变压器电能的输送
变压器与电能的输送
n1
n2
B
A
U
a
b
U1
解：设副线圈两端电压为U2、原副线圈电流分别为I1、I2
I2R
4
UB
UA= I1R=
=
4
n2
I1
I2
=
n1
=4Biblioteka 1IAIB
=
P1
P2
=
I12R
I22R
=
1
16
（1）
（2）
UA
UB
=
4
1
U2
n1
n2
B
A
U
a
b
（3）
U1
U2
=
n1
n2
=
4
1
UB=U2
U=UA+U1
4
UB
=
+
4UB
A U1＞U2，I1＞I2 B U1＞U2，I1＜I2 C U1＜U2，I1＞I2 D U1＜U2，I1＜I2
题型：理想自耦变压器
D
例10、理想变压器接在电压为U的正弦交流电源上，当开关接a时交流电流表和交流电压表的读数分别为I1，U1，当开关接b时，两表的读数分别为I2，U2，则（ ）
b
a
c
d
15V
5V
例11、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2：n3=44：3：1，原线圈两端输入电压U1=220V，在变压器输出端如何连接可使一盏“20V、10W”灯泡正常发光？如何连接可使一盏“10V、5W”灯泡正常发光？通过计算分别画出连接图。
220V
题型：电路设计题
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E2=U2 +I2r2 ≈U2 则
变压器与电能的传输
变压器与电能的传输在现代社会中，电能的传输是我们生活和工作中必不可少的一部分。
而电能的传输与变压器息息相关。
本文将深入探讨变压器与电能的传输的关系，以及它们在能源领域中的重要性。
一、变压器的基本原理变压器是一种用来改变交流电压的装置。
它由一个铁心和两个或更多的线圈组成。
其中一个线圈被称为“主线圈”，用来输入电能；另一个线圈被称为“副线圈”，用来输出电能。
变压器的工作原理是基于电磁感应的。
根据法拉第电磁感应定律，当交流电通过主线圈时，产生的磁场会穿透副线圈，从而在副线圈中产生感应电压。
通过调整主线圈的匝数和副线圈的匝数比例，可以实现输入电能与输出电能之间的电压比例变化。
这就是变压器能改变交流电压的原因。
二、电能的传输过程在电能的传输过程中，变压器扮演着重要的角色。
当发电厂产生电能时，需要将其传输到不同地方供应给用户使用。
这个过程涉及到输电线路和变压器站。
首先，发电厂将发电的电能通过输电线路输送到变压器站。
输电线路通常采用高压电缆或电力铁塔进行输送，以减少能量损失。
然后，在变压器站中，电能经过变压器进行降压或升压处理，以适应不同区域的电压需求。
最后，经过变压器处理后的电能再次通过输电线路输送到用户家中或工厂等地方供应使用。
需要注意的是，在电能的传输过程中，变压器不仅起到了改变电压的作用，同时还能够实现输电线路中电能的调整与控制。
通过调整变压器的参数，可以实现对电能的稳定传输与分配，确保用户能够得到稳定可靠的电力供应。
三、变压器在能源领域中的重要性变压器作为电能传输的关键设备，在能源领域中具有重要的地位和作用。
首先，变压器能够实现电能的长距离传输。
由于电能的传输过程中存在能量损耗，所以在进行长距离传输时，需要采取措施来减少能量损失。
而变压器能够将电能的电压进行升高，在高电压状态下进行输送，从而减少能量损耗，提高电能传输的效率。
其次，变压器能够实现电能的分配与调整。
在不同地区，电压需求可能存在差异。
通过变压器站中的变压器进行升压或降压处理，能够根据不同地区的需求实现对电能的分配与调整，确保不同地区的用户得到合适的电压供应。
高中物理一轮复习课件：变压器 电能的输送(共24张PPT)
线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不
变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，
电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电
流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示．当开关S闭
合后(
AD)
A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变 B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大 C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大 D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变
