物理总复习变压器和远距离输电

1、第10章 第2讲一、选择题1在变电站里，经常要用交流电表监测电网上的强电流所用的器材叫电流互感器，如下图所示中，能正确反映其工作原理的是()答案A解析电流互感器的工作目的是把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少、副线圈的匝数多，监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中2如图，理想变压器原副线圈匝数之比为41，原线圈接入一电压为uU0sint的交流电源，副线圈接一个R27.5的负载电阻若U0220V，100rad/s，则下述结论正确的是()A副线圈中电压表的读数为55VB副线圈中输出交流电的周期为sC原线圈中电流表的读数为0.5AD原线圈中的输入功率为110W答案AC解析副线圈中电压表读数为副线圈电压的有效值U255V，A对副线圈中交流电的周期等于原线圈中交流电源电压的周期Ts，B错原线圈中的电流I10.5A，C对原线圈中的输入功率P110W，D错3(2010山东理综)一理想变压器原、副线圈的匝数比为101，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头()A副线圈输出电压的频率为50HzB副线圈输出电压的有效值为31VCP向右移动时，原、副线圈的电流比

2、减小DP向右移动时，变压器的输出功率增加答案AD解析该题考查了描述交变电流的物理量和变压器的综合问题由图象可知f50Hz，有效值为220V，故A对B错因，所以C不正确P出当P向右滑动时，R总减小，P出增大，D正确4(2010浙江理综)某水电站，用总电阻为2.5的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3106 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2.0105 AB输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9108 WD输电线上损失的功率为PU2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻答案B解析该题考查远距离输电问题，要注意输电电压和输电线上损失电压的区别当U500 kV时，IA6103 A而U损IR15 KV，A错B对P耗2R22.5 W9107 W，C错P中U为输电线电阻上的电压，而不是输电电压5在家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，如图所示，当变压器输入电压发生变化时，可上下调节P1、P2的位置，使输出电压稳定在220V上现发现输出电压低于220V，下列措施不正确的是()AP

3、1不动，将P2向上移BP2不动，将P1向下移C将P1向上移，同时P2向下移D将P1向下移，同时P2向上移答案C解析由可知U2U1，要提高U2，可通过增大n2或减小n1或同时增大n2、减小n1的办法，故C的措施不正确6(2010南充模拟)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1n241，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，安培表A1的读数是12毫安，那么安培表A2的读数是()A0B3毫安C48毫安 D与R值大小有关答案A解析当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，原线圈中产生恒定的电流，不能在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中不会产生感应电流，A正确7汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的；而汽油机做功冲程开始时，汽缸中汽油和空气的混合气是靠火花塞点燃的但是汽车蓄电池的电压只有12V，不能在火花塞中产生火花，因此，要使用如图所示的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连到蓄电池上，副线圈接到火花塞的两端，开关由机械控制，做功冲程开始时，开关由闭合变

4、为断开，从而在副线圈中产生10000V以上的电压，这样就能在火花塞中产生火花了下列说法中正确的是()A柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增加的B汽油机点火装置的开关若始终闭合，副线圈的两端也会有高压C接该变压器的原线圈的电源必须是交流电源，否则就不能在副线圈中产生高压D汽油机的点火装置中变压器的副线圈匝数必须远大于原线圈的匝数答案AD解析汽车柴油机压缩汽缸内空气，实际上是活塞对气体做功使其内能增加，当温度升高到一定温度时，柴油着火燃烧汽油机是借助于变压器在通入原线圈中电压(12V)断电时产生变化的磁通量从而在副线圈中产生瞬时高压(10000V)，而达到产生火花的目的，所以电源可以是直流，且副线圈匝数要远大于原线圈匝数，故A、D正确8(2010济南模拟)正弦式电流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按如图甲所示方式连接，R10.图乙所示是R两端电压U随时间变化的图象，Um10V，则下列说法中正确的是()A通过R的电流iR随时间t的变化的规律是iRcos100tAB电流表A的读数为0.1AC电流表A的读数为AD电压表的读数为Um10V答案AB解析由图乙所示图象知

5、T2102s，f50Hz，2f100 rad/s，ImA，故iRcos100tA，A正确再根据，I21A知，I1的有效值为0.1A，B正确，C错误电压表读数应为副线圈电压的有效值，U10V，故D错误二、非选择题9在远距离输电时，要尽量考虑减少输电线上的功率损失有一个电站，输送的电功率P500kW，当使用U5kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电能表一昼夜表示数相差4800kWh.求：(1)输电效率和输电线总电阻r.(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电答案(1)60%20(2)22.4kV解析(1)由于输送功率P500kW，一昼夜输送电能EPt12000kWh，终点得到的电能E7200kWh，因此效率60%.输电线上的电流可由I计算，I100A，而输电线损耗功率可由PrI2r计算，其中PrkW200kW，因此可求得r20.(2)输电线上损耗功率Pr2r，原来Pr200kW，现在要求Pr10kW，计算可得输电电压应调节为U22.4kV.10如图，理想变压器原线圈中输入电压U13300V，副线圈两端电压U2为220V，输出端连有

6、完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U2V.求：(1)原线圈n1等于多少匝？(2)当开关S断开时，电流表A2的示数I25A.则电流表A1的示数I1为多少？(3)当开关S闭合时，电流表A1的示数I1等于多少？答案(1)1650匝(2)A(3)A解析(1)由电压与变压器匝数的关系可得：U1/n1U2/n2，则n11650匝(2)当开关S断开时，有：U1I1U2I2，I1A(3)当开关S断开时，有：RLU2/I244.当开关S闭合时，设副线圈总电阻为R，有RRL/222，副线圈中的总电流为I2，则I2U2/R10A.由U1I1U2I2可知，I1A.11交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S0.05m2，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度BT.为用此发电机所发出交流电带动两个标有“220V,11kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示，求：(1)发电机的输出电压的有效值为多少？(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器

7、原线圈串联的交流电流表的示数为多少？答案(1)1100V(2)51(3)20A解析(1)根据EmNBS1100V得输出电压的有效值为U11100V(2)根据得(3)根据P入P出2.2104W再根据P入U1I1，解得I120A12三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发的关键工程，是中国规模最大的水利工程，枢纽控制流域面积为1.0106km2，占长江流域面积的56%，坝址处年平均流量为Q4.511011m3.水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26组，总装机容量(指26台发电机组同时工作的总发电功率)为P1.82107kW，年平均发电量约为W8.401010kWh.该工程已全部竣工，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的供电紧张局面阅读上述资料，解答下列问题(水的密度1.0103kg/m3，g取10m/s2)：(1)若三峡电站上、下游水位差按h100m计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率的公式，并计算出效率的数值(2)若26台发电机组全部建成并发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均发电时间t为多少天？(3)将该电站的电能输送到华中地区，送电功率P14.5105kW，采用超高压输电，输电电压为U500kV，而发电机输出的电压约为U018kV.若输电线上损耗的功率为输电功率为5%，求发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比和输电线路的总电阻答案(1)67%(2)192.3天(3)27.8解析(1)一年中水流做功(即减少的势能)WQgh.水流的势能转化为电能的效率将数据代入上式得67%.(2)设每台发电机组平均年发电n天，则WPt即Pn24W所以n天192.3天(3)升压变压器原、副线圈的匝数比 输电线上的电流I900A损失功率P损5%P1I2r，所以r27.8

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