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1、1 专题课件 微型专题 5 变压器的动态分析远距离输电 一、选择题 考点一变压器电路的动态分析 1. 如图 1 所示，理想变压器原线圈输入电压uUmsin t，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( ) 图 1 A.I1和I2表示电流的平均值 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、I2变大 答案C 解析电路中的电压表和电流表表示的都是有效值，选项A、B错误 . 根据 U1 U2 n1 n2得 U2
2、 n2 n1U 1， U1不变，U2不变，滑片P向下滑动过程中，接入电路中的电阻变小，由闭合回路欧姆定律知 I2变大，根据 I1 I2 n2 n1得 I1 n2 n1I 2，I1变大，故C正确， D错误 . 2.( 多选 ) 为保证用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，图2 甲为变压器示意图. 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. 以下说法正确的是( ) 图 2 2 A.u21902sin (50t) V B.u21902sin (100t) V C.为使用户电压稳定在220 V，应将P适当下移 D.
3、为使用户电压稳定在220 V，应将P适当上移 答案BD 解析由电压u2随时间t变化的曲线可知， 用户电压的最大值是1902 V， 周期是 210 2 s， 所以u21902sin (100t) V ，A 错误， B 正确；根据 n1 n2 U1 U2，n 1减小，U2增大，因此为使 用户电压稳定在220 V ，应将P适当上移， C错误， D正确 . 3. 如图 3 所示，用理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，变压器降压后用总电阻为 R的输电线对用电器供电，设两个灯泡的电阻相同，且都在发光，若将滑动变阻器的滑片P 向N移动，会出现的现象是( ) 图 3 A.电流表的示数变大，灯泡L1、L2
4、均变暗 B.电流表的示数变小，灯泡L1、L2均变暗 C.电流表的示数变大，灯泡L1变亮，L2变暗 D.电流表的示数不变，灯泡L1变暗，L2变亮 答案C 解析副线圈输出电压不变，滑动变阻器的滑片P向N移动的过程中，并联部分电阻减小， 副线圈中的电流增大，但因为灯泡L2两端的电压减小，所以通过灯泡L2的电流减小，又因为 总电流增大，所以通过灯泡L1的电流增大，即灯泡L1变亮，灯泡L2变暗 . 副线圈上的电流增 大，根据I1 n2 n1I 2可知，输入电流变大，电流表的示数变大. 4.( 多选 ) 如图 4 所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电 线的等效电阻为R.
5、开始时，开关S断开 . 当开关S接通时，以下说法中正确的是 ( ) 图 4 3 A.副线圈两端M、N的输出电压减小 B.副线圈输电线等效电阻R上的电压增大 C.通过灯泡L1的电流减小 D.原线圈中的电流增大 答案BCD 解析由于输入电压和原、副线圈匝数比不变，所以当S接通时，理想变压器副线圈M、N 两端输出电压不变，故A项错误 . 并联灯泡L2，总电阻变小，由闭合电路欧姆定律知，流过R的电流增大，副线圈输电线等效 电阻上的电压URIR增大，故B项正确 . 副线圈输出电流I2增大，输入功率等于输出功率即，I1U1I2U2， 则原线圈输入电流I1也增大， 故 D项正确 . UMN不变，UR变大，所
6、以UL1变小，流过灯泡L1的电流减小，故C项正确 . 5.( 多选 ) 调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图5 所示 . 线圈AB绕在一个圆环形的 铁芯上，CD之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压，图中为交流电流表， 为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，CD两端接恒压交流电源，变压器可 视为理想变压器，以下说法正确的是( ) 图 5 A.当滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变大，电压表读数变大 B.当滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变大 C.当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变小，电压表读数变大 D.当滑动变阻器滑动触头向下滑动时
7、，电流表读数变大，电压表读数变小 答案AD 解析当滑动触头P逆时针转动时，相当于增加了副线圈的匝数，而原线圈匝数保持不变， 根据 U1 U2 n1 n2可知，输出电压增大，其他因素不变时，电压表读数变大，电流表读数变大，故 A 正确， B 错误；当线圈匝数不变而将滑动变阻器滑动触头向下滑动时，输出电压不变，总电 阻减小，则总电流增大，R1两端电压增大，R2两端电压减小，电压表读数变小，流过R2的电 流减小，因此，流过R3的电流增大，电流表读数变大，故C错误， D正确 . 考点二远距离高压输电问题 6.( 多选 ) 某小型水电站的电能输送示意图如图6 甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙 所示
8、 . 输电线的总电阻为r，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副 4 线圈的匝数分别为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( ) 图 6 A.乙图中电压的瞬时值表达式为u2202sin 100 t (V) 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 n1 n2 n4 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 解析由于输电线上的电阻会损失电压、电功率，使得U2U3，故P2P3，选项 D正确；因为 n1 n2 U1 U2， n4
9、 n3 U4 U3，又由于 U1U4220 V，U2U3，所以 n1 n2 n3 n4 B. n2 n1U3U2U线，故 n2 n1 n3 n4，选 项 A正确， B错误 . 11.( 多选 ) 图 10 甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器. 升压变压器原、 副线圈匝数 比为 1100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100 . 降压变压器右侧部 分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为热敏电阻，当温度升高时其阻值变 小. 电压表 V显示加在报警器上的电压( 报警器未画出 ). 未发生火情时，升压变压器的输入功 率为 750 kW. 下列说法中正确的是( )
10、图 10 7 A.降压变压器副线圈输出的交流电频率为50 Hz B.未发生火情时，远距离输电线路损耗功率为180 kW C.当R2所在处发生火情时，电压表V的示数变大 D.当R2所在处发生火情时，输电线上的电流变大 答案AD 解析由题图乙知交流电的周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，变压器不改变交流电的频率， A正确； 由题图乙知升压变压器输入电压的有效值为250 V，根据升压变压器变压规律知副线 圈两端电压为25 000 V ，所以输电线中的电流为I P U 30 A，输电线损失的电压为UIR 30100 V 3 000 V ，输电线路损耗功率为PIU90 kW，B错误；当R2所在处发
11、生 火情时其阻值减小，副线圈中电流增大，根据降压变压器变流规律知输电线上的电流变大，D 正确；当R2所在处出现火情时，输电线电流增大，分压增大，降压变压器两端的电压变小， 根据串联分压，R1两端电压增大，故电压表V的示数变小，C错误 . 二、非选择题 12. 某发电站通过燃烧煤来发电.发电站通过理想升压变压器、输电线和理想降压变压器把电 能输送给生产和照明用户，发电机输出功率是120 kW，输出电压是240 V，升压变压器原、 副线圈的匝数比为125，输电线的总电阻为10 ，用户需要的电压为220 V. 则： (1) 输电线上损失的电功率为多少？ (2) 降压变压器原、副线圈的匝数比为多少？ 答案(1)4 000 W (2)290 11 解析画出输电线路图如图所示 (1) 根据理想变压器的变压规律 U1 U2 n1 n2 得输电电压U2n 2 n1U 125 1 240 V 6 000 V 输电电流I2 P U2 12010 3 6 000 A20 A 输电线上损失的电功率 PI2 2r 20 210 W 4 000 W. (2) 输电线上损失的电压 UI2r2010 V 200 V 降压变压器原线圈两端的电压U3U2U6 000 V 200 V5 800 V 8 根据理想变压器的变压规律得 n3 n4 U3 U4 5 800 V 220 V 290 11 .