率一定时，采用高压输电可以减小输电电流，从而减 小线路上的功率损失．
17
三. 高压输电问题的分析 1．先后顺序：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”这样 的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步 进行分析． 2．远距离高压输电的几个基本关系(以图为例)
)
A．输电电流为 3I
B．输电电流为AD9I
C．输电电压为 3U
D. 输电电压为 1/3U
20
15
【例与练】如图为理想变压器，其原、副线圈的匝数比 为2∶1，原线圈接有交流电压u＝220sin 100πt (V)；图 中电压表和电流表均为理想交流电表，Rt为负温度系数 的热敏电阻(即当温度升高时，阻值减小)，R1为定值电 阻，C为电容器，下列说法正确的是( D ) A．电压表示数是110 V B．交流电的频率为100 Hz C．通过R1的电流始终为零 D．当Rt处温度升高时，电压表示数不变，电流表示数 变大
11
【例与练】如图所示，P为一理想自耦变压器的滑片， Q为滑动变阻器的滑动触头。在输入交变电压一定的条 件下，下列说法正确的是( BC ) A.Q不动,P向下移动,电流表示数减小,电压表示数增大 B.Q不动,P向上移动,电流表示数减小,电压表示数减小 C.P不动,Q向上移动,电流表示数增大,电压表示数不变 D.P不动,Q向下移动,电流表示数增大,电压表示数不变
第十三章第二讲变压器电能的输送
[思路点拨] 解答本题应把握以下几点： (1)电压表、电流表的读数均为交变电流的有效值； (2)原、副线圈上交变电流的周期与频率是相同的； (3)原、副线出功率决定．
[课堂笔记] 由u＝20 sin100πt V可知，Um＝20 V，f＝ 50 Hz，氖泡在一个周期内发光两次，故其发光频率为100 Hz，A选项正确．电压表示数为U＝ ×5＝100 V，B选项 正确．开关断开后电压表示数不变，输出功率变小，故C、 D两选项错误．
2×10－2 s，所以ω＝ ＝100π，交流电压瞬时值表达式u
＝220 cos(100πt) V，故A项正确，B项错误；电压表的示
数是指有效值，与某一时刻的瞬时值无关．原线圈的电压
的有效值U1＝220 V，由理想变压器的电压比等于匝数比
得：
，所以U2＝ U1＝20 V，故C项正确，D项错
误．
答案：AC
的读数为3.6 A
解析：题图所示电流表的内部结构为电流互感器，由变压器
的工作原理可知，这种电流表只可以测交变电流．因为只有
一个原、副线圈，所以电流比等于匝数的反比．设电流表连
接的线圈缠绕匝数为n，电缆线内的交变电流为I，当电流表
读数为1.2 A时满足
；当电缆线缠绕3匝时满足 ＝
.联立以上两个方程，易得I′＝3.6 A．C项正确．
一、变压器原理 1．构造和原理 (1)主要构造：由 原线圈 、副线圈和
闭合铁芯 组成． (2)工作原理：电磁感应的互感 现象．
2．理想变压器的基本关系式
基本关系
变压器
电压
＝
功率
P1＝P2
电流
＝ (n1I1＝n2I2)
3.几种常见的变压器 (1)电压互感器：用来把高电压变成低电压，如图13－2－ 2
变压器、电能的输送
变压器 电能的输送一、理想变压器1、构造：两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁芯上构成变压器．2、作用：在输送电能的过程中改变电压．3、原理：其工作原理是利用了电磁感应现象．（互感）．4、理想变压器的理想化条件及其规律．在理想变压器的原线圈两端加交变电压U 1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律有：t n E ∆∆Φ=111，tn E ∆∆Φ=222，忽略原、副线圈内阻，有 U 1＝E 1 ，U 2＝E 2，另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等，于是又有 21∆Φ=∆Φ由此便可得理想变压器的电压变化规律为2121n n U U = 在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”），有21P P = ，而111U I P = ，222U I P = 于是又得理想变压器的电流变化规律为12212211,n n I I I U I U ==，由此可见：理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗（实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因数的差别．）二、变压器的物理量变化的规律1、电压规律 2211n U n U = 理解：（1）U 1由电源决定，U 2 随U 1和n 的变化而变化，副线圈相当于一个新电源（2）U / n 表示单匝线圈的电压。
