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专题25 变压器与远距离输电模型
理想型变压器动态变化模型 1
理想型变压器等效电阻模型 4
理想变压器含二极管模 8
远距离输电模型 12
理想型变压器动态变化模型
如图甲所示,理想变压器的原线圈匝数为n1,连接一个理想交流电流表,副线圈接入电路的匝数n2可以通过滑动触头P调节,副线圈接有定值电阻R0和压敏电阻R,压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。物块m置于压敏电阻上,保持原线圈输入的交流电压不变。下列说法正确的是( )
A.只减小物块对R的压力,电流表的示数减小
B.只增大物块对R的压力,R0两端的电压增大
C.只将滑动触头P向左滑动,电流表的示数增大
D.只将滑动触头P向右滑动,R0两端的电压增大
【解答】解:A.只减小物块对R的压力,则R阻值减小,次级电阻减小,根据欧姆定律,则次级电流变大,故初级电流变大,即电流表的示数变大,故A错误;
B.只增大物块对R的压力,则R阻值变大,因次级电压不变,可知R0两端的电压减小,故B错误;
C.只将滑动触头P向左滑动,次级匝数减小,根据则次级电压减小,根据欧姆定律,则次级电流减小,根据功率表达式P=I2R可知,次级功率减小,则初级功率也减小,初级电流减小,即电流表的示数减小,故C错误;
D.只将滑动触头P向右滑动,次级匝数增加,则次级电压变大,总电流增大,则R0两端的电压增大,故D正确。
故选:D。
某课外探究小组设计了如图所示的电路。理想变压器的原线圈匝数为n1,连接一个理想电流表,副线圈接入电路的匝数n2可以通过滑动触头调节,副线圈接有定值电阻R0和压敏电阻R(R的阻值会随压力的增大而减小),物块m置于压敏电阻上,保持原线圈输入的交流电压不变。以下说法正确的是( )
A.原副线圈两端的电流之比为n1:n2
B.只增大物块对R的压力,电流表示数变大
C.只增大物块对R的压力,R两端电压变大
D.若图中滑片向左滑,变压器的输出电压一定增大
【解答】解:A、根据理想变压器原、副线圈电流与匝数关系可得:,故A错误;
BC、只增大物块对R的压力,则副线圈总电阻减小,根据变压器的变压规律:,及欧姆定律:,可知副线圈输出电压U2不变,副线圈总电流I2增大,则定值电阻R0两端电压增大,R两端电压减小;根据:P入=U1I1=P出=U2I2,可知原线圈电流I1增大,则电流表示数变大,故B正确,C错误。
D、若图中滑片向左滑,可知副线圈匝数n2减小,根据变压规律可知,变压器的副线圈两端电压减小,故D错误。
故选:B。
如图,有一矩形线圈的面积为S,匝数为N,电阻不计,绕OO′轴在水平方向的磁感应强度大小为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动,从图示位置(矩形线圈水平)开始计时。理想变压器原、副线圈的匝数比为1:4,理想电流表A1、A2的示数分别为I1、I2,理想电压表V1、V2的示数分别为U1、U2。下列说法正确的是( )
A.当矩形线圈处于图示位置时,线圈产生的感应电动势的瞬时值为0
B.U2=4NBSω
C.滑动变阻器的滑片向c端移动的过程中,I2变大
D.滑动变阻器的滑片向d端移动的过程中,I1变小
【解答】解:A.当矩形线圈处于图示位置时,穿过线圈的磁通量为0,感应电动势最大,故A错误;
B.线圈产生感应电动势的最大值为Em=NBSω
电压表的读数为有效值,大小为:
由于U1:U2=n1:n2
则,故B错误;
C.原线圈两端的电压U1不变,匝数比不变,副线圈两端的电压U2不变,滑动变阻器的滑片向c端移动的过程中,滑动变阻器接入电路部分电阻值变大,副线圈电阻变大,总电流变小,R1两端的电压变小,R2两端的电压变大,因此I2变大,故C正确;
D.滑动变阻器的滑片向d端移动的过程中,同理可得流过副线圈的电流变大,根据变压器原、副线圈的电流关系可知I1变大,故D错误。
故选:C。
如图所示,交流发电机通过电阻不计的导线为右侧的电路供电,电压表和电流表均为理想电表,变压器为理想变压器,副线圈两端接有开关S、滑动变阻器R以及两个定值电阻R1、R2。保持线圈ABCD(电阻不计)在磁场中匀速转动,电流表A和电压表V1、V2的示数变化大小分别为ΔI和ΔU1、ΔU2,下列说法正确的是( )
A.当线圈ABCD位于如图所示的位置时,线圈ABCD产生的感应电动势最大
B.若发电机线圈的转速变为原来的2倍,其他条件不变,原线圈的输入功率也变为原来的2
C.当滑动变阻器的滑动触头向下滑动而其他条件不变时,电压表V1的示数变大
D.闭合开关S,移动滑动变阻器的滑动触头而其他条件不变时,ΔU2与ΔI比值不变
【解答】解:A、当线圈ABCD位于如图所示的位置时,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率为0,根据法拉第电磁感应定律可知,线圈ABCD产生的感应电动势为0,故A错误;
B、转速加倍时,根据法拉第电磁感应定律可得Em=BSω=2πnBS,可知原线圈产生交流电感应电动势的最大值Em变为原来的2倍,有效值U有也增大为原来的2倍,根据理想变压器输入功率等于输出功率,即:。可得原线圈的输入功率将变为原来的4倍,故B错误;
C、电压表V1测量的是变压器输出端的电压,输出端的电压取决于输入端电压及变压器原副线圈的匝数比即,所以,当滑动变阻器的滑动触头向下滑动而其他条件不变时,电压表V1示数保持不变,故C错误;
D、设变压器输出端的电压为E,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑动触头而其他条件不变时,根据闭合电路欧姆定律可得:U2=E﹣IR1,可得ΔU2与ΔI比值为,R1不变,所以ΔU2与ΔI比值不变,故D正确。
故选:D。
理想型变压器等效电阻模型
一含有理想变压器的电路如图所示,变压器原、副线圈的匝数比为3:1,交流电源输出电压的有效值不变,图中四个电阻R完全相同,电压表为理想交流电压表,当开关S断开时,电压表的示数为U0;当开关S闭合时,电压表的示数为( )
A. B. C. D.
【解答】解:当开关断开时,有
副线圈电压为
副线圈回路,有U2=I2 2R
原线圈回路,有U=I1R+U0
可得电源电压为
当S闭合时,有
原线圈回路U=I1′R+UV
又;;;
联立解得,故ABC错误,D正确。
故选:D。
(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比为3:1,a、b接一输出电压恒为U的正弦交流电源,其中R1、R3为定值电阻,R2为滑动变阻器,电流表、电压表均为理想电表。当滑片P向下缓慢滑动的过程中,用|ΔI1|、|ΔI2|分别表示电流表A1、A2示数变化量的绝对值,用ΔU1、ΔU2分别表示电压表V1、V2示数变化量的绝对值,下列判断正确的是( )
A.电阻R1与R3消耗功率的比值变大
B.|ΔI2|=3|ΔI1|
C.
