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有关变压器的提问与回答
有关变压器的提问与回答以下信息会回答一些关于变压器的常见问题，包括类型、应用和制造。变压器可以将电压和 电流转变为不同等级。 变压器的基本原理就是电压和电流总是相关的。例如，如果电压升高，电流就会下降。变压 器不能产生能量，只能变换能量，如同它的字面含义所示。 变压器的重要组成部分是什么？ 变压器的重要组成部分由装置内两组线圈组成。 它们分别被定义为初级线圈和次级线圈
。 变 压器内的线圈有时尺寸很小， 如同连接电气设备和插座的适配器那样， 或者它们会重大数吨， 尤其是变电站和发电站处的变压器。 一些变压器适用于复杂冷却系统。它们常用于高压设备，如输电线。电线杆旁边的圆柱形装 置就是变压器，用来将电压幅度逐级下调为家庭电压幅度。 变压器的初级线圈阻抗是多少？ 电阻抗用来衡量施加电压的电路对通过电流的抵抗程度。 初级线圈阻抗指的是变压器初级线 圈的阻抗。 变压器的功率因数是多少？ 电气系统的功率因数介于-1 到+1 之间。功率因素用来衡量运行了指定时间段内电气系统的 性能。 理想变压器是什么样子的？ 在任何电气系统中，都有无效功率。理想变压器是一个假象系统，不会有任何损耗。变压器 的损耗主要由电通量没有完全通过变压器的中心或者被绝缘层吸收造成的。 损失的电通量被 称作泄露电通量。在理想变压器中，线圈没有阻抗。然而，在实际生活中的应用中，变压器 的线圈总会有不同程度的阻抗。 变压器的两种基本类型分别是什么？ 使用的变压器主要有几种不同的类型， 但是可以分为两种基本类型。 升压变压器可以将输入 电压升高后输出。降压变压器将输入电压降低后输出。降压变压器常用于家庭设备，其所需 电压负载要比插座提供的电压低。 它们还用于计算机供电， 根据计算机母板的需求， 将 120V 的壁电压降低到 5V 和 12V。 变压器通常采用三相设计或者其它标准， 尽管两种最基本类型用于升高或者降低电路中的电 压。 为什么在变压器电能转换的过程中频率保持不变？ 变压器采用交流电源。电源本身决定了变压器的工作频率，而变压器本身不能改变它。为了 适配于更高频率，变压器线圈的铁含量需要降低。对于较低频率，需要提高铁含量。这就决 定了变压器不能影响输入或者输出的频率。 变压器的电压比是多少？变压器的电压比通过比较初级线圈的电压和次级线圈的电压获得。 电压比由线圈上的匝数决 定，与该值成比例关系。电压可以在多种变压器中改变，通常通过旋转开关，比如调光器。 音频变压器指的是什么？ 音频变压器适用于音频电路。它们会改善设备中的电压增益并会诱发其它设备的信号损失。 它们还会提供一项成为阻抗匹配的功能。很长一段时间以来，它们被应用于音频系统中，包 括电话。音频变压器有时体积很小，这样它们就不会明显影响接入设备的重量或者体积。 音频变压器用于隔离设备和供电电力网，主要为了保障设备和操作人员的安全。正因如此， 没有配备变压器的设备有时不易受到干扰。 有时， 为了使顾客满意， 广告宣传会强调这一点。 自耦变压器是什么？ 对于标准变压器，初级线圈和次级线圈都会相应匝数的缠绕。对于自耦变压器，它们会共享 部分线圈。采用该类变压器有时是因为其价格低廉、便于制造，并且比标准变压器重量轻、 体积小。 用于向连接负载连接供电的线圈是什么？ 变压器的次级线圈用于供电， 而初级线圈用于接收供电电压。 次级线圈会以一种理想方式供 给电源，例如，升高或降低的电压或者电流。 底盘安装变压器是什么？ 底盘安装变压器被设计成很容易安装到电气元件的底盘上。 它们有多种标准设计和容量。 此 外，还有许多不同的尺寸，这样可以安装到大型或小型的设备上。它们按照模块化设计。 不平衡变压器芯片是什么？ 不平衡变换器――平衡和不平衡的合成词， 用于变换电路的阻抗。 它们配备一个平衡端口和 两个不平衡端口， 保护电路免受噪音干扰并可实现其它功能。 配备不平衡变压器的芯片可以 同时包含在一个集成电路芯片上。 在交流供电中使用变压器有哪些好处？ 变压器可以提供一种便利的电压和电流调制方式， 并且符合大众的经济能力。 变压器不要求 移动部件如果质量好可以持续很长时间，并且在系统内几乎没有损失。 通过变压器， 电力工程师可以制作具有不同电流和电压要求的装置， 并且可以利用相同的墙 电压为其供电。为了说明变压器的多样化功能，我们可以看一下您电脑的供电墙电压。电脑 母板工作通常要求 5 伏和 12 伏电源。通过使用变压器，您的电源可以降低墙电压，以此可 以使您的电脑适合两种电压的供电。 何谓变流器？ 变流器可以如同变换电压一样变换电流。当电压下降时，电流则上升，反之亦然。变流器是 一种可以在电路中改变电流的装置。 所有变流器都会对于电路中的电流产生影响， 但这一影 响有时候与电路中的主要目的无关。 何谓变压器柱？变压器柱即是变压器芯的别名。变压器柱通常由铁制作，可以为线圈提供绕组表面。变压器 柱可以提供基质，磁通量通过基质在变压器中运行。电流流过变压器的边柱，在变压器的中 柱中运行。为了保证一致性，中柱通常是边柱的两倍。 何谓局域网-以太转换器？ 局域网-以太网最常应用的功能是允许利用相同的缆线建立语音和数据网络。其具体设计目 的是应对上述系统的需求，进入不同的设计之中。 局域网-以太网转换器通常属于模块设备，有时候作为局域网设备的一部分。 当次级线圈呈开路状态，初级线圈中的电流状态如何？ 如果变压器中的次级电路空载，初级线圈中的电流将下降至零。切记这是一个连接系统，本 身不会产生电流；它只是将电流和电压转换成为不同的安培或者伏特水平。 何谓变压器的匝数比？ 匝数比是指初级线圈和次级线圈匝数之间的比例。 匝数比决定了变压器的实际功能， 例如定 义其为降压或者升压变压器。 一些变压器被设计为可调整， 用户由此可以实际通过手动变更绕组中的线圈数量， 增加或者 减少功率输出。用于照明的明暗开关在这方面就是很好的范例。 线圈管的制作材料是什么？ 线圈管一般由高性能塑料或者其他有色金属制成。 取决于有关变压器的应用和工作条件， 线 圈管可以采用多种不同材料。 何谓照明变压器？ 照明变压器具体用于照明相关的应用之中，普遍见于明暗开关，可以在室内或者室外使用， 具有多种设计。 照明变压器通常只适合于低压应用。 然而， 同样装置有时候用于玩具火车以及某些其他电器， 调节流向其他低压负载的电压或者电流，满足这些装置对不同速度或者强度的工作需要。 何谓环形变压器？ 环形变压器的外形为圆形。 这些变压器采用多种不同材料， 包括大多数变压器中普遍使用的 铁。这些变压器由于尺寸较小，因此非常有用，很容易安装，并且可以轻松压缩到有关装置 之中。但是这些变压器也有某些不足，例如在功率方面的容量比较有限，与其他变压器相比 通常价格较高。 一台变压器的隔离电压是多少？ 一台变压器的隔离电压是持续应用于该装置的上限电压。 该电压从输入端向输出端或者底座 流动。 隔离变压器是指专门用于将某一负载与电气连接隔离的变压器， 大部分用于安全目的。 隔离 电压是指上述给予的计量数目，隔离变压器是指一种应用。 照明变压器的明暗调节方法是什么？灯光明暗调节是变压器的主要功能。 关于照明的明暗调节功能是指利用变压器降低从电源流 入的电压。例如，如果您希望将 12 伏电灯的光亮度调暗 50%，就应旋转明暗开关，为电灯 提供 6 伏电压。这是日常使用变压器的最普遍方式之一。 变压器中如何减少漏磁？ 一个称为交叉的流程可以用于减少变压器中漏磁总量。 交叉还可有助于减少两个不同线圈之 间的空气数量。 空气不允许磁通量自由渗透， 由此如果将多层磁材料置入交叉排列中就可以 尽可能减少磁通量，同时增加装置的总效率。 今天，变压器已经变得非常有效，其工作效率通常可以达到 99%或者更高。正是由于这一 原因，我们可以采用理想变压器作为工程模型。100%的高效变压器并不存在，但其标杆却 可以不断接近，出于工程的目的使用理想变压器是有意义的。
