第8卷 变压器符号、额定值与外特性判断-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8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.掌握变压器的符号、额定值和外特性等基本概念与结构；2.会对变压器参数进行识别、比较和判断。 湖南省《机电类考纲百套卷》 第8卷 《电工电子技术》 变压器符号、额定值与外特性判断 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所示的变压器工作原理示意图中，变压器实现能量传递的基本工作原理是（ ） A. 电磁感应　　　B. 电流的磁效应 C. 楞次定律　　　D. 欧姆定律 【答案】A 【解析】变压器利用电磁感应原理（互感现象），原边通入交变电流产生交变磁通，副边感应出电动势实现电能传递。 2. 变压器中传递能量的媒介是（ ） A. 电流　　B. 电压　　C. 磁通　　D. 电阻 【答案】C 【解析】变压器通过铁芯中的交变磁通传递能量，原边电能转化为磁能，副边磁能再转化为电能。 3. 变压器的额定容量SN的单位是（ ） A. kW　　B. kVA　　C. kvar　　D. kJ 【答案】B 【解析】变压器额定容量SN是视在功率，单位为kVA（千伏安），不是有功功率kW。 4. 变压器的额定电压是指（ ） A. 原边加的电压 B. 副边开路时原边加的电压和副边电压 C. 副边带额定负载时的电压 D. 原副边的平均电压 【答案】B 【解析】变压器额定电压：原边额定电压是指规定加在原边的电压；副边额定电压是指原边加额定电压、副边开路时的副边电压。 5. 变压器的额定电流是指（ ） A. 原边允许的最大电流 B. 副边允许的最大电流 C. 额定容量下原副边允许长期通过的电流 D. 短路时的电流 【答案】C 【解析】额定电流是指在额定容量和额定电压下，原、副边允许长期通过的最大电流，由绝缘材料允许温度决定。 6. 变压器的空载损耗主要是（ ） A. 铜损　　B. 铁损　　C. 机械损耗　　D. 附加损耗 【答案】B 【解析】空载时副边无电流，原边只有很小的空载电流，铜损很小，空载损耗主要是铁芯中的铁损（磁滞损耗+涡流损耗）。 7. 变压器的短路损耗主要是（ ） A. 铜损　　B. 铁损　　C. 机械损耗　　D. 介质损耗 【答案】A 【解析】短路试验时副边短路，原边加很低的电压使电流达到额定值，铁芯磁通很小铁损可忽略，短路损耗主要是绕组铜损。 8. 变压器的外特性曲线通常画成如图2所示的形式。"外特性"指的是（ ） A. 原边电压与电流的关系 B. 副边电压与负载电流的关系 C. 原边电流与副边电流的关系 D. 效率与负载的关系 【答案】B 【解析】外特性是指原边加额定电压、负载功率因数一定时，副边端电压U2随副边负载电流I2变化的关系曲线U2=f(I2)。 9. 对于电阻性和电感性负载，变压器的外特性曲线是（ ） A. 上升的　　B. 下降的　　C. 水平的　　D. 先升后降 【答案】B 【解析】电阻性和电感性负载时，副边漏阻抗压降随电流增大而增大，导致副边端电压随负载电流增大而下降，外特性曲线向下倾斜。 10. 对于电容性负载，变压器的外特性曲线可能是（ ） A. 上升的　　B. 下降的　　C. 水平的　　D. 不确定 【答案】A 【解析】电容性负载时，容性电流的去磁作用可能使副边端电压随负载电流增大而升高，外特性曲线向上倾斜。 11. 变压器的电压调整率与________有关（ ） A. 负载大小和性质　　　B. 仅负载大小 C. 仅负载性质　　　D. 与负载无关 【答案】A 【解析】电压调整率ΔU%=(U20-U2)/U20×100%，与负载电流大小和负载功率因数（性质）均有关。 12. 变压器的效率在________时最高（ ） A. 空载 B. 轻载 C. 额定负载 D. 