D.当R2=R3时,R2消耗的功率最大
【解答】解:A、若变压器原、副线圈中的电流分别为I1和I2,那么根据功率的公式,定值电阻R1和R3上的功率之比为:,当滑片向下滑动时,原、副线圈中的电流均发生变化,但比值保持不变,那么的值不变,故A错误;
B、根据变压器的变流关系有:I1I2,那么由数学知识可知,ΔI2=3ΔI1,故B正确;
C、电流表A2和电压表测量的是定值电阻R3的电流和电压,由电阻的定义可知,R3。
将变压器副线圈看成一个整体(一个等效电阻),那么:R1,故C正确;
D、若副线圈两端电压不变,且把R2看成外电路,根据电源的的输出功率的规律可知,当R2=R3时,输出功率有最大值。但由于R2变化时,导致副原线圈中的电流变化,从而也导致副线圈的电压改变,所以上述结论不成立,故D错误;
故选:BC。
(多选)如图所示,理想变压器有两个副线圈,原线圈的匝数n=100,两个副线圈的匝数n1=n2=50,电阻R=20Ω,R1=R2=10Ω,正弦交流电源的电压有效值恒为200V,则以下说法正确的是( )
A.原线圈两端的电压是160V
B.电阻R和电阻R1流过的电流之比是1:1
C.电源的输出功率是1000W
D.若增大R1电阻值,R2电阻两端的电压不变
【解答】解:AB、设通过原线圈和两个副线圈的电流分别为I、I1、I2,电压分别为U、U1、U2,正弦交流电源的电压有效值为U0=200V
由题意可知两个副线圈的匝数n1=n2=50
根据理想变压器电压比等于匝数比可知:
则有:U=2U1=2U2
又两副线圈的电阻相等:R1=R2
由I得:I1=I2
由串联规律得:U=U0﹣IR
U1=I1R1
根据理想变压器输入功率等于输出功率得:nI=n1I1+n2I2
代入数据联立解得:I1=I2=I=5A
U=100V
故A错误,B正确;
C、由P=UI得,电源输出功率为:P=U0I=200V×5A=1000W
故C正确;
D、功率关系:nI=n1I1+n2I2
副线圈电压关系:I1R1=I2R2
原线圈电压关系有:U0﹣IR=2I2R2
整理可得:
当R1增大时,I2增大,则R2两端电压增大,故D错误。
故选:BC。
(多选)如图,理想变压器原线圈与定值电阻R0串联后接在电压为U0=220sin100πt的交流电源上,副线圈接理想电压表、理想电流表和滑动变阻器R,原、副线圈匝数比为1:4。已知R0=5Ω,R的最大阻值为100Ω。下列说法正确的是( )
A.当P向下移动时,电压表示数不变,电流表示数变大
B.副线圈交变电流频率为50Hz
C.当R=10Ω时,电压表示数为55V
D.当R=80Ω时,R获得的功率最大
【解答】解:A、交流电源电压的有效值为:U0有V=220V
根据理想变压器的功率关系有:
根据理想变压器电流与匝数的关系有:I1:I2=4:1
联立两式可得:
滑动变阻器R的滑片P向下滑动,滑动变阻器R接入电阻减小,由上式可知,在电源电压U0有不变的情况下,所以I1变大,则I2变大,可知电流表示数变大,原线圈两端电压:U1=U0有﹣I1R0
因为I1变大,所以U1减小,根据电压匝数关系有:U1:U2=1:4
由上式可知,U2减小,即电压表示数减小,故A错误;
B、根据交流电源电压的瞬时值表达式可知:ω=2πf=100π
解得交流电的频率:f=50Hz,故B正确;
C、原线圈与副线圈两端电压之比为:
电流之比:I1:I2=4:1
联立可得:
当R=10Ω时,解得电压表示数为:,故C错误;
D、结合上述有:
则R获得的功率为:
当时,R获得的功率最大,此时解得:R=16R0=80Ω,故D正确。
故选:BD。
理想变压器含二极管模
手机无线充电技术越来越普及,图甲是某款手机无线充电装置,其工作原理如图乙所示。当ab间接入如图丙所示的正弦交变电流后,受电线圈中产生电流实现给手机充电。这时手机两端的ef间电压为5V,充电电流为2A。若把装置线圈视为理想变压器,二极管视为理想元件,则下列说法正确的是( )
A.t=0.01s时电流表示数为0
B.送电线圈和受电线圈的匝数比n1:n2=44:1
C.送电线圈和受电线圈的匝数比n1:n2=22:1
D.若充电器线圈中通以恒定电流,则手机线圈中也将产生恒定电流
【解答】解:A、由丙图可知t=0.01s时送电线圈中电压变化率最大,由法拉第电磁感应定律知,受电线圈中感应电动势达到最大值,电流表的示数为有效值,不为零,故A错误;