关于直流电经过变压器的问题_电子/电路_工程科技_专业资料。本文着重讨论关于直流电经过变压器的问题,沥青长久以来模棱两可的概念,加深对直流电和交流电的理解关于...过绕组时绕组电阻所消耗的功率,Pk 与参考温度有关...在小容量变压器上,上述问题不突出,采用线绕 已完全...回答者: TYtianye - 经理 四级 5-22 09:34 我...如要投诉违规内容,请到百度文库投诉中心;如要提出功能问题或意见建议,请点击此处进行反馈。关于变压器存在问题的报告隐藏&& 博深一段[2011]第 20 号 关于变压器存在...关于变压器的知识_哲学/历史_人文社科_专业资料。变压器的原理关于变压器的知识 P0...低压线圈采用箔绕解决大电流和突发短路问题,在小容量变压器上,上述问题不 突出,...如要投诉违规内容,请到百度文库投诉中心;如要提出功能问题或意见建议,请点击此处进行反馈。 有关变压器的规范 隐藏&& GB
干式电力变压器 GB/T 10228-...如要投诉违规内容,请到百度文库投诉中心;如要提出功能问题或意见建议,请点击此处进行反馈。 有关变压器的专业知识 隐藏&& 为您引见一些变压器专业学问:1,什么叫...关于隔离变压器的问题_机械/仪表_工程科技_专业资料。选填,简要介绍文档的主要内容...回答者: 驿站 927 - 顶级工程师 第 12 级
21:36:24 强烈...如要投诉违规内容,请到百度文库投诉中心;如要提出功能问题或意见建议,请点击此处进行反馈。关于变压器变压器的调整率变压器的调整率隐藏&&...变压器、PT常见问题解答_机械/仪表_工程科技_专业资料。变压器、PT常见问题解答100...(008):变压器油质劣化与哪些因素有关? 答: 影响变压器油质劣化的主要因素:...关于低压配电变压器常见问题对策研究_电力/水利_工程科技_专业资料。关于低压配电变压器常见问题对策研究 【摘要】本文简要介绍了低压配电变压器常见问题及应急措施。 【...
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1、若输送电功率一定，则在输电线上的功率损失()A与输送电压成正比B与输送电压的平方成正比C与输电线上电压损失的平方成正比D与输电电流的平方成正比某发电站采用高压输电向外输送电能若输送的总功率为P，输电电压为U，输电导线的总电阻为R线则下列说法正确的是()A输电线上的电流I＝UR线B输电线上的电流I＝PUC输电线上损失的功率P＝????PU;R线D输电线上损失的功率P＝UR线答案C远距离输电过程中的主要能量损耗是输电导线的发热损耗，由P失＝IR可以看出，在保证输电功率的前提下有两种方式可减小输电中的能量损失：一是减少输电线的电阻，由R＝ρLS知，A正确二是减小输电电流，B正确若输电电压一定，由P＝UI知输送的电功率越大，输电电流越大，则输电中能量损耗P失＝IR越大，C错误在影响高压输电的因素中另一个重要因素是电晕放电引起的电能损耗，在输电电压越高时，电晕放电引起的电能损失越大，D正确C输电线上损失电压为ΔU，ΔU＝U－U＝IR，所以选项A、B、D错误，选项C正确C降压变压器副线圈两端交变电压有效值为V，负载电阻为Ω，所以通过R电流的有效值是A，选项A正确；降压变压器T的原、副线圈匝数之比为?，所以降压变压器T原、副线圈的电压比为?，选项B正确；升压变压器T的输出电压等于降压变压器T的输入电压加上输电线上的电压，选项C错误；升压变压器T的输出功率等于降压变压器T的输入功率加上输电线上的功。2、【红对勾】2016版高中物理5.12电能的输送课后巩固提升新人教版选修3-2站采用高压输电向外输送电能若输送的总功率为P，输电电压为U，输电导线的总电阻为R线则下列说法正确的是()A输电线上的电流I＝UR线B输电线上的电流I＝PUC输电线上损失的功率P＝????PU;R线D输电线上损失的功率P＝UR线答案C远距离输电过程中的主要能量损耗是输电导线的发热损耗，由P失＝IR可以看出，在保证输电功率的前提下有两种方式可减小输电中的能量损失：一是减少输电线的电阻，由R＝ρLS知，A正确二是减小输电电流，B正确若输电电压一定，由P＝UI知输送的电功率越大，输电电流越大，则输电中能量损耗P失＝IR越大，C错误在影响高压输电的因素中另一个重要因素是电晕放电引起的电能损耗，在输电电压越高时，电晕放电引起的电能损失越大，D正确C输电线上损失电压为ΔU，ΔU＝U－U＝IR，所以选项A、B、D错误，选项C正确C降压变压器副线圈两端交变电压有效值为V，负载电阻为Ω，所以通过R电流的有效值是A，选项A正确；降压变压器T的原、副线圈匝数之比为?，所以降压变压器T原、副线圈的电压比为?，选项B正确；升压变压器T的输出电压等于降压变压器T的输入电压加上输电线上的电压，选项C错误；升压变压器T的输出功率等于降压变压器T的输入功率加上输电线上的功率，选项D正确A解答本题，应先计算输电电流，然后计算输电线路上损耗的功率输电电流I＝PU，输电线路损失的电功率P损＝IR＝(PU)R＝;kW，当改用。3、的电流为I，学校得到的电压为U，则输电线上损失的电压可表示为()AUBU－IRCIRDU某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器T和降压变压器T向用户供电已知输电线的总电阻为R，降压变压器T的原、副线圈匝数之比为?，降压变压器副线圈两端交变电压u＝sinπt(V)，降压变压器的副线圈与阻值R＝Ω的电阻组成闭合电路若将变压器视为理想变压器，则下列说法中错误的是()A通过R电流的有效值是AB降压变压器T原、副线圈的电压比为?C升压变压器T的输出电压等于降压变压器T的输入电压D升压变压器T的输出功率大于降压变压器T的输入功率“西电东送”工程中为了减少输电损耗，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kW，输电电压为kV，输电线电阻为Ω若改用超导材料作为输电线，则可减少输电损耗的功率为()AkWBkWCkWDkW在确定的两地间用铝导线输送一定功率的交流电，现将输电电压提高倍，并保持输电线上损失的功率不变，则用铝量可比增压前减少()A%B%C%D%照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些，这是因为此时()A总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小B总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小C总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大D干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分。4、【红对勾】2016版高中物理 5.12电能的输送课后巩固提升 新人教版选修3-2.docV，m′＝m所以用铝量仅为原来的，即%，因此用铝量减少了%C此时用电器多，负载大，电阻小(因为用电器都是并联的)而变压器输出电压U不变，由I＝UR可知，干路电流大，输电线上损失电压大，电灯两端电压小，故比深夜暗，故C正确B输电线上输送的电流为I输＝P输U输＝;kWkV＝A，A选项错误；输电线上由电阻造成的损失电压U损＝I输R线＝A;Ω＝;V，B选项正确；若输电电压为kV，则输电线上损失的功率不可能大于输出总功率;kW，C选项错误；ΔP＝Ur中，U应当为输电线上损失的电压，D选项错误CD输电线上的功率损失ΔP＝IR，电压损失ΔU＝U－U′＝IR，输电电流I＝PU，所以ΔP＝IR＝ΔUR＝PUR，可见在输送功率P选项D正确A解答本题，应先计算输电电流，然后计算输电线路上损耗的功率输电电流I＝PU，输电线路损失的电功率P损＝IR＝(PU)R＝;kW，当改用超导输电时，就不损失电能，因此减少的输电损耗就等于P损，A正确D设输送交流电的功率为P，输电电压为U，提高电压后为U′，所用铝导线总长度为l，总电阻为R，增压后电阻为R′则由I＝P/U，P损＝IR可得P损＝PRU①同理，P损′＝PR′U′②而P损＝P损′，U′＝U，由①②得R′＝R由电阻定律R＝ρl/S，R′＝ρl/S′得S′＝S，所以V′＝V，m′＝m所以用铝量仅为原来的，即%，因此用铝量减少了%C此时用电器多，负载大，电阻小(因为用。