高二【变压器 远距离输电】练习题(带解析)

2024届全国高考复习物理历年好题专项（变压器、远距离输电）练习1.[2023ꞏ广东汕头第一次模拟]图乙是图甲中降压变压器给用户供电的电路示意图，R0表示输电线的总电阻、假设用户端为纯电阻用电器，总电阻为R.若变压器视为理想变压器、输入电压恒定，电表视为理想电表，当用户使用的用电器减少时，则（ ）A．用户总电阻R减少B．电压表V2示数增大C．用电器R两端电压升高D．电流表A1示数保持不变2.[2022ꞏ北京卷]某理想变压器的原线圈接在220 V的正弦交流电源上，副线圈输出电压为22 000 V，输出电流为300 mA.该变压器（ ）A．原、副线圈的匝数之比为100∶1B．输入电流为30 AC．输入电流的最大值为15 2 AD．原、副线圈交流电的频率之比为1∶1003.[2023ꞏ北京人大附中三模]某同学通过学习电磁感应的相关知识，利用实验室里的线圈自制了一个放大版的手机扬声器，装置如图所示．两个匝数不同的线圈A、B之间没有导线相连，线圈A与手机的音频输出端连接，线圈B与音响连接．为检验该装置是否能正常工作及其播放效果，现将线圈A插入线圈B中，则下列说法正确的是（ ）A．因A、B两线圈之间未用导线连通，所以该扬声装置不可能发出声音B．线圈B中产生变化的电流使音响发声C．将A、B线圈互换，音响的播放效果不变D．在A线圈中插入铁芯，音响的播放效果不变4.[2022ꞏ重庆卷]低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压．若将“12 V50 W”的交流卤素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为220 V的交流电后能正常工作，则（ ）A．卤素灯两端的电压有效值为6 2 VB．变压器原、副线圈的匝数比为55∶3C．流过卤素灯的电流为0.24 AD．卤素灯的电阻为968 Ω5.[2022ꞏ湖北卷]（多选）近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示．发射线圈的输入电压为220 V、匝数为1 100匝，接收线圈的匝数为50匝.若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，下列说法正确的是（ ）A．接收线圈的输出电压约为8 VB．接收线圈与发射线圈中电流之比约为22∶1C．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同D．穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同6.（多选）输电能耗演示电路如图所示．左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为7.5 V的正弦交流电．连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为10 Ω.开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为10 W；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P.以下判断正确的是（ ）A．r＝10 ΩB．r＝5 ΩC．P＝45 W D．P＝22.5 W7.[2022ꞏ河北卷]张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为1∶n 的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，t＝0时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U.忽略线圈电阻，下列说法正确的是（ ）A．发电机输出的电压为 2 πNBSzB．发电机输出交变电流的频率为2πnzC．变压器原、副线圈的匝数比为 2 πNBSnz∶UD．发电机产生的瞬时电动势e＝ 2 πNBSnz sin（2πnz）t8.[2023ꞏ河南郑州模拟]如图所示，汽车点火装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连接到12 V 的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的两端，开关由机械控制．当开关由闭合变为断开时，副线圈中产生10 000 V 以上的电压，火花塞中产生火花．下列说法正确的是（ ）A ．变压器的原线圈要用粗导线绕制，而副线圈可以用细导线绕制B ．若该点火装置的开关始终闭合，火花塞的两端会持续产生高压C ．变压器原线圈输入的12 V 电压必须是交流电，否则就不能在副线圈中产生高压D ．该点火装置中变压器的副线圈匝数必须小于原线圈的匝数 9.[2023ꞏ天津南开一模]（多选）我国领先全球的特高压输电技术将为国家“碳中和”做出独特的贡献．白鹤滩水电站是世界第二大水电站，共安装16台我国自主研制的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组.2021年6月28日白鹤滩水电站首批初装机容量1 600万千瓦正式并网发电，在传输电能总功率不变情况下，从原先150 KV 高压输电升级为1 350 KV 特高压输电．则下列说法正确的是（ ）A ．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原先的13 B ．若输电线不变，则输电线上损失功率变为原先的181C ．如果损失功率不变，相同材料、传输到相同地方所需导线横截面积是原先的181 D ．如果损失功率不变，相同材料、相同粗细的输电线传输距离是原先的9倍10.[2023ꞏ山东菏泽二模]（多选）如图甲所示，900匝面积为S 的圆形线圈A 接入理想变压器的原线圈，变压器的副线圈接入阻值为R 的电阻，电表都是理想电表．已知每匝线圈的电阻均为0.01R ，若在线圈位置加入垂直于线圈平面的磁场，磁感应强度B 随时间t 按正弦规律变化的图像如图乙所示，得到电阻R 的热功率是圆形线圈的热功率的4倍．由此可得出（ ）A ．原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝6∶1B ．0～π4 时间内两电流表示数逐渐减小C．对线圈A中的某段导线来说，当磁感应强度最大时，受到的安培力最大D．线圈A产生感应电动势的有效值为9002πB0ST[答题区]题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案参考答案1．答案：C答案解析：当用户使用的用电器减少时，则用户总电阻R变大，因V2的读数由变压器初级电压和匝数比决定，可知V2读数不变，次级电流减小，则R0的电压减小，用电器R两端电压变大；因次级电流减小，则初级电流减小，即电流表A1示数减小，C正确．2．答案：B答案解析：原、副线圈的匝数之比为n1n2＝U1U2＝22022 000＝1100，A错误；根据n1n2＝I2I1，可得输入电流为I1＝n2n2I2＝100×300×10－3 A＝30 A，B正确；输入电流的最大值为I m＝2I1＝302A，C错误；变压器不会改变交流电的频率，故原、副线圈交流电的频率之比为1∶1，D错误．3．答案：B答案解析：该装置的原理是互感，A、B线圈不需要用导线连通，A错误；线圈B中产生变化的电流使音响发出高低不同的声音，B正确；A、B两个线圈的匝数不同，根据电压与匝数成正比的关系可知将A、B线圈互换，感应电压变化，音响的播放效果发生变化，C 错误；在A线圈中插入铁芯，增加了磁感应强度，能够增大感应电压，音响的播放效果会更好，D错误．4．答案：B答案解析：卤素灯上标记的额定电压12 V即为卤素灯两端的电压有效值，A错误；根据理想变压器的原理可知n1n2＝U1U2＝22012＝553，B正确；流过卤素灯的电流为I＝PU＝50 W12 V＝256A，C错误；卤素灯是非线性元件，电阻随着电压不同而改变，D错误．5．答案：AC答案解析：根据n1n2＝80%U1U2可得接收线圈的输出电压约为U2＝8 V，A正确；由于存在磁漏现象，电流比不再与匝数成反比，B错误；变压器是不改变其交变电流的频率的，C 正确；由于穿过发射线圈的磁通量与穿过接收线圈的磁通量大小不相同，所以穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的不相同，D错误．6．答案：BD答案解析：当开关S接1时，左侧变压器次级电压U2＝3×7.5 V＝22.5 V，电阻R上的电压，即右侧变压器的次级电压U4＝PR ＝10 V，电流I4＝U4R＝1 A，则右侧变压器初级电压U3＝21×10 V＝20 V，电流I3＝12×1 A＝0.5 A，则r＝U2－U3I3＝5 Ω，A错误，B正确．当开关S接2时，设输电电流为I，则右侧变压器的次级电流为0.5I，右侧变压器两边电压关系有U2－Irn3＝0.5IRn4，解得I＝3 A，则R上的功率P＝(0.5I)2R＝22.5 W，C错误，D正确．7．答案：C答案解析：发电机线圈的转速为nz，输出交变电流的频率为f＝ω2π＝nz，B错误；线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的为正弦交流电，最大值为E m＝NBSꞏ2πꞏnz，输出电压的有效值为E＝E m2＝2πNBSnz，A错误；变压器原、副线圈的匝数比为n1n2＝EU＝2πNBSnz，C正确；发电机产生的瞬时电动势为e＝E m sin ωt＝2πNBSnz sin (2πnz)t，D错误．8．答案：A答案解析：由题意知，该变压器为升压变压器，原线圈电压低，根据P＝UI知，原线圈流过的电流大，需用粗导线绕制，副线圈电流小，用细导线绕制，A正确；汽车的点火装置是利用变压器原理工作的，当开关始终闭合时，通过原线圈的电流恒定，原线圈中产生的磁场恒定，则在副线圈上不会产生电压，B错误；由题可知原线圈处接12 V的直流电源，当断开开关瞬间原线圈中电流迅速变化，会产生变化的磁场，则在副线圈中可能产生高压，C错误；由U1U2＝n1n2可知，U2＝U1n2n1，要在副线圈中产生高压，则原线圈匝数必须小于副线圈的匝数，D错误．9．答案：BC答案解析：根据P总＝UI可得升压后输送电流与原来电流之比为I2I1＝U1U2＝1501 350＝19，升压后输电线上损失电压与原来损失电压之比为U2损U1损＝I2r线I1r线＝19，升压后输电线上损失功率与原来损失功率之比为P2损P1损＝I22r线I21r线＝181，A错误，B正确；如果损失功率不变，可知输电线的电阻应变为原先的81倍，根据r线＝ρlS，可知相同材料、传输到相同地方所需导线横截面积是原先的181，C正确；如果损失功率不变，可知输电线的电阻应变为原先的81倍，根据r线＝ρlS，可知相同材料、相同粗细的输电线传输距离是原先的81倍，D错误．10．答案：AD答案解析：根据题意得4I21×9R＝I22×R，又I1I2＝n2n1，联立可得n1∶n2＝6∶1，A正确；电表测量的是有效值，不是瞬时值，两电流表的示数不变，B错误；对线圈A中的某段导线来说，当磁感应强度最大时，瞬时电流为零，受到的安培力为零，C错误；线圈A产生感应电动势的最大值为E max＝NB max Sω，又ω＝2πT，E有＝E m2，结合图像联立可得E有＝9002πB0ST，D正确．。

