入電壓最大值為311 V，故原、副線圈匝數(shù)比應(yīng)大于101，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：C圖4855(西安八校聯(lián)考)如圖485所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2225，電阻R1R225 ，D為理想二極管，原線圈接u220sin100t(V)的交流電，則()A交流電的頻率為100 HzB通過R2的電流為1 AC通過R2的電流為 AD變壓器的輸入功率為200 W解析：由原線圈交流電瞬時(shí)值表達(dá)式可知，交變電流的頻率f50 Hz，A項(xiàng)錯(cuò)；由理想變壓器變壓規(guī)律可知，輸出電壓U250 V，由理想二極管單向?qū)щ娦钥芍?，交變電流每個(gè)周期只有一半時(shí)間有電流通過R2，由交變電流的熱效應(yīng)可知，··TUU225 V，由歐姆定律可知，通過R2的電流為 A，B項(xiàng)錯(cuò)，C項(xiàng)正確；其功率P2UI50 W，而電阻R1的電功率P1100 W，由理想變壓器輸入功率等于輸出功率可知，變壓器的輸入功率為PP1P2150 W，D項(xiàng)錯(cuò)答案：C圖4866(四川廣元二模)一理想降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為k，原線圈與阻值為4R0的電阻串聯(lián)后，接入有效值為25 V的正弦式交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，當(dāng)負(fù)載電阻的阻值R5R0時(shí)，理想電壓表的示數(shù)為5 V保持變壓器輸入電流不變，現(xiàn)將負(fù)載電阻的阻值增大到R11R0，此時(shí)輸入電壓有效值為U，則()Ak，U49 VBk，U48 VCk4，U49 V Dk4，U48 V解析：變壓器副線圈電路電流I2，此時(shí)變壓器原線圈電路電流為I1；調(diào)整負(fù)載前，變壓器副線圈電壓U2×6R06 V，原線圈上的電壓U1kU26k V，則UU1I1×4R0，即256k，解得k4；保持變壓器輸入電流不變，則副線圈電流也不變，將負(fù)載電阻的阻值增大到R11R0，則變壓器副線圈兩端電壓為U2×(11R0R0)12 V，原線圈兩端電壓U1kU248 V，故UU1I1·4R048 V×4R049 V，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤答案：C7(河北保定調(diào)研)(多選)如圖487所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為110，原線圈接通正弦交流電源，理想電壓表V示數(shù)為22 V，理想電流表A1示數(shù)為5 A，副線圈串聯(lián)了電阻可忽略的熔斷器、理想電流表A2以及虛線框內(nèi)的某用電器，電路處于正常工作狀態(tài)，則下列說法正確的是()圖487A熔斷器的熔斷電流應(yīng)該大于0.5 AB原、副線圈的電流頻率之比為110C若虛線框內(nèi)接入電容器，電容器的耐壓值至少是220VD若虛線框內(nèi)接入電動機(jī)且正常工作，可知電動機(jī)內(nèi)阻為440 ，電流表A2示數(shù)為0.5 A解析：根據(jù)，可知副線圈中電流為0.5 A，則選項(xiàng)A正確；原、副線圈的電流頻率相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)，可知副線圈兩端電壓為220 V，最大值為220 V，選項(xiàng)C正確；電動機(jī)為非純電阻電器，若電動機(jī)內(nèi)阻為440 ，則副線圈電流小于0.5 A，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：AC8(西安質(zhì)檢)(多選)如圖488甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n110匝、n2100匝，副線圈接有R1 000 的電阻，原線圈與電阻不計(jì)的導(dǎo)線圈構(gòu)成閉合回路，其中圓形區(qū)域的面積為Sm2.在該圓形區(qū)域內(nèi)有如圖乙所示的按正弦規(guī)律變化的磁場垂直穿過，不計(jì)電流表內(nèi)阻，下列說法正確的是()圖488A導(dǎo)線圈的電動勢為20 VB導(dǎo)線圈的電動勢為10 VC負(fù)載電阻R的電流為 AD電流表的示數(shù)為 A解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，電動勢最大值EmSB0SB0S，代入數(shù)據(jù)可得Em20 V，電動勢有效值E10 V，B正確，A錯(cuò)誤；電壓與匝數(shù)成正比，所以變壓器副線圈電壓U210E100 V，變壓器副線圈電流I2 A，電流與匝數(shù)成反比，所以原線圈電流I110I2 A，C錯(cuò)誤，D正確答案：BD圖4899(多選)一臺理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為41，原線圈接入電壓為220 V的正弦交流電，一只理想二極管和一個(gè)滑動變阻器R串聯(lián)接在副線圈上，如圖489所示電壓表和電流表均為理想交流電表，則下列說法正確的是()A電壓表的示數(shù)為55 VB原線圈中的輸入功率等于副線圈中的輸出功率C若將滑動變阻器的滑片向下滑動，則電流表的示數(shù)變小D若滑動變阻器接入電路的阻值為30 ，則1 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為6 050 J解析：原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，故副線圈兩端的電壓U255 V，由P入P出，即U1I1U2I2，B項(xiàng)正確；由有效值的定義知電壓表的示數(shù)小于55 V，A項(xiàng)錯(cuò)誤；將滑動變阻器的滑片向下滑動，接入電路中的阻值變大，但對原、副線圈兩端的電壓無影響，即電壓表的示數(shù)不變，副線圈中的電流變小，則電流表的示數(shù)變小，C項(xiàng)正確；由功率計(jì)算可知產(chǎn)生的熱量為3 025 J，D項(xiàng)錯(cuò)誤答案：BC10(多選)如圖4810甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2101，b是原線圈的中心抽頭，S為單刀雙擲開關(guān)，定值電阻R10 .