可变损耗等于不变损耗 【答案】D 【解析】变压器效率η=P2/P1，当可变损耗（铜损）等于不变损耗（铁损）时，效率最高，通常出现在负载系数约0.5~0.6时。 二、双项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分） 13. 关于变压器的额定值，下列说法正确的有（ ） A. 额定容量是视在功率 B. 额定电压原副边均指线电压 C. 额定电流的单位是kW D. 额定频率我国为60Hz 【答案】AB 【解析】A正确（额定容量SN是视在功率，单位kVA）；B正确（三相变压器的额定电压指线电压）。C错误（额定电流的单位是安培A，kW是有功功率单位）；D错误（我国标准工频为50Hz，不是60Hz）。故选AB。 14. 关于变压器的损耗，下列说法正确的有（ ） A. 铁损与负载大小无关 B. 铜损与负载电流平方成正比 C. 空载损耗等于铜损 D. 短路损耗等于铁损 【答案】AB 【解析】A正确（铁损由磁通大小决定，与负载无关，属于不变损耗）；B正确（铜损I²R，与负载电流平方成正比，属于可变损耗）。C错误（空载损耗主要是铁损，不是铜损）；D错误（短路损耗主要是铜损，不是铁损）。 15. 如图所示控制变压器端子标注中，判断正确的是（ ）。 A. A1、A2通常接一次侧额定电源 B. X1、X2通常接二次侧低压负载 C. 一次侧和二次侧端子可以随意混接 D. 标注220V的一侧应接36V负载 【答案】AB 【解析】控制变压器应按端子和铭牌接线，A1、A2为一次侧接电源端，X1、X2为二次侧接低压负载端，不能随意混接。 16. 关于变压器的效率，下列说法正确的有（ ） A. 效率是输出功率与输入功率之比 B. 空载时效率最高 C. 额定负载时效率一定最高 D. 铜损等于铁损时效率最高 【答案】AD 【解析】A正确（效率η=P2/P1×100%，即输出功率与输入功率之比）；D正确（可变损耗铜损等于不变损耗铁损时效率最高，此时负载系数约0.5~0.6）。B错误（空载时输出为零、铁损仍存在，效率很低，谈不上最高）；C错误（额定负载时效率不一定最高）。故选AD。 三、填空题（本大题共6小题，每小题3分，共18分） 17. 变压器的额定容量单位是________，额定频率我国为________Hz。 【答案】kVA（千伏安）；50 【解析】变压器额定容量是视在功率，单位kVA；我国工频额定频率为50Hz。 18. 变压器的损耗包括________和________两部分。 【答案】铁损（不变损耗）；铜损（可变损耗） 【解析】变压器损耗：铁损（铁芯中磁滞+涡流损耗，与负载无关）和铜损（绕组电阻损耗，与负载电流平方成正比）。 19. 变压器的铁损包括________损耗和________损耗。 【答案】磁滞；涡流 【解析】铁损包括磁滞损耗（铁磁材料反复磁化磁畴摩擦生热）和涡流损耗（交变磁通在铁芯中感应涡流产生焦耳热）。 20. 变压器的外特性是指________随________变化的关系曲线。 【答案】副边端电压U2；副边负载电流I2 【解析】外特性U2=f(I2)：原边加额定电压、负载功率因数一定时，副边端电压随负载电流变化的关系。 21. 电压调整率ΔU%=________×100%。 【答案】(U20-U2)/U20 【解析】电压调整率ΔU%=(空载副边电压U20-额定负载副边电压U2)/U20×100%，反映电压稳定性。 22. 变压器效率最高的条件是________等于________。 【答案】铜损（可变损耗）；铁损（不变损耗） 【解析】当可变损耗铜损等于不变损耗铁损时，变压器效率最高，此时负载系数约0.5~0.6。 四、计算题（本大题共1小题，共15分） 23. 一台单相变压器，额定容量SN=10kVA，原边额定电压U1N=220V，副边额定电压U2N=110V，空载损耗P0=100W，短路损耗Pk=300W。试求： （1）原边额定电流I1N和副边额定电流I2N；（5分） （2）额定负载且功率因数cosφ=0.8时的输出功率P2和效率η；（5分） （3）效率最高时的负载系数β和最高效率ηmax（cosφ=0.8）。