高二【变压器远距离输电】练习题选择题（1〜8题为单项选择，9〜14题为多项选择）1.如图1所示的交流电路中，理想变压器输入电压为必=，；0小100冗t（V）,输入功率为月，输出功率为2，电压表读数为巴各交流电表均为理想电表。

由此可知（）图1A.灯泡中电流方向每秒钟改变100次B.变压器原、副线圈的匝数比为几：区C.当滑动变阻器A的滑动头向下移动时各个电表读数均变大D.当滑动变阻器A的滑动头向上移动时H变大，且始终有£=2解析由u^l^sin 100 Ji t（V）,可知交变电流频率为50 Hz,灯泡中电流方向每秒钟改变100次，选项A正确；变压器原、副线圈的匝数比为&：（V2 〃），选项B错误；当滑动变阻器斤的滑动头向下移动时，电流表读数增大，变压器输出电流增大，电阻斤:两端电压增大，电压表读数不变，选项C错误；当滑动变阻器斤的滑动头向上移动时，变压器输出电流减小，输出功率减小，根据变压器功率的制约关系，£变小，且始终有£ = £,选项D错误。

答案A2.如图2所示为汽车的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连接到12 V的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的两端，开关由机械控制，当开关由闭合变为断开时，副线圈中产生10 000 V以上的电压，火花塞中产生火花。

下列说法中正确的是（）变压器A.变压器的原线圈要用粗导线绕制，而副线圈可以用细导线绕制B.若该点火装置的开关始终闭合，火花塞的两端会持续产生高压C.变压器原线圈输入的12 V电压必须是交流电，否则就不能在副线圈中产生高压D.该点火装置中变压器的副线圈匝数必须小于原线圈的匝数解析汽车的点火装置是利用变压器原理工作的，当开关始终闭合时，通过原线圈的电流恒定，原线圈中产生的磁场恒定，则在副线圈上不会产生电压，所以B错误；由题可知原线圈处接12 V的直流电源，当断开开关瞬间原线圈中电流迅速变化，会产生变化的磁场，则在副线圈中可能产生高压，所以c错误；由可知，要在副线圈中产生高压，则原线圈匝数必须小于副线圈的匝数，所以D错误。

沪科新版高二物理下册练习：变压器与远距离输电一．选择题（共7小题）1．如图所示为远距离输电的原理图，发电机输出电压恒定，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，其中降压变压器的变压比为n；图中电表均为理想电表；两变压器间输电线的总电阻为R。

假如用户设备发生变化，导致输电线上的电压增加了ΔU，下列说法正确的是（）A．电压表示数增大B．输电线上消耗的电功率增加C．用户设备消耗的电功率减少D．电流表示数增大了2．如图甲所示的黑光灯利用紫色光引诱害虫飞近高压电网罩米击杀害虫.图乙是黑光灯高压电网罩的工作电路，变压器将有效值为220V 的交变电压变成高压，当高压电网罩的电压峰值达到3110V 时，可击杀害虫，则变压器的匝数比n 1：n 2为（）A．1：10B．1：20C．22：311D．311：223．如图所示，理想变压器原线圈接的正弦交流电源，副线圈中R 0是定值电阻，R 是滑动变阻器，所有电表均为理想电表，且电压表示数为22V，下列说法正确的是（）A．副线圈中电流的频率为5HzB．电流表A 1和A 2的示数比值始终为C．滑动变阻器滑片向下滑动的过程中，电压表示数不变，电源输入功率增大D．滑动变阻器滑片向上滑动的过程中，电流表A 1示数增大，电源输入功率增大4．在如图所示的电路中，三个定值电阻R 1、R 2、R 3的阻值相同，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2：1。

在a、b 端加上有效值为U 的正弦交流电，开关S 断开时，电流表示数为I。

下列说法正确的是（）A．定值电阻的阻值均为B．开关S 断开时，原线圈的输入功率为UI C．开关S 断开时，R 1、R 2消耗的功率之比为4：1D．开关S 闭合后，原线圈电路中电流表示数为5．如图甲所示，ab 两点间接入电压如图乙变化的交流电源，电阻R 1＝10Ω，滑动变阻器R 2初始状态电阻为10Ω，理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，则（）A．若滑动变阻器R 2＝10Ω时，电流表示数为4.4A B．若滑动变阻器滑片向右移动时，R 1的功率逐渐增大C．若改变滑动变阻器R 2阻值，使R 2的功率最大时，此时R 2＝10ΩD．若保持滑动变阻器不变，只改变原副线圈匝数比，使R 2功率最大时，原副线圈匝数比为3：16．如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比n 1：n 2＝5：1，副线圈接有R＝4Ω的电阻，在电源端输入电压如图乙所示的交流电，电流表和电压表均为理想电表。