5、【红对勾】2016版高中物理 5.12电能的输送课后巩固提升 新人教版选修3-2阻不变，当Q向上移时，副线圈的匝数增多，由变压比可知，副线圈的输出电压增大，副线圈中的电流增大，由变流比可知，原线圈中的电流增大，电流表读数变大，C项正确，D项错误();W()?解析()发电机输出的电压为V，经升压变压器后电压U＝;V＝;V，由P＝UI得输电线上的电流I＝PU＝;;A＝A输电线上的功率损失ΔP＝I;R＝;W＝;W()输电线上的电压损失ΔU＝I;R＝;V＝V，加在降压变压器原线圈两端的电压U＝U－ΔU＝;V－V＝;V，降压变压器副线圈两端的电压(用户所需的电压)U＝V降压变压器的变压比nn＝UU＝;＝()见解析图()??()kW解析：()由于是大功率、远距离输电，为了减少输电线路损失的电能，所以要采用高压输电，电能送到用户以后，再用降压变压器向用户输送V电压画出其输电线路的示意图如图所示()由于要求PR≤P;%，又∵P＝P，∴PR＝%;P＝%;kW＝;W故通过输电线的最大电流为：I＝PRR＝;A＝A变压器B输入功率P′＝P－PR＝(;－;)W＝;W，I＝P′U＝;A＝A，I＝PU＝;A＝A所以升压变压器的变压比nn＝II＝＝降压变压器的变压比nn＝II＝/＝()由于是理想变压器，用户得到的电功率即为降压变压器的输出功率P用＝P－PR＝(;－;)W＝kW【红对勾】版高中物理电能的输送课后巩固提升新人教版选修-限时：分钟总分：分一、单项选择题(每小题分，共分)如下图所示，。6、若输送电功率一定，则在输电线上的功率损失()A与输送电压成正比B与输送电压的平方成正比C与输电线上电压损失的平方成正比D与输电电流的平方成正比某发电站采用高压输电向外输送电能若输送的总功率为P，输电电压为U，输电导线的总电阻为R线则下列说法正确的是()A输电线上的电流I＝UR线B输电线上的电流I＝PUC输电线上损失的功率P＝????PU;R线D输电线上损失的功率P＝UR线答案C远距离输电过程中的主要能量损耗是输电导线的发热损耗，由P失＝IR可以看出，在保证输电功率的前提下有两种方式可减小输电中的能量损失：一是减少输电线的电阻，由R＝ρLS知，A正确二是减小输电电流，B正确若输电电压一定，由P＝UI知输送的电功率越大，输电电流越大，则输电中能量损耗P失＝IR越大，C错误在影响高压输电的因素中另一个重要因素是电晕放电引起的电能损耗，在输电电压越高时，电晕放电引起的电能损失越大，D正确C输电线上损失电压为ΔU，ΔU＝U－U＝IR，所以选项A、B、D错误，选项C正确C降压变压器副线圈两端交变电压有效值为V，负载电阻为Ω，所以通过R电流的有效值是A，选项A正确；降压变压器T的原、副线圈匝数之比为?，所以降压变压器T原、副线圈的电压比为?，选项B正确；升压变压器T的输出电压等于降压变压器T的输入电压加上输电线上的电压，选项C错误；升压变压器T的输出功率等于降压变压器T的输入功率加上输电线上的功（全文完）
压交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，通过上下调节P、P的位置，可以改变变压器输入、输出电压图中L是一个小灯泡，R是定值电阻，R、R是滑动变阻器，若要增大灯泡L的亮度，可以采取的办法是()AP、P、P不
缘介质C交变电流能够使电容器交替进行充电、放电，电路中就有了电流，表现为交变电流“通过”了电容器D交变电流通过了电容器，实际上自由电荷并没有“通过”电容器极板间的绝缘介质(击穿除外)答案C容抗只与电容器的
这样的关系交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的，与平均值不同交变电流的正负表示电流的方向，不表示电流的大小，正弦式交变电流的最小值为零B由表达式可读得电压最大值Um＝V，在交流电路中电流表和电压表测
匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是()A当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零C每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向改变一次D线框经过
转速与磁铁相同B俯视，线圈逆时针转动，转速与磁铁相同C线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁的转速D线圈静止不动二、多项选择题(每小题分，共分)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，
正常发光二、多项选择题(每小题分，共分)关于自感系数，下列说法正确的是()A其他条件相同，线圈越长自感系数越大B其他条件相同，线圈匝数越多自感系数越大C其他条件相同，线圈越细自感系数越大D其他条件相同，有铁芯
一恒定的感生电场，由楞次定律知，电场方向和小球初速度方向相同，因小球带正电，电场力对小球做正功，小球速率逐渐增大，向心力也随着增大，故选项A错误，选项B正确；洛伦兹力对运动电荷不做功，故选项C错误；带电
当n、S发生变化时导体的电阻也发生了变化若匝数增加一倍，电阻也增加一倍，感应电流不变，故A错；若匝数减少一半，感应电流也不变，故C错；若面积增加一倍，长度变为原来的倍，因此电阻为原来的倍，电流为原来的倍，
感应电流D调换磁铁的N、S极同时改变金属盘的转动方向，R中感应电流的方向也会发生改变答案C由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化，并不是阻碍原磁场的磁通量，感应电流的磁场可
，磁通量不变，只有当开关闭合后，构成abNM闭合回路的磁通量发生变化，ab中才能产生感应电流故A、B、C错，D正确D线圈A中的电流产生的磁场穿过线圈B，开关闭合和断开时，A中的电流发生变化，穿过线圈B的磁通量发生变
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2014高考物理(江苏专版)一轮复习讲义 第10章 第2课时 变压器、电能的输送
第 2 课时变压器、电能的输送考纲解读 1.理解变压器的原理，会用功率关系、电压比、电流比进行有关的计算.2.能够对 变压器进行动态分析.3.会分析计算远距离输电问题．1． [理想变压器的工作原理]关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是 A．通过正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变 B．穿过原、副线圈的磁
通量在任何时候都相等 C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势 D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈 答案 BC()解析 由于是交变电流，交变电流的磁场不断变化，磁通量也在变化，A 错误；因理想 变压器无漏磁，故 B、C 正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，故 D 错． 2． [理想变压器的变压规律]如图 1 所示，一理想变压器的原线圈匝 数 n1＝1 000 匝，副线圈匝数 n2＝200 匝，交流电源的电动势 e＝ 311sin 100πt V(不考虑其内阻)，电阻 R＝88 Ω，电压表和电流表 对电路的影响可忽略不计，则 A．电压表的示数为 62.2 V B．电流表的示数为 2.5 A C．通过 R 的电流最大值为 0.5 A D．变压器的输入电功率为 22 W 答案 D Um 解析 由于 e＝311sin 100πt V， 原线圈电压最大值 Um 为 311 V， 有效值 U1＝ ＝220 V， 2 U1 n1 U2 根据 ＝ 可得 U2＝44 V，由欧姆定律知，副线圈中电流 I2＝ ＝0.5 A，I2m＝ 2I2＝ U2 n2 R n2 0.7 A， 1＝ I2＝0.1 A， I 所以 A、 C 错误， B、 变压器的输入电功率 P1＝P2＝U2I2＝22 W， n1 D 正确． 