1、- 1 -第 5节电能的输送1输送电能的基本要求是可靠、保质、经济。2根据 P 损 I2r可知，减小输电线上的功率损失有两个途径：一是减小输电线的电阻，二是减小输电电流。3在输送功率一定时，提高输送电压，可以减小输电电流。一、降低输电损耗的两个途径 1输送电能的基本要求(1)可靠：指保证供电线路可靠的工作，少有故障。(2)保质：保证电能的质量电压和频率稳定。(3)经济：指输电线路建造和运行的费用 ，电能损耗 。低 少2降低输电损耗的两个途径要减少输电线路上的功率损失，由公式 P 损 I2R 线 知，必须减小输电线电阻或减小输电电流。(1)要减小电阻，从 R 看，在输电距离一定的情况下，可以增大
2、导线的横截面积，lS但过粗的导线会耗费太多的金属材料，同时也给铺设线路带来困难；还可以选用电阻率较小的导体。(2)从公式 P IU来看，在保证功率不改变的情况下，要减小输送电流就必须提高输电电压。前一种方法的作用十分有限，一般采用后一种方法。3高压输电(1)现代远距离输电都采用高压输电。目前我国远距离送电采用的电压有 110 kV,220 kV,330 kV，输电干线已采用 500 kV，西北电网甚至达到 750 kV。(2)高压输电并不是越高越好。电压越高，对输电线路绝缘性能和变压器的要求就越高，线路修建费用会增多。(3)实际输送电能时要综合考虑输送功率、距离、技术和经济等要求选择合适的电压
3、。二、电网供电1远距离输电基本原理- 2 -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。2电网通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络。3电网输电的优点(1)降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益。(2)减少断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量。(3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高。1自主思考判一判(1)仅仅从减少能量损失的角度看，输送功率一定的情况下，输电电压越高，损失的能量越少。()(2)在输送功率和输电电压一定，使用同种材料的导线时，越粗的导线损失的电压越小。()(3
4、)一般情况下高压输电的导线是铜铝合金而不是银，原因是同种情况下，使用银材料，输电线损失的功率大。()(4)从发电厂发出的电输送到用户均需要采用高压输电。()(5)使用升压变压器和降压变压器进行远距离输电时，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压。()(6)远距离输电时，若升压变压器匝数比为 1 n，降压变压器匝数比为 n1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等。()2合作探究议一议(1)输电电压与输电线路上损失的电压有何不同？提示：输电线路上损失的电压是指降落在输电线电阻上的电压；输电电压是输电线路两端的总电压，它等于降落在输电线电阻上的电压与输电线末端的电压之和。(2)输电电压越
5、高越好吗？提示：输电电压并不是越高越好。输电电压越高，输电线路方面，对导线的绝缘要求越高，安全问题要求也越高，线路修建的费用也会越高；变压器方面，升压变压器输出的电压越高，变压器在绝缘、结构方面的制作要求也相应提高。因此，实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输电功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，依据不同情况选择合适的输电电压。(3)利用超导线输电可以很大程度地减少输电损耗，从输送电能的要求分析，我国现在- 3 -为什么不大规模使用超导线输电？提示：利用超导线输电，材料比较贵重，不经济，技术要求也比较高，所以现在我国不能大规模使用。输电线上电压和功率损失的计算1输电线上的电压损失(1)
6、电压损失：输电导线有电阻，电流通过输电导线时，会在线路上产生电势降落，致使输电线路末端的电压比起始端电压要低，这就是输电线上的电压损失。(2)减少输电线路电压损失的两种方法。减小输电线路电阻：由 R 可知，距离一定时，使用电阻率小的材料、增大导线LS横截面积可减小电阻。减小输电电流：由 I 可知，当输送功率一定时，升高电压可以减小电流。PU2输电线上的电功率损失(1)电功率损失原因：任何输电导线都有电阻，因此当电流通过输电导线向远方输送时，输电线因有电阻而发热。功率损失的计算： P I2R， I为输电线路上的电流， R为线路电阻。(2)减少功率损失的方法减小输电线的电阻 R：根据 R ，减小电