(本栏目内容，学生用书中以活页形式单独装订成册！)1．一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R .设原线圈的电流为I 1，输入功率为P 1，副线圈的电流为I 2，输出功率为P 2.当R 增大时( )A ．I 1减小，P 1增大B ．I 1减小，P 1减小C ．I 2增大，P 2减小D ．I 2增大，P 2增大【解析】 理想变压器(副线圈上电压不变)当负载电阻R 增大时电流I 2减小，由P 2＝U 2I 2可知，功率P 2也减小，故P 1减小，I 1减小，所以I 1和P 1都减小，B 正确．【答案】 B2．如右图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1.原线圈接入一电压为U ＝U 0sin ωt 的交流电源，副线圈接一个R ＝27.5 Ω的负载电阻．若U 0＝220 2 V ，ω＝100π rad/s ，则下述结论正确的是( )A ．副线圈中电压表的读数为55 VB ．副线圈中输出交流电的周期为1100πs C ．原线圈中电流表的读数为0.5 AD ．原线圈中的输入功率为110 2 W【解析】 因为U 0＝220 2 V ，则电压有效值U ＝220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝220 V 4＝55 V ，A 正确．因为ω＝100 π rad/s ，则T ＝2πω＝150 s ，B 错．原线圈中的电流I 1＝I 2n 2n 1＝U 2n 2Rn 1＝0.5 A ，C 对．原线圈中的输入功率P ＝U 0I 12＝110 W ，D 错． 【答案】 AC3．一理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝11∶5.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u 如下图所示．副线圈仅接入一个10 Ω的电阻，则( )A ．流过电阻的电流是20 AB ．与电阻并联的电压表的示数是100 2 VC ．经过1分钟电阻发出的热量是6×103 JD ．变压器的输入功率是1×103 W【解析】 由图象可知U 1＝220 V ，则U 2＝n 2n 1U 1＝511×220 V ＝100 V 流过电阻电流I ＝U 2R＝10 A ，A 错；电压表示数应为100 V ，B 错；1分钟放出热量Q ＝I 2Rt ＝102×10×60 J ＝6×104 J ，C 错；P 出＝U 2I ＝100×10 W ＝1×103 W ，所以P 入＝P 出＝1×103 W ，D 正确．【答案】 D4．某理想变压器原线圈输入电功率为P ，原、副线圈匝数比为k ，在副线圈上接一内阻为r 的电动机，电动机正以速度v 匀速向上提升质量为m 的重物，已知重力加速度为g ，则变压器初级线圈两端的电压为( )A ．Pk r P －mg v B.P k r P －mg vC ．PkP －mg v r D.P k P －mg v r【解析】 对副线圈装置由能量守恒：P ＝mg v ＋I 22r ，由变压器电流比有I 2/I 1＝k ，又对原线圈有：P ＝I 1U 1，联立解得选项A 正确．【答案】 A5．(2009年高考四川卷)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R 1＝20 Ω，R 2＝30 Ω，C 为电容器．已知通过R 1的正弦交流电如图乙所示，则( )A ．交流电的频率为0.02 HzB ．原线圈输入电压的最大值为200 2 VC ．电阻R 2的电功率约为6.67 WD ．通过R 3的电流始终为零【解析】 由图乙可知交流电频率为50 Hz ，所以A 错．副线圈电压最大值U 2＝I 1R 1＝20 V ，由U 1n 1＝U 2n 2可知U 1＝200 V ，B 错．R 1和R 2并联P 2＝⎝⎛⎭⎫U 222/30≈6.67 W ．因电容器接交流电有充放电电流，故D 错．【答案】 C6．右图为一理想变压器，K 为单刀双掷开关，P 为滑动变阻器的滑动触头，U 1为加在原线圈两端的电压，I 1为原线圈中的电流强度，则( )A ．保持U 1及P 的位置不变，K 由a 合到b 时，I 1将增大B ．保持U 1及P 的位置不变，K 由b 合到a 时，R 消耗的功率减小C ．保持U 1不变，K 合在a 处，使P 上滑，I 1将增大D ．保持P 的位置不变，K 合在a 处，若U 1增大，I 1将增大【解析】 K 由a 合到b 时，n 1减小，由U 1/U 2＝n 1/n 2，可知U 2增大，副线圈消耗功率P 2＝U 22/R 随之增大，而原、副线圈功率相等P 1＝P 2，又P 1＝I 1U 1，从而I 1增大，A 正确；K 由b 合到a 时，与上述情况相反，P 2将减小，B 正确；保持U 1不变，k 合在a 处，P 上滑时，R 增大，P 2＝U 22/R 减小，又P 1＝P 2，P 1＝I 1U 1，从而I 1减小，C 错误；保持P 的位置不变，k 合在a 处，U 1增大，由U 1/U 2＝n 1/n 2可知，U 2增大，I 2＝U 2/R 随之增大，由I 1/I 2＝n 2/n 1可知I 1也增大，D 正确．【答案】 ABD7．某居民家中的电路如右图所示，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍正常发光．拔出电饭煲的插头，把试电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，则( )A ．仅电热壶所在的C 、D 两点间发生了断路故障B ．仅电热壶所在的C 、D 两点间发生了短路故障C ．仅A 、B 间导线断路D ．因为插座用导线接地，所发生了上述故障【解析】 由于电灯仍正常发光，说明电源是好的，电热壶所在的C 、D 两点间没有发生短路故障．把试电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，说明插座的左、右插孔都与火线相通，说明电热壶所在的C 、D 两点间没有发生断路故障．综合分析可知，故障为A 、B 间导线断路，即C 选项正确．【答案】 C8．如右图是一种理想自耦变压器示意图．线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P是可移动的滑动触头．AB间接交流电压u，输出端接通了两个相同的灯泡L1和L2，Q为滑动变阻器的滑动触头．当开关S闭合，P处于如图所示的位置时，两灯均能发光．下列说法正确的是()A．P不动，将Q向右移动，变压器的输入功率变大B．Q不动，将P沿逆时针方向移动，变压器的输入功率变大C．P不动，将Q向左移动，两灯均变暗D．P、Q都不动，断开开关S，L1将变暗【解析】P不动，则变压器输出电压不变；将Q向右移动，电阻R变大；据P出＝U22R＋R灯得变压器的输出功率变小，选项A错误；Q不动，电阻R不变；将P沿逆时针方向移动，则变压器输出电压变大，据P出＝U22R＋R灯得变压器的输出功率变大，选项B正确；P不动，输出电压不变，将Q向左移动，电阻R变小，变压器的输出功率变大，据P出＝I2U2得I2变大，两灯均变亮，选项C错误；P、Q都不动，断开开关S，则总电阻变大，变压器的输出功率变小，输出电流变小，滑动变阻器的电压变小，所以灯L1的电压变大，L1将变亮，选项D错误．【答案】 B9．(2009年高考江苏单科)如右图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u＝202sin 100πt V．氖泡在两端电压达到100 V时开始发光，下列说法中正确的有()A．开关接通后，氖泡的发光频率为100 HzB．开关接通后，电压表的示数为100 VC．开关断开后，电压表的示数变大D．开关断开后，变压器的输出功率不变【解析】由μ＝202sin 100πt V可知，u m＝20 2 V，f＝50 Hz，氖泡在一个周期内发光两次，故其发光频率为100 Hz，A选项正确．电压表示数为U＝u m2×5＝100 V，B选项正确．开关断开后电压表示数不变，输出功率变小，故C、D两选项错误．【答案】AB10．某同学在研究电容、电感对恒定电流与交变电流的影响时，采用了如图所示的电路，其中L1、L2是两个完全相同的灯泡，已知把开关置于3、4时，电路与交流电源相通，稳定后的两个灯泡发光亮度相同，则该同学在如下操作中能观察到的实验现象是()A．当开关置于1、2时，稳定后L1、L2两个灯泡均发光且亮度也相同B．当开关置于1、2时，稳定后L1发光，L2不亮C．当开关置于3、4时，稳定后若只增加交流电的频率，两个灯泡的亮度将同时变暗D．当开关置于3、4瞬间，L2立即发光，而L1亮度慢慢增大【解析】电容器具有“通交流、隔直流”且交流电的频率越大阻碍作用越小的特点，电感具有“通低频、阻高频”即交流电的频率越大阻碍作用越大的特点．所以当开关置于1、2时，稳定后灯泡L1发光，L2不亮，选项A错误，选项B正确；当开关置于3、4时，稳定后若只增加交流电的频率，灯泡L1变暗，L2变亮，选项C错误；当开关置于3、4瞬间，L2立即发光，而L1亮度慢慢增大，选项D正确．【答案】BD11．某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为9.8×104 W，电厂输出电压仅为350 V，为减少输送功率损失，先用一理想升压变压器将电压升高再输出．已知输电线路的总电阻为4 Ω，允许损失的功率为输送功率的5%，所需电压为220 V，求理想升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少．【解析】“允许损失的功率为输送功率的5%”―→P损能求，“输电线路的总电阻为4 Ω”―→故能进一步求出线路中的电流I，求出输电电压，设升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2；降压变压器原、副线圈的匝数分别为n3、n4，电压分别为U 3、U 4.画出如图所示的输电示意图．允许损失的功率P 损＝P 总×5%＝I 2R ①升压变压器是理想变压器，故P 总＝IU 2②又U 1U 2＝n 1n 2③ 降压变压器的输入功率P 3＝P 总－P 损④U 3＝P 3I⑤ U 3U 4＝n 3n 4⑥ 由①、②、③式，将U 1＝350 V 等代入，解出n 1n 2＝18；由①④⑤⑥，将U 4＝220 V 等代入，解出n 3n 4≈121. 【答案】 1∶8 12∶112．人们利用发电机把天然存在的各种形式的能量(水流能、煤等燃料的化学能)转化为电能，为了合理地利用这些能源，发电站要修建在靠近这些资源的地方，但用电的地方却分布很广，因此，需要把电能输送到远方．若某电站的输送电压为U ＝6 000 V ，输送功率P ＝500 kW ，这时安装在输电线路的起点和终点的电度表一昼夜里读数相差4 800 kW·h(即4 800度电)，试求：(1)输电效率和输电线的电阻；(2)若要使输电损失的功率降到原输送功率的2%，电站应使用多高的电压向外输电？(结果保留二位有效数字)【解析】 (1)输电效率η＝Pt －ΔW Pt ＝500×24－4 800500×24×100%＝60% 由ΔW ＝I 2Rt 及P ＝UI 得：R ＝ΔW ·U 2P 2t＝28.8 Ω. (2)若使输电损失的功率降到原输送功率的2%，则P 损＝P ×2%＝10 kW ，又P 损＝I 21R ，U 1＝P I 1，联立解得输送电压为 U 1≈2.7×104 V.【答案】 (1)60% 28.8 Ω (2)2.7×104 V。