3． [远距离输电中的电压与功率损失]在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不 变时，那么 ( ) ( ) 图11A．输电线路上损失的电压与输送电流成正比 B．输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大 C．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比 D．输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比 答案 AC P 解析 输电线路上损失电压 ΔU＝IR，在 R 一定时，ΔU 和 I 成正比．若 U 越高，I＝ ， U P I 越小，那么 ΔU 越小．输电线路上损失的功率 ΔP＝I2R，当 P 一定时，I＝ ，所以 ΔP U P ＝( )2R，即 ΔP 和 U 的平方成反比，跟 I 的平方成正比，故 A、C 正确． U 考点梳理 一、理想变压器 1． 工作原理 互感现象． 2． 基本关系式 (1)功率关系：P 入＝P 出． U1 U2 U1 U2 U3 (2)电压关系：只有一个副线圈时， ＝ ；有多个副线圈时， ＝ ＝ ＝?. n1 n2 n1 n2 n3 I1 n2 (3)电流关系：只有一个副线圈时， ＝ . I2 n1 由 P 入＝P 出及 P＝UI 推出有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋?. 3． 几种常用的变压器 (1)自耦变压器――调压变压器．? ?电压互感器：用来把高电压变成低电压. (2)互感器? ?电流互感器：用来把大电流变成小电流. ?4． 理想变压器的理解 (1)没有能量损失； (2)没有磁通量损失． 二、远距离输电 1． 输电过程(如图 2 所示)图2 2．输送电流2U－U′ P (1)I＝ ；(2)I＝ . U R 3．输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为 Q＝I2Rt. 4．电压损失 (1)ΔU＝U－U′；(2)ΔU＝IR. 5． 功率损失 P (1)ΔP＝P－P′；(2)ΔP＝I2R＝( )2R U 6． 降低输电损耗的两个途径 l (1)减小输电线的电阻，由电阻定律 R＝ρ 可知，在输电距离一定的情况下，为了减小电 S 阻，应采用电阻率小的材料，也可以增加导线的横截面积． (2)减小输电导线中的输电电流，由 P＝UI 可知，当输送功率一定时，提高输电电压， 可以减小输电电流．4． [理想变压器的动态分析]如图 3 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 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 A．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 答案 D 解析 只将 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；由 于副线圈上电压不变，电灯两端的电压不变，功率不变，亮度不变，故 A 项错．只将 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．只提高输入 端的电压时，副线圈上电压增大，电流增大，故 D 项对． 5． [远距离输电问题的分析]中国已投产运行的 1 000 kV 特高压输电，是目前世界上电压最 高的输电工程．假设甲、乙两地原来用 500 kV 的超高压输电，在保持输送电功率和输 电线电阻都不变的条件下，现改用 1 000 kV 特高压输电，不考虑其他因素的影响．则 ( ) 图3 ( )A．送电电流变为原来的 2 倍 B．输电线上降落的电压将变为原来的 2 倍31 C．输电线上降落的电压将变为原来的 2 1 D．输电线上损耗的电功率将变为原来的 2 答案 C 解析 根据输送电功率 P 输＝U 输 I 输及 P 输不变，可知，送电电流 I 输＝P 输/U 输∝1/U 输， 1 当 U 输变为原来的 2 倍时，I 输变为原来的 ，选项 A 错误；输电线上降落的电压 U 降＝I 2输1 1 R 线∝I 输，所以，当送电电流变为原来的 时，输电线上降落的电压也变为原来的 ， 2 2选项 B 错误，C 正确；输电线上损耗的电功率 P 损＝I2 R 线∝I2 ，所以输电线上损耗的电 输 输 1 功率将变为原来的 ，选项 D 错误． 4 规律总结 1． 理想变压器的动态分析的方法 (1)分清不变量和变量； (2)弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系； (3)利用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点进行分析判定． 2． 解远距离输电问题必备技巧 (1)正确画出输电过程示意图，并在图上标出各物理量． (2)抓住变压器变压前、后各量间关系，求出输电线上的电流． (3)计算电路功率问题时常用关系式： 损＝I2 R 线， P 注意输电线上的功率损失和电压损失． 线 (4)电网送电遵循“用多少送多少”的原则，说明原线圈电流由副线圈电流决定．考点一 理想变压器原、副线圈基本关系的应用 1． 基本关系 (1)P 入＝P 出； U1 n1 (2) ＝ ，有多个副线圈时，仍然成立． U2 n2 I1 n2 (3) ＝ ，电流与匝数成反比，只对一个副线圈的变压器适用．有多个副线圈时，由输 I2 n1 入功率和输出功率相等确定电流关系． (4)原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同． 2． 制约关系 (1)电压：副线圈电压 U2 由原线圈电压 U1 和匝数比决定．4(2)功率：原线圈的输入功率 P1 由副线圈的输出功率 P2 决定． (3)电流：原线圈电流 I1 由副线圈电流 I2 和匝数比决定． 例1 (2012? 课标全国理综? 17)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈， 原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的 电路如图 4 所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为 1 900 匝；原线圈为 1 100 匝，接在有效值为 220 V 的交流电源 上．当变压器输出电压调至最大时，负载 R 上的功率为 2.0 kW. 设此时原线圈中电流的有效值为 I1，负载两端电压的有效值为 U2， 且变压器是理想的，则 U2 和 I1 分别约为 A．380 V 和 5.3 A C．240 V 和 5.3 A B．380 V 和 9.1 A D．240 V 和 9.1 A 图4 ( )U 1 n1 解析 由题图并根据理想变压器电压比关系 ＝ ， 代入数据解得副线圈两端的电压有 U 2 n2 效值 U2＝380 V，因理想变压器原、副线圈输入和输出的功率相等，即 P 入＝P 出＝U1I1， 2.0×103 解得 I1＝ A≈9.1 A，选项 B 正确，选项 A、C、D 错误． 220 答案 B1.关于理想变压器的四点说明 (1)变压器不能改变直流电压． (2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率． (3)理想变压器本身不消耗能量． (4)理想变压器基本关系中的 U1、U2、I1、I2 均为有效值． 2．