102变压器电能的输送

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1、10.2 变压器电能的输送1. 如图10-2-1所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为101，R120 ，R210 ，C为电容器，原线圈所加电压u220sin (100t) V下列说法正确的是()图10-2-1A通过电阻R3的电流始终为零B副线圈两端交变电压的频率为50 HzC电阻R2的电功率为48.4 WD原副线圈铁芯中磁通量变化率之比为101解析在交流电路中电容器能够通交流，所以A错误；变压器能够改变交流电压，但是不能变频，因此B正确；根据得到U222 V，所以电阻R2的电功率为P248.4 W，C正确；根据法拉第电磁感应定律得到原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为11，D错误答案BC2如图

2、10-2-2所示，一理想变压器原线圈匝数n11 100匝，副线圈匝数n2220匝，交流电源的电压u220sin 100t(V)，电阻R44 ，电压表、电流表为理想电表，则下列说法错误的是()图10-2-2A交流电的频率为50 HzB电流表A1 的示数为0.2 AC电流表A2 的示数为 AD电压表的示数为44 V解析由交流电源的电压瞬时值表达式可知，100 rad/s，所以频率f50 Hz，A项说法正确；理想变压器的电压比等于线圈匝数比，即，其中原线圈电压的有效值U1220 V，U2U144 V，故D项说法正确；I21 A，故C项说法错误；由电流比与线圈匝数成反比，即，所以I1I20.2 A，故

3、B项说法正确综上所述，说法错误的是C项答案C3如图10-2-3所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B T的水平匀强磁场中，线框面积S0.5 m2，线框电阻不计线框绕垂直于磁场的轴OO以角速度200 rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V60 W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法正确的是()图10-2-3A图示位置穿过线框的磁通量变化率不为零B线框中产生交变电压的表达式为u500sin (200t) VC变压器原、副线圈匝数之比为5011D允许变压器输出的最大功率为2 200 W解析图示位置穿过线框的磁通量最大，

4、但由于没有边切割磁感线，所以无感应电动势磁通量的变化率为零，A选项错误；线框中交变电压uNBSsin t500sin (200t) V，B选项正确；变压器原、副线圈匝数之比，C选项错误；变压器输出的最大功率等于输入的最大功率PUI50010 W5 000 W，D选项错误答案B4如图10-2-4所示，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接c、d两个端点接在匝数比n1n2101的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0.匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为l(电阻不计)，绕与ab平行的水平轴(也是两圆环的中心

5、轴)OO以角速度匀速转动如果滑动变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则()图10-2-4A滑动变阻器上消耗的功率为P10I2RB变压器原线圈两端的电压U110IRC取ab在环的最低端时t0，则导体棒ab中感应电流的表达式是iIsin tDab沿环转动过程中受到的最大安培力FBIl解析由于电流表示数为有效值，由可知I210I，故P100I2R，选项A错误；变压器原线圈两端电压为U110IR100IR，选项B错误；从最低点开始计时，则导体棒中感应电流的瞬时值的表达式为iIcos t，选项C错误；导体棒中电流最大值为I，所以FBIl，选项D正确答案D5如图10-2-5甲所示，原线圈所加交流电压

6、按图10-2-27乙所示规律变化，通过一台降压变压器给照明电路供电，照明电路连接导线的总电阻R0.5 ，若用户端能使55盏“220 V,40 W”的电灯正常发光则()图10-2-5A副线圈中的电流为10 AB原线圈两端电压的瞬时值表达式为u11 000sin (100t) VC原线圈输入的总功率为2 200 WD降压变压器的匝数比为n1n2409解析每盏灯泡正常发光时的电流I0 A，灯泡正常发光时，副线圈电流I2NI010 A，A项正确；根据图象，原线圈两端电压的瞬时值表达式为u11 414sin (100t) V，B项错误；照明电路连接导线损失的功率为50 W，所以原线圈输入的总功率为2 2

7、50 W，C项错误；副线圈两端电压U2U0I2R225 V，所以，D项正确答案AD6.如图10-2-6所示，一理想自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形的闭合铁芯上，输入端AB间加一正弦式交流电压，在输出端BP间连接了理想交流电流表、灯泡和滑动变阻器，移动滑动触头P的位置，可改变副线圈的匝数，变阻器的滑动触头标记为Q，则()图10-2-6A只将Q向下移动时，灯泡的亮度变大B只将Q向下移动时，电流表的读数变大C只将P沿顺时针方向移动时，电流表的读数变大D只提高输入端的电压U时，电流表的读数变大解析将Q向下移动时，R阻值增大电路中电阻增大，电流减小，故B项错误；由于副线圈上电压不变，电灯两端的电压不变，