2019年高二物理暑期系统复习4：变压器远距离输电（附解析）经典例题1．【2019吉林第二次联考】如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝11∶2，保险丝R 1的电阻为2 Ω。

若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，要求通过保险丝的电流(有效值)不超过5 A ，加在电容器两极板的电压不超过50 V ，则滑动变阻器接入电路的阻值可以为( )A ．1 ΩB ．5 Ω C．10 Ω D．20 Ω 【答案】C【解析】根据图象可知变压器原线圈接入的交流电的有效值为 ＝ ，根据理想变压器的电压比等于匝数比＝＝，可得变压器的输出电压 ＝ ，保险丝的最大电流为5A ，由欧姆定律可得＝＋，解得滑动变阻器的最小电阻为 ＝ Ω，且电容器两极板的电压不超过50V 为电压的最大值，有 ＝ ＋，解得Ω，故符合阻值范围为 Ω Ω，C 正确。

经典集训1．一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V 的正弦交流电源上，如图所示。

设副线圈回路中电阻两端的电压为U ，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k ，则( )A ．U ＝66 V ，k ＝19B ．U ＝22 V ，k ＝19C ．U ＝66 V ，k ＝13D ．U ＝22 V ，k ＝132．如图所示，一个理想变压器原线圈的匝数为50匝，副线圈的匝数为100匝，原线圈两端接在光滑的水平平行导轨上，导轨间距L ＝0.4 m 。

导轨上垂直于导轨有一长度略大于导轨间距的导体棒，导轨与导体棒的电阻忽略不计，副线圈回路中电阻R ＝20 Ω，图中交流电压表为理想电压表。

导轨所在空间有垂直于导轨平面、磁感应强度大小为1 T 的匀强磁场。

导体棒在水平外力的作用下运动，其速度随时间变化的关系式为v ＝5sin10πt (m/s)，则下列说法正确的是( ) A ．水平外力为恒力B ．电压表的示数为5 2 VC ．R 的功率为0.2 WD ．变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为0.04 Wb/s3．图为某应急供电系统原理图。