（类比于砌墙）2、功率规律 2211I U I U =理解：（1）理想变压器只传递能量，不消耗能量（2）p 1随p 2的变化而变化，但p 1不能无限地变大，要受到发电机最大输出功率地限制（类比：银行出纳）3、电流规律1221..n n I I =理解：R 增大，I 2 减小，p 2 减小，p 1减小，I 1 减小n 2增加，U 2增加，I 2 增加，p 2增加，p 1增加，I 1增加结论：I 1随I 2地变化而变化4、 多组副线圈（1）无论原副线圈，磁通量变化率相同，所以有 ===332211n U n U n U （类比：砌墙）（2）332211I U I U I U +=令k n U n U n U ===332211U 1 I 1U 3I 3U 2 I 2++=⇒332211..I n I n I n【例1】 理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为n 1=1760匝、n 2=288匝、n 3=800 0匝，电源电压为U 1=220V 。
变压器、电能的输送
多相变压器是指具有多个独立磁路的变压器，其原、副绕组的匝数比可 以不同，以实现不同的电压变换比。
变压器额定参数
额定电压
额定电压是指变压器在正常运行时所能承受的最大电压值 。对于不同类型的变压器，其额定电压值也有所不同。
额定容量
额定容量是指变压器在额定电压和额定电流下运行时所能 输出的最大功率值。这个值通常是根据变压器的设计参数 和实际运行条件确定的。
额定电流
额定电流是指变压器在额定电压下运行时所能承受的最大 电流值。这个值通常是根据变压器的容量和阻抗等参数计 算得出的。
温升限值
温升限值是指变压器在运行过程中允许的最大温升值。这 个值通常是根据变压器的绝缘材料、散热条件和使用环境 等因素确定的。
02
电能输送方式及特点
交流输电系统
交流输电系统采用三相交流电作为输电方式，具有输电电压高、输电容量大、输电 距离远等优点。
高效能变压器技术
智能电网与变压器的融合
随着能源紧缺和环保要求的提高，高效能 变压器将成为未来发展的重要方向，如非 晶合金变压器、超导变压器等。
智能电网的发展对变压器的智能化、自动 化提出了更高要求，如实时监测、远程控 制、自适应调节等。
新能源接入与变压器技术
变压器安全与可靠性挑战
随着新能源的大规模开发和利用，变压器 需要适应新能源的接入和并网要求，如直 流输电技术、分布式电源接入等。
3
线路损耗的精确计算
对于长距离输电线路或大电流情况，需采用精确 计算，考虑线路的分布参数和电磁场效应。
提高电能输送效率措施
采用高压输电
通过提高输电电压，减小输电电 流，从而降低线路损耗，提高输
电效率。
优化线路设计
变压器和电能的输送总结
、变压器的原理1构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成.2•电压关系I L n⑴百n ：，无论副线圈一端是空载还是有负载，都是适用的.U n⑵ 据一=二知当n 2>n 1时L 2>Ui ,这种变压器称为升压变压器，当L 2 n 2器称为降压变压器.3.电流关系：根据p= U 1，由功率关系得：皿=Ul1，所以卜再由Uh2得，电流关系为：n =和n1l1=m.若有多个副线圈时，有 R = R+R+…，即 Ul i = U 2I 2 + Ul 3 +… 将 U : U 2 : U 3 :…=n i : n 2: n 3 ：…代入得n i l 1 = rul 2 + ml 3 +…4. 功率关系：理想变压器不计铜损、铁损及漏磁，所以输入功率等于输出功率.当副线圈为断路时，原线圈输入功率为零. 对有多个副线圈输出时， 输入功率等于副线圈上输出功率 之和.变压器和电能的输送(1)原线圈：与交流电源相连的线圈. (2)副线圈：与负载相连的线圈.2. 原理：变压器工作的基础是电磁感应现象.3. 作用：改变交流电流的电压.三、常用的变压器一一互感器1•分类：电压互感器(如图甲)和电流互感器(如图乙). 2•电压互感器：如图甲所示 ，原线圈并联在高压电路中,副线圈接电压表.互感器将高压变为低压，通过电压表测 低电压，结合匝数比可计算出高压电路的电压.3.电流互感器：如图乙所示,原线圈串联在待测高电流电路中,副线圈接电流表.互感器将大电流变成小电流，通过电流表测出小电流，结合匝数比可计算出大电流电路的电流. 四、理想变压器中的几个关系： 1•电动势关系:由于互感现象，没有漏磁，原、副线圈中具有相同 的磁通量的变化率△①■jp.