解决变压器问题的三种思路 U1 n1 U1 U2 (1)电压：变压器原、副线圈的电压之比为 ＝ ；当变压器有多个副线圈时， ＝ ＝ U2 n2 n1 n2 U3 ＝?. n3 (2)功率：理想变压器的输入、输出功率为 P 入＝P 出，当变压器有多个副线圈时，P1＝ P2＋P3＋?. P I1 n2 (3)电流：由 I＝ 知，对只有一个副线圈的变压器有 ＝ ，当变压器有多个副线圈时有 U I2 n1 n1I1＝n2I2＋n3I3＋?.5突破训练 1(2010? 海南? 9)如图 5 所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为 4∶1，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电 路中 R 为负载电阻， 交流电压表和交流电流表都是理想电表． 下 列结论正确的是 ( ) 图5A．若电压表读数为 6 V，则输入电压的最大值为 24 2 V B．若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的 2 倍，则电流表的读数减小到原来的一 半 C．若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的 2 倍，则输入功率也增加到原来的 2倍 D．若保持负载电阻的阻值不变，输入电压增加到原来的 2 倍，则输出功率增加到原来 的4倍 答案 AD 解析 本题考查变压器的原理以及交流电的有关知识， 意在考查考生对交变电流的认识 U1 n1 和理解．因为电压表的读数为 6 V，则变压器的输出电压的有效值为 6 V，由 ＝ ， U2 n2 故 U1＝4U2＝24 V，所以输入电压的最大值为 Um＝ 2U1＝24 2 V，所以选项 A 正确； 若输入电压不变，副线圈匝数增加，则 U2 增大，由 I2＝ U2 可知，电流表示数增大，所 RU2 以选项 B 错； 输入电压和匝数比不变， 则电压值不变， 当负载电阻 R 变大时， I2＝ ， 则 R 电流变小，又 P1＝P2＝U2I2，故输入功率也减小，所以选项 C 错；若负载电阻 R 不变， U2 输入电压变为原来的 2 倍，则输出电压也变为原来的 2 倍，I2＝ 则输出电流也变为原 R 来的 2 倍，故输出功率 P2＝U2I2 变为原来的 4 倍，所以选项 D 正确． 考点二 理想变压器的动态分析 分析理想变压器动态问题的思路程序可表示为：. 例2 (2012? 福建理综? 14)如图 6 所示，理想变压器原线圈输 入电压 u＝Umsin ωt，副线圈电路中 R0 为定值电阻，R 是滑 动变阻器. 和 是理想交流电压表，示数分别用 U1 和 U2 表 示； 和 是理想交流电流表，示数分别用 I1 和 I2 表示．下列说法正确的是6()图6A．I1 和 I2 表示电流的瞬时值 B．U1 和 U2 表示电压的最大值 C．滑片 P 向下滑动过程中，U2 不变、I1 变大 D．滑片 P 向下滑动过程中，U2 变小、I1 变小 解析 电路中交流电表的示数为有效值，故 A、B 项均错误；P 向下滑动过程中，R 变 U2 I1 小，由于交流电源和原、副线圈匝数不变，U1、U2 均不变，所以 I2＝ 变大，由 ＝ I2 R0＋R n2 n2 ，得 I1＝ I2 变大，故 C 项正确，D 项错误． n1 n1 答案 C 例3 如图 7 所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电 压表 V1 后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡 L 和滑动变阻 器 R，R 上并联一只理想电压表 V2.下列说法中正确的是( )A．若 F 不动，滑片 P 向下滑动时，V1 示数变大，V2 示数变小 B．若 F 不动，滑片 P 向下滑动时，灯泡消耗的功率变小 C．若 P 不动，滑片 F 向下移动时，V1、V2 的示数均变小 D．若 P 不动，滑片 F 向下移动时，灯泡消耗的功率变大 解析 若 F 不动，滑片 P 向下滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，则副线圈 回路中总电阻变大，则回路中电流减小，灯泡两端电压减小，功率变小，滑动变阻器两 端电压变大，V2 的示数变大，而原线圈两端电压不变，则 A 错误，B 正确；若 P 不动， 滑片 F 向下移动时，根据理想变压器特点可知原线圈两端电压不变，副线圈两端电压 减小，则副线圈回路中电流变小，灯泡 L 消耗的功率减小，电压表 V2 的示数变小，C、 D 错误． 答案 B 突破训练 2 如图 8 所示，理想变压器原线圈的匝数 n1＝1 100 匝，副线圈的匝数 n2＝110 图7匝，R0、R1、R2 均为定值电阻，且 R0＝R1＝R2，电流表、电压表均为理想电表．原线 圈接 u＝220 2sin (314t) (V)的交流电源． 起初开关 S 处于断开状态． 下列说法中正确的 是 ( )图8 A．电压表示数为 22 V B．当开关 S 闭合后，电压表示数变小7C．当开关 S 闭合后，电流表示数变大 D．当开关 S 闭合后，变压器的输出功率增大 答案 BCD U 1 n1 解析 电源电压的有效值为 U1＝220 V，由 ＝ 可知 U2＝22 V，而电压表示数只是 U 2 n2 R1 两端的电压，一定小于 U2，A 项错误．S 闭合后，负载总电阻变小，而 U2 不变，由 P 出＝ U2 U2 2 知 P 出变大，I2＝ 变大，而 P 入＝P 出＝U1I1，U1 不变，I1 应变大，即电流表示 R总 R总数变大；电阻 R0 的分压 U0＝I2R0，U0 变大，则电压表示数 U′＝U2－U0 应变小．综上 所述，选项 B、C、D 正确． 考点三 远距离输电问题 1． 远距离输电的处理思路 对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电 器”，或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析． 2． 远距离高压输电的几个基本关系(以图 9 为例)图9 (1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P 损＋P3. U1 n1 I2 U3 n3 I4 (2)电压、电流关系： ＝ ＝ ， ＝ ＝ ，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I 线． U2 n2 I1 U4 n4 I3 (3)输电电流：I 线＝ P2 P3 U2－U3 ＝ ＝ . U2 U3 R线P2 (4)输电线上损耗的电功率：P 损＝I 线 ΔU＝I2 R 线＝( )2R 线． 线 U2 当输送功率一定时， 输电电压增大到原来的 n 倍， 输电线上损耗的功率就减小到原来的 1 . n2 例4 (2012? 天津理综? 4)通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率 P，原线圈的电 压 U 保持不变，输电线路的总电阻为 R.当副线圈与原线圈的匝数比为 k 时，线路损耗 的电功率为 P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到 nk，线路损耗的电功率为 P2，则 P2 P1 和 分别为 P1 ( )8PR 1 A. ， kU n PR 1 C. ， 2 kU nP 1 B．( )2R， kU n P 1 D．( )2R， 2 kU nU1 U2 解析 根据变压器的变压规律， 得 ＝k， ＝nk， 所以 U1＝kU， 2＝nkU.根据 P＝UI， U U U P P P P 知匝数比为 k 和 nk 的变压器副线圈的电流分别为 I1＝ ＝ ，2＝ ＝ I .根据 P＝I2R U1 kU U2 nkU 知，输电线路损耗的电功率分别为 P1＝I2R＝( 1 选项 D 正确，选项 A、B、C 错误． 