7、阻率 ，目前一般用电阻率较小的铜或铝LS作为导线材料；增大导线的横截面积 S，这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难。减小输电电流 I：根据 I ，在输送功率 P一定，输电线电阻 R一定的条件下，输电PU电压提高到原来的 n倍，根据 P 损 2R知，输电线上的功率损耗将降为原来的 。(PU) 1n2典例 在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个小型发电站，输送的电功率 P500 kW，当使用 U5 kV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度表一昼夜示数相差 4 800 kWh。求：- 4 -(1)输电效率 和输电线的总电阻 r；(2)若想
8、使输电效率提高到 98%，又不改变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输电？思路点拨 (1)输电效率为相同时间内输电线终点得到的电能与输电线起点输送的电能之比。(2)两只电度表一昼夜示数差为输电线上一昼夜损失的电能。解析 (1)输送功率 P500 kW，一昼夜输送电能 E Pt12 000 kWh输电线上损失的电能 E4 800 kWh终点得到的电能E E E7 200 kWh所以输电效率 60%EE输电线上的电流 I 100 APU输电线上损耗的功率 Pr 200 kW Et输电线的电阻 r 20 。PrI2(2)Pr 2r(PU)要求输电线上损耗的功率 Pr2% P10 kW输电电压应调
9、节为 U P22.4 kV。rPr答案 (1)60% 20 (2)22.4 kV计算功率损失和电压损失的三点提醒(1)输电电压是指加在高压输电线起始端的电压 U，损失电压是指降落在输电线路上的电压 U IR。(2)输送功率是指高压输电线起始端输出的功率，损失功率是输电线上消耗的功率。(3)输电线上的电流由 I 线 计算，而不能由 I 线 计算。 P送U送 U送r线1远距离输电，输电功率一定，当输电电压为 U0时，输电线上的电流为 I0，损失的电功率为 P0。则当输电电压提高为 2U0时( )- 5 -A由 I 得，输电线上的电流变为 2I0URB由 I 得，输电线上的电流变为PU I02C由
10、P 得，输电线上损失的电功率为 4P0U2RD由 P IU得，输电线上损失的电功率为 2P0解析：选 B 设输电线的电阻为 R，当输电线上的电流为 I0时，损失的电功率为P0 I02R。当输电电压提高为 2U0时，由 I 可知输电线上的电流变为 ，输电线上损失的PU I02电功率为 P 损 2R 。故选项 B正确。(I02) P042输电导线的电阻为 R，输送电功率为 P。现分别用 U1和 U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为( )A U1 U2 B U12 U22C U22 U12 D U2 U1解析：选 C 由 P UI得输电线中的电流 I 。输电线上损失的功率 P 损 I2
11、R 2RPU (PU)，即在输送功率和输电线电阻不变的情况下，损失的功率与输电电压的平方成反比。所P2RU2以两次输电线上损失的功率之比为 U22 U12。C 正确。3多选在远距离输电时，输送的电功率为 P，输送电压为 U，所用导线的电阻率为 ，横截面积为 S，总长度为 L，输电线损失的电功率为 P，用户得到的电功率为 P 用 ，则P和 P 用 的关系式正确的是( )A P B PU2S L P2 LU2SC P 用 P D P 用 PU2S L (1 P LU2S)解析：选 BD 输电线电阻 R ，输电电流 I ，故输电线上损失的功率为LS PUP I2R 2 ，用户得到的电功率为 P 用
12、P P P 。(PU) LS P2 LU2S (1 P LU2S)远距离输电1远距离输电示意图- 6 -2远距离输电中的 6个基本关系(1)功率关系： P1 P2， P2 P 损 P3， P3 P4。(2)电压关系： ， U2 U 线 U3， 。U1U2 n1n2 U3U4 n3n4(3)电流关系： ， I2 I 线 I3， 。I1I2 n2n1 I3I4 n4n3(4)输电电流： I 线 。U线R线 P2U2 P3U3(5)功率损耗： P 损 P2 P3 I 线 2R 线 U 线 I 线 。U线 2R线(6)电压损失： U 线 U2 U3 I 线 R 线 。典例 发电机的输出电压为 220
13、V，输出功率为 44 kW，每条输电线的电阻为 0.2 ，求：(1)此时用户得到的电压和电功率各为多少？(2)如果发电站先用变压比为 110 的升压变压器将电压升高，经同样的输电线路后经101 的降压变压器将电压降低后供给用户，则用户得到的电压和电功率各是多少？思路点拨解析 (1)输电线上的电流IR A200 APU 44 000220损失的电压 UR IRR20.2200 V80 V损失的功率 PR URIR80200 W16 kW故用户得到的电压 U 用户 U UR140 V用户得到的功率为 P 用户 P PR28 kW。(2)已知升压变压器的匝数比 n1 n2110输入电压 U1220