高中物理【变压器 远距离输电】典型题 1．如图所示，半径为L ＝1 m 的金属圆环，其半径Oa 是铜棒，两者电阻均不计且接触良好．今让Oa 以圆心O 为轴，以角速度ω＝10 rad/s 匀速转动，圆环处于垂直于环面、磁感应强度为B ＝2 T 的匀强磁场中．从圆心O 引出导线，从圆环上接出导线，并接到匝数比为n 1∶n 2＝1∶4的理想变压器原线圈两端．则接在副线圈两端的理想电压表的示数为( )A ．40 VB ．20 VC ．80 VD ．0解析：选D ．由于Oa 以圆心O 为轴，以角速度ω＝10 rad/s 匀速转动，产生恒定的感应电动势，变压器铁芯中磁通量不变，接在副线圈两端的理想电压表的示数为0，选项D 正确．2.在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝22∶1，原线圈接u 1＝2202sin 100πt (V)的交变电流，电阻R ＝10 Ω，电流表、电压表均为理想电表，则( )A ．电压表的读数为10 2 VB ．电流表的读数为22 AC ．电阻R 消耗的功率为10 2 WD ．变压器的输入功率为10 W解析：选D ．输入电压的有效值为U 1＝E m 2＝220 V ，根据U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝10 V ，故选项A 错误；电流表的示数为I 2＝U 2R＝1 A ，故选项B 错误；电阻消耗的功率为P 2＝U 2I 2＝10 W ，故选项C 错误；理想变压器的输入电功率等于副线圈回路负载消耗功率，故选项D 正确．3.如图所示，理想变压器原、副线圈中分别接有电阻R 1、R 2，R 1＝R 2＝10 Ω，原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2＝2∶1，R 2两端电压为10 V ，则R 1两端的电压为( )A ．5 VB ．10 VC ．15 VD ．20 V解析：选A ．设R 1两端的电压为U R 1，原、副线圈回路中电流分别为I 1、I 2，由理想变压器的电流关系I 1∶I 2＝n 2∶n 1，而I 1＝U R 1R 1，I 2＝U 2R 2，联立以上三式并代入数据得U R 1＝5 V ，所以选项A 正确．4.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V 的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R 上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I 1，负载两端电压的有效值为U 2，且变压器是理想的，则U 2和I 1分别约为( )A ．380 V 和5.3 AB ．380 V 和9.1 AC ．240 V 和5.3 AD ．240 V 和9.1 A解析：选B ．当变压器输出电压调至最大时，由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝1 9001 100×220 V ＝380 V ，由P 1＝P 2，P 1＝U 1I 1，P 2＝U 2I 2，得I 1＝P 2U 1＝2 000220A ＝9.1 A ，选项B 正确． 5．如图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T 的原、副线圈匝数分别为n 1、n 2，在T 的原线圈两端接入一电压u ＝U m sin ωt 的交流电源，若输送电功率为P ，输电线的总电阻为2r ，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )A ．⎝⎛⎭⎫n 1n 2U 2m 4rB ．⎝⎛⎭⎫n 2n 1U 2m 4r C ．4⎝⎛⎭⎫n 1n 22⎝⎛⎭⎫P U m 2r D ．4⎝⎛⎭⎫n 2n 12⎝⎛⎭⎫P U m 2r解析：选C ．升压变压器T 的原线圈两端电压的有效值为U 1＝U m 2；由变压关系可得U 1U 2＝n 1n 2，则U 2＝n 2U m 2n 1；因为输送电功率为P ，输电线中的电流为I 2＝P U 2＝2n 1P n 2U m ，则输电线上损失的电功率为ΔP ＝I 22(2r )＝4n 21P 2rn 22U 2m，故选项C 正确． 6.如图所示，理想变压器的原线圈接在u ＝2202·sin 100πt (V)的交流电源上，副线圈接有R ＝55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表．下列说法正确的是( )A ．原线圈的输入功率为220 2 WB ．电流表的读数为1 AC ．电压表的读数为110 2 VD ．副线圈输出交流电的周期为50 s解析：选B ．由交流电压的表达式可知，原线圈两端所加的电压最大值为220 2 V ，故有效值为U 1＝220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2，故副线圈电压的有效值为U 2＝110 V ，故输出功率P 2＝U 22R＝220 W ，再由输入功率等于输出功率知，P 1＝P 2＝220 W ，A 项错误；根据欧姆定律知，I 2＝U 2R ＝2 A ，由I 1I 2＝n 2n 1，得I 1＝1 A ，故电流表读数为1 A ，所以B 项正确；电压表的读数为有效值，即U 2＝110 V ，C 项错误；由交流电压的表达式可知，ω＝100π rad/s ，又T ＝2πω，解得T ＝0.02 s ，所以D 项错误．7．(多选)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，图中电表均为理想电表，R 为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，L 1和L 2是两个完全相同的灯泡．原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u ，下列说法正确的是( )A ．交流电压的频率为50 HzB ．电压表的示数为11 VC ．当照射R 的光强增大时，电流表的示数变大D ．若L 1的灯丝烧断后，电压表的示数会变小解析：ABC ．由题图乙可知交流电压周期T ＝0.02 s ，所以频率为f ＝1T＝50 Hz ，故A 正确；原线圈接入电压的最大值是220 2 V ，所以原线圈接入电压的有效值是U ＝220 V ，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，所以副线圈两端电压是11 V ，所以电压表的示数为11 V ，故B 正确；R 阻值随光强增大而减小，根据I ＝U R知副线圈电流增加，副线圈输出功率增加，根据能量守恒定律，可知原线圈输入功率也增加，原线圈电流增加，所以电流表的示数变大，故C 正确；当L 1的灯丝烧断后，变压器的输入电压不变，根据变压比公式，输出电压也不变，故电压表读数不变，故D 错误．8．如图甲所示电路中，L 1、L 2、L 3为三只“6 V 3 W ”的灯泡，变压器为理想变压器．各电表均为理想电表．当ab 端接如图乙所示的交变电压时，三只灯泡均正常发光．下列说法正确的是( )A ．变压器原副线圈的匝数比为1∶2B ．副线圈两端输出的交流电频率为50 HzC ．电流表的示数为0.5 AD ．电压表的示数为18 V解析：选B ．灯泡正常发光时的电流I 0＝36A ＝0.5 A ，则副线圈中电流I 2＝2I 0，而原线圈中电流I 1＝I 0，则变压器原副线圈的匝数比n 1∶n 2＝I 2∶I 1＝2∶1，选项A 错误；由乙图可知交流电的周期T ＝0.02 s ，则频率f ＝1T＝50 Hz ，变压器不改变交流电的频率，选项B 正确；电流表的示数I A ＝I 2＝2I 0＝1 A ，选项C 错误；因灯泡正常发光，则副线圈的两端电压U 2＝6 V ，则原线圈两端电压U 1＝n 1n 2U 2＝12 V ，电压表示数为12 V ，选项D 错误． 9．如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原、副线圈的匝数比为1∶10的理想变压器给一个灯泡供电如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22 W ．现闭合开关，灯泡正常发光．则( )A ．t ＝0.01 s 时刻穿过线框回路的磁通量为零B ．交流发电机的转速为100 r/sC ．变压器原线圈中电流表示数为1 AD ．灯泡的额定电压为220 2 V解析：选C ．由图乙可知，当t ＝0.01 s 时，感应电动势为零，则此时穿过线框回路的磁通量最大，故选项A 错误；由图乙可知，交流电的周期为0.02 s ，则转速为n ＝1T＝50 r/s ，故选项B 错误；原线圈输入电压有效值为22 V ，则副线圈的电压为22×10 V ＝220 V ；由P＝UI 可知，副线圈电流I 2＝P U ＝22220 A ＝0.1 A ，则由I 1I 2＝n 2n 1求得I 1＝1 A ，故选项C 正确；灯泡正常发光，故额定电压为220 V ，故选项D 错误．10. (多选)如图所示，矩形线圈abcd 与理想变压器原线圈组成闭合电路．线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc 边匀速转动，磁场只分布在bc 边的左侧，磁感应强度大小为B ，线圈面积为S ，转动角速度为ω，匝数为N ，线圈电阻不计．下列说法正确的是( )A ．将原线圈抽头P 向上滑动时，灯泡变暗B ．电容器的电容C 变大时，灯泡变暗C ．图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大D ．若线圈abcd 转动的角速度变为2ω，则变压器原线圈电压的有效值为NBS ω解析：选AD ．在图中将原线圈抽头P 向上滑动时，原线圈的匝数变大，故输出的电压变小，灯泡变暗，选项A 正确；电容器的电容C 变大时，电容器对电流的阻碍作用变小，故灯泡变亮，选项B 错误；图示位置时，线圈位于中性面位置，故矩形线圈中瞬时感应电动势最小，选项C 错误；若线圈abcd 转动的角速度变为2ω，且线圈转动一周只有半周产生感应电压，在这半周中，电压的最大值是2NBS ω，设变压器原线圈电压的有效值为U ，则(2NBS ω)2R ·T 2＝U 2R·T ，即U ＝NBS ω，选项D 正确．11．(多选)国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1 400座．变电站起变换电压作用的设备是变压器，如图所示，理想变压器原线圈输入电压u ＝2002·sin (100πt )V ，电压表、电流表都为理想电表．下列判断正确的是( )A ．输入电压有效值为200 V ，电流频率为50 HzB ．S 打到a 处，当变阻器的滑片向下滑动时，两电压表的示数都增大C ．S 打到a 处，当变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小D ．若变阻器的滑片不动，S 由a 处打到b 处，电压表V 2和电流表A 1的示数都减小解析：选AD ．输入电压的最大值U 1m ＝200 2 V ，有效值U 1＝20022V ＝200 V ，由瞬时值表达式知，角速度ω＝100π rad/s ，频率f ＝ω2π＝100π2πHz ＝50 Hz ，故A 正确；S 打到a 处，滑片向下滑动，原线圈电压不变，原、副线圈匝数比不变，副线圈电压不变，副线圈电阻减小，电流增大，电流表A 2示数增大，故B 、C 错误；若变阻器的滑片不动，S 由a 处打到b 处，副线圈匝数减少，输入电压不变，输出电压减小，电压表V 2示数减小，输出功率P 2＝U 22R减小，根据输入功率等于输出功率，P 1＝U 1I 1减小，U 1不变，则I 1减小，即电流表A 1的示数减小，故D 正确．12．教学用发电机能够产生正弦式交变电流．利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R 供电，电路如图所示，理想交流电流表A 、理想交流电压表V 的读数分别为I 、U ，R 消耗的功率为P .若发电机线圈的转速变为原来的12，则( )A ．R 消耗的功率变为12P B ．电压表V 的读数变为12U C ．电流表A 的读数变为2ID ．通过R 的交变电流频率不变解析：选B ．发电机线圈的转速变为原来的12时，电动势的最大值、有效值均变为原来的12，所以电压表的读数变为原来的12，B 正确；R 两端的电压变为原来的12，根据P ＝U 2R 可知，R 消耗的功率变为原来的14，A 错误；由于输出功率变为原来的14，电压减小到一半，根据P ＝UI 可知，电流变为原来的12，电流表的读数变为原来的12，C 错误；由于转速变为原来的12，则交变电流的频率变为原来的12，D 错误． 13．如图所示，为了浴室用电安全，某同学用理想变压器给浴室降压供电，理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，原线圈输入交变电压u ＝311sin (100πt ) V ．已知照明灯额定功率为44 W ，排气扇电动机内阻为1 Ω，电流表示数为2 A ，各用电器均正常工作，电表均为理想表．则( )A ．电压表示数为62 VB ．变压器的输入功率为186 WC ．排气扇输出功率为43 WD ．保险丝熔断电流不得低于2 A解析：选C ．原线圈输入电压最大值为U m ＝311 V ，原线圈输入电压为U 1＝220 V ，根据变压器变压公式，U 1∶U 2＝5∶1，可知副线圈输出电压U 2＝44 V ，选项A 错误；变压器的输出功率为P 出＝U 2I 2＝44×2 W ＝88 W ，根据变压器输入功率等于输出功率，可知变压器输入功率为P 入＝88 W ，选项B 错误；由P 出＝P 灯＋P ＝44 W ＋P ＝88 W 可得，P ＝44 W ，照明灯中电流I 灯＝P 灯U 2＝1 A ，排气扇中电流I ＝I 2－I 灯＝1 A ，排气扇内阻发热功率为P 内＝I 2r ＝1 W ，由P ＝P 内＋P 出′可得排气扇输出功率为P 出′＝43 W ，选项C 正确；由P 入＝U 1I 1，解得保险丝中电流I 1＝0.4 A ，即保险丝熔断电流不得低于0.4 A ，选项D 错误．14．(多选)如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2.原线圈通过一理想电流表A 接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大．用交流电压表测得a 、b 端和c 、d 端的电压分别为U a b 和U c d ，则( )A ．U a b ∶U c d ＝n 1∶n 2B ．增大负载电阻的阻值R ，电流表的读数变小C ．负载电阻的阻值越小，cd 间的电压U c d 越大D ．将二极管短路，电流表的读数加倍解析：选BD ．变压器的变压比U 1U 2＝n 1n 2，其中U 1、U 2是变压器原、副线圈两端的电压．U 1＝U a b ，由于二极管的单向导电特性，U c d ≠U 2，选项A 错误；增大负载电阻R 的阻值，负载的电功率减小，由于P 入＝P 出，且P 入＝I 1U a b ，所以原线圈上的电流I 1减小，即电流表的读数变小， 选项B 正确； c 、d 端的电压由输入电压U a b 决定，负载电阻R 的阻值变小时，U c d 不变，选项C 错误； 根据变压器上的能量关系有E 输入＝E 输出，在一个周期T 的时间内，二极管未短路时有U a b I 1T ＝U 2R ·T 2＋0(U 为副线圈两端的电压)，二极管短路时有U a b I 2T ＝U 2RT ，由以上两式得I 2＝2I 1，选项D 正确．。

