高中物理基礎(chǔ)訓(xùn)練39 變壓器 電能的輸送 三相交流電

1、基礎(chǔ)訓(xùn)練39 變壓器電能的輸送三相交流電（時間60分鐘，賦分100分）訓(xùn)練指要通過訓(xùn)練，了解變壓器的構(gòu)造和原理，深刻理解和掌握變壓器的電壓、電流、功率關(guān)系，掌握遠距離輸電的原理圖和線路電壓、功率損失的計算.第12題、第14題為創(chuàng)新題，采用等效的方法，分析變壓器變換阻抗作用，從而提高分析問題、處理問題的能力.一、選擇題(每小題5分，共40分)1.關(guān)于變壓器，下列說法正確的是原線圈中的電壓隨副線圈電流的增大而增大原線圈中的電流隨副線圈的電流的增大而增大當副線圈上并聯(lián)的負載增多時，原線圈中的電流增大當副線圈空載時，副線圈上的電壓為零A. B. C. D.2.如圖1391所示中理想變壓器原、副線圈匝數(shù)

2、之比n1n2=41，原線圈兩端連接光滑導(dǎo)軌，副線圈與電阻R相連組成閉合回路.當直線AB在勻強磁場中沿導(dǎo)軌勻速地向右做切割磁感線運動時，電流表A1的讀數(shù)是12 mA，那么電流表A2的讀數(shù)為圖1391A.0 B.3 mA C.48 mA D.與R值大小有關(guān)3.在圖1392(甲)、(乙)兩電路中，當ab兩端與ef兩端分別加上220 V的交流電壓時，測得c、d間與g、h間的電壓均為110 V，若分別在c、d兩端與g、h兩端加上110 V的交流電壓，則a、b間與e、f間的電壓分別為A.220 V；220 V B.220 V；110 VC.110 V；110 V D.220 V；04.“西電東送”工程中為

3、了減少輸電損耗，必須提高輸電電壓，從洪家渡水電站向華東某地輸送106 kW的電能，輸電電壓為100萬伏，輸電線電阻為100 .若采用超導(dǎo)材料作為輸電線，則可以減少的電能損失為圖1392A.105 kW B.104 kWC.106 kW D.103 kW5.（2002年廣東高考試題）遠距離輸電線路的示意圖如下：圖1393若發(fā)電機的輸出電壓不變，則下列敘述中正確的是A.升壓變壓器的原線圈中的電流與用戶用電設(shè)備消耗的功率無關(guān)B.輸電線中的電流只由升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定C.當用戶用電器的總電阻減少時，輸電線上損失的功率增大D.升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓6.(2002年天津高考

4、試題)在三相交流電源上按星形接法連接相同負載1、2、3，如圖1394所示，NN為中性線.已知負載1上的電壓為220 V，電流為12 A，現(xiàn)以I表示中性線上的電流，U表示圖中P、Q兩點之間的電壓，則圖1394A.I=15 A，U=440 V B.I=45 A，U=380 VC.I=0，U=440 V D.I=0，U=380 V7.如圖1395所示，有一個理想變壓器，O為副線圈中心抽出的線頭，電路中兩個電阻的阻值相同，開關(guān)S閉合前后，原線圈的電流分別為I1和I2，則I1I2等于圖1395A.11 B.21 C.12 D.418.如圖1396所示.理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個相同的燈泡L1

5、和L2；輸電線的等效電阻為R；開始時，電鍵S斷開，當S接通時，以下說法中正確的是圖1396副線圈兩端M、N的輸出電壓減小副線圈輸電線等效電阻R上的電壓降增大通過燈泡L1的電流減小原線圈中的電流增大A. B. C. D.二、填空題(每小題6分，共24分)9.將輸入電壓為220 V，輸出電壓為6 V的理想變壓器改繞成輸出電壓為30 V的變壓器，原線圈匝數(shù)不變，副線圈原有30匝線圈，則副線圈新增繞的匝數(shù)為_匝.10.如圖1397所示，其中變壓器為理想變壓器，燈泡L1、L2、L3均為“5 V、5 W”，L4為“5 V、10 W”，若它們都能正常發(fā)光，則輸入電壓U為_V.圖139711.如圖1398所示

6、，理想變壓器的輸出端接有一電動機，電動機的電阻為R，電動機帶有一質(zhì)量為m的重物以速度v勻速上升.若變壓器的輸入功率為P，電動機因摩擦造成的能量損失不計，則圖中電流表的讀數(shù)應(yīng)等于_.圖139812.理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為n，副線圈的負載電阻是R，如圖1399所示，則變壓器正常工作時，a、b間的等效電阻是_.圖1399三、計算題(共36分)13.(12分)如圖13910所示的變壓器原線圈1接到220 V的交流電源上，副線圈2的匝數(shù)為n2=30匝，與一個“12 V、12 W”的燈泡L連接，L能正常發(fā)光，副線圈3的輸出電壓U3=110 V，與電阻R連接，通過R的電流為0.4 A，求：圖139

7、10(1)副線圈3的匝數(shù)n3.(2)原線圈1的匝數(shù)n1和電流I1.14.(12分)加在理想變壓器原線圈上的交流電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，與副線圈相連的負載電阻為R，如圖13911所示，求：圖13911(1)原線圈中I1多大時，負載上獲得的功率最大?最大功率是多少?(2)負載電阻獲得最大功率時，變壓器的匝數(shù)比多大?15.(12分)發(fā)電站通過升壓變壓器、輸電導(dǎo)線和降壓變壓器把電能輸送到用戶，如果升壓變壓器和降壓變壓器都可視為理想變壓器.(1)畫出上述輸電全過程的原理圖.(2)發(fā)電機的輸出功率是100 kW，輸出電壓是250 V，升壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)比為125，求升壓變壓器的輸出電壓和輸電導(dǎo)

8、線中的電流.(3)若輸電導(dǎo)線中的電功率損失4%，求輸電導(dǎo)線的總電阻和降壓變壓器原線圈兩端的電壓.(4)計算降壓變壓器的輸出功率.參考答案一、1.C2.A 變壓器不能改變恒定直流電壓3.B 甲是變壓器電路，乙是分壓電路，它們改變電壓的原理不同.4.A 減少的電能損失，即為換超導(dǎo)輸電線前輸電線路上損失的電能.5.C6.D 負載對稱星形連接中，中線電流I=0，I線=I相，U線=3U相=380 V.7.A 8.C二、9.12010.25 抓住原、副線圈中電流關(guān)系進行分析. 11.P-mgv.根據(jù)能量關(guān)系可得P=mgv+I2R,即可求解. RU1nU2U=n22=n2R. 1I1I2I2n12.n2RRab=三、13.(1)275匝（2）550 匝，0.255 A14.(1)由于變壓器為理想變壓器，則負載電阻R上獲得的功率等于交流電源的輸出功率.即=I1E-I12r，該式表明負載電阻上獲得的功率P是I1的一元二次函數(shù)，為此求P的最大值：=-r（I12-EE2E2I1）=-r（I1-）+ r2r4rE2E可見，當I1=時，P有最大值：m= 2r4r(2)由于負載獲得最大功率時，I1=電壓為：U1=E-I1r=E-（E，變壓器