14、V因此，升压变压器的输出电压 U2 U12 200 Vn2n1输电线上的电流 IR A20 APU2 44 0002 200- 7 -损失的电压 UR IR R20.220 V8 V损失的功率 PR UR IR820 W160 W因此，降压变压器的输入电压 U3 U2 UR2 192 V已知降压变压器的匝数比 n3 n4101所以用户得到的电压 U4 U3219.2 Vn4n3用户得到的功率 P 用户 P PR43.84 kW。答案 (1)140 V 28 kW (2)219.2 V 43.84 kW处理远距离输电的方法技巧(1)画好一张图远距离输电示意图；(2)抓住电两端发电站和用户；(3)
15、分析一条线输电线；(4)研究两次变升压变压器升压和降压变压器降压；(5)区分三个量输送电压(功率)、损失电压(功率)、用户电压(功率)。 1某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器 T1和降压变压器T2向 R011 的纯电阻用电器供电。已知输电线的总电阻 R10 ， T2的原、副线圈匝数比为 41，用电器两端的电压为 u220 sin 100 t(V)，将 T1、 T2均视为理想变压器。2下列说法正确的是( )A降压变压器的输入功率为 4 400 WB升压变压器中电流的频率为 100 HzC输电线消耗的功率为 500 WD当用电器的电阻减小时，输电线消耗的功率减小解析：选 A
16、 由题可知，用电器两端电压有效值为 220 V，交变电流频率 f 2 1002Hz50 Hz，由电功率公式可知，降压变压器输出功率 P 4 400 W，理想变压器输入功U2R0率与输出功率相等，故 A项正确；理想变压器不改变交变电流的频率，B 项错误；由变压规律 可知，降压变压器输入电压为 880 V，由电功率定义式 P UI可知，降压变压器输U1U2 n1n2入电流为 I5 A，由焦耳定律可知，输电线电阻消耗的功率 PR I2R250 W，C 项错误；当- 8 -用电器的电阻减小时，输出功率增大，故降压变压器输入功率增大，从而输入电流增大，再由 PR I2R可知，输电线消耗的功率增大，D 项
17、错误。2输送 4.0106 W的电能，若发电机输出电压为 2 000 V，选用变压器升压后应用横截面积为 4.25 cm2的铜导线，把电能送到 400 km远处，线路损耗的功率为 5.0105 W。若已知铜的电阻率 1.710 8 m，求：(1)应选用匝数比为多少的升压变压器；(2)在用户方使用降压变压器，其原线圈两端的电压为多大。解析：(1)由 P I2R得 I ，式中 P为线路损耗功率， R为线路总电阻，两条导线总电PR阻 R ，则 R1.710 8 32 LS 2LS 410524.2510 4所以 I A125 APR 5.010532因为 P 输入 P 输出 ，所以在升压变压器副线圈
18、两端的电压为U2 V3.210 4 VP2I 4.0106125故 。n1n2 U1U2 116(2)设 U2为降压变压器原线圈两端的电压，则 U2 U2 IR2.810 4 V。答案：(1)116 (2)2.810 4 V1多选在远距离输电中，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电电流成正比B输电电压越高，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电电压的平方成反比D输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比解析：选 AC 输电线路上损失的电压 U Ir，在 r一定时， U和 I成正比。若 U越高，由 I ，则 I越小，那么 U越小。输电线路上损失
19、的功率 P I2r，当 P一定时，PUI ，所以 P 2r，即 P和 U的平方成反比，跟 I的平方成正比，故选项 A、C 正确，PU (PU)B、D 错误。- 9 -2多选远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均是理想变压器。当 S由 2改接为 1时，下列说法正确的是( )A电压表读数变大 B电流表读数变大C电流表读数变小 D输电线损失的功率减小解析：选 AB 改接为 1时，升压变压器的原线圈匝数不变，副线圈匝数变大，所以输电电压变大，降压变压器的输入电压和输出电压均变大，电压表读数变大，选项 A正确；降压变压器的输出电压变大时，流过灯泡的电流 I 灯 也变大，输电线上的电流 I 线
20、随着 I 灯 的变大而变大，所以电流表读数变大，选项 B正确，选项 C错误； I 线 变大，输电线损失的功率 P 线 I 线 2R变大，选项 D错误。3多选发电厂发电机的输出电压是 U1，发电厂至学校的输电导线总电阻为 R，导线中的电流为 I，学校得到的电压为 U2，则输电线上损失的功率下列表达式正确的是( )A. B.U12R U1 U2 2RC I2R D I(U1 U2)解析：选 BCD 用 P 求电阻上损失的功率时， U要与电阻 R相对应，选项 A中的 U1U2R是输出电压不是输电线上的电压，故选项 A是错误的。选项 B中的 U1 U2是输电线上的电压，因此，选项 B是正确的。选项 C
