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- 2021-05-27 发布
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交变电流 变压器2
【学习目的】1、知道电感、电容对交变电流的影响 2、会分析远距离输电问题
【例1】如图所示的电路中,A1、A2为相同的电流表,电阻R1、R2的阻值相同,线圈L的电阻不计.理想变压器原线圈接入u=Umsin2πft的交变电流后,电流表A1、A2的示数分别为I1、I2.则( )
A、Um增大时,I1增大 B、Um增大时,I2减小
C、f增大时,I1增大 D、f增大时,I2减小
【例2】如图(1)所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为20∶1,R1=10 Ω,R2=20 Ω,
C=100 μF.已知电阻R1两端的正弦交流电压如图(2)所示,则( )
A. 电容器C所带电量恒为2×10-3 C
B. 电阻R1消耗的电功率为20 W
C. 原线圈输入电压的最大值为400 V
D. 交流电的频率为100 Hz
【例3】如图,一理想变压器原线圈可通过滑动触头P的移动改变其匝数,当P接a时,原副线圈的匝数比为5∶1,b为原线圈的中点,副线圈接有电容器C、灯泡L、理想电流表Ⓐ以及R=44 Ω的定值电阻.若原线圈接有u=311sin100πt V的交变电压,下列判断正确的是( )
A. 当P接a时,灯泡两端电压为44 V
B. 当P接b时,电流表的读数为2 A
C. P接b时灯泡消耗功率比P接a时大
D. P固定在a点不移动,原线圈改接u=311sin200πt V的电压,灯泡亮度不变
【例4】如图甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1,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. R处出现火警时电流表示数增大
B. R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大
C. 图乙中电压的有效值为110 V
D. 电压表的示数为44 V
【例5】如图所示,理想变压器原副线圈匝数比n1∶n2=22∶1,原线圈接在电压为U0=220 V的交流电源上,副线圈连接理想交流电压表V、交流电流表A、理想二极管D和电容器C.则( )
A. 稳定后电流表的读数为零
B. 稳定后电容器两极板间电势差始终为10 V
C. 电压表的读数为10 V
D. 电容器不断地充电和放电,电量不断变化
【例6】如图所示,理想变压器原线圈匝数为n1,a、b之间匝数为n2,b、c之间匝数为n3,n1∶n2∶n3=100∶10∶1,单刀双掷开关打在b处时,调节滑动变阻器,电机均不工作;单刀双掷开关打在a处时,调节滑动变阻器,电机始终处于工作状态.下列说法正确的是( )
A. 开关打在a处时,调节滑动变阻器,电压表与电流表读数成正比
B. 开关打在b处时,调节滑动变阻器,电压表与电流表读数成正比
C. 保持滑动变阻器的滑片位置不动,开关分别打在a处和b处时,
电流表读数之比为10∶1
D. 开关打在a处时,将滑动变阻器滑片向上调节,变压器输入功率减小
【例7】发电机输出功率为100 kW,输出电压是250 V,用户需要的电压是220 V,输电线电阻为10 Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输出功率的4%,试求:
(1)画出此输电线路的示意图.
(2)在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比.
(3)用户得到的电功率是多少?
【课堂作业】1、如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,R1=20 Ω,R2=30 Ω,L为无直流电阻的电感线圈.已知通过R1的正弦交流电流如图乙所示,则( )
A. 电阻R2的电功率约为6.67 W
B. 若保持u的大小不变而增加交流电的频率,
则电灯L1将变暗
C. 原线圈输入电压的频率为500 Hz
D. 原线圈输入电压为200 V
2、如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比为10:1,R1=20,R2=10,C为电容器,原线圈所加电压u=220.下列说法正确的是( )
A、通过电阻R3的电流始终为零
B、副线圈两端交变电压的频率为50 Hz
C、电阻R2的电功率为48.4W
D、原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为10:1
3、如图所示为一个小型电风扇的电路简图,其中理想变压器的原、副线圈的匝数比为n,原线圈接电压为U的交流电源,输出端接有一只电阻为R的灯泡L和风扇电动机D,电动机线圈电阻为r.接通电源后,电风扇正常运转,测出通过风扇电动机的电流为I.则( )
A. 风扇电动机D两端的电压为Ir B. 理想变压器的输入功率为+
C. 风扇电动机D的机械功率为 D. 灯泡L中的电流为
4、如图所示,M是一小型理想变压器,接线柱a、b接在电压u=311sin314t(V)的正弦交流电源上,变压器右侧部分为一火警报警系统原理图(报警器未画出),其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器,R1与R3为定值电阻.当传感器R2所在处出现火警时,以下说法正确的是( )
A. A1的示数不变,A2的示数增大 B. V1的示数不变,V2的示数增大
C. V1的示数增大,V2的示数减小 D. A1的示数增大,A2的示数减小
5、如图,一理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=4∶1,电源电压u=220sin314 t(V),原线圈电路中接入熔断电流I0=1 A的保险丝,副线圈电路中接入一可变电阻R,则( )
A. 交流电压表的读数为77 V
B. 当可变电阻R变大时,电源的输入功率变大
C. 可变电阻R的阻值低于13.75 Ω时保险丝将熔断
D. 副线圈的输出功率一定是220 W
6、如图所示,一只理想变压器原、副线圈的匝数比是10∶1,原线圈接入电压为220 V的正弦交流电源,一只理想二极管和一个阻值为10 Ω的电阻R串联接在副线圈上.以下说法中正确的是( )
A. 电压表的读数为22 V B. 二极管两端的最大电压为22 V
C. 若将R换成一个阻值大于10 Ω的电阻,则电流表读数变小
D. 1 min内电阻R上产生的热量为1 452 J
7、如图为远距离输电的示意图,为了应对低温、雨雪、冰冻等极端天气,我国成功研制了大容量的输电线融冰机.融冰机采用大功率直流电源,工作时要将交流电源断开,将降压变压器T2的输入端PQ间短路,接通直流电源后输电线路上的融冰电流最大能达到4000 A,导线温度能升高30℃.则在采用直流融冰时( )
A. 可以将融冰机电源接在AB间
B. 断开输电线与变压器T1的连接,将融冰机接在输电线CD间
C. 输电线上的电流比正常输电时小
D. PQ间若不采取短路措施,用户会消耗电能,影响融冰效果
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