- 变压器
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某发电站的输出功率为104kW，输出电压为4kV，通过理想变压器升压后向80km远处供电．已知输电导线的电阻率为ρ=2.4×10-8Ω•m，导线横截面积为1.5×10-4m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：
（1）升压变压器的输出电压；
（2）输电线路上的电压损失．
正确答案
解；（1）输电线路的电阻为R=ρ
输电线上损失的功率为△P=4%P=4%×104KW=400KW
由△P=I2R得
I=
有P=UI得
U=
（2）输电线路上电压损失为△U=IR=125A×25.6Ω=3200V
答：（1）升压变压器的输出电压为8×104V；（2）输电线上损失的电压为3200V
某发电厂发电机的输出功率P=100kW，发电机端电压U=250V，向远处送电的输电线的总电阻R=8Ω．要使传输电线上的功率损失不超过输送功率的5%，用户得到的电压又正好是220V，那么：
（1）应该怎样安装变压器？画出输电线路的示意图．
（2）求出所用的变压器的原、副线圈的匝数比．
正确答案
（1）只要安装一台升压变压器和一台降压变压器，输电线路示意图如图所示．
（2）按题意，P损=5%P=0.05×100×103W=5×103 W．
设输电线路中的电流为I，P损=I2R，
I=
输送电压U2=
对升压变压器
输电线路上损失电压U损=IR=25×8 V=200 V，
降压变压器原线圈n3两端电压U3=U2-U损=V=3800 V，
用户在副线圈n4两端得到电压U4=220 V，所以
故升压变压器原、副线圈匝数比为1：16；降压变压器原、副线圈匝数比为190：11．
一理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，原线圈接在一个交流电源上，交变电压随时间变化的规律如图所示，副线圈所接的负载电阻是11Ω．则下列说法中正确的是（ ）
正确答案
变压器不改变周期及频率，由图可知输入电流的周期为0.02s，故A错误；
B、变压器不改变功率，故功率之比为1：1；故B错误；
C、电压表测量的是有效值，有效值为：U1=
D、由电压之比等于匝数之比可得，输出端电压为U2=
故选：D．
如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数n1：n2=3：l，原线圈电路中接有一量程为3A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表一只和可变电阻R以及若干“6V、6W”的相同灯泡．输入端交变电压u的图象如图乙所示．
（1）求图甲中电压表的读数．
（2）要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数．
（3）为满足第（2）问中要求，求可变电阻R应调到的电阻值．
正确答案
（1）根据图象可得原线圈电压的最大值U1m=27
其有效值为U1=27V
根据n1：n2=U1：U2
代入数据后可得U2=9V
此即为电压表的读数．
（2）设原线圈中通过的电流为I1，副线圈中通过的电流为I2
为使副线圈接入的灯泡最多，则I1取允许通过的最大电流的有效值为3A
根据U1I1=U2I2
代入数据后可得I2=9A
正常发光时每个灯泡中电流为I灯=
所以允许接入的灯泡个数为n=
（3）电阻两端电压为UR=U2-U灯=3V
电阻阻值为R=
答：（1）图甲中电压表的读数9V．
（2）电路中最多允许接入的灯泡个数9．
（3）为满足第（2）问中要求，可变电阻R应调到的电阻值
黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的-种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”．
（1）-只额定功率为P的黑光灯正常工作时，约有5%的电能转化为光能，光能中约有50%是频率为υ的紫光．求黑光灯每秒钟向外辐射多少个该频率的紫光光子．（已知普朗克恒量为h）
（2）如图是高压电网的工作电路示意图，变压器将有效值为220V的交流电压变成高压，输送到高压电网，电网相邻两电极间距离为0.5cm．空气在常温常压下被击穿的临界电场强度为6220V/cm，为防止两电极间空气被击穿而造成短路，变压器的初、次级线圈匝数比n1：n2应满足什么条件？．
正确答案
（1）Pt×5%×50%=nhυ
n=
（2）空气被击穿时，两电极间的电压U2m=6220×0.5=3110V，根据电压与匝数成正比知：
n1：n2=220：3110=22：311
答：（1）黑光灯每秒钟向外辐射
（2）变压器的初、次级线圈匝数比n1：n2=22：311．
如图所示，理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别n1=1760匝、n2=288匝、n3=8000匝，电源电压为U1=220V．n2上连接的灯泡的实际功率为36W，测得初级线圈的电流为I1=0.3A，求：
（1）灯泡L上获得的电压是多少？
（2）通过n3的负载R的电流I3．
正确答案
（1）由理想变压器的工作规律可得U2=
（2）U3=
P1=U1I1=220×0.3=66W
P3=P1-P2=30W
所以I3=
答：（1）灯泡L上获得的电压是36V；
（2）通过n3的负载R的电流0.03A．
如图所示的电路中，理想变压器的两端共接有4只规格相同的灯泡，在开关S闭合的情况下，4只灯泡的亮度相同，若将开关S断开，灯泡都不会损坏，则灯泡L1比S闭合时______，灯泡L2比S闭合时______（选填“亮”或“暗”）．
正确答案
断开S，即减少了输出功率，输出功率减少，输入功率也减少，因Uo不变，则流过L1的电流减少变暗．灯L1两端的电压U1=IR，I减少，U1也减少，变压器初级线圈两端的输入电压U2=Uo-U1，U1减小，U2增大．输入电压增大，输出电压与输入电压成正比也增大，即L2、L3两端的电压增大，流过L2、L3的电流增大，灯泡L2比S闭合时亮．
故答案为：暗，亮
变压器构造中：
（1）原线圈：与交流______连接的线圈，也叫______线圈；
（2）副线圈：与______连接的线圈，也叫______线圈；
（3）基本关系式中功率间的关系：______；
（4）电压与匝数之间的关系：______；
（5）电流与匝数之间的关系______．
正确答案
（1）原线圈：与交流 电源连接的线圈，也叫初级线圈；
（2）副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈；
（3）基本关系式中 功率间的关系：P入=P出；
（4）电压与匝数之间的关系：
（5）电流与匝数之间的关系：
故答案为：
（1）初级；
（2）次级；
（3）P入=P出；
（4）
（5）
发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器．如图所示，若发电机的输出功率P1=100kW，输出电压U1=250V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为 1：25，则升压变压器的输出电压U2=______，输电导线中的电流I2=______．若输电导线中的电功率损失为输入功率的 4%，则输电导线的总电阻R线=______，降压变压器原线圈两端的电压U3=______．
正确答案
根据
输电线路上的电流I2=
根据4%P=I22R，解得R=
则输电线路上的电压降△U=I2R≈250V，所以U3=U2-△U=6000V．
故答案为：6250V，16A，15.6Ω，6000V．
一根铁棒套上匝数不同的两个线圈，如果给一个线圈通以交变电流，在另一个线圈上能产生感应电动势吗？为什么？
正确答案
这个装置实际就是个变压器，所以当一个线圈通有交变电流时，导致另一个线圈上的磁通量发生变化，从而产生感应电动势．
所以在另一个线圈上能产生感应电动势，和变压器的工作的原理相同．
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