1、第二講變壓器電能的傳輸一、單項選擇問題1.(山東卷，2014)如圖K1021所示，額定電壓為60 V的電器通過理想變壓器接入正弦交流電源。開關閉合后，電器工作正常，交流電壓表和交流電流表(均為理想電流表)的讀數(shù)分別為220伏和2.2安。以下判斷是正確的()圖K1021A.變壓器的輸入功率為484瓦B.流經(jīng)初級線圈的電流有效值為0.6安C.流經(jīng)次級線圈的電流最大值為2.2 aD.變壓器的初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比是N1N2=1132.(2015年廣東省深圳市五校聯(lián)考)理想變壓器的一、二次線圈匝數(shù)比為N1 N2=11 1，一次線圈接正弦交流電源，輸入電壓U隨時間T的變化規(guī)律如圖K1022所示，二次

2、線圈只接一個電阻R=10，然后()圖K1022A.流經(jīng)電阻r的最大電流為1.0 a。B.變壓器的輸入功率為20瓦C.與電阻R并聯(lián)的電壓表指示為20伏D.在1秒鐘內改變電流方向50次3.如圖K1023所示，理想變壓器有兩個輔助線圈，匝數(shù)為n1和n2，連接的負載4R1=R2。當只有s 1閉合時，當前表示為1 A，當S1和S2都閉合時，當前表示為2 A，則n1n2為()圖K1023a11b . 12c . 13d . 144.如圖K1024所示，理想變壓器的初級和次級線圈的匝數(shù)分別為N1=10匝和N2=100匝。次級線圈以1000的電阻連接。初級線圈和無電阻導線構成一個閉合回路，其中圓形區(qū)域的面積為

3、S=m2。在這個圓形區(qū)域，磁場按照正弦規(guī)律變化，如圖二所示，垂直通過，所以沒有內阻的電流表顯示為(提示：乙=)A b圖K1024A.14.1 A B.0.14 A公元2.00年5.(2015湖北孝感聯(lián)檢)如圖K1025所示，理想變壓器的一次線圈和二次線圈的匝數(shù)比為15，一次線圈兩端的交流電壓為100 t (v)時為U=20，當兩端電壓達到100 v時，霓虹燈開始發(fā)光，以下說法正確()圖K1025A.打開開關后，霓虹燈的發(fā)光頻率為50赫茲B.開關接通后，電壓表的指示為100伏C.開關關閉后，電壓表的指示變大D.開關關閉后，變壓器的輸出功率保持不變6.(2015年河南焦作聯(lián)檢)如圖K1026所示，

4、理想變壓器一次線圈匝數(shù)N1=1100匝，二次線圈匝數(shù)N2=110匝。R0、R1和R2是常數(shù)電阻，R0=R1=R2。電流表和電壓表是理想的儀表。初級線圈連接到交流電源，電壓為220伏(314噸)圖K1026A.電壓表示為22 v。B.當開關S閉合時，電壓表示變小C.當開關s閉合時，電流表示變大D.當開關閉合時，變壓器的輸出功率增加第二，選擇題7.如圖K1027所示，理想變壓器的初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比為10: 1，初級線圈的輸入交流電壓為U=100正弦50 電視，O為從次級線圈中心引出的線端，R1=5 ，R2=15 ，然后()圖K1027A.當開關s關閉時，電流表的指示為0.05aB.當開關s

5、閉合時，電流表的指示為0.05a。C.當開關s閉合時，兩個電阻器的總電功率為wD.當開關斷開時，兩個電阻的總電功率為瓦8.圖K1028 A是理想變壓器的示意圖。初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比為5: 1。電壓表和電流表都是理想的交流儀表。Rt是一個熱敏電阻，其電阻隨溫度而增加，R1是一個定值電阻。如果發(fā)電機向初級線圈輸入如圖B所示的正弦交流電流，以下陳述是正確的()嘉義圖K1028A.輸入變壓器初級線圈的交流電壓表達式為u=36sin50 TV在b.t=0.015s秒時，發(fā)電機的線圈平面垂直于磁場方向C.初級和次級中的電流比9.如圖K1029所示，理想變壓器的初級和次級線圈匝數(shù)分別為n1和n2。初級

6、線圈通過理想的安培計與正弦交流電源相連，二級線圈兩端串聯(lián)一個電阻為r的負載電阻后連接一個二極管。假設二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大，交流電壓表測量的A、B端和C、D端的電壓分別為Uab和Ucd，則()圖K1029A.UabUcd=n1n2B.增加負載電阻的阻值，電流表的讀數(shù)變小C.負載電阻的電阻越小，CDs之間的電壓Ucd越大D.短路二極管，將電流表讀數(shù)加倍第三，非選擇題10.有一臺內部電阻為1的發(fā)電機，為學校提供照明電源。如圖K10210所示，升壓變壓器的匝數(shù)比為1: 4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4: 1，傳輸線的總電阻為r=4。全校有22個班，每個班有6盞“220伏，40瓦”的燈。如果

7、所有的燈都保證正常發(fā)光，那么：圖K10210(1)發(fā)電機的輸出功率是多少？(2)發(fā)電機的電動勢有多大？(3)什么是傳輸效率？(4)如果使用的燈的數(shù)量減少一半并且它們正常發(fā)光，發(fā)電機的輸出功率會減少一半嗎？11.三峽水利電力工程是治理和開發(fā)長江流域的重要舉措，也是世界上已建和在建的最大的水利工程。項目控制流域面積1.0106 km2，占長江流域面積的56%，壩址年平均流量q=4.511011m3，主要任務包括防洪、發(fā)電和航運。就發(fā)電量而言，三峽電站安裝了26臺水輪發(fā)電機組，總裝機容量(指26臺機組同時工作時的總發(fā)電量)為1.82107千瓦，年平均發(fā)電量約為8.401010千瓦時。該項目于2009

