变压器 电能的输送

一、选择题

1．对于理想变压器来说，下列说法中不正确的是（　　）

  A．变压器是利用互感现象制成的　　　　 B．变压器可以改变各种电源的额定功率

  C．变压器不仅能改变电压，同时还可以改变电流

D．变压器的初级电流随次级电流的增大而增大

2．当理想变压器副线圈空载时，副线圈的（　　）

  A．输出电流不为0　　B．输出电流为0　　C．两端电压为0　　 D．输出功率为0

3．理想变压器原、副线圈的匝数比为1︰15．当原线圈接在6V的蓄电池两端以后，副线圈的输出电压为（　　）

  A．90 V　　　　B．0.4 V　　　 C．6 V　　　　 D．0

4．当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗的功率与电路中的（　　）

  A．输送电压的平方成正比　　　　B．输送电压的平方成反比

  C．输电线中电流的平方成正比　　D．输电线中电流的平方成反比

5．关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是（　　）

  A．由功率P＝U²／R，应降低输电电压，增大导线电阻　B．由P＝IU，应低电压小电流输电

  C．由P＝I²R，应减小导线电阻或减小输电电流　　　　 D．上述说法均不对

6．有一个正在工作的理想变压器，现在要使它的输入功率变为原来的2倍，可以采取下列哪一种措施？（其他条件保持不变）（　　）

  A．初级线圈匝数n₁变为原来的2倍　　  B．次级线圈匝数n₂变为原来的2倍

  C．负载电阻R的阻值变为原来的一半　　D．副级线圈n₂和负载电阻R都变为原来的2倍

7．如图所示是一个理想变压器，S为双向电键，P是滑动变阻器的滑动触头，U₁为加在原线圈两端的电压，I₁为原线圈上的电流，则（　　）

  A．保持U₁及P的位置不变，S由a合向b时，I₁将增大

  B．保持P的位置及U₁不变，S由a合向b时，R消耗的功率减小

  C．保持U₁不变，S合在a处，使P上滑，I₁将增大

  D．保持P的位置不变，S合在a处，若U₁增大，I₁将减小

8．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n₁︰n₂＝1︰3，次级回路中连入三个均标有“36V 40W”的灯泡，且均正常发光，那么，标有“36V 40W”的灯泡A（　　）

  A．也正常发光　 B．将被烧毁　C．比另三个灯暗　D．无法确定

9．在变电所里，经常要用电流互感器监测电网上的强电流．如图3所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是（　　）

10．一个理想变压器输入电压波形如图甲所示，原副线圈匝数比为10︰1，电流表读数为2A，则（　　）　　A．电压表的读数为28.2 V　 B．输入功率为56.4 W

　　　　　　  C．电压表的读数为 20 V　　D．输入功率为 40 W

二、填空题

11．如图所示，理想变压器的初级线圈n₁＝1100匝，两个副线圈匝数分别为n₂＝20匝，n₃＝70匝，输入电压为220 V，现有灯泡“12 V 4.4 W”“6 V 2.2 W”各1只，把它们接入变压器输出端，要求接入电路后灯泡都能正常发光，画出灯泡与输出端线因连接的线路图，两灯工作时原线圈的电流为________，副线圈的电流为_________。

12．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n₁︰n₂＝1︰2，加在原线圈两端的电压为220 V，C为额定电流为1A的保险丝，R为接在副线圈两端的可变电阻，此时负载R两端的电压为________V．要使通过保险丝的电流不超过其额定电流，则可变电阻的阻值不能小于_______Ω．

13．一个矩形线框的面积为S＝1.41×10^－2m²，n＝200匝，其电阻不计，在B＝0.5 T的匀强磁场中绕过线圈平面且垂直于磁场的轴匀速转动，在线圈两端接的一标有“20V 20W”的灯泡恰能正常发光，则线圈转动时产生的感应电动势的最大值为_____V，线圈转动的角速度是______rad／s．

14．一台理想变压器的初级线圈的匝数为n₁＝2200匝，次级线圈的匝数为n₂＝100匝，初级两端所加电压为U₁＝311sin314t（V），次级线圈上接有一个R＝10Ω的电阻，则电阻R上消耗的电功率为________W，通过初级线圈中的电流约为________A．

15．理想变压器的输入电压一定，两个副线圈匝数分别为n₂和n₂′，当把一电热器接在a、b间，让c、d空载时，电流表的示数为I；当把同一电热器接在c、d间，让a、b空载时，电流表示数为I′，则I︰I′的值为___________。