從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上如圖乙所示的交變電壓，則下列說法中正確的是 ()圖4810A當(dāng)S與a連接后，理想電流表的示數(shù)為2.2 AB當(dāng)S與a連接后，t0.01 s時(shí)理想電流表示數(shù)為零C當(dāng)S由a撥到b后，原線圈的輸入功率變?yōu)樵瓉淼?倍D當(dāng)S由a撥到b后，副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5 Hz解析：S與a連接后，由，又知U1V220 V，得U222 V，則理想電壓表的示數(shù)為22 V，又知定值電阻R10 ，可得理想電流表示數(shù)為I2.2 A，故A選項(xiàng)對、B選項(xiàng)錯(cuò)S由a撥到b后，n1n251，則U1U251，得U22U2，據(jù)P得功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故C選項(xiàng)對輸出電壓頻率不變，仍為50 Hz，故D選項(xiàng)錯(cuò)答案：AC11(多選)在遠(yuǎn)距離送電時(shí)，輸送的電功率為P，輸送電壓為U，所用導(dǎo)線的電阻率為，橫截面積為S，總長度為L，輸電線損失的電功率為P，用戶得到的電功率為P用，則P、P用的關(guān)系式正確的是 ()AP BPCP用P DP用P解析：輸電線損失的電功率PI2R，用戶得到的電功率P用PP，輸電線電阻R，輸電電流I，故輸電線上損失的電功率為：PI2R，B選項(xiàng)正確用戶得到的功率為：P用PPP，D選項(xiàng)正確答案：BD12(山西晉城期末)(多選)圖4811甲所示的變壓器原、副線圈匝數(shù)比為31，圖乙是該變壓器cd輸入端交變電壓u的圖象，L1、L2、L3、L4為四只規(guī)格均為“9 V6 W”的相同燈泡，各電表均為理想交流電表，以下說法不正確的是()圖4811Aab輸入端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為uab27sin100t(V)B電流表的示數(shù)為2 A，且四只燈泡均能正常發(fā)光C流過燈L2的電流每秒鐘方向改變50次Dab輸入端輸入功率Pab18 W解析：變壓器副線圈兩端的電壓U29 V，副線圈中的三只燈泡均正常發(fā)光，副線圈中的電流I23×2 A，原線圈中的電流為I1，解得I1A，燈L4正常發(fā)光，電壓為9 V，ab輸入端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式uab36sin100t(V)，A錯(cuò)誤，B正確；交流電的頻率為50 Hz，所以流過每只燈泡的電流每秒方向改變100次，C錯(cuò)誤；ab輸入端輸入功率PUabI136× W24 W，D錯(cuò)誤答案：ACD二、非選擇題13(太原階段檢測)如圖4812甲所示，理想變壓器原線圈通有正弦式交變電流，副線圈接有3個(gè)電阻和一個(gè)電容器已知R1R320 ，R240 ，原、副線圈的匝數(shù)比為101，原線圈的輸入功率為P35 W，已知通過R1的正弦交流電如圖乙所示求： 圖4812(1)原線圈輸入電壓；(2)電阻R2的電功率；(3)電容器C流過的電流解析：(1)由題圖乙可知，副線圈上通過R1的電流最大值為A，故副線圈上的電壓最大值為U2max20 V，由變壓器原、副線圈的電壓關(guān)系可得，原線圈的電壓最大值為U1max10×20 V200 V，有效值為200 V.(2)電阻R2的兩端電壓為U220 V，電功率P210 W.(3)因?yàn)殡娮鑂1的電功率為P120 W；故電阻R3支路上消耗的電功率為P335 W10 W20 W5 W，故通過電容器的電流為IA0.25 A.答案：(1)200 V(2)10 W(3)0.25 A14某水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率為100 kW，發(fā)電機(jī)的電壓為250 V通過升壓變壓器升高電壓向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻為8 ，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為220 V要求在輸電線上損失的功率控制為5 kW(即用戶得到的功率為95 kW.)請你設(shè)計(jì)兩個(gè)變壓器的匝數(shù)比為此，請你計(jì)算：(1)降壓變壓器輸出的電流是多少？輸電線上通過的電流是多少？(2)輸電線上損失的電壓是多少？升壓變壓器輸出的電壓是多少？(3)兩個(gè)變壓器上的匝數(shù)比各應(yīng)等于多少？解析：如圖4813為輸送電路圖(1)降壓變壓器輸出電流I4，也就是用戶得到的電流I4A4.32×102 A，輸電線上通過的電流為I2.圖4813因?yàn)镻線IR，所以I2A25 A.(2)輸電線上損失的電壓U線，U線I2R25×8 V200 V，因?yàn)樯龎鹤儔浩鳛槔硐胱儔浩鳎斎牍β实扔谳敵龉β?，所以升壓變壓器輸出的電壓U2計(jì)算如下：因?yàn)镻2I2U2P1，所以U2V4×103 V.(3)升壓變壓器的匝數(shù)比：，降壓變壓器的匝數(shù)比：.答案：(1)4.32×102 A25 A(2)200 V4×103 V(3)