如图根据法拉第电磁感应定律，原线圈中△①E n 1，副线圈中6= n 2■△匸，所以有-=-n ><n i 时，U 2<Ui ,这种变压L 2UJ5•频率关系：变压器不能改变交变电流的频率•在原线圈中接上周期性变化的电流在副线圈中激发出同频率的交流电.特别提醒：（1）变压器只能改变交流电压， 若初级线圈加直流电压则次级线圈输出电压为零.（2）变压器的电动势关系、电压关系和电流关系是有效值间的关系，对最大值也适用，但对某时刻的瞬时值其关系并不成立. 五、变压器工作时的制约关系1电压制约：输出电压 U 2由输入电压 U 决定，即 U= rbU /n i .2•电流制约：原线圈中的电流 11由副线圈中的输出电流 |2决定，即I i= el 2/n i . 3.负载制约：（1）变压器副线圈中的功率 P 2由用户负载决定，F 2 = P 负i+ P 负2+…;⑵ 变压器副线圈中的电流 12由用户负载及电压 U 确定，12= R/U ;即变压器的输入功率是由输出功率决定的. 练习题:圈接入“220 V,60 W ”灯泡一只，且灯泡正常发光. A.电流表的示数为1. 理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有（ A. 交流电的频率 B .磁通量的变化率 功率D •交流电的峰值2. 对理想变压器，下列说法中正确的是 （ ） A. 原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大B .原线圈的输入电流，随副线圈的输出电流增大而增大C . 原线圈的电流，不随副线圈的输出电流变化而变化D . 当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零 3.如图所示的理想变压器，原副线圈的匝数比 n 1 : n 2= 1 :2, U = 220/2S in w t V, 6= 1100匝，以下说法中正确的是 （） A. 穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为 1 : 2 B .穿过原、副线圈磁通量的变化率的最大值相等，均为 C . 原、副线圈每一匝产生的电动势有效值相等，均为:b'ni 氐&D .原、副线圈电动势的瞬时值之比为 1 : 2 4. 如图所示，理想变压器原、畐y 线圈匝数之比为 20 ： 1, 原线圈接正弦式交流电源，副线（3）理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出为入” ,即用户消耗多少，原线圈就提供多少，因而输出功率决定输入功率,P l= P 2；B .电源输出功率为 1200 WC . 电流表的示数为220 AD . 原线圈两端电压为 11 V 5.（变压器的动态分析高考天津卷 ）为探究理想变压器原、 副线圈电压、电流的关系，将原线 圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡 L i 、L 2,电路中分别接了 理想交流电压表 V 1、V 2和理想交流电流表 A 、A 2,导线电阻不计，如图所示•当开关 S 闭合 A. A i 示数变大,A 与A 示数的比值不变B . A i 示数变大, A 与A 示数的比值变大C . V 2示数变小,V 与V2示数的比值变大 D .V 与V 2示数的比值不变 6. V 2示数不变， 有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触 头Q 调节，如图所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻 R ）和滑动变阻器R,在原线圈上加一电压为 U 的交流电，则（ ） A. 保持 Q 的位置不动，将 P 向上滑动时, 电流表的读数变大 B .保持 Q 的位置不动，将 P 向上滑动时, 电流表的读数变小 C . 保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时, 电流表的读数变大 D . 保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时, 电流表的读数变小 7.如图 5-4- 16,电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压 均为U, 变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则 变压器的匝数比 n 1 : n 2和电源电压 U 分别为（ ） niA. 1 : 2 2U B . 1 : 2 4U C. 2 : 1 4U D . 