人教版高二物理变压器专题练习题附答案一、单选题1．远距离输电线路简化如图所示，电厂输送电功率不变，变压器均为理想变压器，图中标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R ，则 （ ）A ．22U I RB ．输电线损失的电功率为22U RC ．提高输送电压U 2，则输电线电流I 2增大D ．电厂输送电功率为U 2I 22．如图所示，匝数为N 的矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴OO '匀速转动，线框面积为S 且与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为1：4，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，1R 、2R 为定值电阻，R 为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，电流表1A 、2A 的示数，分别为1I 、2I ；电压表1V 、2V 的示数分别为1U 、2U 。

不计线框电阻，下列说法正确的是（ ）A ．从图示位置开始，线框转过180°的过程中，通过线圈的电荷量为0B ．矩形导线框从图示位置转过90°时，其磁通量的变化率为NBS ωC ．交流电压表2V 的示数为22NBS ωD ．若只将滑动变阻器的滑片向d 端滑动，则11U I 变大3．如图所示，一理想自耦变压器与三个电阻连接，1R 、3R 为定值电阻、2R 为滑动变阻器，当原线圈两端接交变电压时（ ）A．仅将1P向上移动，原线圈中的电流变小B．仅将1P向上移动，1R中的电流变小C．仅将2P向上移动，2R中的电流变小D．仅将2P向上移动，原线圈的输入功率变大4．如图所示，理想自耦变压器输入端接入正弦交流电2202sin100π(V)=，输出端可以u t通过调节触头1K的位置来改变输出端匝数，同时在输出端并联一个指示灯L，输出电路中K的位置可以改变R的阻值，两电表均为理想交流电表，以下说接入滑动变阻器R，调节2法正确的是（）A．指示灯L常亮且通过指示灯的电流方向每秒钟改变50次B．不论开关S状态如何，电压表示数为2202VC．闭合开关S，仅向下滑动1K，输入功率变小D．闭合开关S，仅向下滑动2K，电表示数不变5．如图所示的变压器为理想变压器，所有电表均为理想电表，原线圈接一发电机。

变压器远距离输电（附答案）1．(淄博模拟)某水利发电站发电机发电后，先通过电站附近的升压变压器升压后，再通过输电线路把电能输送到远处的降压变压器，降压后，再用线路输送到各用户．设发电机输出电压稳定且两变压器均为理想变压器．在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率却增加较大，这时与用电低谷时比较()A ．升压变压器的副线圈两端的电压变小B ．高压输电线路的电压损失变大C ．降压变压器副线圈中的电流变小D ．降压变压器副线圈两端的电压变大2．(苏锡常镇四市教学)在家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈分别带有滑动头P 1、P 2，如图13－2－12所示．当变压器的输入电压发生变化时，可上下调节滑动头P 1、P 2的位置，使输出电压稳定在220V ．若输出电压高于220V ，则下列措施正确的是()A ．P 1不动，将P 2向下移B ．P 1不动，将P 2向上移C ．P 2不动，将P 1向下移D ．将P 1向下移，同时将P 2向上移3．(广州测试)如图13－2－13所示，原、副线圈匝数之比为2∶1的理想变压器正常工作时()图13－2－13A ．原、副线圈磁通量之比为2∶1B ．原、副线圈电流之比为1∶2C ．输入功率和输出功率之比为1∶1D ．原、副线圈磁通量变化率之比为1∶14．在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈的匝数分别为n 1＝600匝、n 2＝120匝，电源的电压为U ＝311sin100πt (V)，原线圈中串联一个额定电流为0.2A 的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则()图13－2－12A ．负载功率不能超过62WB ．副线圈电流的最大值不能超过1AC ．副线圈电流的有效值不能超过1AD ．无论副线圈电流有多大，保险丝总不会被烧毁5．如图13－2－14所示为一理想变压器，电路中的开关S 原来闭合，在原线圈输入电压不变的条件下，要提高变压器的输入功率，可采用的方法是()A ．只增加原线圈的匝数B ．只增加副线圈的匝数C ．只增加用电器R 1的电阻D ．断开开关S 6．如图13－2－15所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1，副线圈上接三个相同的灯泡，均能正常发光，原线圈中再串一个相同的灯泡L ，则()A ．灯L 也能正常发光B ．灯L 比另外三个灯都暗C ．灯L 将会被烧坏D ．不能确定7.(高考四川理综卷)如图13－2－16甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R 1＝20Ω，R 2＝30Ω，C 为电容器，已知通过R 1的正弦交流电如图乙所示，则()图13－2－16A ．交流电的频率为0.02HzB ．原线圈输入电压的最大值为2002VC ．电阻R 2的电功率约为6.67WD ．通过R 3的电流始终为零图13－2－14图13－2－158．(高考江苏卷)如图13－2－17所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u ＝202sin100πt (V)．氖泡在两端电压达到100V 时开始发光，下列说法中正确的有()A ．开关接通后，氖泡的发光频率为100HzB ．开关接通后，电压表的示数为100VC ．开关断开后，电压表的示数变大D ．开关断开后，变压器的输出功率不变9．(高考海南卷)一台发电机最大输出功率为4000kW ，电压为4000V ，经变压器T 1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T 2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T 1和T 2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则()A ．T 1原、副线圈电流分别为103A 和20AB ．T 2原、副线圈电压分别为1.8×105V 和220VC ．T 1和T 2的变压比分别为1∶50和40∶1D ．有6×104盏灯泡(220V,60W)正常发光10．交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S ＝0.05m 2，线圈转动的频率为50Hz ，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B ＝2πT ．为用此发电机所发出交流电带动两个标有“220V,11kW ”的电机正常工作，需在发电机的输出端a 、b 与电机之间接一个理想变压器，电路如图13－2－18所示，求：图13－2－18(1)发电机的输出电压的有效值为多少？(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？图13－2－17答案：(1)1100V(2)5∶1(3)20A11．如图13－2－19所示，理想变压器原线圈中输入电压U1＝3300V，副线圈两端电压U2为220V，输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U＝2V．求：图13－2－19(1)原线圈n1等于多少匝？(2)当开关S断开时，电流表A2的示数I2＝5A．则电流表A1的示数I1为多少？(3)当开关S闭合时，电流表A1的示数I1′等于多少？答案：(1)1650匝(2)0.3A(3)0.7A12.某发电厂发电机的输出功率P＝100kW，发电机端电压U＝250V，向远处送电的输电线的总电阻R＝8Ω.要使传输电线上的功率损失不超过输送功率的5%，用户得到的电压又正好是220V，那么：(1)应该怎样安装变压器？画出输电线路的示意图．(2)求出所用的变压器的原、副线圈的匝数比．答案：(1)见解析(2)升压：1∶16降压：190∶11答案：1B2A3BCD4C5B6A7C8AB9ABD。