答案 D P 2 P 2 P2 1 2 ) R，P2＝I2R＝( ) R，所以 ＝ 2. kU nkU P1 n在远距离输电问题中，计算线路功率的损耗时 可以由公式 P 输入＝I 线 U2 应用 P 损＝I线R 线，其原因是 I 线U2 线 求出，而 P 损＝U 线 I 线和 P 损＝ 则不常用，其原因是在一 输入 R线般情况下，U 线不易求出，且易将 U 线和 U 输入相混而造成错误．突破训练 3(2010? 浙江理综? 17)某水电站，用总电阻为 2.5 Ω 的输电线输电给 500 km 外的 )用户，其输出电功率是 3×106 kW，现用 500 kV 电压输电，则下列说法正确的是( A．输电线上输送的电流大小为 2.0×105 A B．输电线上由电阻造成的损失电压为 15 kV C．若改用 5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为 9×108 kW D．输电线上损失的功率为 ΔP＝U2/r，U 为输电电压，r 为输电线的电阻 答案 B6 P 3×10 kW 解析 输电线上输送的电流 I＝ ＝ ＝6 000 A， 错； A 输电线上损失的电压为 U 500 kVΔU＝Ir＝6 000×2.5 V＝1.5×104 V＝15 kV，B 对；若改用 5 kV 的电压输电，则输电线 上输送的电流 I′＝ 3×106 kW P ＝ ＝6×105 A，输电线上损失的功率 ΔP＝I′2r＝ 5 kV U′(6×105)2×2.5 W＝9×108 kW，表明输出的电能将在线路上损耗完，则输电线上损失的 功率为 3×106 kW，C 错；D 项中输电线上损失的功率 ΔP＝U2/r，U 应为输电线上损耗 的电压，而不是输电电压，D 错．944．两种特殊的变压器模型 1． 自耦变压器 高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器(又称 调压器)，它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点 时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用． 例 5 如图 10 所示，接在照明电路中的自耦变压器的副线圈上通过输电线接有三个灯泡L1、L2 和 L3，输电线的等效电阻为 R.当滑动触头 P 向上移动一段距离后，下列说法正 确的是 ( )图 10 A．等效电阻 R 上消耗的功率变大 B．三个灯泡都变亮 C．原线圈两端的输入电压减小 D．原线圈中电流表示数减小 解析 自耦变压器的原、副线圈是同一个线圈，只是匝数不同而己．由题意知原线圈是 U2 n2 副线圈的一部分. ＝ ，当 P 上移时，U1、n2 不变，n1 变大时，U2 变小，因负载电路 U1 n1 U2 结构不变，因此负载上的总电流 I2＝ 应变小，R 上消耗的功率变小，由串、并联电路 R总 特点知三个灯泡都变暗，A、B 都错误．由于原线圈的输入电压由外部电路决定，是不2 U2 变的，C 错误；由 P 入＝P 出，U1I1＝U2I2＝ 知，P 出减小时，I1 一定减小，电流表示数 R总减小，D 项正确． 答案 D 2． 互感器 分为：电压互感器和电流互感器，比较如下： 类型 比较项目 电压互感器 电流互感器10原理图原线圈的连接 副线圈的连接 互感器的作用 利用的公式 例6并联在高压电路中 连接电压表 将高电压变为低电压 U1 n1 ＝ U2 n2串联在待测高流电路中 连接电流表 将大电流变成小电流 I1n1＝I2n2电流互感器和电压互感器如图 11 所示．其中 n1、n2、n3、n4 分别为四组线圈的匝数， a、b 为两只交流电表，则 ( )图 11 A．A 为电流互感器，且 n1&n2，a 是电流表 B．A 为电压互感器，且 n1&n2，a 是电压表 C．B 为电流互感器，且 n3&n4，b 是电流表 D．B 为电压互感器，且 n3&n4，b 是电压表 解析 由题图可知 A 为电流互感器， 为电压互感器， B 因此 a 是电流表， 是电压表． b 在 U 3 n3 A 中，有 I1n1＝I2n2，要把大电流变为小电流，有 n2&n1；在 B 中，有 ＝ ，要把高电 U 4 n4 压变成低电压，则有 n3&n4；综上所述可知，选项 A、D 正确． 答案 AD高考题组 1． (2012? 海南单科? 4)如图 12 所示，理想变压器原、副线圈匝数比为 20∶1， 两个标有“12 V， W”的小灯泡并联在副线圈的两端． 6 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 A．120 V,0.10 A C．120 V,0.05 A 答案 D11( B．240 V,0.025 A D．240 V,0.05 A)图 12P灯 U 1 n1 6 解析 副线圈电压 U2＝12 V， 由 ＝ 得 U1＝240 V， 副线圈中电流 I2＝2 ＝2× A U 2 n2 12 U灯 I1 n2 ＝1 A，由 ＝ 得 I1＝0.05 A. I2 n1 2． (2012? 重庆理综? 15)如图 13 所示，理想变压器的原线圈接入 u＝ 11 000? 2sin 100πt(V)的交变电压，副线圈通过电阻 r＝6 Ω 的导线 对“220 V 880 W”的电器 RL 供电，该电器正常工作．由此可知 ( A．原、副线圈的匝数比为 50∶1 B．交变电压的频率为 100 Hz C．副线圈中电流的有效值为 4 A D．变压器的输入功率为 880 W 答案 C P 880 解析 由电器 RL 正常工作，可得通过副线圈的电流为 I＝ ＝ A＝4 A，故 C 对；与 U 220 副线圈连接的导线所分电压为 Ur＝4×6 V＝24 V， 副线圈两端电压 U2＝220 V＋24 V＝ n1 U1 11 000 2 750 244 V，因此原、副线圈的匝数比 ＝ ＝ ＝ ，故 A 错；又变压器的输入功 n2 U 2 244 61 率等于其输出功率，即 P1＝P2＝U2I2＝244×4 W＝976 W，故 D 错；交变电压的频率 f ＝ ω ＝50 Hz，故 B 错． 2π ) 图 133． (2012? 山东理综? 18)图 14 甲是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为图 乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分 别为 n1、n2， 为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于 5 000 V 时，就会在 钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是 ( )图 14 A．电压表的示数等于 5 V B．电压表的示数等于 5 V 2n2 C．实现点火的条件是 &1 000 n1 n2 D．实现点火的条件是 &1 000 n112答案 BC Um 5 解析 由题 u－t 图象知，交流电压的最大值 Um＝5 V，所以电压表的示数 U＝ ＝ 2 2 U 1 n1 n2 U 2 V，故选项 A 错误，选项 B 正确；根据 ＝ 得 ＝ ，变压器副线圈电压的最大值 U 2 n2 n1 U 1 U2m＝ 5 000 V 2 U2m 5 000 n2 5 000 V 时，有效值 U2＝ ＝ V，所以点火的条件 & ＝1 000，故选项 C n1 5 2 2 V 2 正确，选项 D 错误． 4． (2011? 山东理综? 20)为保证用户电压稳定在 220 V，变电所需适时进行调压，图 15 甲为 调压变压器示意图． 保持输入电压 u1 不变， 当滑动接头 P 上下移动时可改变输出电压． 某 次检测得到用户电压 u2 随时间 t 变化的曲线如图乙所示．以下正确的是 ( )甲 图 15 A．u2＝190 2sin (50πt) V B．u2＝190 2sin (100πt) V C．为使用户电压稳定在 220 V，应将 P 适当下移 D．