第3卷 特种变压器 山东省（春季高考）《电机与变压器》（高教版·第5版） 单元过关卷

山东省（春季高考）考纲百套卷 第3卷 特种变压器 单元过关卷《变压器与电动机》电气技术类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 电流互感器在使用时，二次绕组电路中（ ） A. 必须接地 B. 必须安装熔断器 C. 可以接电压表 D. 额定电流为50 A 2. 电压互感器在并网时的作用是（ ） A. 降低电压，便于连接指示灯或仪表 B. 提高电压 C. 改变相序 D. 稳定频率 3. 电流互感器和电压互感器如图所示，其中，，，分别为四组线圈的匝数，a，b为两只交流电表，则（ ） A. A为电流互感器，且＞，a是电流表 B. A为电压互感器，且＞，a是电压表 C. B为电压互感器，且＞，b是电压表 D. B为电流互感器，且＞，b是电流表 4. 自耦变压器作稳压器使用时需满足什么条件（ ） A. 变比固定 B. 输入电压波动小 C. 负载功率恒定 D. 公共绕组无电流 5. 下列不属于自耦变压器优点的是（ ） A. 体积小 B. 重量轻 C. 电气隔离好 D. 效率高 6. 自耦变压器变比公式是什么（ ） A. K=N1/N2​​​ B. K=（N1+N2）/N1 C. K=N2/N1​​​ D. K=（N1−N2）/N2​​​ 7. 如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一只理想电压表下列说法中正确的是（ ） A. 若F不动，滑片P向下滑动时，示数变大，示数变大 B. 若F不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变小 C. 若P不动，滑片F向下移动时，、的示数均变小 D. 若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大 8. 下列场景中，不适合使用自耦变压器的是（ ） A. 实验室调压 B. 电动机启动 C. 电力系统输电调压 D. 家用电器隔离供电 9. 自耦变压器作为降压变压器时，其工作方式是（ ） A. 整个绕组当做原线圈接电源，绕组的一部分当做副线圈接负载 B. 绕组的一部分当做原线圈接电源，整个绕组当做副线圈接负载 C. 原线圈和副线圈分开接电源和负载 D. 原线圈和副线圈相互交换接电源和负载 10. 一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在a、b间输入电压为的交变电流时，c、d间的输出电压为，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中（ ） A. >，降低 B. >，升高 C. <，降低 D. <，升高 11. 下列属于壳式自耦变压器特点的是（ ） A. 铁芯包裹绕组 B. 绕组包裹铁芯 C. 体积大 D. 损耗高 12. BX3-300型弧焊机的电流调节方式是（ ） A. 移动动铁心 B. 改变绕组匝数 C. 调节电抗器气隙 D. 改变绕组间距 13. 负载持续率公式中，“工作周期”指的是（ ） A. 负载运行持续时间 B. 空载休止时间 C. 任意时间段 D. 负载时间+空载时间 14. 一含有理想自耦变压器的电路如图所示，变压器副线圈匝数可调，原线圈串联定值电阻r后接在有效值为220 V的正弦式交流电源上，定值电阻R = 4r。当副线圈匝数调至某位置时，R和r的功率恰好相等，则此时原、副线圈匝数比为（ ） A. 2：1 B. 1：2 C. 4：1 D. 1：4 15. 芯式铁芯结构的小功率变压器，绕组的安装方式是？（ ） A. 绕组包裹铁芯 B. 绕组套在铁芯柱上 C. 绕组与铁芯平行放置 D. 绕组嵌入铁芯内部 16. 三绕组变压器短路试验时，每次试验的正确操作是？（ ） A. 