21、、D 中的电流 I是输电线中的电流，故选项 C、D 都是正确的。4某小型发电站发电机输出的交流电压为 500 V，输出的电功率为 50 kW，用电阻为 3 的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的 0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为 220 V供用户使用 (两个变压器均为理想变压器)。对整个送电过程，下列说法正确的是( )A输电线上损失的功率为 300 WB升压变压器的匝数比为 1100C输电线上的电流为 100 AD降压变压器的输入电压为 4 700 V解析：选 A 输电线上损失的功率 P 损 5010 30.6% W300 W，A 项正确。由 P
22、损- 10 - I22R得 I210 A，C 项错误。升压变压器输入电流 I1 A100 A，由 PU1 50103500 n1n2得 ，B 项错误。根据 得 U2 U15 000 V，输电线上损失的电压 U 线I2I1 n1n2 110 U1U2 n1n2 n2n1 I2R103 V30 V，所以降压变压器输入电压 U3 U2 U 线 4 970 V，D 项错误。5用 U1和 U2两种电压通过相同长度和材料的导线输电，若输送的电功率相等，在输电导线上损失的电功率也相同，则在两种情况下输电导线截面积之比 S1 S2为( )A. B.U2U1 U1U2C. 2 D. 2(U2U1) (U1U2)
23、解析：选 C 由输送的电功率 P IU，损失的电功率 P I2R，得 P R。由题意知，P2U2R1 R2，由此得 ，因为 R ，所以 。P2U12 P2U22 R1R2 U12U22 LS S1S2 U22U126如图所示，某发电机输出功率是 100 kW，输出电压是 250 V，从发电机到用户间的输电线总电阻为 8 ，要使输电线上的功率损失为发电机输出功率的 5%，而用户得到的电压正好为 220 V，则升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比分别是( )A161 19011 B116 11190C116 19011 D161 11190解析：选 C 输电线损失功率 P 损 10010 35%
24、 W510 3 W，所以，输电线上电流I2 25 A，升压变压器原线圈电流 I1 400 A，故升压变压器原、副线圈匝数比P损R总 P总U1 。升压变压器副线圈两端电压 U2 U14 000 V，输电线损失电压 U 损 I2R 总n1n2 I2I1 116 n2n1200 V，降压变压器原线圈两端电压 U3 U2 U 损 3 800 V，故降压变压器原、副线圈匝数比为 。故选项 C正确。n3n4 U3U4 190117如图所示为某发电站电能输送示意图。已知发电机的输出电压、输电线的电阻及理想升压、降压变压器的匝数均不变。若用户电阻 R0减小，下列说法正确的是( )- 11 -A发电机的输出功率
25、减小B输电线上的功率损失减小C用户得到的电压减小D输电线输电电压减小解析：选 C 若用户电阻减小，则降压变压器输出功率增大，导致发电机的输出功率增大，选项 A错误。降压变压器输出功率增大，导致输电线上电流增大，输电线上损失的电压增大，输电线上的功率损失增大，选项 B错误。发电机的输出电压不变，则升压变压器的原线圈输入电压不变，由于升压变压器的原、副线圈匝数不变，则输电线上输电电压不变，选项 D错误。输电线上损失电压增大，升压变压器的输出电压不变，则降压变压器的输入电压变小，由于降压变压器的原、副线圈匝数比不变，故降压变压器副线圈输出电压(即用户得到的电压)减小，选项 C正确。8某发电机说明书的
26、部分内容如表所示，现在用一台该型号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某型号单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为 2.5104 。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( )型号 最大输出功率 60 kW输出电压范围 220300 VA输电线路中的电流为 20 AB发电机实际输出电压是 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，则输出电压最大值是 300 V解析：选 C 额定电压为 220 V的家用电器正常工作时，输电线路中的电
27、流 I PUA200 A，故选项 A错误。发电机的实际输出电压 U0 U Ir220 44103220V20024002.510 4 V260 V，故选项 B错误。输电线上损失的功率 P 损 I2r200 224002.5104 W8 kW，故选项 C正确。该柴油机输出电压的最大值Um260 V368 V，故选项 D错误。29多选如图所示是远距离输电示意图，电站的输出电压 U1250 V，输出功率- 12 -P1100 kW，输电线电阻 R8 。则进行远距离输电时，下列说法正确的是( )A若电站的输出功率突然增大，则降压变压器的输出电压减小B若电站的输出功率突然增大，则升压变压器的输出电压增大
28、C输电线损耗比例为 5%时，所用升压变压器的匝数比 n1n2 116D用 10 000 V高压输电，输电线损耗功率为 8 000 W解析：选 AC 由 知， U1不变时， U2也不变，故选项 B错误；由 U3 U2 R知，U1U2 n1n2 P1U2电站的输出功率突然增大， U3减小，又 ，故 U4也减小，选项 A正确； I1 400 U3U4 n3n4 P1U1A， I2 25 A， ，选项 C正确；用 10 000 V高压输电，即 PR 5%PR n1n2 I2I1 25400 116U210 000 V， I2 10 A， P I 22R810 2 W，选项 D错误。P1U210多选某小
29、型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压为 200 V，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( )A. n2n1n3n4B. n2n1 n3n4C升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率解析：选 AD 由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率， P 出 P 损 P 入 ，故 D正确。 ， ，因为 U1200 V U4220 U2U1 n2n1 U3U4 n3n4
30、V， U2 U3 U2 U 线 ，故 ，选项 A正确。n2n1 n3n411某小型发电站的发电机输出交流电压为 500 V，输出的电功率为 50 kW，如果用电阻为 3 的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？若要求输电线- 13 -上损失的电功率是输电功率的 0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为 220 V供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？解析：用 500 V电压送电时示意图如图甲所示，输电功率为 50 kW时输电线上的电流甲I0 A100 A。PU0 50103500用户获得电压 U1 U0 I0R
31、500 V1003 V200 V，因此用户获得的功率P1 I0U1210 4 W。改用高压输送时，示意图如图乙所示。要求 P 损 0.6% P，即 P 损 5010 30.6% W300 W。乙输电电流 I A10 A。P损R 3003发电站升压后输电电压 U V5 000 V。PI 5010310升压变压器匝数比 。n1n2 U0U 5005 000 110输电线上损失的电压 U IR103 V30 V。到达用户输入变压器电压U2 U U5 000 V30 V4 970 V。故降压变压器的匝数比 。n3n4 U2U3 4 970220 49722答案：200 V 20 kW 110 4972
32、212某学校有一台应急备用发电机，内阻为 R1 ，升压变压器的匝数比为 14，降压变压器的匝数比为 41，输电线的总电阻为 r4 ，全校 22个教室，每个教室用“220 V 40 W”的灯泡 6盏，要求所有灯都正常发光，则(1)输电线上损耗的电功率多大？(2)发电机的输出功率多大？- 14 -(3)发电机的电动势多大？解析：(1)根据题意，画出从发电机到教室灯泡之间的输电过程，如图所示。所有灯都正常工作的总功率为P222640 W5 280 W用电器都正常工作时的总电流I2 A24 AP2U2 5 280220两个变压器之间输电线上的电流Ir I2 6 AI24故输电线上损耗的电功率Pr Ir
33、2r144 W。(2)升压变压器的输出功率P1 Pr P25 424 W。而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率P 出 P1 P15 424 W。(3)降压变压器上的输入电压U24 U2880 V输电线上的电压损失Ur Irr24 V因此升压变压器的输出电压U1 Ur U2904 V升压变压器的输入电压U1 226 VU14升压变压器的输入电流I14 Ir24 A发电机的电动势E U1 I1R226 V241 V250 V。答案：(1)144 W (2)5 424 W (3)250 V- 15 -含有变压器的动态电路问题1多选对理想变压器，下列说法中正确的是( )A原线圈的输入功率，随着副线
