第9卷 变压器变压、变流与阻抗变换计算-考点训练卷《电工电子技术》湖南省（职教高考）机电类 考纲百套卷（原卷版+答案版）

编写说明：湖南省对口招生《机电类考纲百套卷》，依据《2022年湖南省普通高等学校对口招生考试基本要求和考试大纲机电类》编写。本专辑涵盖六门课程，且每门课程均采用三阶递进式训练体系：基础层（具象化支架）拆解考点为微目标，紧扣考纲“掌握”“理解”要求编写考点训练卷；巩固层（关联性支架）强化知识交叉与场景关联，按考纲专题编专题训练卷；应用层（引导性支架）聚焦真题突破，结合知识模块与教材编写课程综合卷。 本试卷是第9卷为考点训练卷，按《电工电子技术》范围和要求编写。具体内容为：1.理解变压器变压、变流和阻抗变换的参数关系与计算条件；2.会围绕变压器变换关系进行分析、列式、计算和结果判断。 湖南省《机电类考纲百套卷》 第9卷 《电工电子技术》 变压器变压、变流与阻抗变换计算 考点训练卷 考试时间60分钟 满分100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题（本大题共12小题，每小题3分，共36分） 1. 如图1所示的变压器工作示意图中，变比k的定义是（ ） A. k=N1/N2=U1/U2 B. k=N2/N1=U2/U1 C. k=I1/I2 D. k=P1/P2 2. 一台变压器N1=1000匝，N2=500匝，变比k为（ ） A. 0.5　　B. 2　　C. 1.5　　D. 500 3. 变压器原边电压U1=220V，变比k=11，则副边电压U2为（ ） A. 2420V　　B. 20V　　C. 220V　　D. 11V 4. 变压器原边电流I1=5A，变比k=10，则副边电流I2约为（ ） A. 0.5A　　B. 50A　　C. 5A　　D. 10A 5. 变压器的电流变换关系为（ ） A. I1/I2=N1/N2 B. I1/I2=N2/N1 C. I1×I2=N1×N2 D. I1+I2=N1+N2 6. 变压器副边接负载ZL，从原边看进去的等效阻抗ZL'为（ ） A. ZL'=ZL/k　　　B. ZL'=k×ZL C. ZL'=k²×ZL　　　D. ZL'=ZL/k² 7. 变压器阻抗变换的目的是（ ） A. 提高电压　　　B. 增大电流 C. 实现阻抗匹配　　　D. 降低损耗 8. 一台变压器k=5，副边接8Ω扬声器，原边等效阻抗为（ ） A. 40Ω　　B. 200Ω　　C. 1.6Ω　　D. 8Ω 9. 理想变压器的效率为（ ） A. 50%　　B. 80%　　C. 100%　　D. 不确定 10. 变压器原副边功率关系为（理想变压器） A. P1>P2　　　B. P1<P2 C. P1=P2　　　D. P1+P2=0 11. 某变压器U1=380V，U2=36V，若副边接36V/100W灯泡，则原边电流约为（ ） A. 0.26A　　B. 2.78A　　C. 100A　　D. 38A 12. 变压器用于阻抗匹配时，若信号源内阻为Rs，负载为RL，最佳变比k为（ ） A. k=√(Rs/RL) B. k=Rs/RL C. k=√(RL/Rs) D. k=RL/Rs 二、双项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分） 13. 关于变压器的变压关系，下列说法正确的有（ ） A. U1/U2=N1/N2 B. 变比k=N1/N2 C. U1×U2=N1×N2 D. 电压与匝数成反比 14. 关于变压器的变流关系，下列说法正确的有（ ） A. I1/I2=N2/N1 B. I1×N1=I2×N2（磁动势平衡） C. 电流与匝数成正比 D. 原边电流的大小与负载无关 15. 关于图2所示的变压器阻抗变换作用（从原边看进去的等效效果），下列说法正确的有（ ） A. ZL'=k²×ZL B. 其主要目的是提高变压器自身的效率 C. 阻抗变换会改变负载实际阻值 D. 阻抗变换是从原边看进去的等效值 16. 关于理想变压器，下列说法正确的有（ ） A. 无损耗　　　B. 无漏磁 C. 效率小于100%　　　D. 空载电流无穷大 三、填空题（本大题共6小题，每小题3分，共18分） 17. 某变压器变比 k=8，原边匝数 N1=1600 匝，则副边匝数 N2=________匝；若原边电压 U1=400V，则副边电压 U2=________V。 18. 