一个绕组加压，一个绕组短路，一个绕组开路 B. 一个绕组加压，两个绕组短路 C. 两个绕组加压，一个绕组短路 D. 三个绕组同时加压 17. 如图所示，、是高压输电线，图中两电表示数分别是220 V和10 A。已知甲图中原、副线圈匝数比为100：1，乙图中原副线圈匝数比为1：10，则（ ） A. 甲图中的电表是电压表，输电电压为2200V B. 甲图中的电表是电流表，输电电流是100A C. 乙图中的电表是电压表，输电电压为22000V D. 乙图中的电表是电流表，输电电流是100A 18. 三绕组变压器的三个绕组按电压等级通常分为？（ ） A. 高压、中压、超高压 B. 中压、低压、超低压 C. 高压、低压、特低压 D. 高压、中压、低压 19. 中频电源变压器为减小涡流损耗，铁心用_____构成。（ ） A. 0.2mm冷轧硅钢片 B. 0.35mm冷轧硅钢片 C. 铁氧体磁心 D. 非晶态合金 20. 小型变压器中，低压绕组的匝数通常比高压绕组（ ） A. 多 B. 无法比较 C. 相等 D. 少 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 电压互感器的变压比等于一次与二次绕组的匝数比。（ ） 22. 电压互感器的作用是将低压电变换为高压电。（ ） 23. 三相自耦变压器的三相绕组通常采用星形联结。（ ） 24. 同体组合带电抗器式弧焊变压器的电抗器与变压器共用磁路。（ ） 25. BX2-500型弧焊机属于同体组合带电抗式，其铁心为环形结构。（ ） 26. 线性变压器的一、二次绕组电压与匝数不成正比。（ ） 27. 三绕组变压器三个绕组的额定容量必须相等。（ ） 28. 高频电源变压器的绕组必须使用单股粗铜导线，以减少电阻。（ ） 29. 变压器容量计算时，一次绕组容量等于二次绕组容量。（ ） 30. 铁心净截面积是铁心柱的总面积，无需考虑叠片间隙。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述自耦变压器的结构特点、工作原理及主要特点。 32. 电流互感器的工作原理是什么？ 33. 三绕组变压器的中间绕组通常用于什么目的？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 已知三绕组变压器的，试计算的值，并说明计算依据。 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 $ 山东省（春季高考）考纲百套卷 第3卷 特种变压器 单元过关卷《变压器与电动机》电气技术类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 电流互感器在使用时，二次绕组电路中（ ） A. 必须接地 B. 必须安装熔断器 C. 可以接电压表 D. 额定电流为50 A 【答案】A 【解析】电流互感器二次绕组不得开路，且二次回路通常必须有一点可靠接地，以防绝缘损坏或一次、二次绕组间发生击穿时二次侧出现危险高电压。熔断器不应随意串接在电流互感器二次回路中；电压表内阻很大，不能直接接入电流互感器二次回路；50 A也不是电流互感器二次侧的固定额定电流。因此正确选项为B。 2. 电压互感器在并网时的作用是（ ） A. 降低电压，便于连接指示灯或仪表 B. 提高电压 C. 改变相序 D. 稳定频率 【答案】A 【解析】当电压较高时，需通过电压互感器降压，使指示灯或仪表能安全连接，故答案为A。 3. 电流互感器和电压互感器如图所示，其中，，，分别为四组线圈的匝数，a，b为两只交流电表，则（ ） A. A为电流互感器，且＞，a是电流表 B. A为电压互感器，且＞，a是电压表 C. B为电压互感器，且＞，b是电压表 D. B为电流互感器，且＞，b是电流表 【答案】C 【解析】电压互感器的原绕组并联接入被测电路，匝数较多；副绕组匝数较少，并接电压表，用于将高电压变换为便于测量的低电压。