1、习题课 变压器及远距离输电一、基础练1远距离输电时，在输送电功率不变的条件下( )A只有增大导线的电阻，才能减小电流，提高输电效率B提高输电电压，能减小电流，提高输电效率C提高输电电压势必增大输电导线上能量损耗D提高输电电压势必增大输电导线上的电流2(双选) 理想变压器的原、副线圈匝数比 n1n 2101 ，原线圈两端接通交流电源，则( )A原、副线圈中电流频率之比 f1f 2101B原、副线圈两端电压之比为 U1U 2101C原、副线圈内交变电流之比 I1I 2110D变压器输入和输出功率之比 P1P 21013如图 1 所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为 n1，原线圈接正弦交流电压
2、 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( )图 1A电动机两端电压为 IRB电动机消耗的功率为 I2RC原线圈中的电流为 nID变压器的输入功率为UIn4(双选) 如图 2 所示，一理想变压器由一个初级线圈和两个次级线圈组成当此变压器工作时，初级、次级线圈的匝数、电流、电压均在图中标出则下列几组关系式中正确的是( )图 2A ， B ， U1U2 n1n2 U1U3 n1n3 I1I2 n1n2 I1I3 n3n1Cn 1I1n 2I2n 3I3 D I1I2 I3 n2 n3n15有条河，
3、流量 Q2 m3/s，落差 h5 m，现利用其发电，若发电机总效率为 50%，输出电压为 240 V，输电线总电阻 R30 ，允许损失功率为输出功率的 6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220 V，100 W” 的电灯正常发光？( g 取 10 m/s2)二、提升练6 “西电东输”工程中为减少输电损耗，必须提高输电电压，从西部某电站向华东某地区输送的电功率为 106 kW，输电电压为 1 000 kV，输电线电阻为 100 .若改用超导材料作为输电线，则可减少电损耗的功率为( )A10 5 kW B10 4 kWC10 6 kW D
4、10 3 kW7关于电能输送的分析，正确的是( )A由公式 P 得到，输电电压越高，输电导线上的功率损失越大U2RB由公式 P 得到，输电导线的电阻越大，功率损失越少U2RC由公式 PI 2R 得到，输电电流越大，输电导线上的功率损失越大D由公式 PIU 得到，输电导线上的功率损失与电流强度成正比8如图 3 所示，当图中 ab 两端与 ef 两端分别加上 220 V 的交流电压时，测得 cd 间与 gh 间电压均为 110 V；若分别在 cd 间与 gh 间两端加上 110 V 的交流电压，则 ab 与 ef间电压为( )图 3A220 V,220 V B220 V,110 VC110 V,1
5、10 V D220 V,0 V9(双选) 调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图 4 所示线圈 AB 绕在一个圆环形的铁芯上，AB 间加上正弦交流电压 U，移动滑动触头 P 的位置，就可以调节输出电压在输出端连接了滑动变阻器 R 和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为 Q，则( )图 4A保持 P 的位置不动，将 Q 向下移动时，电流表的读数变大B保持 P 的位置不动，将 Q 向下移动时，电流表的读数变小C保持 Q 的位置不动，将 P 沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大D保持 Q 的位置不动，将 P 沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小10理想变压器的原线圈接入表达式为 iI msin t
6、的交变电流，一只灯泡和交流电流表串联后接在副线圈两端，读数为 0.4 A，当 t T 时，原线圈的电流 i30 mA，由此可38知，此变压器的原副线圈匝数之比为( )A430 B403C340 D40 32 211如图 5 所示，一理想变压器的原、副线圈分别由双线圈 ab 和 cd(匝数都为 n1)、ef和 gh(匝数都为 n2)组成用 I1 和 U1 表示输入电流和电压，I 2 和 U2 表示输出电流和电压在下列四种连接法中，符合关系 ， 的有 ( )U1U2 n1n2 I1I2 n2n1图 5b 与 c 相连，以 a、d 为输入端；f 与 g 相连，以 e、h 为输出端b 与 c 相连，以
7、 a、d 为输入端；e 与 g 相连，以 f、h 为输出端a 与 c 相连，以 b 与 d 相连作为输入端；f 与 g 相连，以 e、h 为输出端a 与 c 相连，b 与 d 相连作为输入端；e 与 g 相连，f 与 h 相连作为输出端A B C D12(双选) 如图 6 所示，电路中的变压器为理想变压器， S 为单刀双掷开关，P 是滑动变阻器 R 的滑动触头，U 1 为加在原线圈两端的交变电压，I 1、I 2 分别为原线圈和副线圈中的电流下列说法正确的是( )图 6A保持 P 的位置及 U1 不变，S 由 b 切换到 a，则 R 上消耗的功率减小B保持 P 的位置及 U1 不变，S 由 a