2 : 1 2U &如图5 — 4- 18甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 10 : 1, R1= 20 Q, R2= 30 Q,C 为电容器.已知通过 R1的正弦式交流电如图乙所示，则 （ A. 交流电的频率为 Hz B .原线圈输入电压的最大值为 200边 V C . 电阻R 的电功率约为WD . 通过F 3的电流始终为零电能的输送、降低输电损耗的两个途径1由于输电导线有电阻，在输电过程中必有一部分电能要转化成热能而损失掉，设输电导线中电流为I ，输电导线的电阻为 R,则输电导线上的功率损失为△P = I 2R2.减小输电导线上的功率损失的两种方法 (1)减小输电导线上的电阻：由电阻定律R= PQ 可知，距离一定，选用电阻率 P 小的金属做S导线，增大导线横截面积 S 可减小电阻.⑵ 减小输电导线的电流：由 P = UI 可知，当传输功率 P 一定时，升高电压可以减小电流3.远距离输电基本原理：在发电站内用升压变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过降压变压器降到所需的电压. 二、输电线上的电压损失和功率损失1电压损失：输电线始端电压 U 与输电线末端电压 U'的差值.△ U= U- U = IR .2.功率损失：远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率 A U 2⑶ A P=-R-I 为输电电流，R 为输电线的电阻，△ U 为输电线上损失的电压. 特别提醒:(1)输电电压是指加在高压输电线始端的电压U,损失电压是指降落在输电线路上的电压A U=IR .(2)输送功率是指高压输电线始端输出的电功率，损失功率是输电线上消耗的功率.二、远距离输电的几个基本关系电路(如图所示)Pl2(1) A P = I R (2) A P = I A U;升压变压器降压变压器1.功率关系：R = R , p3= R, R= P 线+ P a若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为 9 X 108 kW3.中国已投产运行的1000 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，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用 1000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损 耗的电功率将变为（）U n 1 I 2 U 3 n a I 42.电压、电流的关系： U 2= n 2— h ，Ur n^= hU 2=A U+ U, 12 = 13 = I 线.P 2 P 3 U 2 - Ufe3.输电电流： I 线=77=77=—；=；-P 2 24.输电导线上损耗的电功率： P 线=12线R 线，P 线=（订）"R 线.U E练习题:1. 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 A. 输电线路上损失的电压与输送的电流成正比 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2.某变电站用11 kV 交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R 现若用变压器将电压升高到220 kV 送电，下面选项正确的是A.I =R 所以输电线上的电流增为原来的20倍 B.U ，所以输电线上的电流减为原来的 1 20C.P =U，所以输电线上损失的功率增为原来的400倍D. 若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为原来的4003.某水电站，用总电阻为 Q 的输电线输电给 500 km 外的用户,其输出电功率是 3 X 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 X 105 AB. 输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC. D. 输电线上损失的功率为AP = U / r , U 为输电电压，r 为输电线的电阻.4P4•如图3甲为某水电站的电能输送示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为变压器的副线圈接有负载R,升压、降压变压器之间的输电线路的电阻不能忽略，变压器均为理想变压器，升压变压器左侧输入如图乙所示的正弦式电压，下列说法正确的是A .交变电流的频率为 100 HzC.增加升压变压器副线圈匝数可减少输电损失D.当R 减小时，发电机的输出功率减小正确的是TV电 厂A . U < U 2, L 3 > U 4B . U = 220返 VD.用户得到的交变电流频率为25 Hz1 : 10，降压升Em 器降器甲B .升压变压器副线圈输出电压为22 V5.如图7为远距离输电的示意图，若电厂输出电压u i = 22^/2sin( 100 n t )V ，则下列表述C.若L t 提高为原来的1 10倍，输电线上损失的功率为原来的100( )X 10 ^8 )。