专题80 变压器 远距离输电1．变压器联系着两个电路：原线圈电路、副线圈电路．原线圈在原线圈电路中相当于一用电器，副线圈在副线圈电路中相当于电源.2.变压器的输入电压决定输出电压，但输入电流、功率却由输出电流、功率决定.3.远距离输电示意图中涉及三个电路，在中间的远距离输电线路中升压变压器的副线圈、导线、降压变压器的原线圈相当于闭合回路的电源、电阻、用电器．1.(多选)(2020·安徽安庆市三模)如图1所示，为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压．某变电所将电压u 0＝11 000 2 sin 100πt (V)的交流电降为220 V 供居民小区用电，则变电所变压器( )图1A ．原、副线圈匝数比为50∶1B ．副线圈中电流的频率是50 HzC ．原线圈的导线比副线圈的要粗D ．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和答案 AB解析 降压变压器输入电压的最大值为11 000 2 V ，则有效值为11 000 V ，则n 1n 2＝U 1U 2＝11 000220＝501，故A 正确．交流电的频率f ＝ω2π＝100π2πHz ＝50 Hz ，经过变压器后，交流电的频率不变，故B 正确．降压变压器中副线圈的电流大于原线圈的电流，则副线圈导线比原线圈导线粗，故C 错误．副线圈的电流等于居民小区各用电器电流总和，而原、副线圈的电流不等，所以输入原线圈的电流不等于居民小区各用电器电流的总和，故D 错误．2．(2020·广西池州市期末)一种可视为理想变压器的铭牌如图2所示，根据所提供的信息，以下判断正确的是( ) 型号：PKT －12－3 000输入参数：220 V 50 Hz输出参数：12 V 3.0 A图2A ．副线圈的匝数比原线圈多B ．当变压器输出为12 V 和3 A 时，原线圈电流为9255 AC ．当原线圈输入交流电压220 V 时，副线圈输出直流电压12 VD ．当原线圈输入交流电压110 V 时，副线圈输出交流电压6 V答案 D解析 根据铭牌U 1＝220 V>U 2＝12 V ，可知是降压变压器，根据变压比公式U 1U 2＝n 1n 2＝22012＝553，n 1>n 2，A 错误；当原线圈输入交流电压220 V 时，副线圈输出交流电压12 V ，根据P 1＝P 2知I 1＝U 2I 2U 1＝12×3220 A ＝955A ，B 错误；变压器变压后交流电频率不变，当原线圈输入交流电压220 V 时，副线圈输出交流电压12 V ，C 错误；当原线圈输入交流电压110 V 时，根据220 V 12 V＝n 1n 2＝110 V U 2，可知副线圈中输出交流电压6 V ，D 正确． 3.(多选)(2020·海南新高考3月诊断)如图3所示，一变压器原、副线圈匝数比为3∶1，原线圈输入电压u ＝152sin 50πt (V)，副线圈接有理想交流电压表和一电阻，电阻的阻值为2 Ω，则下列说法正确的是( )图3A ．输入电压的频率为50 HzB ．电压表的示数为5 VC ．电阻的电功率为25 WD ．当输入电压u 的最大值不变而频率升高时，电阻的电功率不变答案 BD解析 原线圈输入电压u ＝152sin 50πt (V)，则角速度为ω＝50π rad/s ，所以原线圈中交流电的频率f ＝ω2π＝25 Hz ，所以输入电压的频率为25 Hz ，故A 错误；原线圈输入电压u ＝15 2 sin 50πt (V)，则原线圈输入电压的最大值为U m ＝15 2 V ，原线圈两端的电压有效值为U 1＝1522V ＝15 V ，电压表显示的是副线圈的输出电压有效值，根据公式U 1U 2＝n 1n 2可知电压表的示数为U 2＝13U 1＝5 V ，故B 正确；电阻的电功率P R ＝U 22R ＝522W ＝12.5 W ，故C 错误；当输入电压u 的最大值不变，则原线圈输出电压有效值恒定，故副线圈的输入电压恒定不变，所以电阻的功率不变，故D 正确．4．(多选)(2020·四川德阳市二诊)如图4甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为11∶2，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R 相连．若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是( )图4A ．变压器输入电压的最大值是220 VB ．电压表的示数是40 VC ．若电流表的示数为0.50 A ，变压器的输入功率是20 WD ．原线圈输入的正弦交变电流的频率是100 Hz答案 BC解析 由题图乙可知交流电压最大值U m ＝220 2 V ，故A 错误；输入电压的有效值为220 V ，根据变压器电压与匝数成正比知电压表示数U 2＝211U 1＝40 V ，电压表的示数是40 V ，选项B 正确；流过电阻中的电流为0.5 A ，变压器的输入功率是P 入＝P 出＝U 2I 2＝40×0.5 W＝20 W ，故C 正确；变压器不改变频率，由题图乙可知交流电周期T ＝0.02 s ，可由周期求出正弦交变电流的频率是50 Hz ，故D 错误．5．(多选)(2020·山东潍坊市期末)在图5甲所示的理想变压器a 、b 端加上如图乙所示的交变电压．已知变压器原、副线圈的匝数比为4∶1，R 1为热敏电阻(温度升高时，其电阻减小)，R 为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表．下列判断正确的是( )图5A ．电压表V 1的示数为22 VB ．电压表V 2的示数为5.5 2 VC ．R 1处温度升高时，V 1示数与V 2示数的比值变小D ．R 1处温度升高时，V 1示数与V 2示数的比值变大答案 AD解析 电压表V 1测的是原线圈两端的电压，即输入电压的有效值，由题图乙可知U 1＝2222V ＝22 V ，A 正确；原、副线圈的匝数比为4∶1，所以副线圈两端的电压为5.5 V ，电压表V 2测的是R 1两端的电压，应该小于5.5 V ，B 错误；R 1处温度升高时，R 1的阻值减小，R 的阻值不变，则R 1分得的电压变小，V 2的示数变小，而V 1的示数不变，所以V 1的示数与V 2的示数的比值变大，C 错误，D 正确．6.(多选)如图6所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图，它是一个可调压的理想变压器，原线圈接入交变电流的电压有效值为U 0＝220 V ，n 0＝2 200匝，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为220匝、550匝、1 100匝、2 200匝．电动机M 的内阻r ＝4 Ω，额定电压U ＝220 V ，额定功率P ＝110 W ．下列判断正确的是( )图6A ．当选择挡位3时，电动机两端电压为110 VB ．当挡位由3变换到2时，电动机的功率减小C ．当选择挡位2时，电动机的热功率为1 WD ．当选择挡位4时，电动机的输出功率为110 W答案 AB解析 由电压与匝数的关系U 0∶U 3＝n 0∶n 3，可得U 3＝110 V ，A 正确；当挡位由3变换到2时，输出电压减小，电动机的功率减小，B 正确；在额定功率的情况下，电动机的额定电流为I ＝P U ＝0.5 A ，热功率P r ＝I 2r ＝1 W ，输出功率为P 出＝P －P r ＝(110－1) W ＝109 W ，D 错误；没有达到额定功率时，热功率小于1 W ，C 错误．