（5分） 【答案】（1）I1N≈45.45A，I2N≈90.91A；（2）P2=8kW，η≈95.24%；（3）β≈0.577，ηmax≈95.8% 【解析】 （1）由SN=U1N×I1N=U2N×I2N： I1N=SN/U1N=10000/220≈45.45A I2N=SN/U2N=10000/110≈90.91A（5分） （2）额定负载时输出功率： P2=SN×cosφ=10×0.8=8kW 输入功率P1=P2+P0+Pk=8000+100+300=8400W=8.4kW 效率η=P2/P1×100%=8000/8400×100%≈95.24%（5分） （3）效率最高时铜损=铁损：β²×Pk=P0 β=√(P0/Pk)=√(100/300)=√(1/3)≈0.577 此时输出功率P2'=β×SN×cosφ=0.577×10×0.8≈4.616kW 总损耗=P0+β²×Pk=100+100=200W ηmax=P2'/(P2'+总损耗)×100%=4616/(4616+200)×100%≈95.8%（5分） 五、分析应用题（本大题共1小题，共15分） 24. 某车间有一台三相变压器，高、低压侧绕组均采用星形联结，铭牌数据如下：。请分析回答： （1）求该变压器原、副边的额定线电流；若高、低压侧均采用星形联结，求其额定相电流。（6分） （2）该变压器带额定负载、cosφ=0.85时的效率是多少？（4分） （3）若实际负载只有200kVA（cosφ=0.85），此时变压器是否处于经济运行状态？为什么？（5分） 【答案】 （1）原边线电流=相电流≈28.87A；副边线电流=相电流≈721.7A；星形联结:I1N​=Iφ1N​≈28.9 A；I2N=Iφ2N​≈721.7 A​； （2）η≈98.52%（额定负载β=1，总损耗=P0+Pk=6.4kW） （3）不处于经济运行状态，负载偏低。 【解析】 （1）原、副边的额定线电流和相电流 三相变压器额定容量为： 因此额定线电流： ① 原边额定线电流 代入数据： ② 副边额定线电流 代入数据： ③ 原、副边额定相电流 题目说明高、低压侧均采用星形联结。 星形联结中： 因此： （2）额定负载输出功率P2=SN×cosφ=500×0.85=425kW 总损耗=P0+Pk=1.2+5.2=6.4kW η=P2/(P2+损耗)×100%=425/(425+6.4)×100%≈98.52% （注：若考虑负载系数，额定负载β=1，铜损=Pk=5.2kW）（4分） （3）实际负载200kVA，负载系数β=200/500=0.4 效率最高时β=√(P0/Pk)=√(1.2/5.2)=√0.231≈0.48 实际β=0.4略低于最佳负载系数0.48，变压器处于轻载状态，不是最经济运行点。 此时铜损=β²×Pk=0.16×5.2=0.832kW，铁损=1.2kW，铜损<铁损，效率略低于最高效率。 建议：若长期处于此负载水平，可考虑更换容量更匹配的变压器（如315kVA），以提高运行效率。（5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8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.掌握变压器的符号、额定值和外特性等基本概念与结构；2.会对变压器参数进行识别、比较和判断。 湖南省《机电类考纲百套卷》 第8卷 《电工电子技术》 变压器符号、额定值与外特性判断 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所示的变压器工作原理示意图中，变压器实现能量传递的基本工作原理是（ ） A. 电磁感应　　　B. 电流的磁效应 C. 楞次定律　　　D. 欧姆定律 2. 变压器中传递能量的媒介是（ ） A. 电流　　B. 电压　　C. 磁通　　D. 电阻 3. 变压器的额定容量SN的单位是（ ） A. kW　　B. kVA　　C. kvar　　D. kJ 4. 