12.4交变电流传感器综合练（解析版）-2023年高考物理一轮复习提升核心素养

这是一份12.4交变电流传感器综合练（解析版）-2023年高考物理一轮复习提升核心素养，共27页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
12.4交变电流传感器综合练
一、单选题
1．（2022·浙江·高考真题）下列说法正确的是（   ）
A．恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用
B．小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向
C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大
D．升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率
【答案】B
【解析】A．恒定磁场对速度不平行于磁感线的运动电荷才有力的作用，A错误；
B．小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向，B正确；
C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流为0，C错误；
D．根据变压器的原理可知，副线圈中磁通量的变化率小于或等于原线圈中磁通量的变化率，D错误。
故选B。
2．（2022·浙江·高考真题）如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固定在转轴两侧的两个线圈转动。下列说法正确的是（　　）

A．甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场
B．乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场
C．甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电
D．乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电
【答案】A
【解析】A．甲图中细短铁丝显示的磁场分布均匀，则线圈转动区域磁场可视为匀强磁场，故A正确；
B．乙图中细短铁丝显示的磁场分布不均匀，则线圈转动区域磁场不能看成匀强磁场，故B错误；
C．根据发电机原理可知甲图中线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动时才能产生正弦交流电，故C错误；
D．乙图中是非匀强磁场，则线圈匀速转动时不能产生正弦交流电，故D错误；
故选A。
3．（2022·北京·101中学三模）如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图2中曲线a、b所示，则（　　）

A．曲线a表示的交变电动势有效值为15V
B．曲线a表示的交变电动势频率为25Hz
C．曲线a、b对应的线圈转速之比为
D．时刻穿过线圈平面的磁通量均为零
【答案】B
【解析】A．曲线a表示的交变电动势有效值为

故A错误；
B．曲线a表示的交变电动势的周期为0.04s，则频率为

故B正确；
C．曲线b表示的交变电动势的周期为0.06s，根据可知转速与周期成反比，故转速之比为，故C错误；
D．时刻曲线a、b的电动势瞬时值都为零，线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量最大，故D错误。
故选B。
4．（2022·江苏·扬州中学模拟预测）如图甲所示，单匝矩形线框在匀强磁场B中，绕与磁场B垂直的轴OO′匀速转动。已知线框电阻R，转动周期T，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图，如图乙所示。则下列说法错误的是（　　）

A．时刻，线框平面与中性面垂直
B．感应电流的有效值为
C．到过程中，线框中平均感应电动势为零
D．线框转动一周，线框中产生的热量为
【答案】C
【解析】A．时刻，回路磁通量为零，则线框平面与中性面垂直，故A正确；
B．角速度

感应电动势最大值

感应电流

有效值

故B正确；
C．到过程中，磁通量变化不是零，则平均感应电动势不为零，故C错误；
D．线框转动一周，线框中产生的热量为

故D正确。
本题选错误的，故选C。
5．（2022·湖北·模拟预测）如图所示，单匝闭合矩形导线框abcd电阻为R，ef为线框与磁场边界的交点， 。线框绕过ef的轴以角速度匀速转动，从图示位置开始计时，若匀强磁场的磁感应强度为B，下列说法正确的是（　　）

A．t=0时刻，回路中电流
B．回路中电流的最大值
C．回路中感应电动势的有效值
D．前周期内，回路中平均电动势
【答案】B
【解析】A．t=0时刻，线圈平面与磁场垂直，感应电动势为零，回路中电流为零，故A错误；
B．线框绕过ef的轴以角速度匀速转动，导线ab、cd同时垂直切割磁感线运动时感应电动势最大