一台变压器副边电流 I2=10A 时，原边电流 I1=2A，则其变比 k=________；若保持 k 不变，将副边电流增大到 15A，则原边电流变为 I1′=________A。 19. 变压器阻抗变换：ZL'=________×ZL。 20. 理想变压器满足：无________、无________、耦合系数为1。 21. 变压器原边功率P1与副边功率P2的关系（理想）：P1________P2。 22. 阻抗匹配时，负载获得最大功率的条件是________等于________。 四、计算题（本大题共1小题，共15分） 23. 一台单相理想变压器，原边匝数N1=600匝，副边匝数N2=120匝，原边接220V交流电源，副边接一个电阻性负载RL=10Ω。试求： （1）变比k；（2分） （2）副边电压U2；（3分） （3）副边电流I2和原边电流I1；（4分） （4）原边等效阻抗ZL'；（3分） （5）负载消耗的功率P2和原边输入功率P1。（3分） 五、分析应用题（本大题共1小题，共15分） 24. 某电子设备的功率放大电路输出阻抗（信号源内阻）Rs=800Ω，要驱动一个8Ω的扬声器。请分析回答： （1）直接连接时，扬声器能获得最大功率吗？为什么？（4分） （2）应在功放与扬声器之间接入什么器件实现阻抗匹配？（3分） （3）求该器件的变比k。（4分） （4）匹配后扬声器获得的功率是匹配前的多少倍？（设功放输出电压不变）（4分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：湖南省对口招生《机电类考纲百套卷》，依据《2022年湖南省普通高等学校对口招生考试基本要求和考试大纲机电类》编写。本专辑涵盖六门课程，且每门课程均采用三阶递进式训练体系：基础层（具象化支架）拆解考点为微目标，紧扣考纲“掌握”“理解”要求编写考点训练卷；巩固层（关联性支架）强化知识交叉与场景关联，按考纲专题编专题训练卷；应用层（引导性支架）聚焦真题突破，结合知识模块与教材编写课程综合卷。 本试卷是第9卷为考点训练卷，按《电工电子技术》范围和要求编写。具体内容为：1.理解变压器变压、变流和阻抗变换的参数关系与计算条件；2.会围绕变压器变换关系进行分析、列式、计算和结果判断。 湖南省《机电类考纲百套卷》 第9卷 《电工电子技术》 变压器变压、变流与阻抗变换计算 考点训练卷 考试时间60分钟 满分100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题（本大题共12小题，每小题3分，共36分） 1. 如图1所示的变压器工作示意图中，变比k的定义是（ ） A. k=N1/N2=U1/U2 B. k=N2/N1=U2/U1 C. k=I1/I2 D. k=P1/P2 【答案】A 【解析】变压器变比k=N1/N2=U1/U2=I2/I1（理想变压器，忽略空载电流），即原边与副边的匝数比、电压比。 2. 一台变压器N1=1000匝，N2=500匝，变比k为（ ） A. 0.5　　B. 2　　C. 1.5　　D. 500 【答案】B 【解析】k=N1/N2=1000/500=2。 3. 变压器原边电压U1=220V，变比k=11，则副边电压U2为（ ） A. 2420V　　B. 20V　　C. 220V　　D. 11V 【答案】B 【解析】由U1/U2=k，得U2=U1/k=220/11=20V。 4. 变压器原边电流I1=5A，变比k=10，则副边电流I2约为（ ） A. 0.5A　　B. 50A　　C. 5A　　D. 10A 【答案】B 【解析】由I1/I2=1/k（即I2=k×I1），得I2=k×I1=10×5=50A。 5. 变压器的电流变换关系为（ ） A. I1/I2=N1/N2 B. I1/I2=N2/N1 C. I1×I2=N1×N2 D. I1+I2=N1+N2 【答案】B 【解析】理想变压器电流变换：I1/I2=N2/N1=1/k，即原边电流与副边电流之比等于副边匝数与原边匝数之比。 6. 变压器副边接负载ZL，从原边看进去的等效阻抗ZL'为（ ） A. ZL'=ZL/k　　　B. ZL'=k×ZL C. ZL'=k²×ZL　　　D. ZL'=ZL/k² 【答案】C 【解析】阻抗变换：ZL'=U1/I1=(k×U2)/(I2/k)=k²×(U2/I2)=k²×ZL，即原边等效阻抗是副边负载阻抗的k²倍。 7. 变压器阻抗变换的目的是（ ） A. 提高电压　　　B. 增大电流 C. 实现阻抗匹配　　　D. 