34、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解析：选 AB 理想变压器的原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，且随副线圈的输出功率的变化而变化，原线圈的输入电流取决于副线圈的输出电流，当副线圈的电流为零时，原线圈的电流也为零，但原线圈电压并不一定为零，故 A、B 正确，C、D 错误。2一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻 R。设原线圈的电流为 I1，输入功率为 P1，副线圈的电流为 I2，输出功率为 P2，当 R增大时( )A I1减小， P
35、1增大B I1减小， P1减小C I2增大， P2减小D I2增大， P2增大解析：选 B 理想变压器副线圈输出的电压 U2不变，当 R增大时，副线圈中的电流 I2，则 I2减小；功率 P2 ，则 P2减小，又因为 P1 P2，则 P1减小， I1减小，所以选项 BU2R U22R正确。3多选如图所示，理想变压器原线圈的匝数 n11 100，副线圈的匝数n2110， R0、 R1、 R2均为定值电阻，且阻值相同，电流表、电压表均为理想交流电表，原线圈接 u220sin 314 t(V)的交流电压，起初开关 S处于断开状态。下列说法正确的是( )A交流电压表的示数为 22 VB当开关 S闭合后，
36、交流电压表的示数变小C当开关 S闭合后，交流电流表的示数变大D当开关 S闭合后，变压器的输出功率增大解析：选 BCD 变压器的输入电压的有效值为 V，则副线圈两端的电压有效值为 2202 222V，根据串联分压原理，开关 S闭合前，交流电压表的示数为 V，选项 A错误；当开关 S112- 16 -闭合后，输出功率增大，流过 R0的电流增大， R0两端的电压增大，则交流电压表的示数变小，原线圈输入功率增大，交流电流表的示数变大，选项 B、C、D 正确。4.如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变 压器为理想变压器。原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不 变，调节触头 P，使输
37、出电压有效值由 220 V降至 110 V。调节前后( )A副线圈中的电流比为 12B副线圈输出功率比为 21C副线圈的接入匝数比为 21D原线圈输入功率比为 12解析：选 C 根据欧姆定律 I ， U2由 220 V降至 110 V，副线圈上的电流变为原来的 ，UR 12即调节前后，副线圈上电流之比为 21，选项 A错误；根据 P UI知， U、 I均变为原来的时，副线圈上输出的功率变为原来的 ，即调节前后副线圈的输出功率之比为 41，选项 B12 14错误；根据理想变压器电压与匝数的关系 ，当 U2由 220 V降至 110 V时， n2变为原来U1U2 n1n2的 ，即调节前后副线圈接入
38、的匝数比为 21，选项 C正确；根据理想变压器 P 入 P 出 ，即12原线圈输入功率等于副线圈的输出功率，则调节前后原线圈输入功率之比为 41，选项 D错误。5.理想降压变压器的原线圈接电流表 A1和电阻 R1后，接 6 V恒定直流电源，如图所示，当副线圈的负载电阻 R2变小时，以下说法正确的是( )A输出功率增大 BA 2读数增大CA 1读数增大 DA 1读数不为零，且保持不变解析：选 D 根据变压器的工作原理，变压器不能用来改变恒定直流电压，因此本题变压器原线圈接在 6 V恒定直流电源上，副线圈上无电压，无输出功率，由于原线圈构成直流通路，故电流表 A1有恒定读数，本题选项 D正确。6多
39、选一理想变压器原、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。下列说法正确的是( )- 17 -A副线圈输出电压的频率为 50 HzB副线圈输出电压的有效值为 31 VC P向右移动时，原、副线圈的电流比减小D P向右移动时，变压器的输出功率增加解析：选 AD 由图像可知原线圈输入电压的最大值： Um311 V， T210 2 s，则原线圈输入电压的有效值： U1 220 V， f 50 Hz，选项 A正确。由Um2 1T 1210 2 s 可得： U2 U122 V，B 错误。 P向右移动时，副线圈的电阻减小，副线圈输出电压
40、U1U2 n1n2 n2n1不变，所以副线圈的电流增大，原线圈的电流也增大，而匝数比不变，所以原、副线圈的电流比不变，C 错误。 P向右移动时，副线圈的电阻减小，副线圈输出电压不变，所以变压器的输出功率增加，D 正确。7如图甲所示，为一种可调压自耦变压器的结构示意图，线圈均匀绕在圆环型铁芯上，若 AB间输入如图乙所示的交变电压，转动滑动触头 P到如图甲中所示位置，在 BC间接一个55 的电阻(图中未画出)，则( )A该交流电的电压瞬时值表达式为u220 sin(25 t) V2B该交流电的频率为 50 HzC流过电阻的电流接近于 4 AD电阻消耗的功率接近于 220 W解析：选 D 由题图乙可