变压器的额定电压是指（ ） A. 原边加的电压 B. 副边开路时原边加的电压和副边电压 C. 副边带额定负载时的电压 D. 原副边的平均电压 5. 变压器的额定电流是指（ ） A. 原边允许的最大电流 B. 副边允许的最大电流 C. 额定容量下原副边允许长期通过的电流 D. 短路时的电流 6. 变压器的空载损耗主要是（ ） A. 铜损　　B. 铁损　　C. 机械损耗　　D. 附加损耗 7. 变压器的短路损耗主要是（ ） A. 铜损　　B. 铁损　　C. 机械损耗　　D. 介质损耗 8. 变压器的外特性曲线通常画成如图2所示的形式。"外特性"指的是（ ） A. 原边电压与电流的关系 B. 副边电压与负载电流的关系 C. 原边电流与副边电流的关系 D. 效率与负载的关系 9. 对于电阻性和电感性负载，变压器的外特性曲线是（ ） A. 上升的　　B. 下降的　　C. 水平的　　D. 先升后降 10. 对于电容性负载，变压器的外特性曲线可能是（ ） A. 上升的　　B. 下降的　　C. 水平的　　D. 不确定 11. 变压器的电压调整率与________有关（ ） A. 负载大小和性质　　　B. 仅负载大小 C. 仅负载性质　　　D. 与负载无关 12. 变压器的效率在________时最高（ ） A. 空载 B. 轻载 C. 额定负载 D. 可变损耗等于不变损耗 二、双项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分） 13. 关于变压器的额定值，下列说法正确的有（ ） A. 额定容量是视在功率 B. 额定电压原副边均指线电压 C. 额定电流的单位是kW D. 额定频率我国为60Hz 14. 关于变压器的损耗，下列说法正确的有（ ） A. 铁损与负载大小无关 B. 铜损与负载电流平方成正比 C. 空载损耗等于铜损 D. 短路损耗等于铁损 15. 如图所示控制变压器端子标注中，判断正确的是（ ）。 A. A1、A2通常接一次侧额定电源 B. X1、X2通常接二次侧低压负载 C. 一次侧和二次侧端子可以随意混接 D. 标注220V的一侧应接36V负载 16. 关于变压器的效率，下列说法正确的有（ ） A. 效率是输出功率与输入功率之比 B. 空载时效率最高 C. 额定负载时效率一定最高 D. 铜损等于铁损时效率最高 三、填空题（本大题共6小题，每小题3分，共18分） 17. 变压器的额定容量单位是________，额定频率我国为________Hz。 18. 变压器的损耗包括________和________两部分。 19. 变压器的铁损包括________损耗和________损耗。 20. 变压器的外特性是指________随________变化的关系曲线。 21. 电压调整率ΔU%=________×100%。 22. 变压器效率最高的条件是________等于________。 四、计算题（本大题共1小题，共15分） 23. 一台单相变压器，额定容量SN=10kVA，原边额定电压U1N=220V，副边额定电压U2N=110V，空载损耗P0=100W，短路损耗Pk=300W。试求： （1）原边额定电流I1N和副边额定电流I2N；（5分） （2）额定负载且功率因数cosφ=0.8时的输出功率P2和效率η；（5分） （3）效率最高时的负载系数β和最高效率ηmax（cosφ=0.8）。（5分） 五、分析应用题（本大题共1小题，共15分） 24. 某车间有一台三相变压器，高、低压侧绕组均采用星形联结，铭牌数据如下：。请分析回答： （1）求该变压器原、副边的额定线电流；若高、低压侧均采用星形联结，求其额定相电流。（6分） （2）该变压器带额定负载、cosφ=0.85时的效率是多少？（4分） （3）若实际负载只有200kVA（cosφ=0.85），此时变压器是否处于经济运行状态？为什么？（5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 $