因此，图中B为电压互感器，若其原、副绕组分别为n3和n4，则应有n3>n4，b为电压表，故选C。 4. 自耦变压器作稳压器使用时需满足什么条件（ ） A. 变比固定 B. 输入电压波动小 C. 负载功率恒定 D. 公共绕组无电流 【答案】B 【解析】输入电压波动过大时，输出电压稳定性下降，需配合自动调节装置实现稳压功能。 5. 下列不属于自耦变压器优点的是（ ） A. 体积小 B. 重量轻 C. 电气隔离好 D. 效率高 【答案】C 【解析】自耦变压器原、副绕组有电联系，无电气隔离功能；电气隔离好是普通双绕组变压器的特点。 6. 自耦变压器变比公式是什么（ ） A. K=N1/N2​​​ B. K=（N1+N2）/N1 C. K=N2/N1​​​ D. K=（N1−N2）/N2​​​ 【答案】A 【解析】变比定义为一次与二次绕组匝数比，决定电压升降比例，是变压器核心参数。 7. 如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一只理想电压表下列说法中正确的是（ ） A. 若F不动，滑片P向下滑动时，示数变大，示数变大 B. 若F不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变小 C. 若P不动，滑片F向下移动时，、的示数均变小 D. 若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大 【答案】B 【解析】左侧接在稳定交流电源上，因此理想电压表V1跨接在输入端，其示数保持不变。F不动时，滑片P向下滑动使滑动变阻器接入电路的电阻增大，串联电路中的电流减小，灯泡两端电压和消耗的功率均减小。因此A错误，B正确。 8. 下列场景中，不适合使用自耦变压器的是（ ） A. 实验室调压 B. 电动机启动 C. 电力系统输电调压 D. 家用电器隔离供电 【答案】D 【解析】家用电器隔离供电需避免原、副边电联系，防止漏电触电，应使用普通双绕组隔离变压器。 9. 自耦变压器作为降压变压器时，其工作方式是（ ） A. 整个绕组当做原线圈接电源，绕组的一部分当做副线圈接负载 B. 绕组的一部分当做原线圈接电源，整个绕组当做副线圈接负载 C. 原线圈和副线圈分开接电源和负载 D. 原线圈和副线圈相互交换接电源和负载 【答案】A 【解析】自耦变压器只有一个绕组，降压运行时，整个绕组接在电源两端作为原线圈，绕组的一部分作为副线圈接负载。由于副线圈匝数少于原线圈匝数，输出电压低于输入电压。因此正确选项为A。 10. 一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在a、b间输入电压为的交变电流时，c、d间的输出电压为，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中（ ） A. >，降低 B. >，升高 C. <，降低 D. <，升高 【答案】C 【解析】原线圈接在a、b之间，输入电压U1保持不变，因此铁芯中的磁通基本不变。自耦变压器的电压与线圈匝数成正比，有U2/U1=N2/N1。副线圈取自a、b之间的一部分，其匝数小于原线圈匝数，所以U2<U1。滑动触头由M点顺时针移至N点时，副线圈有效匝数减小，故U2进一步降低。因此正确选项为C。 11. 下列属于壳式自耦变压器特点的是（ ） A. 铁芯包裹绕组 B. 绕组包裹铁芯 C. 体积大 D. 损耗高 【答案】A 【解析】壳式结构的铁芯将绕组包围，铁芯式结构是绕组包围铁芯，壳式体积更小、损耗更低。 12. BX3-300型弧焊机的电流调节方式是（ ） A. 移动动铁心 B. 改变绕组匝数 C. 调节电抗器气隙 D. 改变绕组间距 【答案】D 【解析】BX3-300是动圈式，通过螺旋手柄改变一次、二次绕组间距调节漏磁，进而改变电流。 13. 负载持续率公式中，“工作周期”指的是（ ） A. 