- 变压器的构造和原理
- 共204题
6. 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向用户供电。已知输电线的总电阻为R=10Ω,降压变压器T2原、副线圈匝数之比为4∶1,降压变压器副线圈两端交变电压u=220sin100πt V,降压变压器的副线圈与滑动变阻器组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器,当负载R0=11Ω时 ( )
正确答案
解析
A、通过用电器的电流有效值,根据
得,输电线上的电流
,故A错误;
B、输电线上损耗的功率,降压变压器的输入功率
,则升压变压器的输出功率
,故B正确;
C、当用电器的电阻R0增大时,降压变压器的输出电流减小,则输电线上的电流减小,升压变压器原线圈中的电流变小,根据知,发电机的输出功率减小.故C正确;
D、交流电经过变压器,频率不变,则交流电的频率,故D错误; 故本题选BC
考查方向
解题思路
在输电的过程中,交流电的频率不变,结合降压变压器的输出电压和用电器的电阻,根据欧姆定律求出通过用电器的电流,结合输电线上的功率损失求出升压变压器的输入功率.
易错点
正弦式交流电有效值的求法,理想变压器输出功率决定输入功率的理解;
知识点
18.如图甲所示,理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2=10∶1,原线圈输入的交流电压如图乙所示,副线圈电路接有滑动变阻器R和额定电压为12V、工作时内阻为2 Ω的电动机.闭合开关,电动机正常工作,电流表示数这1A.则
正确答案
解析
由图象可知,电压的最大值为Um=311V,交流电的周期为T=2×10-2s,所以交流电的频率为 f ==50Hz。A选项,交流电的有效值为U=220V,根据电压与匝数程正比U:U′=n1:n2=10:1,可知副线圈的电压为U′=22V,故A错误。B选项,电动机的总功率P=IU=12V×1A=12W,由于电动机存在一定内阻,故电动机的总功率P总功率=P热功率+P机械功率,P机械功率<12W,故B错误。C选项,变压器不会改变电流的频率,所以副线圈输出电压的频率为f=50Hz,故C正确。D选项,变压器副线圈的电压U′由原线圈电压U决定,原线圈电压不变,副线圈电压也不变,当电动机被卡住时,作用在电动机内阻上的电压急剧增大,副线圈电流I′增大,原线圈电流I同样增大,故原线圈的输入功率P=IU增大,故D错误
考查方向
解题思路
1、根据原线圈交变电流的图像得出交变电流的最大值、有效值、周期、频率等物理量。2、根据理想变压器原副线圈电压、电流的关系:U1:U2=n1:n2,I1:I2=n2:n1,计算副线圈的电流、电压。3、根据电动机的总功率、机械功率、热功率之间的关系:P总功率=P热功率+P机械功率,就算机械功率。4、根据电动机卡住后电流增大,得出原线圈电流增大,原线圈输入功率相应增大。
易错点
1、电流表测交变电流的有效值,容易误认为是测最大值。2、不清楚电动机卡住后电流的变化。3、不清楚电动机的总功率、机械功率、热功率之间的关系。
知识点
2.在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈,绕垂直磁场的轴匀速转动,产生如图甲所示的正弦交流电,把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端,电压表和电流表均为理想电表,Rt为热敏电阻(温度升高时其电阻减小),R为定值电阻。下列说法正确的是 ()
正确答案
解析
A选项,在t=0.01s末,由图可知电压为零,所以磁通量变化率为0,所以矩形线圈平面与磁场方向垂直,故错误。
B选项,交变电压的瞬时表达式: u=umsin ωt(V),由题可知um=36,T=0.02s,ω=
,代入数据得u=36
sin100πt,故错误。
C选项,V1测变压器的输入电压,V2测Rt的电压,由于输出电压不变,当Rt的温度升高时,电阻变小,Rt的分得的电压减小,故V2的示数减小;由于V1测输入电压,稳定不变,故电压表V1、V2示数的比值变大,故错误。
D选项,变压器中输出电压不变,当Rt的温度升高时,线路中总电阻变小,总电流变大,导致变压器的输入电流变大,又因为输入电压不变,故输出功率P=IU变大,故D选项正确。
考查方向
1、考查导线框在磁场中旋转时产生交变电压的情况:当矩形线圈平面与磁场方向平行时,磁通量变化率最小,瞬时感应电动势为零;矩形线圈平面与磁场方向垂直时,磁通量变化量最大,瞬时感应电动势最大。
2、考查理想变压器中原副线圈中电压、电流与匝数的关系:U1:U2=n1:n2,I1:I2=n2:n1;及理想变压器的特点:副线圈电压由原线圈决定,一般稳定不变,原线圈电流由副线圈决定,随副线圈电流增大而增大。
3、考查根据交变电压的图像写出交变电压的表达式。
4、考查热敏电阻的电阻大小随温度变化关系。
解题思路
1、首先应该清楚导线框在磁场中旋转时产生交变电压的特点。
2、清楚理想变压器的特点:副线圈电压由原线圈决定,一般稳定不变,原线圈电流由副线圈决定,随副线圈电流增大而增大。
易错点
1、对电压表V2测量的电压混淆,容易误认为是测的变压器的输出电压。
2、我认为热敏电阻的电阻大小随温度升高而增大。
3、对理想变压器中电压、电流的决定性模糊不清。
知识点
9. 如图所示,匀强磁场的磁感应强度,单匝矩形线圈面积S=1m2 ,电阻
,绕垂直于磁场的轴OOˊ匀速转
动。线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接。电表为理想电表,两个完全相同的电灯泡,标称值为“20V,30W”,且均正常发光,电流表A1的示数为1.5A。则以下说法正确的是()
正确答案
解析
A、小灯泡正常发光,故变压器的输出电流为:,电流表A1 、A2的示数之比1:2;故A错误;
B、,故B正确;
C、小灯泡正常发光,故变压器的输出电压为20V,根据变压比公式,解得:
;故矩形线圈产生电动势的有效值为40V; 矩形线圈产生电动势的最大值为
V,根据公式
,解得:
故C错误;
D、电压表的示数为有效值40V,D错误。
考查方向
本题主要考查了交流发电机及其产生正弦式电流的原理;正弦式电流的图象和三角函数表达式;正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率.
解题思路
由小灯泡正常发光,得到变压器的输出电压和输出电流,然后结合变压比公式和变流比公式求解变压器的输入电压和电流,最后结合发电机的电动势公式e=NBSωsinωt分析.
易错点
本题关键是明确交流发电机的瞬时值、有效值、最大值的区别和求解方法,同时要结合变压器的变压比和变流比公式列式求解。
知识点
6.如图所示,理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u,u=220sin 100πt (V),电压表V接在副线圈c、d两端(不计导线电阻).则当滑动变阻器滑片向右滑动时()
正确答案
解析
输入电压决定输出电压,因为U1不变,所以U2也不变,即电压表读数不变,A正确;
电路中的电容器作用是:通交流,隔直流。因为是交流电,所以A2的示数不为0,B错误;
电容器的容抗与频率呈倒数关系,所以交流电的频率增加,电流增大,所以C正确,D错误。
故选AC
考查方向
解题思路
根据交变电流-理想变压器规律和欧姆定律求解。
易错点
电容器的容抗与频率呈倒数关系
知识点
扫码查看完整答案与解析