Question

【題目】如圖所示為某學校一套校內備用供電系統，由一臺內阻為1Ω的發電機向全校11個教室（每個教室有“220V，40W“的白熾燈6盞）供電．如果輸電線的總電阻R是4Ω，升壓變壓器和降壓變壓器（都認為是理想變壓器）的匝數比分別是1：4和4：1，那么：

（1）發電機的輸出功率應是多大？
（2）發電機的電動勢是多大？

Answer 1

【答案】
（1）解：降壓變壓器的輸出功率P2=11×6×40W=2640W，

降壓變壓器的輸出電流 ，

則輸電線上的電流 ，

輸電線上損失的功率 ，

發電機的輸出功率P1=P2+P損=2640+36W=2676W．

答：發電機的輸出功率應是2676W；

（2）解：升壓變壓器的輸出電壓 ，

升壓變壓器的輸入電壓 V，

升壓變壓器原線圈的電流

則發電機的電動勢E=U1+I1r=223=12V=235V．

答：發電機的電動勢為235V．

【解析】（1）根據降壓變壓器的輸出電流，通過原副線圈的電流比等于匝數比求出輸電線上的電流，從而得出輸電線上的功率損失，結合降壓變壓器的輸出功率求出發電機的輸出功率．（2）根據發電機的輸出功率求出升壓變壓器的輸出電壓，從而得出升壓變壓器原線圈的電壓，結合原線圈的電流，通過閉合電路歐姆定律求出發電機的電動勢．
【考點精析】利用電功率和電功和變壓器原理和應用對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知電流做功的實質是電場力對電荷做功.電場力對電荷做功，電荷的電勢能減少，電勢能轉化為其他形式的能.因此電功W=qU=UIt，這是計算電功普遍適用的公式. ? 單位時間內電流做的功叫電功率，P=W/t=UI，這是計算電功率普遍適用的公式；變壓器的高壓線圈匝數多而通過的電流小，可用較細的導線繞制，低壓線圈匝數少而通過的電流大，應當用較粗的導線繞制．