变压器电能的输送
4.某理想变压器的原线圈接一交流电,副线圈接如图6
所示电路,电键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
基
电压 关系
原、副线圈的电压比等于匝数比,与 负载情况、副线圈个数的多少无关
本
关 系
电流 关系
只有一个副线圈,电流和匝数成反比; 多个副线圈,由输入功率和输出功率
相等确定电流关系
频率 关系
原、副线圈中电流的频率相等
电压 副线圈的电压U2由原线圈的电
制
压U1和匝数比决定
约
功率 原线圈的输入功率P1由副线
变式练习1 如图4所示,一理想变压器原线圈接入一交
流电源,副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻,开
关S是闭合的.V1和V2为理想电压表,读数分别为U1和
U2;A1、A2和A3为理想电流表,读数分别为I1、I2和I3.现
断开S,U1数值不变,下列推断中正确的是 (
)
图4
A.U2变小、I3变小
(1)原线圈:与交流电源连接的线圈,也叫初级 线圈. (2)副线圈:与负载连接的线圈,也叫 次级线圈. 2.变压器的原理:电流通过原线圈时在铁芯中激发磁 场,由于电流的大小、 方向 在不断变化,铁芯中的 磁场也在不断变化.变化的磁场在副线圈中产生 感应电动势,所以尽管两个线圈之间没有导线相连, 副线圈也能够输出电流. 互感现象是变压器工作 的基础. 3.理想变压器:没有 能量损失的变压器,即输入 功率 等于输出功率.
越大,负载越小,输入功率越小;R越小,负载越大,输入
功率越大.
特别提示 1.对于电源,原线圈相当于用电器;对于用电器,副线 圈相当于电源. 2.对理想变压器应注意能量守恒定律的应用. 3.经常应用的变压公式是根据“口”字型变压器推 出的,应用时要注意给出的变压器是否为“口”字型 变压器,若不是,应根据变压器原理推导各物理量的关系.
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变压器电能的输送1. (多选)如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝2202sin100 πt(V)的交流电源上，副线圈接有阻值为44 Ω的负载电阻R，该变压器的原、副线圈的匝数比为：1，图中电流表、电压表均为理想电表，则( )A．电流表的示数为0.20 A B．电压表的示数为44 2 VC．原线圈的输入功率为44 W D．副线圈输出交流电的频率为10 Hz答案：AC解析：由题可知，原线圈两端电压有效值为220 V，由理想变压器变压规律可知，副线圈两端电压即电压表示数为44 V，B项错误；由欧姆定律可知，通过负载电阻R的电流的有效值为1 A，根据理想变压器变流规律可知，原线圈中电流即电流表示数为0.20 A，A项正确；原线圈输入功率P＝U1I1＝44 W，C项正确；由交流电源电压表达式可知，交流电的频率为50 Hz，而理想变压器不改变交流电的频率，D项错误．2．在远距离输电时，在输送的电功率和输电线电阻都保持不变的条件下，输电的电压为U1时，输电线上损失的功率为P1；输电的电压为U2时，输电线上损失的功率为P2.则：U2为( )A.P2P1B.P1P2C.P2P1D.P1P2答案：A解析：输送的功率一定，由P＝UI知，I＝PU，则P损＝I2R＝P2U2R，知输电线上损失的电功率与电压的平方成反比，则U1U2＝P2P1，A正确，B、C、D错误．3.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Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则( )A．ab接MN、cd接PQ，Iab<IcdB．ab接MN、cd接PQ，Iab>IcdC．ab接PQ、cd接MN，Iab<IcdD．ab接PQ、cd接MN，Iab>Icd答案：B解析：电流互感器ab一侧线圈匝数比cd一侧线圈匝数少，根据变流比公式Iabnab＝Icdncd 可知，Iab>Icd，又电流互感器的作用是减小测量电流，即电流表应接在电流较小的一侧，ab接MN、cd接PQ，选项B正确．