8、功率不变，亮度不变，故A项错将P沿顺时针方向移动时副线圈匝数减少，电压减小，电流减小，故C项错提高输入端的电压时，副线圈上电压增大，电流增大，故D项正确(自耦变压器模型)答案D7如图10-2-7所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，b是原线圈的中心轴头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1220sin 100t(V)，则()图10-2-7A当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 VB当t s时，c、d间的电压瞬时值为110 VC单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小D当单刀双掷开关

9、由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小解析当单刀双掷开关与a连接时，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，副线圈输出电压为22 V，电压表的示数为22 V，选项A正确；当t s时，c、d间的电压瞬时值为u1220sin V220sin V110 V，选项B错误；单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表示数不变，电流表的示数变小，选项C错误；当单刀双掷开关由a扳向b时，理想变压器原、副线圈的匝数比为51，电压表示数变为44 V，电压表和电流表的示数均变大，选项D错误答案A8如图10-2-8甲所示，M是一个小型理想变压器，原副线圈匝数之比n1n2101，接线柱a，b接上一

10、个正弦交变电源，电压随时间变化规律如图10-2-30乙所示变压器右侧部分为一火灾报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的传感器，R1为一定值电阻下列说法中正确的是()图10-2-8A电压表V 示数为22 VB当传感器R2所在处出现火灾时，电压表V 的示数减小C当传感器R2所在处出现火灾时，电流表A 的示数减小D当传感器R2所在处出现火灾时，电阻R1的功率变小解析本题考查交变电流和变压器原理由图象可知交变电流的电压有效值为220 V，因为原副线圈的匝数比为101，故变压器副线圈的输出电压为22 V，而电压表测的是R2两端的电压，所以小于22 V，故A错误；当传感器

11、R2处出现火灾时，热敏电阻R2的阻值随温度升高而减小，变压器的输出电压不变，热敏电阻与定值电阻R1分压，故R2的分压减小，电压表示数变小，B正确；R2减小时，变压器的负载电阻减小，电流增大，则原线圈的电流也增大，所以电流表的示数增大，C错误；由于负载电路的电流增大，电阻R1消耗的功率也增大，故D也错误答案B9图10-2-9是远距离输电的示意图，下列说法正确的是()图10-2-9Aa是升压变压器，b是降压变压器Ba是降压变压器，b是升压变压器Ca的输出电压等于b的输入电压Da的输出电压等于输电线上损失的电压解析远距离输电先升压，再降压，选项A正确而B错误；由电线有电压损失，故a的输出电压等于b的

12、输入电压与损失的电压之和，选项C、D均错答案A10如图10-2-10为远距离高压输电的示意图关于远距离输电，下列表述正确的是()图10-2-10A增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗的C在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好解析依据输电原理，电路中的功率损耗PI2R线，而R线，增大输电线的横截面积，可减小输电线的电阻，则能够减小输电线上的功率损耗，A项正确；由PUI来看在输送功率一定的情况下，输送电压U越大，则输电电流越小，则功率损耗越小，B项正确；若输电电

13、压一定，输送功率越大，则电流I越大，电路中损耗的电功率越大，C项错误；输电电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，D项正确答案ABD11某小型水电站的电能输送示意图如图10-2-11所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电已知输电线的总电阻为R，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为41，降压变压器副线圈两端交变电压u220sin (100t) V，降压变压器的副线圈与阻值R011 的电阻组成闭合电路若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是()图10-2-11A通过R0电流的有效值是20 AB降压变压器T2原、副线圈的电压比为41C升压变压器T1的输

14、出电压等于降压变压器T2的输入电压D升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率解析降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220 V，负载电阻为11 ，所以通过R0电流的有效值是20 A，选项A正确；降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为41，所以降压变压器T2原、副线圈的电压比为41，选项B正确；升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压加上输电线上损失的电压，选项C错误；升压变压器T1的输出功率等于降压变压器T2的输入功率加上输电线上的功率，选项D正确答案ABD12图10-2-12甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压

15、的ut图象如图10-2-34乙所示，若只在ce间接一只Rce400 的电阻，或只在de间接一只Rde225 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.图10-2-12(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；(2)求只在ce间接400 电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比.解析(1)由题图乙知200 rad/s，电压瞬时值uab400sin(200 t)V.(2)电压有效值U1200 V，理想变压器P1P2，原线圈中的电流I1，解得I10.28 A.(3)设ab间匝数为n1，则，同理，由题意知，解得 ，代入数据得.答案(1)u400sin(200t)V(2)0.28 A或 A(3)