为使用户电压稳定在 220 V，应将 P 适当上移 答案 BD 解析 由题图乙知交变电流的周期 T＝2×10－2乙2π s，所以 ω＝ ＝100π rad/s，故 u2＝Um TU1 n1 n2 sin ωt＝190 2sin (100πt) V，A 错误，B 正确．由 ＝ 得 U2＝ U1，欲使 U2 升高，n1 U2 n2 n1 应减小，P 应上移，C 错误，D 正确． 模拟题组 5． 如图 16 甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别是 n1、n2，b 是原线圈的中心抽头， 图中电表均为理想的交流电表，副线圈接定值电阻 R，其余电阻不计．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．当单刀双掷开关由 a 拨向 b 后，下列说 法正确的是 ( )13甲 图 16 A．副线圈输出电压的频率变小 B．电压表的示数变大 C．电流表的示数变小 D．原线圈的输入功率变大 答案 BD乙U1 解析 变压器不会改变交流电的频率，A 项错误；当开关由 a 拨向 b 后，n1 变小，由 U2 n1 Um ＝ ，且 U1＝ 不变，可知 n1 变小，n2、U1 不变时，U2 变大，即电压表的示数变大， n2 2 同样电流表示数也要变大，B 项正确，C 项错误；由 P 入＝P 出＝U2I2 可知，D 项正确． n1 10 6． 正弦交流电经过匝数比为 ＝ 的变压器与电阻 R、交流电压表 V、交流电流表 A 按如 n2 1 图 17 甲所示方式连接， R＝10 Ω.图乙是 R 两端电压 u 随时间变化的图象， m＝10 2 V， U 则下列说法中正确的是 ( )图 17 A．通过 R 的电流 iR 随时间 t 变化的规律是 iR＝ 2sin 100πt(A) B．电流表 A 的读数为 0.1 A C．电流表 A 的读数为 2 A 10D．电压表的读数为 Um＝10 2 V 答案 B n1 I2 解析 通过 R 的电流 iR＝ 2cos 100πt(A)， 错误． A 由 ＝ 得 I1＝0.1 A， 正确， 错误． B C 电 n2 I1 Um 压表读数为有效值 U＝ ＝10 V，D 错误． 214(限时：30 分钟) ?题组 1 对理想变压器基本关系的考查 1. (2011? 课标全国? 17)如图 1 所示，一理想变压器原、副线圈的匝 数比为 1∶2，副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为 220V，额定功率为 22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表． 图1 )现闭合开关， 灯泡正常发光． 若用 U 和 I 分别表示此时电压表和电流表的读数， 则( A．U＝110 V，I＝0.2 A B．U＝110 V，I＝0.05 A C．U＝110 2 V，I＝0.2 A D．U＝110 2 V，I＝0.2 2 A 答案 An1 U1 解析 由变压原理 ＝ 可得 U1＝110 V，即电压表示数为 110 V．由 P 入＝P 出，灯泡 n2 U2 22 正常发光可得 P 入＝U1I1＝P 出＝22 W，I1＝ A＝0.2 A，故 A 正确． 110 2． 一个理想变压器的线圈绕向如图 2 甲所示，原线圈输入电流的 i－t 图象如图乙所示， 第 1 s 内电流方向在图甲中已标出，则 ( )图2 A．灯泡中的电流变化周期为 2 s B．输入电流的有效值小于 2 A 2C．前 2 s 内灯泡中电流方向从 b 到 a D．前 2 s 内铁芯中磁通量的变化率恒定 答案 BCD 解析 由题图乙知 i 的变化周期为 4 s，A 项错误．当输入电流为正弦式交流电时，I 有效15＝2 2 A，而此题中，电流的有效值要小于 A，B 项正确．由楞次定律判知前 2 s 内 2 2灯泡内电流方向从 b 向 a，C 项正确．由图象可知在前 2 s 电流 I 的变化率恒定，由此 产生的磁通量的变化率也是恒定的，D 项正确．综上述可知，B、D 正确． 3． 如图 3 甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 10∶1，电阻 R＝22 Ω，各电表均为 理想电表，副线圈输出电压的变化规律如图乙所示．下列说法正确的是 ( )甲 图3 A．输入电压的频率为 100 Hz B．电压表的示数为 220 V C．电流表的示数为 1 A D．电阻 R 消耗的电功率是 22 W 答案 BD乙U 1 n1 解析 由图乙知，副线圈输出电压的有效值为 22 V，由 ＝ 知 U1＝220 V；电阻 R 的 U 2 n2 U2 1 1 2 电功率为 P＝ ＝22 W，B、D 选项正确；f＝ ＝ Hz＝50 Hz，A 项错；P 入＝ R T 2×10－2 P P 出＝P＝22 W，又 P 入＝U1I1，所以 I1＝ ＝0.1 A，C 项错． U1 4． 如图 4 甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数比 n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电 源连接， 输入电压 u 随时间 t 的变化规律如图乙所示， 副线圈仅接入一个 10 Ω 的电阻． 则 ( )图4 A．变压器的输入电压最大值是 220 2 V B．正弦交变电流的周期是 1×10－3sC．变压器的输入功率是 1×103 W D．电压表的示数是 100 2 V 答案 AC 解析 由图乙可知，输入电压最大值为 220 2 V，有效值为 220 V，周期为 2×10－2s，16故 A 正确，B 错误；根据变压器原、副线圈电压关系得输出电压有效值为 U2＝100 V， U2 2 则电压表的示数为 100 V，D 错误；变压器的输入功率等于输出功率，为 P 入＝P 出＝ R ＝1 000 W，C 正确．?题组 2 对变压器动态分析的考查 5． 如图 5 甲所示，T 为理想变压器，原、副线圈匝数比为 10∶1，副线圈所接电路中，电 压表 V1、V2 和电流表 A1、A2 都为理想电表，电阻 R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，R3 的最大阻值 为 12 Ω，原线圈两端加上如图乙所示规律变化的电压．在 R3 的滑片自最下端滑动到最 上端的过程中，以下说法正确的是 ( )图5 A．电压表 V1 的示数增大 B．电压表 V2 的示数为 20 2 V C．电流表 A1、A2 的示数都增大 D．电压表 V1 的示数与电流表 A1 的示数的乘积一直减小 答案 D 解析 当 R3 的滑片向上移动时，R2、R3 的总电阻减小，分压减小，所以电压表 V1 的示 220 V 10 数减小，A 错误．由变压比公式 ＝ 得 U2＝22 V，B 错误．根据“串反并同”得 U2 1 电流表 A1 的示数增大，电流表 A2 的示数减小，C 错误．电压表 V1 的示数与电流表 A1 的示数的乘积为电阻 R2、R3 消耗的功率之和，由于 P 入＝P 出＝P1＋P23，且 P 入＝P 出不 变，P1 增大，故 P23 减小，D 正确． 6． (2011? 福建理综? 15)图 6 甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比 n1∶n2＝5∶1，电阻 R ＝20 Ω，L1、L2 为规格相同的两只小灯泡，S1 为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电 源，输入电压 u 随时间 t 的变化关系如图乙所示．现将 S1 接 1，S2 闭合，此时 L2 正常 发光．下列说法正确的是 ( )17图6 A．输入电压 u 的表达式 u＝20 2sin (50πt) V B．只断开 S2 后，L1、L2 均正常发光 C．只断开 S2 后，原线圈的输入功率增大 D．