完整版变压器和远距离输电 专题复习

(1) 副线圈的匝数n2、n3?
(2) 电流表的读数？
2.(多选)如图所示，理想变压器输入端接在电动势随时间变化、内阻为r的交流电源上，输出端接理想电流表及阻值为R的负载，变压器原、副线圈匝数的比值为汀:'R。

如果要求负
载上消耗的电功率最大，则下列说法正确的是
A •交流电源的效率为50%
B•电流表的读数为2J2R T
C •负载上消耗的热功率为E m 4r
D •该交流电源电动势的瞬时值表达式为考点2理想变压器的动态分析e=
E m sin100 n V
第2讲变压器电能的输送
1•如图所示，理想变压器有两个副线圈，L i、L2是两盏规格为“8 ,10 W”的灯泡，L3、L4是两
盏规格为“6 \12W”的灯泡，当变压器的输入电压为U i = 220 V时，四盏灯泡恰好都能正常发光，如果原线圈的匝数n i = 1100匝，求：
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， 表的读数变大，电压表的读数变大
4. [2017湖•南长沙模拟]（多选）如图，一理想变
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
1.匝数比不变的情况（如图所示）
lli n 1
（1）U i 不变，根据—=^2，输入电压 U i 决定输出电压 U 2,可以得出不论负载电阻 R 如何变化，U 2不变。

⑵当负载电阻发生变化时，I 2变化，根据输出电流I 2 决定输入电流11,可以判断I 1的变化。

（3）12变化引起P 2变化，根据P 1= P 2,可以判断P 1的 变化。

佔不变.负载变化
2.负载电阻不变的情况（如图所示） n 1
（1） U 1不变，^2发生变化，U 2变化。

（
2） R 不变，U 2变化，I 2发生变化。

U 2
⑶根据P 2=筲和P 1= P 2,可以判断P 2变化时，P 1发生 变化，3.分析动态问题的步骤
鲁变化，負载《不变
爲一石 厂砾 P 】=巴仃口=丿应小
---------- 5 ----------------- D ----------------------------
决定 ■决定.
决定
决定 °
3.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
为交流电流表，
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 ）
原线圈接入一交流电源，副线圈电路中 R i 、R 2、R 3和R 4均为定值电阻，开关 S 是闭合的。

V 1和V 2为理想电压表，读数分别为 U 1和U 2； A l 、A 2和A 3为理想电流表，读数分别为|1、 I 2和13。

现断开S ，U i 数值不变，下列推断中正确的是(BC )
A . U 2变小、|3变小
B . U 2不变、|3变大
C . |1变小、|2变小
D . |2变大、|3变大 考点3远距离输电 (4)输电线上损耗的电功率
2
P 2 2
P 损=I 线A U = |线R 线=卫R 线。

当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的 1
来的^2。

5.
某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为
9 kW ，输出电
压为500 V ,输电线的总电阻为10 Q,允许线路损耗的功率为输出功率的 4%。

求：
(1) 村民和村办小企业需要 220 V 电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的 匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)
⑵若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？
6. [2014浙江高考]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
(1)功率关系：P 1 = P 2，P 3= P 4, P 2— P 损 +
P
U 1 n 1 I 2 U 3 n 3 |4
(2)电压、电流关系: U 2 —n 2— I
1’ U 4 n 4 |3
U 2=A U + U 3，|2 = |3= | 线。

P 2 P 3 U 2 —U 3
⑶输电电流：I 线一 U 2 — U 3 —。

R
n 倍，输电线上损耗的功率就减小到原
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 l i ,其末端间的电压为 U i 。

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
12。

则(A )
B •输电线上的电压降为U
C .理想变压器的输入功率为12r
D .输电线路上损失的电功率为l i U 考点4•几种变压器
7•在绕制变压器时，某人将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上。

当通以 交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂。

已 知线圈1、2的匝数之比n i : n 2= 2： 1。

在不接负载的情况下(B
A .当线圈1输入电压为220 V 时，线圈2输出电压为110 V
B .当线圈1输入电压为220 V 时，线圈2输出电压为55 V
C .当线圈2输入电压为110 V 时，线圈1输出电压为220 V
D .当线圈2输入电压为110 V 时，线圈1输出电压为440 V
8 .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
l ab .
cd 一侧线圈的匝数较多，工作时电流为 l ed ，为了使电流 _____________________
表能正常工作，则(B )
A . ab 接 MN 、ed 接 PQ , l ab v|ed
B . ab 接 MN 、ed 接 PQ ，l ab >l ed C. ab 接 PQ 、ed 接 MN , l ab <l ed D. ab 接 PQ 、ed 接 MN ， l ab >|ed
9. 如图所示，自耦变压器输入端 A 、B 接交流稳压电源， 其电压有效值U 1 = 100 V ，R o = 40 Q,当滑动片处于线 圈中点位置时，C 、D 两端电压的有效值U 2为__200_V , 通过电阻R 0的电流有效值为__5__A 。