8、年竣工，成為“西電東送”的中心通道，主要向華中和華東電網(wǎng)供電，以緩解這兩個地區(qū)的電力短缺。閱讀以上材料并回答以下問題(水密度=1.0103 kg/m3，g為10 m/s2):(1)若將三峽水電站上下游水位差計算為h=100m，則推導出三峽水電站水流勢能轉化為電能的效率表達式，并計算出效率值。(2)如果26臺發(fā)電機組全部建成并發(fā)電，每臺發(fā)電機組平均每年發(fā)電多少天？(3)電站電能輸送到華中地區(qū)，輸送功率P1=4.5106千瓦，超高壓輸送，輸送電壓U=500千伏，發(fā)電機輸出電壓U0=18千伏，輸電線上的功率損耗為總輸送功率的5%，計算電站升壓變壓器一、二次線圈匝數(shù)比和輸電線總電阻。第二講變壓器電能的

9、傳輸1.D2.c分析：從圖中可以看出，一次線圈的最大電壓為220伏，所以電壓有效值為220伏。根據(jù)電壓與匝數(shù)的正比，二次線圈的電壓有效值為20伏，二次線圈的電阻為10，所以電流為2 A，所以A是錯的；電壓表測量電壓的有效值，所以電壓表的讀數(shù)是20 V，所以c是正確的；初級線圈和次級線圈的功率是相同的，從P=UI=202瓦=40瓦，所以變壓器的輸入功率是40瓦，所以B是錯誤的；從圖中可以看出，交流電的頻率為f=Hz=50 Hz，線圈每旋轉一次，電流方向就改變兩次，因此電流方向在1秒內改變100次，d是錯誤的。3.分析：變壓器的初級線圈和次級線圈的磁通量變化率是相同的，所以U: U1: U2=N:

10、 N1: N2。根據(jù)能量守恒，輸出功率等于輸入功率，所以UI=僅當S1關閉時，UI=當S1和S2關閉時，U=4U可以通過代入數(shù)據(jù)I=1得到5.b分析：從U=20 sin 100 t (v)可以看出，交流電壓頻率為50 Hz，交流電流在一個周期內兩次超過100 V電壓，所以氖泡發(fā)光頻率為100 Hz，選項A是錯誤的；變壓器輸入電壓的有效值為u1=20v，輸出電壓的有效值為U2=u1=520v=100 V，開關通斷后，電壓表的指示為100 V。選項b是正確的，但是c是錯誤的。開關關閉后，霓虹燈不發(fā)光，消耗的電能減少，變壓器的輸出功率降低，選項D是錯誤的。6.A7.交流分析：根據(jù)電壓公式，輸入電壓的

11、有效值為U0=100伏。當S斷開時，根據(jù)與匝數(shù)成比例的電壓，輸出電壓為10伏。當S斷開時，根據(jù)歐姆定律，次級線圈中的電流為A=0.5 A。根據(jù)電流與匝數(shù)的反比，初級線圈中的電流為0.05 A，因此A是正確的。當開關S斷開時，兩個電阻的總電功率為100.5瓦，所以D是錯的；當S閉合時，它相當于有兩個次級線圈，電壓仍然與匝數(shù)成正比，但電流不再與匝數(shù)成反比。由于O是從次級線圈中心引出的端子，兩個電阻兩端的電壓為5伏，兩個次級線圈中的電流為I1=1安=1安，I2=1安=1安，因此Iu0=I1U1 I2U2，初級線圈中的電流為1安，因此當S閉合時，兩個電阻的總電功率為total=I1U1 I2U2=W，

12、因此C是正確的。8.CD分析：由于交流周期為0.02秒，角速度為100弧度/秒，表達式中的角速度為50弧度/秒，所以選項A是錯誤的；當t=0.015 s時，sin (100 0.015)=sin 1.5 =-1，所以此時的電動勢最大，即發(fā)電機的線圈平面平行于磁場方向，而選項B是錯誤的；由于變壓器一次線圈和二次線圈的匝數(shù)比為51，變壓器一次線圈和二次線圈的電流比為15，選項C是正確的。當Rt溫度上升時，由于變壓器次級線圈的電壓不變，電流表的指示變小，初級線圈的電壓也不變，所以電壓表的讀數(shù)不變，選項D正確。9.BD分析：如果次級線圈兩端的電壓為U2，則為=。因為二極管具有單側導電性，根據(jù)有效值的定

13、義，=t，Ucd=，所以選項A是錯誤的；隨著負載電阻的增大，變壓器的輸出功率和輸入功率都減小。從P1=UABI1可以看出，電流表讀數(shù)降低，選項B正確。CDs之間的電壓Ucd與r的大小無關，選項c是錯誤的；當二極管短路時，變壓器的輸出功率P2=，是原來的兩倍。從P2=P2=P1=UabI1可以看出，電流表讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼膬杀?，選項D是正確的。10.解決方案：(1)對于降壓變壓器：U2I2=u3i3=NP燈=22640瓦=5280瓦U2=u3=4220v=880v所以I2=A=6 A=6 A對于升壓變壓器：U1I1=U2I2=紅外+U2I2=624瓦+5280瓦=5424瓦因此，p out=5424w。(2)因為U2=U2i2r=880v 64v=904v因此，u1=U2=904v=226v因為u1i1=u2i 2，i1=24 a。因此，e=u1 i1r=226v 241v=250v。(3)=97%。(4)當電燈減少一半