高中物理探究变压器电压与匝数的关系计算题

如图所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的市电上，向额定电压为1.80×10⁴V的霓虹灯供电，使它正常发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，熔丝就熔断．

⑴熔丝的熔断电流是多大？
⑵当副线圈电路中电流为10mA时，变压器的输入功率是多大？

某发电站,通过升压变压器、输电线和降压变压器，把电能输送给生产和照明组成的用户，发电机输出功率为100kW，输出电压是400V，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1:25，输电线上功率损失为4%，用户所需电压为220V，求：
(1)输电线的电阻和降压变压器的匝数比为多少?
(2)若有60kW分配给生产，其余电能用来照明，那么可供40W的电灯多少盏？

如图，理想变压器原线圈输入电压U_l = 3300V，副线圈两端电压220V，输出端连有完全相同的两个灯泡A、B，绕过铁芯的导线所接的电压表示数为U = 2V，求

(1) n₁等于多少匝?
(2) S断开时，电流表A₂的示数I₂ = 5A，A₁示数I₁为多少?
(3) S闭合时，A₁的示数₁为多少?

某交流发电机输出功率为5×10⁵ W，输出电压为1.0×10³ V，已知输电线的总电阻R =" 40" Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压U="380" V.输电所使用的变压器均为理想变压器。
（1）画出输电线路的示意图.（标明各部分的符号）
（2）求所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少？

(15分)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数：=3：l，原线圈电路中接有一量程为3A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表一只和可变电阻以及若干“6 V、6 W”的相同灯泡。输入端交变电压的图象如图乙所示。


(1)求图甲中电压表的读数。
(2)要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数。
(3)为满足第(2)问中要求，求可变电阻应调到的电阻值

有一台内阻为1Ω的发电机，供给一学校照明用电，如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为1：4，降压变压器原、副线圈匝数比为4：1，输电线的总电阻为4Ω。全校共有22个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则
 
（1）发电机的输出功率多大？
（2）发电机的电动势多大？

一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户。已知发电机的输出功率是，端电压为，升压变压器原、副线圈的匝数比为1:8，两变压器间输电线的总电阻为，降压变压器的输出电压为，不计变压器的损耗。求：
（1）升压变压器的副线圈两端电压；
（2）输电导线上的功率损失；
（3）降压变压器原、副线圈的匝数比；
（4）用户得到的功率。

某理想变压器的原、副线圈匝数比n1：n2=55:9，原线圈上的正弦交变电压U₁=220V，试求：（1）副线圈上的输出电压为多大？
（2）若副线圈输出的功率为10W变压器的输入功率为多少？

(10分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05 m²，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝T．为用此发电机所发出交变电流带动两个标有“220 V,11 kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示，

求：(1)发电机的输出电压有效值为多少？
(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？
(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？

如图15所示，一小型发电站通过升压变压器B₁和降压变压器B₂把电能输送给用户(B₁和B₂都是理想变压器)，已知发电机的输出功率为500kW，输出电压为500V，升压变压器B₁原、副线圈的匝数比为1∶10，两变压器间输电导线的总电阻为2Ω。降压变压器B₂的输出电压为220V。求：
（1）输电导线上损失的功率；
（2）降压变压器B₂的原、副线圈的匝数比。

在距某村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9kW，输出电压为500V，输电线的总电阻为10Ω，允许线路损耗的功率为发电机输出功率的4%，求：
(1)村民和村办小企业需要220V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)
(2)若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？

(10分)内蒙古拥有得天独厚的风力资源，是我国北部的风能富集区。在2008年奥运会之前分两期兴建了总装机容量为12万千瓦的风力发电厂。建成后，若采用110kV电压向北京输电。已知从内蒙古到北京的输电线电阻为1Ω。
(1)求输电导线损耗的功率；
(2)若为了降低损耗，把输电电压提高为220kV，求提高输电电压后比原来少损耗的功率。
(3)为了进一步节约能源，请你为输电环节提出一条以上改进措施。

某发电站的输出功率为10⁴ kW，输出电压为4 kV，通过理想变压器升压后向80 km远处供电．已知输电导线的电阻率为ρ＝2.4×10^－8 Ω·m，导线横截面积为1.5×10^－4 m²，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：
(1)升压变压器的输出电压；
(2)输电线路上的电压损失．

如图10－1－14所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，边长为L＝10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度为ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4 Ω，求：

图10－1－14
(1)转动过程中感应电动势的最大值；
(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势；
(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势；
(4)交流电压表的示数；
(5)转动一周外力做的功；
(6) 周期内通过R的电荷量为多少？

(14分)为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染，目前正大力发展水电站．某一水电站发电机组设计为：水以v₁＝3 m/s的速度流入水轮机后以v₂＝1 m/s的速度流出，流出水位比流入的水位低100 m，水流量为Q＝100 m³/s，水轮机效率为75%，发电机效率为80%，求：(g＝10 m/s²，水的密度ρ＝10³ kg/m³)
(1)发电机组的输出功率是多少？
(2)如果发电机输出电压为24 kV，输电线路中能量损失为0.05%，输电线电阻为19.5 Ω，那么所需升压变压器的原、副线圈匝数比是多少？