三、论述计算题

16．下列各段文字中，单独的每一句话在多数情况下未必是错的，但整体的推论却存在明显的错误，请你指出错误．并说明理由．

　　A．变压器的原、副线圈之间并未直接用导线相连，而是靠线圈中磁通量的变化传输功率，因此，能量在传输过程中不会有损失，变压器也不会发热．

　　B．为了把送电电压变成适合各用户的负载电压，要使用变压器．变压器原线圈中电流的变化引起铁芯中磁通量的变化，铁芯中磁通量的变化使得穿过副线圈的磁通量也变化，因而在副线圈中产生感应电动势．根据法拉第电磁感应定律，副线圈中的感应电动势与磁通量的变化率成正比，而交流的频率越高，磁通量的变化率越大，所以对于相同的原电压U₁，交流的频率越高，副线圈的感应电动势和端电压U₂也越高．这就是说，变压比U₁／U₂不只与匝数比有关，还与交流频率有关．

C．理想变压器中原、副线圈间电压的关系是U₂＝(n₂/n₁) U₁，其中U₁、U₂分别是原、副线圈的端电压，n₁、n₂分别是原、副线圈的匝数．对于升压变压器(n₂/n₁)＞l．由于原、副线圈中通过相同的磁通量，所以它们的电流相同，I₁＝I₂。功率P₁＝U₁I₁，P₂＝U₂I₂，由此得P₁／P₂＝U₁／U₂，即P₂＝(n₂/n₁) P₁。这就是说，升压变压器在升高电压的同时，也增大了功率．

17．晚会上装饰着120个彩色小电灯，每个小灯泡的额定电压都是4V，工作电流都是0.1A，它们并联在一起，由一台变压器供电．变压器的原线圈接在220 V的照明电路上．求通过原线圈的电流．

18．使用一个强磁铁可以判断灯泡中的电流是交流还是直流．请你说明怎样判断和判断的根据．

19．有一个教学用的可拆变压器，它的原、副线圈外部还可以绕线．现在要测定原、副线圈的匝数．除有一根足够长的绝缘导线外，还需要什么器材？简要说明实验原理．

20．电站发出的电，在用电高峰时不够用，到深夜，发出的电又不能充分利用．为了解决这个问题，人们修建了水力蓄能电站．夜间，水泵利用多余的电能把水抽到高处的蓄水池中，到用电高峰时再利用蓄水池的水来推动水轮机发电．有一蓄能电站，4台水泵在6h内抽上来的水够7台水轮机工作3 h．如果每台水泵的功率是45 000 kW，每台水轮机的功率是36 000 kW．求这个水力蓄能电站的效率．

21．如图是一个理想变压器的示意图，铁芯上绕有三个线圈，其中有两个副线圈．原、副线圈的匝数之比为n₁︰n₂︰n₃＝10︰5︰1．已知负载电阻R₂＝110Ω，R₃＝11Ω．在原线圈n₁上加220 V的交变电压时，求通过n₁、n₂、n₃的电流I₁、I₂、I分别是多少安？

22．一台效率为55％的离心水泵，每秒钟能把0.03 m³的水抽到20 m的高度．现在用一台感应电动机通过皮带传动带动水泵运行，皮带传动的效率是80％．在功率分别为14 kW、20 kW、28 kW的三台电动机中，选用哪一台比较合适？

23．发电机输出电压为1.0×10³V的交流电，现在通过一个变压比为1︰4的变压器升压，再通过总电阻为1.0Ω的输电线路向某地输电，在输送的电功率为800 kW的情况下（设变压器为理想变压器）．求：（1）升压变压器的副线圈两端电压多大？（2）输电线上通过电流多大？（3）输电线上造成的电压损失多少？（4）输电线上损失电功率占输电总功率的百分比为多少？

24．为了安全，机床上照明电源用的电压是36V，这个电压是把220 V的电压降压后得到的，如果变压器的原线圈是1140匝．求：（1）副线圈是多少匝？（2）用这台变压器给40 W的电灯供电，原线圈传递给副线圈的功率是多大？（3）副线圈中的电流是多大？原线圈中的电流是多大？

25．河水流量为4 m³／s，水流下落的高度为5m．现在利用它来发电，设所用发电机的总效率为50％，求：（1）发电机的输出功率．（2）设发电机的输出电压为350 V，在输送途中允许的电阻为4Ω，许可损耗的功率为输出功率的5％，问在用户需用电压为220 V时，所用升压变压器和降压变压器匝数之比．