41、知正弦交流电的周期 T0.04 s，则 f 25 1THz， 2 f50 rad/s，所以该交流电的电压瞬时值的表达式为 u220 sin(50 t)2V，A、B 错误；从题图甲中可以看出，自耦变压器的副线圈的匝数约是原线圈匝数的 ，故副12线圈两端的电压约为 110 V，流过电阻的电流约为 2 A，C 项错误；电阻消耗的功率P U2I2220 W，D 项正确。8如图所示，理想变压器原线圈输入电压 u Umsin 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( )
42、- 18 -A I1和 I2表示电流的瞬间值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、 I1变小解析：选 C 电流表和电压表的示数表示有效值，故选项 A、B 错；滑片 P向下滑动时，R减小，因 U1 ，所以 U1不变，又由 知， U2不变，由 I2 知， I2增大，又由Um2 U1U2 n1n2 U2R R0I1U1 I2U2知， I1变大，所以选项 C对，D 错。9多选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 L1、L 2，电路中分别接了理想交流电压
43、表V1、V 2和理想交流电流表 A1、A 2，导线电阻不计，如图所示。当开关 S闭合后( )AA 1示数变大，A 1与 A2示数的比值不变BA 1示数变大，A 1与 A2示数的比值变大CV 2示数变小，V 1与 V2示数的比值变大DV 2示数不变，V 1与 V2示数的比值不变解析：选 AD 电源电压有效值不变，所以 V1示数不变，原、副线圈的电压之比等于匝数之比，匝数之比不变，故 V2示数不变，V 1与 V2示数的比值也不变，所以 C错误，D 正确；当开关 S闭合后，副线圈电路中的电阻减小，因为电压不变，所以副线圈电路中的电流增大，A2的示数增大，原、副线圈的电流之比等于匝数反比，匝数之比不变
44、，A 1与 A2示数的比值不变，所以 A正确，B 错误。10如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数 n1和副线圈匝数 n2均可调节。原线圈两端接如图乙所示的交流电，副线圈接负载电阻 R和理想交流电流表 。则下列说法正确的是( )AA原线圈所接交流电的瞬时值表达式为u220 sin 50 t(V)2- 19 -B增大 n1，其他条件不变，变压器的输出电压变大C增大 n2，其他条件不变，电流表的示数变大D增大 R，其他条件不变，变压器的输入功率变大解析：选 C 由题图乙可知 T0.02 s，所以 f50 Hz，原线圈中交流电的瞬时值表达式为 u220 sin 100 t(V)，选项 A错；根据 知，增
45、大 n1， U2减小，选项 B错；增2U1U2 n1n2大 n2， U2增大，电流表示数增大，C 正确；增大 R，电流表示数减小，变压器的输出功率减小，变压器的输入功率减小，D 错误。11.如图所示为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为 21，原线圈接有交流电压 u220sin 100 t(V)，图中电压表和电流表均为理想交流电表， R2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( )A交流电压表的示数是 110 VB交流电的频率为 100 HzC通过 R1的电流始终为零D当 R2处温度升高时，交流电压表的示数不变，交流电流表的示数变大解
46、析：选 D 原线圈所接交变电压的有效值为 U1 V，由理想变压器的变压比公式2202 ，可得 U2 U1 V55 V，选项 A错误；由交变电压的瞬时值表达式U1U2 n1n2 n2n1 12 2202 2u220sin 100 t(V)可知，该交变电流的频率 f Hz50 Hz，选项 B错误；由于交1002变电流能对电容器进行充、放电，所以会有充、放电电流通过电阻 R1，选项 C错误；因变压器为理想变压器，线圈电阻不计，因此，交流电压表的示数不变，当 R2处的温度升高时，其电阻阻值变小，所以交流电流表的示数变大，选项 D正确。12图甲中理想变压器原、副线圈的匝数比 n1 n251，电阻 R20 ，L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡，S 1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压 u随时间 t的变化关系如图乙所示。现将 S1接 1、S 2闭合，此时 L2正常发光。下列说法正确的是( )- 20 -A输入电压 u的表达式 u20 sin(50 t)V2B只断开 S2后，L 1、L 2均正常发光C只断开 S2后，原线圈的输入功率增大D若 S1换接到 2后， R消耗的电功率为 0.8 W解析：选 D 由题图知， Um20 V， T0.02 s，则 100 rad/s，输入电压22TU20 sin(100 t)V，故 A 错；由变压器的