若 S1 换接到 2 后，R 消耗的电功率为 0.8 W 答案 D 2π 解析 由图象乙可知 Um＝20 2 V，T＝0.02 s，故 ω＝ ＝100π rad/s，即输入电压 u T 的表达式 u＝20 2sin (100πt) V，所以 A 项错误．断开 S2 后两灯串联，总电压仍为 4 V， U2 所以 L1、L2 均不能正常发光，B 项错误．根据 P 入＝P 出＝ 可知断开 S2 后 R 总增大，P R总入U2 42 变小，P 出变小，C 项错误．若 S1 接 2，由 P＝ 可得 P＝ W＝0.8 W，D 项正确． R 207． 如图 7 所示，某理想变压器的原线圈接一交流电，副线圈接如图所示电路，开关 S 原 来闭合，且 R1＝R2.现将 S 断开，那么交流电压表的示数 U、交流电流表的示数 I、电阻 R1 上的功率 P1 及该变压器原线圈的输入功率 P 的变化情况正确的是 ( )图7 A．U 增大 C．P1 减小 答案 AD 解析 开关 S 由闭合到断开时，负载的总电阻变大，变压器的输出电压 U2 不变，则输2 UR1 U2 出电流 I2 变小，R 上的电压变小，R1 上的电压 U 变大，电阻 R1 上的功率 P1＝ ＝ ， R1 R1B．I 增大 D．P 减小R1 不变，U 变大，则 P1 增大，故 A 正确，C 错误．由电流与匝数的关系可知电流表的 示数 I 减小，B 错误．输出功率 P 出＝I2U2，U2 不变，I2 减小，则 P 出减小，输入功率等 于输出功率，所以 D 正确． 8． 调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图 8 甲所示．线圈 AB 绕在一个圆环形的 铁芯上，CD 之间输入交变电压，转动滑动触头 P 就可以调节输出电压．图甲中两电表 均为理想交流电表，R1、R2 为定值电阻，R3 为滑动变阻器．现在 CD 两端输入图乙所 示正弦式交流电，变压器视为理想变压器，那么 ( )18图8 A．由乙图可知 CD 两端输入交流电压 u 的表达式为 u＝36 2sin 100t(V) B．当滑动触头 P 逆时针转动时，MN 之间输出交流电压的频率变大 C．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数也变大 D．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电阻 R2 消耗的电功率变小 答案 D 解析 由题图乙可知 u＝36 2sin 100πt(V)，A 错误．M、N 之间输出交流电压的频率由 输入的交流电压的频率决定，B 错误．滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，R3 减小，由 U2 “串反并同”可知电压表读数减小，电流表读数增大，R2 消耗的电功率 P2＝ 减小，C R2 错误，D 正确． 9． 某同学自制变压器，原线圈为 n1 匝，在做副线圈时，将导线 ab 对折后并在一起，在铁 芯上绕 n2 圈，从导线对折处引出一个接头 c，连成图 9 所示电路．S 为单刀双掷开关， 线圈电阻不计，原线圈接 u1＝Umsin ωt 的交流电源．下列说法正确的是 ( )图9 A．S 接 b 时，电压表示数为 B．S 接 c 时，电压表示数为 2n2Um n1 2n2Um 2n1C．S 接 c 时，滑动触头 P 向下移动，变压器输入功率变大 D．S 接 c 时，滑动触头 P 向上移动，变压器输入电流变大 答案 BD 解析 S 接 b 时，双导线 ab 产生的感应电动势抵消为零，电压表示数为零，选项 A 错 U 1 n1 Um 误； 接 c 时， S 副线圈的电动势就是一个 n2 线圈产生的感应电动势， 由 ＝ 、 1＝ ， U U 2 n2 2 所以 U2＝ 2n2Um ，选项 B 正确；P 向下滑时，R 变大，消耗的功率变小，因此输入功 2n1率也变小，同理分析，P 向上滑时，R 减小，回路电流变大，由 I1n1＝I2n2 知输入电流 变大，选项 C 错误，D 正确． ?题组 3 对远距离输电的考查 10．在远距离输电时，输送的电功率为 P，输电电压为 U，所用导线电阻率为 ρ，横截面积 为 S，总长度为 l，输电线损失的电功率为 P′，用户得到的电功率为 P 用，则下列关系19式中正确的是 U 2S A．P′＝ ρl U2S C．P 用＝P－ ρl 答案 BD l P 解析 输电线电阻 R＝ρ ，输电电流 I＝ S U P l P2ρl 故输电线上损失的电功率为 P′＝I2R＝?U?2ρ ＝ 2 ? ? S US Pρl 用户得到的电功率为 P 用＝P－P′＝P?1－U2S? ? ? P2ρl B．P′＝ 2 US Pρl D．P 用＝P(1－ 2 ) US()11．如图 10 所示为重庆某中学教学区供电示意图，供电部门通过理想变压器原线圈 A、B 端送电，虚线框内表示教学区内各教室的照明电路．已知变压器副线圈 C、D 两端距教 学区输入端 E、F 距离较远，之间输电线电阻不能忽略，设定 A、B 端输入电压一定， 则以下说法正确的是 ( )图 10 A．如果教学区同时使用的电灯减少，A、B 端输入功率仍不变 B．C、D 端电压一定为 220 V C．E、F 端电压一定为 220 V D．教学区内同时使用的电灯越多，E、F 端输入电压越低 答案 D 解析 使用的电灯减少时， 输电线与照明电路的总电阻变大， 副线圈两端电压 U2 不变， U2 2 故 P 出＝ 变小，又 P 入＝P 出，所以 A、B 端输入功率变小，A 项错误；由于输电线电 R总 阻的分压，要保证教室内照明灯正常工作，则应有 UCD&220 V；而 UEF 会因为使用的电 灯数量不同而获得不同电压，B、C 项错误；当使用的电灯越多时，输电线上损失的电 压就越多，EF 端输入的电压就越低，D 项正确． 12． 某小型水电站的电能输送示意图如图 11 甲所示， 发电机的输出电压变化规律如图乙． 输 电线总电阻为 r，升压变压器原、副线圈匝数分别为 n1、n2.降压变压器原、副线圈匝数 分别为 n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为 220 V 的用电器正常工作，则 ( )20图 11 A．乙图中电压的瞬时值表达式为 u＝220 2sin 100πt V n1 n4 B．乙图中电压的有效值和用电器的额定电压都是 220 V，所以 ＝ n2 n3 C．通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大 D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 答案 AD 解析 由于输电线上电阻会损失电压、电功率，使得 U2&U3，故 P2&P3，选项 D 正确； n1 U1 n4 U4 n1 n4 因为 ＝ ， ＝ ，由于 U1＝U4＝220 V，U2&U3，所以 & ，选项 B 错误；由交流 n2 U2 n3 U3 n2 n3 电及变压器基础知识可知选项 A 对，C 错． 13．某小型实验水电站输出功率是 20 kW，输电线总电阻为 6 Ω. (1)若采用 380 V 输电，求输电线路损耗的功率； (2)若改用 5 000 V 高压输电，用户端利用 n1∶n2＝22∶1 的变压器降压，求用户得到的 电压． 答案 解析 (1)16.62 kW (2)226.18 V (1)输电线上的电流为3 P 20×10 I＝ ＝ A≈52.63 A U 380输电线路损耗的功率为 P 损＝I2R＝52.632×6 W≈16 620 W＝16.62 kW. (2)改用高压输电后，输电线上的电流为 20×10 P I′＝ ＝ A＝4 A 5 000 U′ 用户端在变压器降压前获得的电压 U1＝U′－I′R＝(5 000－4×6) V＝4 976 V U1 n1 根据 ＝ ，用户得到的电压为 U2 n2321n2 1 U2＝ U1＝ ×4 976 V≈226.18 V. n1 2222