回路中电流的最大值

故B正确；
C．回路中产生正弦式交变电流，感应电动势的有效值

可得

故C错误；
D．前周期内，回路中平均电动势

故D错误。
故选B。
6．（2022·湖南·宁乡市教育研究中心模拟预测）光滑导轨间距d＝0.5m，导轨间有一足够宽的磁场，磁感应强度B＝2T的匀强磁场中，导轨两端分别接有电阻R＝3Ω的电阻和阻值为RL＝6Ω的小灯泡，t＝0时，一电阻r＝2Ω的导体棒MN处在磁场的左边界处，之后在外力作用下以速度v＝4sin10πt恰好能在磁场两边界间往返运动，导轨的电阻不计，导体棒与导轨接触良好，在导体棒MN以后的运动中（   ）

A．导体棒MN从磁场左边到右边过程中，通过的电量为0.4C
B．导体棒在磁场中做匀变速运动
C．小灯泡的功率为W
D．导体棒运动到磁场中间位置时，电阻R的电流为A
【答案】D
【解析】A．磁场的有效面积未知，平均电流无法求出，故不能求出电荷量，A错误；
B．由牛顿第二定律，导体棒的加速度

由于v＝4sin10πt，所以

所以导体棒的加速度随时间变化，导体棒在磁场中做变加速运动，B错误；
C．导体棒产生的电动势为
e=Bdv=4sin10πt (V)
故电动势有效值为
E=2V
外电路总电阻为

故灯泡两端的电压为

故灯泡的功率为

C错误；
D．运动到磁场中间位置时，导体棒处于运动周期的
，k=1,2,3···
即峰值位置，此时

电动势为
=4V
通过电阻R的瞬时电流为

D正确。
故选D。
7．（2022·河南·模拟预测）在如图所示的电路中，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，定值电阻，，在a、b两端输入一有效值恒定的正弦式交流电，结果理想电流表A1、A2的示数之比为，则为（　　）

A． B． C． D．
【答案】C
【解析】根据题意，设理想电流表的示数为，则副线圈中电流为2I2，根据电流比公式可知，原线圈中电流大小为，则中电流为，根据电压比公式有

解得

故选C。
8．（2022·浙江·丽水第二高级中学模拟预测）如图是手机无线充电器的模型，其工作原理与理想变压器相同，已知发射、接收线圈匝数比，C，D端输出电流，则A、B端输入电流的（　　）

A．频率为 B．周期为
C．有效值为 D．最大值为
【答案】C
【解析】AB．变压器不改变周期和频率，所以周期为

频率为

故AB错误；
CD．C，D端输出电流的最大值为，由

可得A、B端输入电流的最大值为

A、B端输入电流的有效值为

故C正确，D错误。
故选C。
9．（2022·广东·江门市新会东方红中学模拟预测）如图甲为教室的挂扇，图乙为一种自耦调压器的结构示意图，线圈均匀绕在圆环形铁芯上。若在A、B端输入电压按规律变化的交流电，在B、C间接风扇。下列表述正确的是（　　）

A．接入风扇的交流电频率为100Hz
B．触头P转到线圈中间位置时，风扇所加电压为110V
C．触头P顺时针旋转时，A、B间输入电流增大
D．触头P顺时针旋转时，风扇的转速加快
【答案】B
【解析】A．由交流电源电压的表达式可知


则有交流电的频率为

自耦调压器不改变交流电的频率，所以接入风扇的交流电频率为50Hz，A错误；
B．交流电源电压的有效值为

此电压加在线圈的A、B两端，所以触头P转到线圈中间位置时，风扇所加电压为110V，B正确；
CD．触头P顺时针旋转时，B、C间的线圈匝数减少，电压减小，给风扇所加电压减小，风扇电流减小，自耦调压器的输出功率减小，风扇的转速减慢；输入功率减小，输入电压有效值不变，A、B间输入电流减小，CD错误。
故选B。
10．（2022·广东茂名·模拟预测）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
【答案】C
【解析】A．电流表测量的是电路的有效值一直有示数，故A错误；
BC．由丙图知，送电线圈电压有效值为220V，因为有二极管在受电线圈路中阻止反向电流通过，由