降低损耗 【答案】C 【解析】阻抗变换主要用于实现阻抗匹配，使负载获得最大功率，常见于电子电路（如输出变压器、天线匹配变压器）。 8. 一台变压器k=5，副边接8Ω扬声器，原边等效阻抗为（ ） A. 40Ω　　B. 200Ω　　C. 1.6Ω　　D. 8Ω 【答案】B 【解析】ZL'=k²×ZL=5²×8=25×8=200Ω。 9. 理想变压器的效率为（ ） A. 50%　　B. 80%　　C. 100%　　D. 不确定 【答案】C 【解析】理想变压器无损耗（无铜损、无铁损、无漏磁），输入功率等于输出功率，效率为100%。 10. 变压器原副边功率关系为（理想变压器） A. P1>P2　　　B. P1<P2 C. P1=P2　　　D. P1+P2=0 【答案】C 【解析】理想变压器P1=P2，输入功率等于输出功率（能量守恒，无损耗）。 11. 某变压器U1=380V，U2=36V，若副边接36V/100W灯泡，则原边电流约为（ ） A. 0.26A　　B. 2.78A　　C. 100A　　D. 38A 【答案】A 【解析】副边电流I2=P/U2=100/36≈2.78A；变比k=U1/U2=380/36≈10.56；原边电流I1=I2/k=2.78/10.56≈0.26A。或直接P1=P2=100W，I1=P1/U1=100/380≈0.26A。 12. 变压器用于阻抗匹配时，若信号源内阻为Rs，负载为RL，最佳变比k为（ ） A. k=√(Rs/RL) B. k=Rs/RL C. k=√(RL/Rs) D. k=RL/Rs 【答案】A 【解析】阻抗匹配时，原边等效阻抗ZL'=k²×RL应等于信号源内阻Rs，即k²×RL=Rs，所以k=√(Rs/RL)。 二、双项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分） 13. 关于变压器的变压关系，下列说法正确的有（ ） A. U1/U2=N1/N2 B. 变比k=N1/N2 C. U1×U2=N1×N2 D. 电压与匝数成反比 【答案】AB 【解析】A正确（U1/U2=N1/N2=k，电压与匝数成正比）；B正确（变比k=N1/N2）。C错误（不是乘积关系）；D错误（电压与匝数成正比，不是反比）。 14. 关于变压器的变流关系，下列说法正确的有（ ） A. I1/I2=N2/N1 B. I1×N1=I2×N2（磁动势平衡） C. 电流与匝数成正比 D. 原边电流的大小与负载无关 【答案】AB 【解析】A正确（理想变压器 I1/I2=N2/N1=1/k）；B正确（磁动势平衡关系 I1N1≈I2N2，两边乘积大小相等）。C错误（电流与匝数成反比，不是正比）；D错误（副边带载增大时原边电流随之自动增大以维持磁通平衡，原边电流与负载有关）。故选AB。 15. 关于图2所示的变压器阻抗变换作用（从原边看进去的等效效果），下列说法正确的有（ ） A. ZL'=k²×ZL B. 其主要目的是提高变压器自身的效率 C. 阻抗变换会改变负载实际阻值 D. 阻抗变换是从原边看进去的等效值 【答案】AD 【解析】A正确（从原边看进去的等效阻抗 ZL′=k²×ZL）；D正确（它是等效值，即图2中标注在原边端口的"视在"阻抗，扬声器本身的实际阻值并未改变）。B错误（阻抗变换的主要目的是实现阻抗匹配、使负载获得最大功率，不是提高变压器自身效率）；C错误（阻抗变换不改变负载实际阻值）。故选AD。 16. 关于理想变压器，下列说法正确的有（ ） A. 无损耗　　　B. 无漏磁 C. 效率小于100%　　　D. 空载电流无穷大 【答案】AB 【解析】A正确（理想变压器无铜损、无铁损）；B正确（无漏磁，全耦合，耦合系数为1）。C错误（正因没有损耗，理想变压器效率为100%，不会小于）；D错误（理想变压器空载电流趋于零，而不是无穷大）。故选AB。 三、填空题（本大题共6小题，每小题3分，共18分） 17. 某变压器变比 k=8，原边匝数 N1=1600 匝，则副边匝数 N2=________匝；若原边电压 U1=400V，则副边电压 U2=________V。 【答案】200；50 【解析】由 k=N1/N2 得 N2=N1/k=1600/8=200 匝；由 k=U1/U2 得 U2=U1/k=400/8=50V。变比一定时，匝数与电压均按同一比例折算到副边。 18. 一台变压器副边电流 I2=10A 时，原边电流 I1=2A，则其变比 k=________；若保持 k 不变，将副边电流增大到 15A，则原边电流变为 I1′=________A。 