8、切换到 b，则 I2 减小C保持 P 的位置及 U1 不变，S 由 b 切换到 a，则 I1 增大D保持 U1 不变，S 接在 b 端，将 P 向上滑动，则 I1 减小题 号 1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12答 案13风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图 7 所示风车阵中发电机输出功率为 100 kW，输出电压是 250 V，用户需要的电压是 220 V，输电线电阻为10 .若输电线因发热而损失的功率为输送功率的 4%，试求：图 7(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比(2)画出此输电线路的示意图(3)用户得到的电功率是多少习题课 变压器及
9、远距离输电 答案1B 在输出功率一定时，由 PUI 知，当 U 增大时，I 减小，输电导线损耗的功率P 损 I 2R 将变小 2BC 根据变压器的电压比 和电流比 可知选项 B、C 是正确的对于U1U2 n1n2 I1I2 n2n1理想变压器，输入与输出的功率应相等，即 P1P 2，所以选项 D 是错误的3D 电动机两端电压为 ，故电动机消耗的功率为 ，即为变压器的输入功率，原Un IUn线圈中的电流 I0 .In4AC 电压与匝数成正比，故 A 正确，能量守恒，故 C 正确56125 23511 470 盏解析 设 为水的密度电源端：P 输出 50%Qgh0.52110 31050.5 W5
10、10 4 Wmght输出电压 U0240 V，输送电路如下图所示为满足输电要求，据 P 损 I R，有2送I 送 A10 AP损R P输 出 6%R 51040.0630则送电电压为 U 送 V510 3 VP输 送I送 510410所以升压变压器的匝数比为n1n 2U 0U 送 240(510 3)6125输电线电压损失 U 损 I 送 R 1030 V300 V用户端：U 1U 送 U 损 510 3 V300 V4 700 V据题意可知，U 2220 V，所以降压变压器的匝数比为n1n 2U 1U 24 70022023511因为理想变压器没有能量损失，可正常发光的电灯盏数为N 盏470
11、 盏P输 P损P灯 5104 51040.061006A 输电电流 I ，输电线路损失的电功率 P 损 I 2R 2R110 5 kW，当改用PU (PU)超导输电时，不损失电能，因此减少的输电损耗就等于 P 损 ，故 A 正确7C8B 对变压器 nabncd UabUcd 21Ucd 110 V 时， Uab220 V .对分压器 gh 间接 110 V 时，U efU gh110 V9BC 保持 P 的位置不动，U 2不变，将 Q 向下移动时， R 变大，故电流表的读数变小；保持 Q 的位置不动，R 不变，将 P 沿逆时针方向移动时，n 2变大，U 2变大，故电流表的读数变大10B 交流电
12、流表的读数为 0.4 A，说明副线圈中电流的有效值为 0.4 A，原线圈中电流的表达式为 iI msin t，当 t T 时，i I msin tI msin TI msin Im 30 38 2T38 34 22 Im2mA，所以原线圈中电流的有效值为 30 mA，电流之比是 340，所以匝数之比为 403.11D 图中双线圈 ab，cd，ef ，gh 的绕法相同，当 bc 相连，fg 相连时，相当于两组原线圈串联，两组副线圈串联，原、副线圈匝数都增大一倍，对理想变压器 U1U2 2n12n2，且有 I1U1I 2U2，所以 ，即正确；当 e，g 相连时，副线圈相当于双线绕法，n1n2 I1
13、I2 n2n1副线圈内感应电动势相互抵消，没有输出，错误；中原线圈 ab 和 cd 两个线圈并联，副线圈中 ef 和 gh 两个线圈串联，显然错误；中的 a 与 c 相连，e 与 g 相连，原、副线圈中的两个线圈都并联，电压、电流符合题意，正确故正确选项为 D.12BC 改变开关的位置就是改变副线圈匝数的多少，当副线圈匝数减少时，副线圈两端电压减小，R 上消耗的功率减小，电流也减小；当电压和副线圈都不发生变化时，调节滑动变阻器向上滑动，则电阻减小，输出电流增大，输入电流也增大13(1)120 24011 (2)见解析图 (3)96 kW解析 (1)输电线损失的功率P 损 P4% 100 kW4%4 kW输电线电流 I2 A20 AP损R线 410310升压变压器输出电压 U2 V5 000 VPI2 10010320升压变压器原、副线圈匝数比： n1n2 U1U2 2505 000 120电压损失 U 损 I 2R 线 2010 V200 V降压变压器原线圈端电压 U3U 2U 损 4 800 V降压变压器原、副线圈匝数比 n3n4 U3U4 4 800220 24011(2)如图所示(3)用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为P 用 PP 损 P(14%)10096% kW 96 kW
