变压器电能的输送习题.doc

/sundae_meng10.2 变压器电能的输送时间45分钟满分100分一、选择题(本题共10小题，每题7分，至少一个答案正确，选不全得4分，共70分)1如图10216所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1n241，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，安培表的读数是12毫安，那么安培表的读数是A0B3毫安C48毫安 D与R值大小无关解析当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速向右做切割磁感线运动时，原线圈中产生恒定的电流，不能在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中不会产生感应电流，A正确答案A2图10217为远距离高压输电的示意图关于远距离输电，下列表述正确的是A增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好解析有两种方式可减小输电中的能量损失：一是减少输电线的电阻，由R知，A正确二是减小输电电流，B正确若输电电压一定，由PUI知输送的电功率越大，输电电流越大，则输电中能量损耗P失I2R越大，C错误输电电压越高，对输电线路绝缘性能的要求及变压器的要求都会相应提高，D正确答案ABD3中国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为A. B.C2P D4P解析设输送功率为P，输送电流为I，输送电压为U，则PUI，I，P损I2R.输送电压升为原来的2倍，则输送电流降为原来的一半，P损降为原来的四分之一，故选A.答案A4为保证用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，图10218甲为调压变压器示意图保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图10218乙所示以下正确的是Au2190 sin(50t) VBu2190 sin(100t) VC为使用户电压稳定在220 V，应将P适当下移D为使用户电压稳定在220 V，应将P适当上移解析由乙图知交变电流的周期T2102 s，所以100 rad/s，故u2Umsint190 sin(100t) V，A错误，B正确由得U2U1，欲使U2升高，n1应减小，P应上移，C错误，D正确答案BD5(2013中山模拟)如图10219所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器若已知变压比为1 0001，变流比为1001，并且知道电压表示数为220 V，电流表示数为10 A，则输电线的输送功率为A2.2103 W B2.2102 WC2.2108 W D2.2104 W解析根据，得，U12.2105 V，I11 000 A，所以输电线的输送功率PU1I12.2108 W，C正确答案C6(2011浙江理综)如图1022 0所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1800和n2200的两个线圈，上线圈两端与u51sin(314t)V的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是A2.0 V B9.0 VC12.7 V D144.0 V解析若未考虑铁芯的漏磁因素，上线圈电压有效值U136 V，按变压器的变压比得U2U19.0 V，而实际上副线圈磁通量21，由Un得，则应选A.答案A7(2013江西八校联考)调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图10221乙所示线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间输入交变电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压图乙中两电表均为理想交流电表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器现在CD两端输入图甲所示正弦式交流电，变压器视为理想变压器，那么A由甲图可知CD两端输入交流电压u的表达式为u36sin(100t)VB当滑动触头P逆时针转动时，MN之间输出交流电压的频率变大C当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数也变大D当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电阻R2消耗的电功率变小解析由图甲可知u36sin100t(V)，A错误M、N之间输出交流电压的频率由输入的交流电压的频率决定，B错误滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，R3减小，由“串反并同”可知电压表读数减小，电流表读数增大，R2消耗的电功率P2减小，C错误，D正确答案D8(2013大庆模拟)如图10222甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为51，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小下列说法中正确的是A图乙中电压的有效值为110 VB电压表的示数为44 VCR处出现火警时电流表示数增大DR处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大解析由T可知，图乙中电压的有效值为U1110 V，选项A正确；电压表示数为有效值，由U2U122 V知，选项B错误；R处出现火警时，R的阻值减小，电路中的电流增大，R0消耗的电功率增大，选项C、D均正确答案ACD9(2012重庆理综)如图10223所示，理想变压器的原线圈接入u11 000sin 100t(V)的交变电压，副线圈通过电阻r6 的导线对“220 V、880 W”的电器RL供电，该电器正常工作由此可知A原、副线圈的匝数比为501B交变电压的频率为100 HzC副线圈中电流的有效值为4 AD变压器的输入功率为880 W解析副线圈输出电压U2220 VUr，故A错误.2f100 Hz，f50 Hz，故B错I2 A4 A，故C项正确由于理想变压器P入Ir880 W880 W，故D错答案C10(2013石家庄模拟)如图10224所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1n241，原线圈a、b间接一电压为u220sin 100t(V)的电源，灯泡L标有“36 V、18 W”字样当滑动变阻器R的滑动触头处在某位置时，电流表示数为0.25 A，灯泡L刚好正常发光，则A流经灯泡L的交变电流的频率为100 HzB定值电阻R0的阻值为19 C滑动变阻器R消耗的功率为36 WD若将滑动变阻器R的滑动触头向下滑动，则灯泡L的亮度变暗解析由2f得f50 Hz，A错误U2U155 V，I2I11 A，R0两端的电压U055 V36 V19 V，R0 19 ，B正确IRI2IL1 A0.5 A0.5 A，R上消耗的功率PIRU0.536 W18 W，C错误滑动变阻器R的滑动触头下移时，L两端的电压减小，P得P减小，灯泡L变暗，D正确答案BD二、计算题(本大题共2小题，共30分要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11(15分)图10225甲所示为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头原线圈输入正弦式交变电压的ut图象如图10225乙所示若只在ce间接一只Rce400 的电阻，或只在de间接一只Rde225 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；(2)求只在ce间接400 电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de 间线圈的匝数比.解析(1)由题图乙知200 rad/s电压瞬时值uab400sin 200t(V)(2)电压有效值U1200 V理想变压器P1P2原线圈中的电流I1解得I10.28 A (3)设ab间匝数为n1同理由题意知解得 代入数据得.答案(1)uab400sin 200t(V)(2)0.28 A(3)12(15分)(2013东莞模拟)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，输送的电功率为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：(1)输电效率和输电线的总电阻r；(2)若想使输电效率提高到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？解析(1)输送功率P500 kW，一昼夜输送电能EPt12 000 kWh输电线上损失的电能E4 800 kWh终点得到的电能EEE7