1、变压器 电能的输送1(多选)如图所示为实验室里的一个变压器,只有一个原线圈和一个副线圈,一实验小组为搞清楚哪一端为变压器的高压端,下列判断正确的是()A用欧姆表测量变压器线圈的直流电阻,电阻大的一侧为高压端B用欧姆表测量变压器线圈的直流电阻,电阻小的一侧为高压端C观察变压器线圈的线径,线径粗的一端为高压端D观察变压器线圈的线径,线径细的一端为高压端解析:选AD由于只有一个原线圈和一个副线圈,根据变压器的工作原理,匝数比等于电压比,匝数比等于电流的反比,高压端线圈的匝数多,电流小,电阻大,所以电阻大的一端为高压端,故选项A正确,B错误;高压端的电流小,导线的电阻大,绕制的导线的线径就越细,故选项
2、C错误,D正确。2.一含有理想自耦变压器的电路如图所示,变压器副线圈匝数可调,原线圈串联定值电阻r后接在有效值为220 V的正弦式交流电源上,定值电阻R4r。当副线圈匝数调至某位置时,R和r的功率恰好相等。则此时原、副线圈匝数比为()A21B41C12 D14解析:选C由电功率公式PI2R,当R和r的功率恰好相等时,有I12rI224r,所以I2I1,并且已知,则,故A、B、D错误,C正确。3.理想变压器原、副线圈匝数之比为41,原线圈接入一电压为uU0sin t的交流电源,副线圈接一个R27.5 的负载电阻。若U0220 V,100 Hz,则下述结论正确的是()A副线圈中电压表的读数为55
3、VB副线圈中输出交流电的周期 sC原线圈中电流表的读数为0.5 AD原线圈中的输入功率为110 W解析:选C由瞬时值的表达式可知,原线圈的电压最大值为220 V,所以原线圈的电压的有效值为 V220 V,在根据电压与匝数成正比可知,副线圈的电压的有效值为55 V,即为电压表的读数为55 V,副线圈中的电流为 A2 A,根据电流与匝数成反比可得,原线圈的电流大小为0.5 A,故A错误,C正确;变压器不会改变电流的周期,电流的周期为T s s,故B错误;变压器的输入功率和输出功率相等,副线圈的功率为PW110 W,所以原线圈中的输入功率也为110 W,故D错误。4(2021年1月新高考8省联考重庆
4、卷)(多选)如图1、2所示,理想变压器对电器供电,其输入电压u27 000sin 100t (V),电器RL与RL的参数分别为“220 V/1 100 W”“220 V/440 W”,输电线的总电阻r2 。若两图中电器都能正常工作,则()A图1中电阻r的功率为50 WB图2中变压器的输入功率比图1中变压器的输入功率增加了440 WC图1中原副线圈匝数比n1n22 70023D图2中原副线圈匝数比n1n21 50013解析:选AC根据PUI可得通过电器RL的电流为IL A5 A,电阻r的功率为PrIL2r522 W50 W,故A正确;题图1变压器输出电压为U出ULIr220 V52 V230 V
5、,题图1输入功率等于输出功率为P1U出IL2305 W1 150 W,RL正常工作的电流为IL A2 A,题图2中干路电流为I总ILIL7 A,题图2中输出电压为U出ULI总r220 V27 V234 V,题图2中输入功率等于输出功率为P2U出I总2347 W1 638 W,题图2中变压器的输入功率比题图1中变压器的输出功率增加了PP2P11 638 W1 150 W488 W,故B错误;由于输入电压为U入 V27 000 V,则题图1中原副线圈匝数比,题图2中原副线圈匝数比,故C正确,D错误。5.如图所示,一理想降压变压器原、副线圈匝数比为k,原线圈与阻值为4R0的电阻串联后,接入有效值为2
6、5 V 的正弦式交流电源;副线圈电路中定值电阻的阻值为R0,当负载电阻的阻值R5R0时,理想电压表的示数为5 V。保持变压器输入电流不变,现将负载电阻的阻值增大到R11R0,此时输入电压有效值为U,则()Ak,U49 V Bk,U48 VCk4,U49 V Dk4,U48 V解析:选C变压器副线圈电路电流I2,由匝数与电流的关系可得,此时变压器原线圈电路电流为I1;调整负载前,变压器副线圈电压U2I26R06 V,原线圈上的电压U1kU26k V,则UU1I14R0,即256k,解得k4或k(舍去);保持变压器输入电流不变,则副线圈电流也不变,将负载电阻的阻值增大到R11R0,则变压器副线圈两
