题目内容

2.一台发电机最大输出功率为4000kW,电压为4000V,经变压器T1升压后向远方输电.输电线路总电阻R=1kΩ.到目的地经变压器T2降压,负载为多个正常发光的灯泡(220V、60W).若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器T1和T2的损耗可忽略,发电机处于满负荷工作状态,则(  )
A.T1原、副线圈电流分别为103 A和20 A
B.T2原、副线圈电压分别为1.8×105 V和220 V
C.T1和T2的变压比分别为1:50和40:1
D.有6×104盏“220 V 60 W”灯泡正常发光

分析 根据电压与匝数成正比,电流与匝数成反比,可以求得降压变压器的电流和输电线上的电流的大小,从而可以求得输电线和用电器消耗的功率的大小.由于降压变压器的负载能正常工作,则可算出降压变压器的原线圈的匝数之比,同时能确定接入多少个灯泡才正常发光.

解答 解:由P=UI可得,
升压变压器输入电流${I}_{1}=\frac{P}{U}=\frac{4000000}{4000}A=1000A$
由${P}_{损}={I}^{2}R$得,
升压变压器的输出电流${I}_{2}=\sqrt{\frac{{P}_{损}}{R}}=20A$
故A正确.
由$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}=\frac{{n}_{2}}{{n}_{1}}$得,
$\frac{{n}_{1}}{{n}_{2}}=\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}}=\frac{1}{50}$①
根据$\frac{{n}_{1}}{{n}_{2}}=\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$得,
升压变压器的输出电压${U}_{2}=\frac{{n}_{2}}{{n}_{1}}{U}_{1}=2×1{0}^{5}V$
输电线上的电压损失${U}_{损}={I}_{2}R=20×1000V=2×1{0}^{4}V$
降压变压器的输入电压${U}_{3}={U}_{2}-{I}_{2}R=1.8×1{0}^{5}V$V ③
用户得到的电压即为降压变压器的输出电压U4=220V ④
由③④可知B正确.
降压变压器的匝数比$\frac{{n}_{3}}{{n}_{4}}=\frac{{U}_{3}}{{U}_{4}}=\frac{9000}{11}$②由①②知C错误
用户得到的功率P3=P2-10%P2=0.9×4000KW=3600KW
可供灯泡正常发光的盏数$n=\frac{{P}_{3}}{{P}_{等}}=6×1{0}^{4}$故D正确.
故选:ABD

点评 本题考查远距离输电中的能量损失及功率公式的应用,要注意功率公式中P=UI中的电压U应为输电电压,不是发电机的输出电压.本题突破点是由输电线上的损失功率,从而算出电线上的电流

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