BC、由两图知,送电线圈电压有效值为U1V=220V,因为有二极管在受电线圈电路中阻止反向电流通过,设受电线圈电压有效值为U2,则有:,解得:U2=5V,根据n1:n2=U1:U2可得:n1:n2=22:1,故B错误,C正确;
D、若充电器线圈中通以恒定电流,则受电线圈中不会有感应电流出现,故D错误。
故选:C。
无线充电是近年发展起来的新技术,无线充电技术与变压器相类似,通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈,利用产生的磁场传递能量。如图甲所示,充电基座接上220V,50Hz家庭用交流电(电压变化如图乙所示),受电线圈接上一个理想二极管给手机电池充电。下列说法正确的是( )
A.乙图中的E0的大小为220V
B.不接手机时,受电线圈中没有感应电动势
C.受电线圈中交流电的周期为0.02s
D.当基座线圈接恒定电源时,受电线圈中没有磁场
【解答】解:A、220V为电压的有效值,乙图中的E0为最大值,应大于220V,故A错误;
B、不接手机时,受电线圈仍然会产生感应电动势,但由于电路断开,所以没有感应电流,故B错误;
C、受电线圈中交流电的周期等于原线圈中交流电的周期,由题意可知:Ts=0.02s
故C正确;
D、当基座线圈接恒定电源时,受电线圈中有磁场,但由于电源为恒定电源,电流产生的磁场磁感应强度不变,不会产生感应电动势,故D错误;
故选:C。
如图所示,某交流发电机内有一边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd,在磁感应强度大小为B的匀强磁场中绕转轴OO′以角速度ω匀速转动,轴OO′垂直于磁感线。它与理想变压器的原线圈连接,变压器原、副线圈的匝数之比为1:3,二极管的正向电阻为零,反向电阻无穷大,定值电阻的阻值为R1,滑动变阻器R2的接入电路的阻值为R且最大阻值与定值电阻的阻值相等,滑片P置于滑动变阻器的中间,电表均为理想电表。从正方形线圈转到图示位置开始计时,下列判断正确的是( )
A.交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBωL2sinωt
B.电压表V的示数为
C.电流表A1与电流表A2的示数之比为3:
D.若将滑动变阻器的滑片向下滑动,滑动变阻器R2消耗的功率一直减小
【解答】解:A.从垂直于中性面时开始计时,交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBωL2cosωt,故A错误;
B.交流电在一个周期内有半个周期通过二极管,原线圈两端的电压的最大值等于U1m=NBωL2
由于变压器原、副线圈的匝数之比为1:3,所以副线圈两端电压的最大值为U2m=3NBωL2
根据电的热效应可得T
解得通过二管后电压的有效值为U2NBωL2
电压表测量的是滑动变阻器两端电压的有效值,即UU2
解得UNBωL2
即电压表V的示数为NBωL2,故B错误;
C.根据理想变压器原副线圈的电流比与匝数比成反比,可得:
即电流表A1与电流表A2的示数之比为3:1,故C正确;
D.当滑片P向下滑动时,滑动变阻器R2连入电路的电阻增大,由于U2不变,滑动变阻器R2的接入电路的阻值为R且最大阻值与定值电阻的阻值相等,当R增加且接近时,滑动变阻器R2消耗的功率增加,故D错误。
故选:C。
(多选)某中学物理实验室有一个“220V,6V”的变压器,如图甲所示,这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头,且a、d引线比b、c引线粗。把该变压器接入如图乙所示电路中,变压器原线圈接有效值为220V的正弦式交流电,副线圈接有电阻R1、理想二极管D和电阻R2。变压器视为理想变压器,则( )
A.ad端接220V,bc端接6V
B.理想变压器原、副线圈匝数比为110:3
C.仅降低交流电频率,R1的功率减小
D.R2两端电压的有效值为
【解答】解:A.依题意,理想变压器输入功率等于输出功率,且采用的是降压变压器,根据
P=UI
可知,副线圈中的电流更大,为了减小输电线上功率的损失,副线圈电线电阻要小,故引线要粗,由此可知ad端接6V,bc端接220 V。故A错误;
B.根据理想变压器原、副线圈匝数与电压关系,可得原副线圈的匝数之比为:
n1:n2=U1:U2=220:6=110:3
故B正确;
C.因为交流电的有效值与频率无关,所以仅降低交流电频率,R1的功率不变。故C错误;
D.依题意,二极管具有单向导电性,根据电流的热效应有
解得R2两端电压的有效值为:
故D正确。
远距离输电模型
如图所示为远距离输电示意图,变压器均为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数之比为n1:n2=1:10,其输入电压如图所示,输电功率为200kW,输电线总电阻为R线=8Ω,则下列说法正确的是( )
A.降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz
B.升压变压器副线圈的电压有效值为5000V
C.高压输电线上电流有效值为40A
D.高压输电线上损失的电压为
【解答】解:A、由图乙知交流电周期T=0.02s,则降压变压器副线圈输出的交流电频率为fHz=50Hz,故A错误;
B、由图甲读出升压变压器原线圈的电压最大值为U1m=500V,则升压变压器原线圈的电压有效值为U1V=250V
根据,可得升压变压器副线圈的电压有效值为,故B错误;
C、根据P=U2I2得高压输电线上电流有效值为:,故C错误;
D、高压输电线上损失的电压为ΔU=I2R线=408V=320V,故D正确。
故选:D。
如图所示,某小型水电站发电机的输出功率P=200kW,发电机的电压U1=500V,经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻R线=4Ω,在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。已知输电线上损失的功率为发电机输出功率的5%,假设两个变压器均是理想变压器。下列说法错误的是( )
A.发电机输出的电流I1=400A
B.输电线上的电流I线=50A
C.升压变压器的匝数比n1:n2=1:8
D.用户得到的电流I4=466A
【解答】解:A、由P=U1I1得发电机输出的电流为:,故A正确;
B、输电线损失的功率为5%P,可得,故B正确;
C、升压变压器的匝数比为n1:n2=I线:I1=50:400=1:8,故C正确;
D.用户得到的功率为(1﹣5%)P=U4I4,解得:I4≈864A,故D错误。
本题选错误的,故选:D。
某节能储能输电网络如图所示,发电机的输出电压U1=250V,输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3:n4=50:1,输电线总电阻R=62.5Ω,其余线路电阻不计,用户端电压U4=220V,功率88kW,所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是( )
A.发电机的输出电流为368A
B.输电线上损失的功率为4.8kW
C.输送给储能站的功率为408kW
D.升压变压器的匝数比n1:n2=1:44
【解答】解:A、发电机的输出电压U1=250V,输出功率P1=500kW=5.0×105W,根据P1=U1I1可得发电机的输出电流为:I1=2000A,故A错误;
B、用户端电压U4=220V,功率P2=88kW=8.8×104W,根据P2=U4I4可得降压变压器线圈中的电流为:I4=400A
根据I3:I4=n4:n3可得降压变压器原线圈中的电流为:I3=8A
输电线上损失的功率为:ΔPR=82×62.5W=4000W=4.0kW,故B错误;
C、输送给储能站的功率为:P储存=P1﹣P2﹣ΔP=500kW﹣88kW﹣4.0kW=408kW,故C正确;
D、升压变压器副线圈两端电压为U2,根据功率计算公式可得:P2+ΔP=U2I3,解得:U2=11500V
升压变压器的匝数比n1:n2=U1:U2=250:11500=1:46,故D错误。
故选:C。
我国远距离输送交流电用的电压有110kV、220kV和330kV,输电干线已经采用500kV的超高压,西北电网的电压甚至达到750kV,远距离输电线路的示意图如图所示,若输送的总功率P,输电电压为U,输电线的总电阻为R,则正确的是( )
A.采用高压输电是为了加快输电的速度
B.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
C.输电线上的电流I
D.输电线上损失的功率P线=()2R
【解答】解:A、采用高压输电是为了减少能量的损失,故A错误;
B、由于输电线上有电压损失,则升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压,故B错误;
C、输电线上的电流应为I
故C错误;
D、输电线上损失的功率P线=I2R=()2R
故D正确。
故选:D。
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专题25 变压器与远距离输电模型
理想型变压器动态变化模型 1
理想型变压器等效电阻模型 3
理想变压器含二极管模 4
远距离输电模型 6
理想型变压器动态变化模型
如图甲所示,理想变压器的原线圈匝数为n1,连接一个理想交流电流表,副线圈接入电路的匝数n2可以通过滑动触头P调节,副线圈接有定值电阻R0和压敏电阻R,压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。物块m置于压敏电阻上,保持原线圈输入的交流电压不变。下列说法正确的是( )
A.只减小物块对R的压力,电流表的示数减小
B.只增大物块对R的压力,R0两端的电压增大
C.只将滑动触头P向左滑动,电流表的示数增大
D.只将滑动触头P向右滑动,R0两端的电压增大
某课外探究小组设计了如图所示的电路。理想变压器的原线圈匝数为n1,连接一个理想电流表,副线圈接入电路的匝数n2可以通过滑动触头调节,副线圈接有定值电阻R0和压敏电阻R(R的阻值会随压力的增大而减小),物块m置于压敏电阻上,保持原线圈输入的交流电压不变。以下说法正确的是( )
A.原副线圈两端的电流之比为n1:n2
B.只增大物块对R的压力,电流表示数变大
C.只增大物块对R的压力,R两端电压变大
D.若图中滑片向左滑,变压器的输出电压一定增大
如图,有一矩形线圈的面积为S,匝数为N,电阻不计,绕OO′轴在水平方向的磁感应强度大小为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动,从图示位置(矩形线圈水平)开始计时。理想变压器原、副线圈的匝数比为1:4,理想电流表A1、A2的示数分别为I1、I2,理想电压表V1、V2的示数分别为U1、U2。下列说法正确的是( )
A.当矩形线圈处于图示位置时,线圈产生的感应电动势的瞬时值为0
B.U2=4NBSω
C.滑动变阻器的滑片向c端移动的过程中,I2变大
D.滑动变阻器的滑片向d端移动的过程中,I1变小
如图所示,交流发电机通过电阻不计的导线为右侧的电路供电,电压表和电流表均为理想电表,变压器为理想变压器,副线圈两端接有开关S、滑动变阻器R以及两个定值电阻R1、R2。保持线圈ABCD(电阻不计)在磁场中匀速转动,电流表A和电压表V1、V2的示数变化大小分别为ΔI和ΔU1、ΔU2,下列说法正确的是( )
A.当线圈ABCD位于如图所示的位置时,线圈ABCD产生的感应电动势最大
B.若发电机线圈的转速变为原来的2倍,其他条件不变,原线圈的输入功率也变为原来的2
C.当滑动变阻器的滑动触头向下滑动而其他条件不变时,电压表V1的示数变大
D.闭合开关S,移动滑动变阻器的滑动触头而其他条件不变时,ΔU2与ΔI比值不变
理想型变压器等效电阻模型
一含有理想变压器的电路如图所示,变压器原、副线圈的匝数比为3:1,交流电源输出电压的有效值不变,图中四个电阻R完全相同,电压表为理想交流电压表,当开关S断开时,电压表的示数为U0;当开关S闭合时,电压表的示数为( )
A. B. C. D.
(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比为3:1,a、b接一输出电压恒为U的正弦交流电源,其中R1、R3为定值电阻,R2为滑动变阻器,电流表、电压表均为理想电表。当滑片P向下缓慢滑动的过程中,用|ΔI1|、|ΔI2|分别表示电流表A1、A2示数变化量的绝对值,用ΔU1、ΔU2分别表示电压表V1、V2示数变化量的绝对值,下列判断正确的是( )
A.电阻R1与R3消耗功率的比值变大
B.|ΔI2|=3|ΔI1|
C.
D.当R2=R3时,R2消耗的功率最大
(多选)如图所示,理想变压器有两个副线圈,原线圈的匝数n=100,两个副线圈的匝数n1=n2=50,电阻R=20Ω,R1=R2=10Ω,正弦交流电源的电压有效值恒为200V,则以下说法正确的是( )
A.原线圈两端的电压是160V
B.电阻R和电阻R1流过的电流之比是1:1
C.电源的输出功率是1000W
D.若增大R1电阻值,R2电阻两端的电压不变
(多选)如图,理想变压器原线圈与定值电阻R0串联后接在电压为U0=220sin100πt的交流电源上,副线圈接理想电压表、理想电流表和滑动变阻器R,原、副线圈匝数比为1:4。已知R0=5Ω,R的最大阻值为100Ω。下列说法正确的是( )
A.当P向下移动时,电压表示数不变,电流表示数变大
B.副线圈交变电流频率为50Hz
C.当R=10Ω时,电压表示数为55V
D.当R=80Ω时,R获得的功率最大
理想变压器含二极管模
手机无线充电技术越来越普及,图甲是某款手机无线充电装置,其工作原理如图乙所示。当ab间接入如图丙所示的正弦交变电流后,受电线圈中产生电流实现给手机充电。这时手机两端的ef间电压为5V,充电电流为2A。若把装置线圈视为理想变压器,二极管视为理想元件,则下列说法正确的是( )
A.t=0.01s时电流表示数为0
B.送电线圈和受电线圈的匝数比n1:n2=44:1
C.送电线圈和受电线圈的匝数比n1:n2=22:1
D.若充电器线圈中通以恒定电流,则手机线圈中也将产生恒定电流
无线充电是近年发展起来的新技术,无线充电技术与变压器相类似,通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈,利用产生的磁场传递能量。如图甲所示,充电基座接上220V,50Hz家庭用交流电(电压变化如图乙所示),受电线圈接上一个理想二极管给手机电池充电。下列说法正确的是( )
A.乙图中的E0的大小为220V
B.不接手机时,受电线圈中没有感应电动势
C.受电线圈中交流电的周期为0.02s
D.当基座线圈接恒定电源时,受电线圈中没有磁场
如图所示,某交流发电机内有一边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd,在磁感应强度大小为B的匀强磁场中绕转轴OO′以角速度ω匀速转动,轴OO′垂直于磁感线。它与理想变压器的原线圈连接,变压器原、副线圈的匝数之比为1:3,二极管的正向电阻为零,反向电阻无穷大,定值电阻的阻值为R1,滑动变阻器R2的接入电路的阻值为R且最大阻值与定值电阻的阻值相等,滑片P置于滑动变阻器的中间,电表均为理想电表。从正方形线圈转到图示位置开始计时,下列判断正确的是( )
A.交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBωL2sinωt
B.电压表V的示数为
C.电流表A1与电流表A2的示数之比为3:
D.若将滑动变阻器的滑片向下滑动,滑动变阻器R2消耗的功率一直减小
(多选)某中学物理实验室有一个“220V,6V”的变压器,如图甲所示,这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头,且a、d引线比b、c引线粗。把该变压器接入如图乙所示电路中,变压器原线圈接有效值为220V的正弦式交流电,副线圈接有电阻R1、理想二极管D和电阻R2。变压器视为理想变压器,则( )
A.ad端接220V,bc端接6V
B.理想变压器原、副线圈匝数比为110:3
C.仅降低交流电频率,R1的功率减小
D.R2两端电压的有效值为
远距离输电模型
如图所示为远距离输电示意图,变压器均为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数之比为n1:n2=1:10,其输入电压如图所示,输电功率为200kW,输电线总电阻为R线=8Ω,则下列说法正确的是( )
A.降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz
B.升压变压器副线圈的电压有效值为5000V
C.高压输电线上电流有效值为40A
D.高压输电线上损失的电压为
如图所示,某小型水电站发电机的输出功率P=200kW,发电机的电压U1=500V,经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻R线=4Ω,在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。已知输电线上损失的功率为发电机输出功率的5%,假设两个变压器均是理想变压器。下列说法错误的是( )
A.发电机输出的电流I1=400A
B.输电线上的电流I线=50A
C.升压变压器的匝数比n1:n2=1:8
D.用户得到的电流I4=466A
某节能储能输电网络如图所示,发电机的输出电压U1=250V,输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3:n4=50:1,输电线总电阻R=62.5Ω,其余线路电阻不计,用户端电压U4=220V,功率88kW,所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是( )
A.发电机的输出电流为368A
B.输电线上损失的功率为4.8kW
C.输送给储能站的功率为408kW
D.升压变压器的匝数比n1:n2=1:44
我国远距离输送交流电用的电压有110kV、220kV和330kV,输电干线已经采用500kV的超高压,西北电网的电压甚至达到750kV,远距离输电线路的示意图如图所示,若输送的总功率P,输电电压为U,输电线的总电阻为R,则正确的是( )
A.采用高压输电是为了加快输电的速度
B.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
C.输电线上的电流I
D.输电线上损失的功率P线=()2R
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