4． (多选)如图所示，图甲是一理想变压器，原、副线圈的匝数比为：1.若向原线圈输入图乙所示的正弦交变电流，图中RT为热敏电阻(阻值随温度升高而变小)，R1为可变电阻，电压表和电流表均为理想电表，下列说法中正确的是( )A．在t＝0.005 s时，电压表的示数约为50.9 VB．变压器原、副线圈中的电流之比为：1C．RT温度降低时，适当增大R1可保持RT两端的电压不变D．RT温度升高时，电压表的示数不变、电流表的示数变大答案：CD解析：由题图乙可以知道交流电压最大值Um＝36 2 V，有效值为36 V，即电压表的示数，A错误；原、副线圈的匝数比为：1，所以变压器原、副线圈中的电流之比为：100，B错误；RT温度降低时，电阻增大，在串联电路中适当增大R1可保持RT两端的电压不变，C正确；电压表的示数为输入电压，保持不变，RT温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，D正确．5．(多选)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈中心的抽头，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u1＝2202sin 100πt V，则( )A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表V1的示数为22 VB．当t＝1600s时，电压表V0的读数为220 VC．单刀双掷开关与a连接，当滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表V1的示数增大，电流表示数变小D．当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表V1和电流表的示数均变小6．用一台型号为AED6500S的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示，发电机到安置区的距离是400 m，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5×10－4Ω，安置区家用电器的总功率为44 kW，当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作时( )B．发电机的实际输出电压为300 VC．在输电线路上损失的电功率为8 kWD．如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300 V7．某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙所示，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，则下列说法正确的是 ( )A．乙图中电压的瞬时值表达式为u＝2202sin 200πt(V)B.n1n2>n4n3C ．当用户用电器增加时，输电线上损耗的功率增大D ．升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率【答案】C 【解析】题图乙中电压最大值U m ＝220 2 V ，T ＝0.02 s ，所以ω＝2πT＝100πrad/s ，题图乙中的电压瞬时值表达式u ＝2202sin 100πt (V)，A 错误．因为U 1＝U 4＝220 V ，U 1U 2＝n 1n 2，U 3U 4＝n 3n 4，U 2>U 3，所以n 1n 2<n 4n 3，B 错误．当用户用电器增加时，用电器的总功率增大，则I 4增大，I 3增大，又P 损＝I 23r ，可得输电线上损耗的功率增大，C 正确．由于输电线上有功率损耗，所以升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率，D 错误．8．如图为远距离输电示意图，升压变压器T 1的原、副线圈匝数比为n 1∶n 2＝k ∶1，降压变压器T 2的原、副线圈匝数比为n 3∶n 4＝1∶k ，在T 1的原线圈两端接入一内阻为k 2r 、电动势e ＝E m sin ωt 的交流电源，两条输电线的总电阻为r ，假设用户处的总电阻为R ，不考虑其他因素的影响，两变压器均为理想变压器，则输电线上损失的电功率为( )A.k 2E 2m rR ＋2k 2r2B.k 2E 2m r R ＋k 2r2C.k 2E 2m r R ＋r ＋k 2r 2 D.k 2E 2m rR ＋r ＋k 2r29．