负载运行持续时间 B. 空载休止时间 C. 任意时间段 D. 负载时间+空载时间 【答案】D 【解析】工作周期是设备一个完整工作循环的时间，包含实际负载和空载休息的全部时间。 14. 一含有理想自耦变压器的电路如图所示，变压器副线圈匝数可调，原线圈串联定值电阻r后接在有效值为220 V的正弦式交流电源上，定值电阻R = 4r。当副线圈匝数调至某位置时，R和r的功率恰好相等，则此时原、副线圈匝数比为（ ） A. 2：1 B. 1：2 C. 4：1 D. 1：4 【答案】B 【解析】设流过定值电阻r的原边电流为I1，流过负载R的副边电流为I2。由R=4r且两电阻功率相等，有I1²r=I2²R=4I2²r，因此I1=2I2。理想变压器中电流与匝数成反比，即I1/I2=N2/N1，所以N2/N1=2，得到原、副线圈匝数比N1:N2=1:2。因此选B。 15. 芯式铁芯结构的小功率变压器，绕组的安装方式是？（ ） A. 绕组包裹铁芯 B. 绕组套在铁芯柱上 C. 绕组与铁芯平行放置 D. 绕组嵌入铁芯内部 【答案】B 【解析】芯式铁芯由铁芯柱和铁轭组成，绕组直接套在铁芯柱外侧，铁芯不包裹绕组。 16. 三绕组变压器短路试验时，每次试验的正确操作是？（ ） A. 一个绕组加压，一个绕组短路，一个绕组开路 B. 一个绕组加压，两个绕组短路 C. 两个绕组加压，一个绕组短路 D. 三个绕组同时加压 【答案】B 【解析】短路试验需分三次进行，每次均为对一个绕组施加电压，将另外两个绕组短路，以测得对应两两绕组间的短路电压。 17. 如图所示，、是高压输电线，图中两电表示数分别是220 V和10 A。已知甲图中原、副线圈匝数比为100：1，乙图中原副线圈匝数比为1：10，则（ ） A. 甲图中的电表是电压表，输电电压为2200V B. 甲图中的电表是电流表，输电电流是100A C. 乙图中的电表是电压表，输电电压为22000V D. 乙图中的电表是电流表，输电电流是100A 【答案】D 【解析】乙图中原、副线圈匝数比为1:10，且接入的是电流互感器。理想电流互感器满足I1/I2=N2/N1=10。电表读数为副边电流I2=10 A，因此高压输电线中的一次电流I1=100 A。故乙图中的电表是电流表，输电电流为100 A，正确选项为D。 18. 三绕组变压器的三个绕组按电压等级通常分为？（ ） A. 高压、中压、超高压 B. 中压、低压、超低压 C. 高压、低压、特低压 D. 高压、中压、低压 【答案】D 【解析】三绕组变压器的绕组按电压等级常规划分为高压、中压和低压三类，以实现不同电压的变换。 19. 中频电源变压器为减小涡流损耗，铁心用_____构成。（ ） A. 0.2mm冷轧硅钢片 B. 0.35mm冷轧硅钢片 C. 铁氧体磁心 D. 非晶态合金 【答案】A 【解析】中频工作时，为降低涡流损耗，选用更薄的0.2mm冷轧硅钢片制作铁心，提高变压器效率。 20. 小型变压器中，低压绕组的匝数通常比高压绕组（ ） A. 多 B. 无法比较 C. 相等 D. 少 【答案】D 【解析】由电压比等于匝数比可知，低压绕组电压低，因此匝数通常比高压绕组少。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 电压互感器的变压比等于一次与二次绕组的匝数比。（ ） 【答案】正确 【解析】根据变压器原理，电压比与匝数比成正比，即U₁/U₂=N₁/N₂=Kᵤ。 22. 电压互感器的作用是将低压电变换为高压电。（ ） 【答案】错误 【解析】电压互感器的作用是将高压电降为低压电（通常100V），便于测量和保护，而非升压。 23. 三相自耦变压器的三相绕组通常采用星形联结。（ ） 【答案】正确 【解析】星形联结可降低三相自耦变压器绕组的绝缘等级要求，是电力系统中最常用的联结方式。 24. 同体组合带电抗器式弧焊变压器的电抗器与变压器共用磁路。