得受电线圈电压有效值为

匝数与电压成正比，得

故B错误，C正确；
D．若充电器线圈中通以恒定电流，不发生电磁感应现象，则受电线圈中不会有感应电流出现，故D错误。
故选C。
11．（2022·江苏·泰州中学模拟预测）埃及的古夫（Khufu）金字塔内有一条狭窄通道，尽头处被一块镶有两个铜制把手的石块堵住，如图所示。考古学家曾利用一台机器人来探测石块后面隐藏的秘密，该机器人上配备的探测设备有：（甲）超声波回声探测器、（乙）导电性传感器、（丙）可穿透石块的雷达。机器人沿着通道到达石块前，进行了以下探测工作：
（1）两个铜把手在石块背面是否彼此连接；
（2）石块是否能够移动；
（3）在石块后面是否还有其他物体；
（4）石块的厚度。

针对上述各项探测工作，下表中哪一选项内所选的探测设备最合适（       ）
选项
探测工作
A
B
C
D
（1）
乙
丙
乙
甲
（2）
丙
乙
甲
乙
（3）
乙
甲
丙
乙
（4）
甲
丙
甲
丙

A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【解析】研究两个铜把手在石块背面是否彼此连接，可以用导电性传感器测试（乙），因铜导电而石块不导电，若两个铜把手连接，能形成通路，加上电源就能通电；即导电表示两个把手相连，不导电表示两个把手没有连接。研究石块是否能够移动，可以用超声波回声探测器（甲），测量声波碰到石块反射回来的时间差就能获得石块的速度。研究在石块后面是否还有其他物体可以用可穿透石块的雷达（丙）分析。测量石块的厚度可以用超声波回声探测器（甲），利用前后表面反射波的路程差获得。
故选C。
12．（2022·北京·101中学三模）某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0；当电压示数为时，电子称量物体质量为m，设变阻器总电阻R，电源电动势为E，电源内阻r可忽略不计，限流电阻阻值为R0，且R=R0，不计一切摩擦和其他阻力（　　）

A．当电压示数为时电子秤称量物体质量为2m
B．当电压示数为时电子秤测量物体质量为3m
C．该电子秤可称量物体的最大质量为4m
D．该电子秤电压表各刻度对应的质量是均匀的
【答案】B
【解析】AB．当电压示数为时，则

解得

变阻器总电阻R=R0，设滑动变阻器R总长为L，则弹簧被压缩 则
  
当电压示数为时，则

解得

则弹簧被压缩L，则

则
m′=3m
选项A错误，B正确；
C．由以上分析可知，该电子秤可称量物体的最大质量为3m，选项C错误；
D．因电压表读数

而

（x为滑动片以上部分的长度）且

即

可知m与U并非线性关系，则该电子秤电压表各刻度对应的质量不是均匀的，选项D错误。故选B。
13．（2022·北京海淀·二模）如图所示，当被测物体在左、右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动。物体位置变化时，电容器电容也会发生变化。从图中位置开始计时，关于物体的运动则下列说法正确的是（　　）

A．电容增大，说明物体在向右运动
B．电容减小，说明物体在向左运动
C．电容均匀增大，说明物体在向左匀速运动
D．电容均匀减小，说明物体在向左匀速运动
【答案】C
【解析】AB．当物体向右运动时，电介质插入两板间的长度减小，根据

可知电容C减小；同理，物体向左运动时，电容C变大，选项AB错误；    
CD．根据

可知，若电容C均匀增大，说明电介质插入两板间的长度均匀增加，说明物体在向左匀速运动，选项C正确，D错误。
故选C。
14．（2022·广东·开平市忠源纪念中学模拟预测）随着国家的发展和人们生活水平的提高，我国人民汽车的拥有量逐年提升，交通管理的压力越来越大，电子眼在交通管理中的运用，为交管部门减轻了很多的工作强度。电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大，压电薄膜与电容器C和电阻R组成图甲所示的回路，红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子眼拍照。则红灯亮时（　　）

A．车轮停在感应线上时，电阻R上有恒定电流
B．车轮经过感应线的过程中，电容器先放电后充电
C．车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流先增大后减小
D．汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，仍会被电子眼拍照
【答案】D
【解析】A．车轮停在感应线上时，压力不变，则电压不变，电容器不充电，也不放电，电阻R上没有电流。故A错误；
BC．由题图乙可知，当车轮经过感应线时，电流先增大后减小，然后再反向增大后减小，而压电薄膜的电压在受压时产生，失去压力后消失，所以说明电容器先充电后放电。故BC错误；
D．若汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，则前轮两次压线，仍形成两个脉冲电流，符合拍照条件，电子眼仍会拍照。故D正确。
故选D。

二、多选题
15．（2022·四川·模拟预测）在匀强磁场中，匝数N=100的矩形线圈绕垂直磁感线的转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势随时间变化规律如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．t=0.5×10-2 s时，线圈平面与中性面重合
B．t=1×10-2 s时，线圈中磁通量变化率最大
C．穿过每一匝线圈的最大磁通量为1×10-3 Wb
D．线圈转动的角速度为100π rad/s
【答案】CD
【解析】A．根据图像知，t=0.5×10-2 s时，感应电动势最大，对应的磁通量的变化率最大，而此时矩形金属线圈磁通量为零，线圈平面与磁场方向平行，与中性面垂直，故A错误；
B．根据图像知，t=1×10-2 s时，感应电动势为零，对应的磁通量的变化率为零，故B错误；
CD．线圈转动的角速度

根据
Em=NBSω
可知，穿过每一匝线圈的最大磁通量为

故C正确，D正确。
故选CD。
16．（2022·黑龙江·佳木斯一中三模）如图所示，面积为S、匝数为N、内阻不计的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从图示位置开始计时，绕水平轴以角速度匀速转动。矩形线圈通过滑环连接理想变压器。理想变压器原线圈上的滑动触头P上下移动可改变副线圈的输出电压，副线圈接有可变电阻R，电表均为理想交流电表。下列判断正确的是（　　）

A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为
B．当P位置不变，R阻值不变，增大矩形线圈转动角速度时，电压表示数和电流表示数都变大
C．当P位置不变，线圈转动角速度不变，R阻值增大时，电压表示数增大
D．当线圈转动角速度不变，R阻值不变，P位置向下移动时，电流表示数变大
【答案】AB
【解析】A．矩形线圈产生的感应电动势最大值为

从图示位置开始计时，线圈的磁通量为零，线圈的磁通量变化量最大，感应电动势最大，则感应电动势的瞬时值表达式为

故A正确；
B．当P位置不变，R阻值不变，增大矩形线圈转动角速度时，线圈产生的电动势增大，则电压表示数变大，根据原副线圈电压表等于匝数比

可知副线圈的输出电压变大，根据欧姆定律可知通过R电流变大，根据变压器电流与匝数关系

可知电流表示数变大，故B正确；
C．当P位置不变，线圈转动角速度不变，R阻值增大时，线圈产生的电动势不变，则电压表示数不变，故C错误；
D．当线圈转动角速度不变，R阻值不变，P位置向下移动时，线圈产生的电动势不变，原线圈输入电压不变，根据原副线圈电压表等于匝数比

由于原线圈匝数变大，可知副线圈的输出电压变小，根据欧姆定律可知通过R电流变小，根据变压器电流与匝数关系

可知电流表示数变小，故D错误。
故选AB。
17．（2022·贵州贵阳·模拟预测）如图是风力发电机的简易模型。时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以每秒n转的转速转动。已知发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，理想变压器原、副线圈的匝数比为k，忽略线圈电阻，下列说法正确的是（　　）

A．发电机输出电压的有效值为
B．发电机输出交变电流的频率为
C．副线圈输出电压的有效值为
D．发电机产生的瞬时电动势
【答案】AD
【解析】A．发电机线圈的角速度为

发电机输出电压的峰值为

发电机输出电压的有效值为

A正确；
B．变压器不改变频率，原、副线圈交流电的频率相同，均为

B错误；
C．根据原、副线圈电压与匝数的关系可知，副线圈输出电压的有效值为

C错误；
D．时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，即中性面的位置，发电机产生的瞬时电动势为

D正确。
故选AD。
18．（2022·山西省翼城中学校模拟预测）某无级充电装置的原理如图所示，该装置主要由供电线圈和受电线圈组成，可等效为一个理想变压器，从受电线圈输出的交流电经过转化装置变为直流电给电池充电。已知供电线圈匝数大于受电线圈匝数，供电线路中保护电阻R=50Ω，其余电阻不计。充电时，供电线圈接有效值的正弦交流电，受电线圈cd端的输出电压、输出电流，下列说法正确的是（　　）

A．cd端电压的最大值为
B．供电线圈和受电线圈匝数比为10：1
C．充电时，ab端的输入功率为80W
D．若输入端ab接220V直流电，也能进行充电
【答案】AB
【解析】A．cd端输出电压为正弦交流电压，最大值为有效值的倍，即，故A正确；
B．由变压器电压与匝数的关系得

由欧姆定律得

解得

故B正确；
C．ab端的输入功率

故C错误；
D．变压器不能在直流电下工作，故D错误。
故选AB。
19．（2022·甘肃·永昌县第一高级中学模拟预测）如图所示为某水电站输电线路原理图，水电站输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压U后向远距离用户供电，总功率为P。用户端理想变压器原、副线圈匝数分别为和，为输电线总电阻，为不断电用户电阻（可视为定值电阻），R为可变用户电阻（可视为可变电阻），电压表和电流表均为理想电表。当可变用户电阻R增大时，下列说法正确的是（　　）

A．电流表示数将变大
B．电压表示数将变大
C．输电线路上损耗的功率为
D．对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为
【答案】BD
【解析】AB．由闭合电路欧姆定律可知，当可变电阻R增大时，副线圈中的电流将减小，则电流表示数会变小，从而原线圈中电流也会变小，原线圈电压

将增大，副线圈电压也将增大，电压表示数将增大，故A错误，B正确；
CD．设虚线框所圈部分的等效电阻为，由，结合和，联立可得

则上消耗的功率为

故C错误，D正确。
故选BD。
20．（2021·广东·揭阳市教育局教育装备中心模拟预测）如图甲所示为某钳形电流表的工作原理图。当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表G指针会发生偏转，不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，已知n2=1000匝，下列说法正确的是（　　）

A．用该表测交流电时，G中通过的是交变电流
B．若G中通过的电流为50mA，则导线中的被测电流为50A
C．若导线中通过的是图乙所示矩形脉冲交流电，G无示数
D．当用该表测量400Hz的电流时，测量值比真实值偏小
【答案】AB
【解析】A．变压器只能改变交流电电压，不改变交流电频率，电流表G中通过的仍是交流电流，故A正确；
B．根据
，
得

故B正确；
C．矩形脉冲交流电的方向由周期性变化，副线圈中磁通量会发生周期性变化，有感应电流，故C错误；
D．根据法拉第电磁感应定律和变压器互感原理，可知改变交流电频率，不影响测量值的准确性，故D错误。
故选AB。
21．（2022·广东·模拟预测）利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度，其中2为力敏传感器，3为数字电压表，5为底部长为L的线框。当外界拉力作用于力敏传感器的弹性梁上时，数字电压表上的读数U与所加外力F成正比，即U=KF，式中K为比例系数。用绝缘悬丝把线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用软细铜丝连接线框与电源，当线框中电流为零时，输出电压为U0；当线框中电流为I时，输出电压为U。则下列说法不正确的是（　　）

A．线框受到的安培力为
B．线框受到的安培力为
C．磁感应强度的大小为
D．磁感应强度的大小为
【答案】ABC
【解析】AB．由于数字电压表上的读数U与所加外力成正比，即
U=KF
式中K为比例系数，当通上电流后，设安培力为FA，有
|U-U0|=KFA
即
FA=
AB错误；
CD．由安培力公式，代入上式可得
KBIL=|U-U0|
整理得
B=
C错误，D正确。
故选ABC。

三、解答题
22．（2022·上海市杨浦高级中学模拟预测）如图（a）所示，虚线（磁场边界）左侧有一竖直向下、磁感应强度的匀强磁场，一边长的正方形线框从最低位置绕水平轴O顺时针匀速转动，进入磁场区域。线框中产生的感应电流i随时间t变化的图线如图（b）所示。
（1）求线框匀速转动的角速度；
（2）求线框的回路电阻R；
（3）类比是我们研究问题常用的科学方法。请从学过的知识出发，运用类比分析并求出内流过线框的电流平均值。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）从图（b）中可得转动周期为

则线框匀速转动的角速度为

（2）由图可知线框在最低位置时切割磁感线产生的感应电流为

线框在最低位置时切割磁感线产生的感应电动势为

线框的回路电阻可表示为

（3）i-t图像可类比速度随时间变化的v-t图像，v-t图像所围成的面积为位移s，i-t图像围成的面积为流过线框回路的电荷量q，在0～0.06s 内流过线框的电流平均值

通过数格子，大于半格为一个计数格，小于半格不计数，可得i-t 图像围成的面积约为38格，每格面积为1×10-4C，则有

23．（2018·四川·攀枝花市第十二中学校一模）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为，输出电压为，向距离较远的用户供电，为了减少电能损耗，使用高压输电，最后用户得到“”的电能，求：
（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比；
（2）输电线路导线电阻；
（3）用户降压变压器原、副线圈匝数比。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）升压变压器、副线圈匝数比为

（2）导线电阻R与输送电流和输电线上损失的电功率有关，有

而输送电流又决定输电电压及输送功率，有

所以

（3）设降压变压器原线圈上电压为

所以降压变压器原、副线圈匝数比为

24．（2018·河南·汝州市实验中学一模）风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，如图所示的风车阵中发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线总电阻为10Ω。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%。
（1）画出此输电线路的示意图；
（2）求在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；
（3）求用户得到的电功率。

【答案】(1)见解析；(2)240:11；(3)96kW。
【解析】(1)如图所示

(2)输电线损耗功率
P线=100×4% kW=4kW
又P线=I22R线，输电线电流

原线圈中输入电流

则升压变压器匝数比

降压变压器输入电压

降压变压器匝数比

(3)用户端电流

解得：

故用户得到的电功率

25．（2019·江西赣州·一模）一座小型水电站，水以3.0m/s的速度流入水轮机，而以1.0m/s的速度流出．流出水位比流入水位低1.6m，水的流量Q=1.0m3/s．如果水流能量的75%供给发电机，20%用于水温升高．求：
（1）若发电机效率为80%，则发电机的输出功率多大？
（2）发电机的输出电压为240V，输电线路电阻为50/3Ω，允许损失的电功率为5%，用户的需电压为220V，则所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比各是多少？画出远距离输电过程示意图．（变压器为理想变压器，g取10m/s2 ）
【答案】（1）若发电机效率为80%，则发电机的输出功率是12kW；
（2）允许损失的电功率为5%，用户的需电压为220V，则所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比分别是3：25和95：11．画出远距离输电过程示意图如图．
【解析】（1）每秒水流的质量为  
m=ρV=ρQt=1×103kgt =1s
每秒水流机械能损失为 

发电机的输出功率为
，
而t=1s
所以：P出=12kW
（2）远距离输电过程线路示意图

P线=5%P出=600W
因为P线=I2线R线所以I线=6A
又因
I2=I线=6A，
所以对升压变压器有
即
又因为
I3=I线=6A，
所以，对降压变压器有