10.
如图所示为一理想变压器，原线圈的输入电压
小=3300 V ,
副线圈的输出电压 U 2= 220 V ，绕过铁芯的导线所接的电压表的示数 U 0 = 2 V ，贝U
(1) 原、副线圈的匝数各是多少？
⑵当S 断开时，A 2的示数|2 = 5 A ,那么A 1的示数是多少？
(3)当S 闭合时，A 2的示数将如何变化？ A 1的示数将如何变化？ 答案 (1)1650匝 110匝 (2)0.33 A (3)A 1、A 2的示数都增大
板块三限时规范特训
A •用户端的电压为 l i U i
|2
A .变压器原、副线圈匝数比为10 2 : 1
B .电流表示数为1 A
C .电流表示数为10 A
D .副线圈中电流的频率为5 Hz
3.[2017四川广元二模]一理想降压变压器原、畐【J 线圈匝数比为 k ,原线圈与阻值为4R 0的 电阻串联后，接入有效值为 25 V 的正弦式交流电源；畐懺圈电路中固定电阻的阻值为 R 0,
当负载电阻的阻值 R = 5R 0时，理想电压表的示数为 5 V 。

保持变压器输入电流不变，现将负 载电
阻的阻值增大到R '= 11R 0，此时输入电压有效值为 U '，则（C ）
k =叟 U = 49 V
6 k =孕，U = 48 V
6 k = 4, U = 49 V k = 4, U = 48 V
[2017安徽十校联考]在图甲所示的电路 2 : 1
4/?0
U
4. 中，理想变压器原、副线圈匝数比为
2： 1。

a 、b 与时间的关系如图乙所示，二极管可视为理想二极管， 均为理想电表，电阻 R = 10 Q,则下列说法正确的是（C ）
A .电压表示数为4.5 V
B .电压表示数为0
C .电流表示数为0.9 A D.电路消耗功率为16.2 W
5.[2017福建宁德质检]如图所示，理想变压器的副线圈接有一 规
一、选择题（本题共10小题，每小题6分，共60分。

其中1〜6为单选，7〜10为多选） 1.如图，理想变压器原、副线圈匝数比为 20 : 1，两个标有“ 12 V , 6 W ”的小灯泡并 联在副线圈的两端。

当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表 （可视为理想的）
的示数分别是（D ）
A .
2 .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 二220迈sin100 t （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 （B ）
_ ---------------------- T ----------
120 V,0.10 A 240 V,0.025 A 120 V,0.05 A 240 V,0.05 A
两端电压 电表
原线圈接u= 220 2sin 100 n V的正弦式交变电流后灯泡和电动机都正常工作，且原线圈中理想交流电流表的示数为1 A,则下列说法正确的是（D ）
A •理想变压器原、副线圈匝数之比为4：1
B .电动机的输出功率为176 W
C .电动机的热功率为6 W
D .若电动机被卡住，灯泡仍正常工作，则电流表的示数变为9A
6.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（D）
A .用户用电器上交流电的频率是100 Hz
B .发电机输出交流电的电压有效值是500 V
C .输电线的电流只由降压变压器原、畐懺圈的匝数比决定
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
7. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1 :
n2= 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= 10 Q。

从某时刻开始在原线圈c、d两端加上
如图乙所示的交变电压，贝U下列说法中正确的是（AC ）
A .当S与a连接后，理想电流表的示数为2.2 A
B .当S与a连接后，t二0.01 s时理想电流表示数为
零
C .当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的4倍
D .当S由a拨到b后，副线圈输
出电压的频率变为25 Hz
8. 在远距离送电时，输送的电功率为P,输送
电压为U，所用导线的电阻率为面积为S,总长度
为L,输电线损失的电功率为的关系式正确的是
（BD ）
八° U2S
A . P =—7
pL
U2S
C . P用=P-
pL
二、非选择题
p,横截p',用户得到的电功率为P用，贝u p'、
P用
P- U2S
P pL
P
用二P 1- U2S
9. 发电机输出电压为1.0X 103 V的交变电流，现在通过一个变压比为 1 : 4的变压器升
压，再通过总电阻为1.0 Q的输电线路向某地输电，在输送的电功率为800 kW的情况下(设变压器为理想变压器)。

求：
(1) 升压变压器的副线圈两端电压为多大？
(2) 输电线上通过的电流为多大？
(3) 输电线上造成的电压损失为多少？
⑷输电线上损失的电功率占输电总功率的百分比为多少?
答案(1)4 X 103 V (2)200 A (3)200 V (4)5%
10. 某水电站发电机
的输出功率为100 kW，发电机的电压为250 V。

通过升压变压器升高电压向远处输电，输电线总
电阻为8 Q,在用户端用降压变压器把电压降为220 V。

要求在
输电线上损失的功率控制为 5 kW(即用户得到的功率为95 kW。

)请你设计两个变压器的匝数比。

为此，请你计算。

(1) 降压变压器输出的电流是多少？输电线上通过的电流是多少？
(2) 输电线上损失的电压是多少？升压变压器输出的电压是多少？
(3) 两个变压器上的匝数比各应等于多少？
1 190
答案(1)4.32X 102 A 25 A (2)200 V 4X 103 V ⑶屁不。