7、端电压为U2(11R0R0)12 V,原线圈两端电压U1kU248 V,故UU1I14R049 V,故C正确,A、B、D错误。6(多选)如图所示,50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B T的水平匀强磁场中,线框面积S0.5 m2,线框平面与磁感线垂直,以此时刻为计时起点,线框绕垂直于磁场的轴OO以角速度200 rad/s 匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,副线圈接入一盏“220 V60 W”小灯泡,且小灯泡正常发光,熔断器允许通过的最大电流为10 A,除小灯泡外其余电阻均不计,下列说法正确的是()A图示位置穿过线框的磁通量变化率最大B线框中交变电压的表达式为e500sin(200t
8、)VC变压器原、副线圈匝数之比为5011D允许变压器输出的最大功率为5 000 W解析:选BD题图所示位置穿过线框的磁通量最大,磁通量的变化率为零,A错误;产生的交变电压的最大值EmNBS500 V,从题图所示位置开始计时,交变电压的瞬时值表达式e500sin(200t)V,B正确;变压器原、副线圈的匝数比,C错误;变压器允许输出的最大功率PU1I1max50010 W5 000 W,D正确。7. (多选)如图所示,在某一输电线路的起始端接入两个互感器,原、副线圈的匝数比分别为1001和1100,图中a、b表示电压表或电流表,已知电压表的示数为22 V,电流表的示数为1 A,则()Aa为电流表
9、,b为电压表 Ba为电压表,b为电流表C线路输送电功率是220 kW D输电线路总电阻为22 解析:选BC左侧的互感器原线圈并联在输电线路上,测量的是输电电压,所以a为电压表;右侧的互感器原线圈串联在输电线路上,测量的是输电电流,b为电流表,选项B正确,A错误;电压表的示数为22 V,根据变压公式,100,输电电压为U110022 V2 200 V;电流表的示数为1 A,根据变流公式,100,输电电流为I11001 A 100 A,线路输送电功率为PU1I1220 kW,选项C正确;根据题述条件,不能求出输电线路总电阻,选项D错误。8.(2021年1月新高考8省联考广东卷)科学中心某款手摇点火
10、器原理如图所示。当钢针和金属板间瞬时电压超过5 000 V时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度B大小为0.2 T,手摇发电机线圈的面积为0.25 m2,共50匝,不计内阻。变压器为理想变压器,其原副线圈匝数比为1100。下列说法正确的是()A线圈转速等于2 r/s时,点火器可以产生电火花B线圈转速等于4 r/s时,点火器可以产生电火花C电压表的示数为5 V时,点火器可以产生电火花D电压表的示数为25 V时,点火器可以产生电火花解析:选B线圈在匀强磁场中转动产生交流电,设线圈转速为n,则发电机的最大电动势为EmNBSNBS2n,发电机的最大电动势等于变压器的输入线圈电压的最大值,U1mEm
11、,根据变压器两端的匝数比等于电压比,有,钢针和金属板间瞬时电压超过5 000 V时可以产生电火花,现令U2m5 000 V,联立各方程解得U1m50 V,n r/s3.18 r/s,故线圈转速等于4 r/s时,副线圈的电压最大值超过了5 000 V,能产生电火花,故A错误,B正确;电压表的示数为原线圈两端的电压有效值,刚点火时UV25 V,5 V和25 V均小于25 V,则不能达到点火电压,故C、D错误。9(多选)如图甲所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比n1n2112,保险丝R1的电阻为2 。若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压,要求通过保险丝的电流(有效值)不超过5 A,加在电容器两极板的电压不超过50 V,则滑动变阻器接入电路的阻值可以为()A5 B10 C12 D20 解析:选BC根据图像可知变压器原线圈接入的交流电的有效值为U1220 V,根据理想变压器的电压比等于匝数比,可得变压器的输出电压U240 V,保险丝的最大电流为5 A,由欧姆定律可得I2,解得滑动变阻器的最小电阻为R26 ,且电容器两极板的电压不超过50 V为电压的最大值,有UR2R250 V,解得R2 15.2 ,故符合阻值范围为6 R215.2 的有10 和12 ,B、C正确。