（ ） 【答案】正确 【解析】同体组合带电抗器式弧焊变压器的铁心上部为电抗器，中部磁轭为电抗器和变压器的公用磁路，实现结构紧凑和电流调节。 25. BX2-500型弧焊机属于同体组合带电抗式，其铁心为环形结构。（ ） 【答案】错误 【解析】BX2-500型铁心为日形，上部分电抗器与下部分变压器共用磁轭，环形结构不符合其设计特点。 26. 线性变压器的一、二次绕组电压与匝数不成正比。（ ） 【答案】错误 【解析】线性变压器铁心磁通在磁化曲线直线段，电压与匝数严格成正比，这是其线性特性的核心体现。 27. 三绕组变压器三个绕组的额定容量必须相等。（ ） 【答案】错误 【解析】三绕组变压器三个绕组的额定容量可不同，仅以最大绕组容量作为变压器的额定容量代表。 28. 高频电源变压器的绕组必须使用单股粗铜导线，以减少电阻。（ ） 【答案】错误 【解析】高频电流存在趋肤效应，单股粗导线有效面积小，应使用多股高频铜导线或薄铜箔，以降低发热。 29. 变压器容量计算时，一次绕组容量等于二次绕组容量。（ ） 【答案】错误 【解析】一次绕组容量需考虑效率系数τ，通常大于二次绕组容量。 30. 铁心净截面积是铁心柱的总面积，无需考虑叠片间隙。（ ） 【答案】错误 【解析】铁心总面积包含叠片间隙，净截面积需用总面积乘以叠片系数（扣除间隙），才能用于磁路计算。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述自耦变压器的结构特点、工作原理及主要特点。 【答案】（1）自耦变压器只有一个绕组，绕组的一部分同时作为一次绕组和二次绕组，利用抽头取得不同的电压。（2）一次绕组接入交流电源后，铁心中的交变磁通在绕组中产生感应电动势，输入电压和输出电压近似与相应绕组的匝数成正比。（3）自耦变压器传输功率时既有电磁感应作用，又有电路上的直接传导作用，因而不能实现一次侧与二次侧的电气隔离。（4）与同容量的普通双绕组变压器相比，自耦变压器用铜量较少、体积较小、效率较高，但短路电流较大，使用时应采取相应的保护措施。 【解析】自耦变压器的一次绕组和二次绕组共用部分绕组，输入与输出之间既存在电磁感应关系，又存在电气上的直接联系。其优点是结构紧凑、损耗较小，主要缺点是没有电气隔离且短路电流较大，因此不能用于要求一次侧与二次侧隔离的场合。 32. 电流互感器的工作原理是什么？ 【答案】基于电磁感应原理。原绕组串联在被测电路中，流过的大电流产生交变磁通；磁通穿过铁心在副绕组中感应出交变电流，由于原绕组匝数远少于副绕组，副绕组输出与原绕组电流成反比的标准小电流（通常5A）；通过测量副绕组电流，结合电流比即可推算出被测大电流。 【解析】电流互感器依据电磁感应原理工作。一次绕组串联在被测电路中，被测大电流在铁芯中产生交变磁通，交变磁通在二次绕组中感应出电流。理想情况下满足I1N1≈I2N2，因此二次电流与一次电流成反比。电流互感器通常采用一次绕组匝数少、二次绕组匝数多的结构，将一次侧大电流变换为额定值通常为5 A或1 A的标准小电流，再根据变流比换算出一次侧被测电流。运行时二次绕组不得开路，并应按规定可靠接地。 33. 三绕组变压器的中间绕组通常用于什么目的？ 【答案】三绕组变压器的中间绕组通常用于提供稳定或调节的电压，或者用于连接无功功率补偿设备。 【解析】三绕组变压器的中间绕组可用于提供第三种电压等级，向相应的中压负荷供电，并可通过调节分接或运行方式改善电压质量。在一些应用中，中间或第三绕组还可接入并联电容器、电抗器等无功补偿设备，以调节无功功率、改善功率因数和稳定系统电压。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 已知三绕组变压器的，试计算的值，并说明计算依据。 【答案】；；。计算依据是三绕组变压器单个绕组短路电压与两两绕组间短路电压的换算关系，基于漏磁互感的叠加原理推导得出。 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 $