【答案】5；3 【解析】由电流变换关系 I1/I2=N2/N1=1/k，得 k=I2/I1=10/2=5；保持变比不变时 I1′=I2′/k=15/5=3A。可见副边电流增大几倍，原边电流也随之增大相同倍数。 19. 变压器阻抗变换：ZL'=________×ZL。 【答案】k² 【解析】阻抗变换：从原边看进去，副边负载ZL的等效阻抗ZL'=k²×ZL。 20. 理想变压器满足：无________、无________、耦合系数为1。 【答案】损耗；漏磁 【解析】理想变压器三个条件：无损耗（铜损铁损均为零）、无漏磁（全耦合）、电感无穷大（空载电流为零）。 21. 变压器原边功率P1与副边功率P2的关系（理想）：P1________P2。 【答案】= 【解析】理想变压器无损耗，输入功率等于输出功率，P1=P2。 22. 阻抗匹配时，负载获得最大功率的条件是________等于________。 【答案】信号源内阻Rs；负载等效阻抗ZL' 【解析】阻抗匹配最大功率传输条件：负载等效阻抗ZL'等于信号源内阻Rs，此时负载获得最大功率。 四、计算题（本大题共1小题，共15分） 23. 一台单相理想变压器，原边匝数N1=600匝，副边匝数N2=120匝，原边接220V交流电源，副边接一个电阻性负载RL=10Ω。试求： （1）变比k；（2分） （2）副边电压U2；（3分） （3）副边电流I2和原边电流I1；（4分） （4）原边等效阻抗ZL'；（3分） （5）负载消耗的功率P2和原边输入功率P1。（3分） 【答案】（1）k=5；（2）U2=44V；（3）I2=4.4A，I1=0.88A；（4）ZL'=250Ω；（5）P2=P1=193.6W 【解析】 （1）变比k=N1/N2=600/120=5（2分） （2）副边电压U2=U1/k=220/5=44V（3分） （3）副边电流I2=U2/RL=44/10=4.4A 原边电流I1=I2/k=4.4/5=0.88A（4分） （4）原边等效阻抗ZL'=k²×RL=5²×10=25×10=250Ω 验证：ZL'=U1/I1=220/0.88=250Ω，一致。（3分） （5）负载功率P2=U2×I2=44×4.4=193.6W（或P2=I2²×RL=4.4²×10=193.6W） 理想变压器无损耗，P1=P2=193.6W 验证：P1=U1×I1=220×0.88=193.6W，一致。（3分） 五、分析应用题（本大题共1小题，共15分） 24. 某电子设备的功率放大电路输出阻抗（信号源内阻）Rs=800Ω，要驱动一个8Ω的扬声器。请分析回答： （1）直接连接时，扬声器能获得最大功率吗？为什么？（4分） （2）应在功放与扬声器之间接入什么器件实现阻抗匹配？（3分） （3）求该器件的变比k。（4分） （4）匹配后扬声器获得的功率是匹配前的多少倍？（设功放输出电压不变）（4分） 【答案】 （1）不能，因为负载阻抗不等于信号源内阻； （2）接入输出变压器（阻抗匹配变压器）； （3）k=10； （4）约25.5倍（P后/P前=808²/(3200×8)≈25.5，匹配后扬声器获得最大功率） 【解析】 （1）直接连接时，扬声器阻抗RL=8Ω，信号源内阻Rs=800Ω，RL≠Rs，不满足阻抗匹配条件，扬声器不能获得最大功率。此时大部分功率消耗在信号源内阻上，负载获得功率很小。（4分） （2）应在功放输出与扬声器之间接入一个输出变压器（阻抗匹配变压器），利用变压器的阻抗变换作用，使从原边看进去的扬声器等效阻抗等于功放输出阻抗。（3分） （3）阻抗匹配条件：ZL'=k²×RL=Rs k²=Rs/RL=800/8=100 k=√100=10（4分） （4）设功放输出电压（开路电压）为Us。 匹配前直接连接：I=Us/(Rs+RL)=Us/808，扬声器功率P前=I²×RL=Us²×8/808² 匹配后：原边等效阻抗ZL'=Rs=800Ω，原边电流I1=Us/(Rs+ZL')=Us/1600 原边输入功率P1=I1²×ZL'=Us²×800/1600²=Us²/3200 理想变压器P2=P1，所以扬声器功率P后=Us²/3200 倍数=P后/P前=(Us²/3200)/(Us²×8/808²)=808²/(3200×8)=652864/25600≈25.5倍 （注：若用分压公式简化计算，匹配后负载获最大功率，匹配前功率较小，倍数约为25倍左右。）（4分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $