變壓器　遠(yuǎn)距離輸電　實(shí)驗(yàn)十五：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系
考點(diǎn)一　實(shí)驗(yàn)：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系
考點(diǎn)二　理想變壓器原理及應(yīng)用
考點(diǎn)三　高壓輸電線路的電壓損失和功率損失
1.實(shí)驗(yàn)原理(1)實(shí)驗(yàn)電路圖(如圖所示)：(2)實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法①n1、U1一定，研究n2和U2的關(guān)系。②n2、U1一定，研究n1和U2的關(guān)系。2.實(shí)驗(yàn)器材學(xué)生電源(低壓交流電源，小于12 V)1個、可拆變壓器1個、多用電表1個、導(dǎo)線若干。
實(shí)驗(yàn)：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系
3.實(shí)驗(yàn)過程(1)保持原線圈的匝數(shù)n1和電壓U1不變，改變副線圈的匝數(shù)n2，研究n2對副線圈電壓U2的影響。①估計(jì)被測電壓的大致范圍，選擇多用電表交流電壓擋適當(dāng)量程，若不知道被測電壓的大致范圍，則應(yīng)選擇交流電壓擋的最大量程進(jìn)行測量。②組裝可拆變壓器：把兩個線圈穿在鐵芯上，閉合鐵芯，用交流電壓擋測量輸入、輸出電壓。(2)保持副線圈的匝數(shù)n2和原線圈兩端的電壓U1不變，研究原線圈的匝數(shù)對副線圈電壓的影響。重復(fù)(1)中步驟。
4.數(shù)據(jù)處理由數(shù)據(jù)分析變壓器原、副線圈兩端電壓U1、U2之比與原、副線圈的匝數(shù)n1、n2之比的關(guān)系。5.注意事項(xiàng)(1)在改變學(xué)生電源電壓、線圈匝數(shù)前均要先斷開電源開關(guān)，再進(jìn)行操作。(2)為了人身安全，學(xué)生電源的電壓不能超過12 V，通電時不能用手接觸裸露的導(dǎo)線和接線柱。(3)為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測電壓時，先用最大量程擋試測，大致確定被測電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量。
某興趣小組用如圖所示的可拆變壓器進(jìn)行“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。(1)下列說法正確的是　　　。A.變壓器工作時，通過鐵芯導(dǎo)電把電 能由原線圈輸送到副線圈B.變壓器工作時在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化為磁場能，在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn) 化為電能C.理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，沒有能量損失D.變壓器副線圈上不接負(fù)載時，原線圈兩端電壓為零
(2)如圖所示，實(shí)驗(yàn)時，原線圈接“0”“8”接線柱，副線圈接“0”“1”接線柱，原線圈兩端連接低壓交流電源10 V擋，用交流電壓表測得副線圈兩端的電壓為0.4 V，這與其他小組的正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論明顯不一致。對于這個小組實(shí)驗(yàn)結(jié)論出現(xiàn)明顯偏差的原因，最有可能的是　　　　。A.原線圈匝數(shù)太多，電阻過大B.鐵芯沒有閉合，漏磁過多C.副線圈匝數(shù)太少，增加實(shí)驗(yàn)誤差D.副線圈的電阻太小
(3)實(shí)際操作中將電源接在原線圈的“0”和“8”兩個接線柱之間，測得副線圈的“0”和“4”兩個接線柱之間的電壓為3.0 V，則可推斷原線圈的輸入電壓可能為　　　。A.3.0 VB.5.3 VC.6.0 VD.6.2 V
(4)為了實(shí)驗(yàn)過程中的安全，下列做法正確的是　　　　。A.為了人身安全，只能使用低壓直流 電源，所用電壓不要超過12 VB.連接好電路后，應(yīng)先檢查電路連接 是否正確，再接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)C.因?yàn)槭褂秒妷狠^低，通電時可用手直接接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱D.為了測量電表的安全，測量電壓時，先選用最大量程試測
1.構(gòu)造和原理(1)構(gòu)造：如圖所示，變壓器是由__________和繞在鐵芯上的 組成的。(2)原理：電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象。
(多選)(2024·海南卷·9)電動汽車充電站變壓器輸入電壓為10 kV，輸出電壓為220 V，每個充電樁輸入電流為16 A，設(shè)原副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，輸入正弦交流電的頻率為50 Hz，則下列說法正確的是A.交流電的周期為0.02 sB.原副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶500C.輸出的最大電壓為220 VD.若10臺充電樁同時使用，輸入功率為35.2 kW
(多選)(2024·山東臨沂市模擬)如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1∶2，原線圈與定值電阻R1串聯(lián)后，接入輸出電壓有效值恒定的正弦交流電源，副線圈電路中負(fù)載電阻為可變電阻R2，A、V為理想交流電表。當(dāng)R2＝2R1時，電流表的讀數(shù)為1 A，電壓表的讀數(shù)為4 V，則A.電源輸出電壓為6 VB.電源輸出功率為4 WC.保持R1阻值不變，當(dāng)R2＝8 Ω時，電壓表的讀數(shù)為6 VD.保持R1阻值不變，當(dāng)R2＝8 Ω時，變壓器輸出的功率最大
(多選)(2024·全國甲卷·19)如圖，理想變壓器的副線圈接入電路的匝數(shù)可通過滑動觸頭T調(diào)節(jié)，副線圈回路接有滑動變阻器R、定值電阻R0和R1、開關(guān)S。S處于閉合狀態(tài)，在原線圈電壓U0不變的情況下，為提高R1的熱功率，可以A.保持T不動，滑動變阻器R的滑片向f端滑動B.將T向b端移動，滑動變阻器R的滑片位置不變C.將T向a端移動，滑動變阻器R的滑片向f端滑動D.將T向b端移動，滑動變阻器R的滑片向e端滑動
高壓輸電線路的電壓損失和功率損失
(2024·山東省青島第二中學(xué)期末)如圖所示，某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率P＝100 kW，發(fā)電機(jī)的電壓U1＝250 V，經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻R線＝8 Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為U4＝220 V。已知輸電線上損失的功率P線＝5 kW，假設(shè)兩個變壓器均是理想變壓器，下列說法正確的是A.發(fā)電機(jī)輸出的電流I1＝40 AB.輸電線上的電流I線＝625 AC.降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4＝190∶11D.用戶得到的電流I4＝455 A
1.電流互感器是一種測量電路中電流的變壓器，工作原理如圖所示。其原線圈匝數(shù)較少，串聯(lián)在電路中，副線圈匝數(shù)較多，兩端接在電流表上。則電流互感器A.是一種降壓變壓器B.能測量直流電路的電流C.原、副線圈電流的頻率不同D.副線圈的電流小于原線圈的電流
4.(多選)(2024·山東淄博市期中)如圖為理想的自耦變壓器，其中P為變壓器上的滑動觸頭，P'為滑動變阻器上的滑片，電流表為理想電表，若輸入電壓U1一定，則A.P不動，P'向下滑動時，U2一直在減小B.P'不動，P順時針轉(zhuǎn)動一個小角度時，U1和U2 的比值增大C.P'不動，P順時針轉(zhuǎn)動一個小角度時，電流表讀數(shù)在增大D.P順時針轉(zhuǎn)動一個小角度，同時P'向下滑動時，小燈泡的亮度可以不變
5.(2024·山東棗莊市期中)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)
驗(yàn)中，兩個學(xué)習(xí)小組采用了如圖甲所示的可拆式變壓器進(jìn)行研究，原、副線圈的電壓由電壓傳感器獲得。(1)觀察變壓器的鐵芯，發(fā)現(xiàn)它的結(jié)構(gòu)和材料是　　　??；A.整塊不銹鋼鐵芯B.整塊硅鋼鐵芯C.絕緣的不銹鋼片疊加而成D.絕緣的硅鋼片疊加而成
旋鈕，副線圈兩端電壓傳感器均無示數(shù)，經(jīng)檢查導(dǎo)線和各連接處均無斷路，則最可能的原因是　　 　　　　　。
(2)第一組同學(xué)將變壓器正確組裝好，如圖乙所示。連接到圖乙中的電源上，閉合電源開關(guān)，發(fā)現(xiàn)原線圈兩端電壓傳感器有示數(shù)，但無論如何調(diào)節(jié)電源的電壓
連接的是電源ab間的直流電
(3)第二組同學(xué)正確組裝變壓器后，記錄數(shù)據(jù)如下：
通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是___________________________________。
原、副線圈兩端電壓U與匝數(shù)n
(4)第二組同學(xué)繼續(xù)探究實(shí)驗(yàn)，把2.0 V的學(xué)生電源cd接到原線圈“0”“100”接線柱，副線圈接到“200”“800”接線柱，則接在副線圈兩端的傳感器示數(shù)最有可能是　　　。A.1.0 VB.2.0 VC.11.5 VD.15.8 V
6.(2023·天津卷·6)如圖為輸電線為用戶輸電的情景，電路中升壓變壓器T1和降壓變壓器T2都認(rèn)為是理想變壓器，中間輸電電路電阻為R，下列說法正確的有A.T1輸出電壓與T2輸入電壓相等B.T1輸出功率大于T2輸入功率C.若用戶接入的用電器增多，則R功率降低D.若用戶接入的用電器增多，則T2輸出功率降低
7.(2024·浙江6月選考·7)理想變壓器的原線圈通過a或b與頻率為f、電壓為u的交流電源連接，副線圈接有三個支路，如圖所示。當(dāng)S接a時，三個燈泡均發(fā)光，若A.電容C增大，L1燈泡變亮B.頻率f增大，L2燈泡變亮C.RG上光照增強(qiáng)，L3燈泡變暗D.S接到b時，三個燈泡均變暗
8.(2025·山東煙臺市質(zhì)檢)由匝數(shù)為n1的原線圈和兩個匝數(shù)分別為n2和n3的副線圈組成的理想變壓器，如圖所示。已知圖中定值電阻R1＝3 Ω，R2＝
4 Ω，電流表為理想交流電表。當(dāng)原線圈接入電壓恒定的正弦交變電流，開關(guān)S1、S2均閉合時電流表示數(shù)為僅閉合S1時的4倍，則n2∶n3為A.1∶2B.2∶1C.1∶3D.3∶1
9.(多選)(2022·湖北卷·9)近年來，基于變壓器原理的無線充電技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，其簡化的充電原理圖如圖所示。發(fā)射線圈的輸入電壓為220 V、匝數(shù)為1 100匝，接收線圈的匝數(shù)為50匝。若工作狀態(tài)下，穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的80%，忽略其他損耗，下列說法正確的是A.接收線圈的輸出電壓約為8 VB.接收線圈與發(fā)射線圈中電流之比約 為22∶1C.發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的 頻率相同D.穿過發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的相同
10.(2024·山東棗莊市模擬改編)如圖，一理想變壓器ab端接電壓恒定的交流電源，原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，已知R1＝R2＝R3＝R。當(dāng)開關(guān)S斷開時，變壓器輸出功率為P1；當(dāng)開關(guān)S閉合時，變壓器輸出功率為P2，且P1∶P2＝18∶25，則原、副線圈匝數(shù)比為A.n1∶n2＝2∶1B.n1∶n2＝1∶2C.n1∶n2＝3∶2D.n1∶n2＝2∶3
11.(2023·山東卷·7)某節(jié)能儲能輸電網(wǎng)絡(luò)如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1＝250 V，輸出功率500 kW。降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4＝50∶1，輸電線總電阻R＝62.5 Ω。其余線路電阻不計(jì)，用戶端電壓U4＝220 V，功率88 kW，所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是A.發(fā)電機(jī)的輸出電流為368 AB.輸電線上損失的功率為4.8 kWC.輸送給儲能站的功率為408 kWD.升壓變壓器的匝數(shù)比n1∶n2＝1∶44

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