如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压U 1一定，通过理想升压变压器T 1和理想降压变压器T 2向远处用户供电，输电线的总电阻为R .T 1的输入电压和输入功率分别为U 1和P 1，它的输出电压和输出功率分别为U 2和P 2；T 2的输入电压和输入功率分别为U 3和P 3，它的输出电压和输出功率分别为U 4和P 4.下列说法正确的是 ( )A ．当用户的用电器增多时，U 2减小，U 4变小B ．当用户的用电器增多时，P 1 变大，P 3 减小C ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U 22RD ．要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比n 2n 1，同时应增大降压变压器的匝数比n 3n 410．(多选)在如图所示的电路中，在ab 两端输入稳定的正弦交流电，变压器原线圈中的电流为I 1，电压为U 1，输入功率为P 1，副线圈中的电流为I 2，电压为U 2，输出功率为P 2，则在滑动变阻器滑片移动的过程中，下列图象关系正确的有(B 图中曲线为双曲线的一支，D 图中曲线为抛物线)( )A B C D【答案】AC 【解析】由原、副线圈的电压与匝数关系U 1U 2＝n 1n 2可知，U 1与U 2成正比，选项A正确；由原、副线圈的电流与匝数关系I 1I 2＝n 2n 1可知，I 1与I 2成正比，选项B 错误；由P 1＝P 2＝U 22R＝n 22U 21n 21R，可知选项C 正确，D 错误；故选A 、C. 11．用电压为U 的正弦交流电源通过甲、乙两种电路给额定电压为U 0的同一小电珠供电．图甲中R 为滑动变阻器，图乙中理想变压器的原、副线圈匝数分别为n 1、n 2，若电珠均能正常工作，则 ( )甲 乙 图11231A ．变压器可能是升压变压器B ．甲、乙电路消耗电功率之比为n 1∶n 2C ．电阻R 与小电珠的功率之比为n 1∶n 2D ．若将甲、乙电路与输出电压为U 的直流电源接通，电珠仍能正常工作【答案】B 【解析】由图甲知，电源电压等于变阻器两端的电压与电珠电压之和，所以U ＞U 0，在图乙中，根据电压与匝数成正比，知n 1＞n 2，所以该变压器是降压变压器，故A 错误；由乙图，根据电压与匝数成正比，得n 1n 2＝U U 0，电珠均能正常工作，所以电流等于额定电流，甲电路消耗的功率为UI ，乙电路消耗的功率U 0I ，所以甲、乙电路消耗的功率之比为U ∶U 0＝n 1∶n 2，故B 正确；R 两端电压的有效值为(U －U 0)，电阻R 与小电珠的功率之比为P R P 0＝U －U 0U 0＝n 1n 2－1，选项C 错误；若将甲、乙电路与输出电压为U 的直流电源接通，则甲图中电珠仍能正常工作，乙图中电珠不亮，选项D 错误；故选B.12. (多选)如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2.原线圈通过一理想电流表Ⓐ接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大．用交流电压表测得a 、b 端和c 、d 端的电压分别为U ab 和U cd ，则( )A ．U ab ∶U cd ＝n 1∶n 2B ．增大负载电阻的阻值R ，电流表的读数变小C ．负载电阻的阻值越小，cd 间的电压U cd 越大D ．将二极管短路，电流表的读数加倍13．心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其部分电路可简化为大电阻R 1与交流电源串联，该电源输出的电压恒为U 0，如图所示．心电图仪与一个理想变压器的初级线圈相连，一个扬声器(可等效为一个定值电阻R 2)与该变压器的次级线圈相连．若R 2的功率此时最大，下列说法错误的是( )A ．大电阻R 1两端电压为U 02B ．理想变压器初级线圈与次级线圈的匝数比值为R 1R 2C ．交流电源的输出功率为U 202R 1D ．通过扬声器的电流为U 021R 1R 214.一理想变压器原、副线圈匝数比为n 1∶n 2＝3∶1，原线圈中接有定值电阻R ，副线圈中并联有两个阻值也为R 的定值电阻，如图所示．原线圈接有电压为U 的交流电源，则副线圈的输出电压为( )A.U 2B.U3 C.3U 11 D.3U 10【答案】C 【解析】设原线圈中的电流为I ，原线圈的输入电压为U 1，则副线圈中的电流为3I ，副线圈的输出电压为U 2＝U 13＝32IR ，又U ＝IR ＋U 1＝112IR ，得U 2＝311U ，C 正确．15．一正弦交变电压的电压u 随时间t 变化的规律如图所示。