7．(2020·天津市河西区3月调研)如图7所示，原、副线圈匝数比为100∶1的理想变压器，b 是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c 、d 两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u 1＝310sin 314t (V)，则( )图7A ．当单刀双掷开关与a 连接时，电压表的示数为3.1 VB ．副线圈两端的电压频率为50 HzC ．当单刀双掷开关由a 扳向b 时，原线圈输入功率变小D ．当单刀双掷开关由a 扳向b 时，电压表和电流表的示数均变小答案 B解析 c 、d 两端电压的有效值U ＝U m 2＝3102V ，当单刀双掷开关与a 连接时，原线圈的电压的有效值为U ，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压的有效值为U 2＝3101002V≈2.2 V，电压表的示数为电压的有效值，所以示数为2.2 V ，故A 错误；变压器不改变交流电的频率，由ω＝2πf ＝314 rad/s ，解得原线圈两端的电压频率为50 Hz ，所以副线圈两端的电压频率也为50 Hz ，所以B 正确；若将单刀双掷开关由a 拨向b ，由于原线圈的匝数变小，导致副线圈的电压增大，电流增大，两电表的示数均变大，副线圈的输出功率变大，由于原线圈输入功率和副线圈输出功率相等，所以原线圈输入功率变大，故C 、D 错误．8．(2020·全国第五次大联考)如图8甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为 1 000匝和100匝，R 1＝5 Ω，R 2＝10 Ω，电容器的电容C ＝100 μF.已知电容器上极板所带电荷量q 按图乙所示的正弦规律变化，则下列判断正确的是( )图8A ．电阻R 1的电功率为20 WB ．原线圈输入电压的有效值为100 VC ．穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值为0.2 Wb/sD ．变压器原线圈中电流的周期为0.4 s答案 C解析 副线圈电压的最大值U 2m ＝q C ＝20 V ，有效值U ＝10 2 V ，电阻R 1的电功率P 1＝U 2R 1＝40 W ，A 项错误；原线圈输入电压的有效值为100 2 V ，B 项错误；穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值U 1m n 1＝U 2m n 2＝0.2 Wb/s ，C 项正确；由题图乙知，副线圈中电流的周期为0.04 s ，而变压器不能改变交变电流的周期，故原线圈中电流的周期也为0.04 s ，D 项错误．9．(多选)(2019·安徽蚌埠市第二次质检)如图9所示，电路中的变压器为理想变压器，U 为正弦式交变电压，R 为变阻器，R 1、R 2是两个定值电阻，A 、V 分别是理想电流表和理想电压表，则下列说法正确的是( )图9A ．闭合开关S ，电流表示数变大、电压表示数变小B ．闭合开关S ，电流表示数变小、电压表示数变大C ．开关S 闭合时，变阻器滑片向左移动的过程中，电流表、电压表示数均变小D ．开关S 闭合时，变阻器滑片向左移动的过程中，电流表、电压表示数均变大答案 AC解析 闭合开关S ，负载总电阻变小，变压器的输出功率增大，副线圈的电流增大，根据I 1I 2＝n 2n 1可知变压器的输入电流增大，即电流表示数变大，变阻器R 两端电压增大，根据串联分压可知变压器的输入电压减小，根据U 1U 2＝n 1n 2可知变压器的输出电压减小，电压表示数变小，故A 正确，B 错误；开关S 闭合时，变阻器滑片向左移动的过程中，变阻器R 的阻值增大，两端电压增大，根据串联分压可知变压器的输入电压减小，根据U 1U 2＝n 1n 2可知变压器的输出电压减小，电压表示数变小，根据欧姆定律可知副线圈的电流减小，根据I 1I 2＝n 2n 1可知变压器的输入电流减小，即电流表示数变小，故C 正确，D 错误．10．(2020·江西吉安市期末)如图10所示为节日彩灯供电电路图，变压器为理想变压器，所有灯泡相同，在A 、B 两端接入电压恒定的正弦交流电，若发现灯泡的灯光较暗，为使灯泡正常发光，需要调节滑动变阻器R 2的滑片，下列调节及结果判断正确的是( )图10A ．应将滑动变阻器R 2滑片向右移B ．调节后，变压器原线圈输入电压变小C ．调节后，电阻R 1消耗的功率变小D ．调节后，滑动变阻器R 2两端的电压增大答案 B解析 设A 、B 端输入的电压为U ，原线圈中的电流为I ，则U ＝IR 1＋(n 1n 2)2I (R 2＋R L )，其中R L 为灯泡的总电阻，为使灯泡变亮，电流I 需要增大，R 2需要减小，滑片应向左移，A 项错误；原线圈中电流增大，R 1消耗的功率增大，其电压增大，变压器原线圈输入的电压减小，B 项正确，C 项错误；副线圈两端的电压减小，灯泡两端的电压增大，因此滑动变阻器R 2两端的电压减小，D 项错误．11．(多选)(2020·广东佛山市二模)如图11所示，某学习小组模拟远距离输电，手摇发电机产生e ＝102sin 8πt (V)稳定的交流电．通过升、降压比相同(n 1∶n 2＝n 4∶n 3)的两个变压器给三个相同的灯泡供电．若变压器为理想变压器．则( )图11A ．闭合开关S 1，灯泡L 1两端电压为10 VB ．闭合开关，通过灯泡电流的频率都为4 HzC ．开关全闭合时，输电线消耗的电功率最大D ．依次闭合开关S 1、S 2、S 3，直至三个开关全部闭合，在此过程中灯泡L 1越来越亮 答案 BC解析 升压变压器原线圈电压有效值为U 1＝1022V ＝10 V ，升压变压器和降压变压器匝数比相同，但因输电导线上有电压损失，可知降压变压器的次级电压小于10 V ，即闭合开关S 1，灯泡L 1两端电压小于10 V ，选项A 错误；交流电的频率为f ＝ω2π＝8π2πHz ＝4 Hz ，变压器不改变交流电的频率，可知闭合开关，通过灯泡电流的频率都为4 Hz ，选项B 正确；开关全闭合时，降压变压器输出消耗的功率最大，次级电流最大，初级电流也是最大，输电线上的电流最大，根据P ＝I 2r 可知，此时输电线消耗的电功率最大，选项C 正确；依次闭合开关S 1、S 2、S 3，直至三个开关全部闭合，在此过程导线上的电流越来越大，降压变压器初级电压逐渐减小，次级电压逐渐减小，则灯泡L 1两端电压逐渐减小，即L 1越来越暗，选项D 错误．12．(多选)(2019 ·浙南名校联盟期末)位于温州乐清市磐石镇的温州发电厂，是浙江省跨世纪重点能源工程之一，其中一期工程输送功率为70 MW ，发电机的输出电压随时间变化如图12甲所示．通过如图乙所示的电路向县域输电，其中输电电压为70 kV ，输电线总电阻为4 Ω，在用户端用理想降压变压器把电压降为220 V ，忽略降压变压器到用户的输电线上的电阻．以下说法正确的是( )图12A ．用户端交变电流频率为50 HzB ．降压变压器原、副线圈匝数比为300∶1C ．0～0.01 s 发电机线圈磁通量的变化量为零D ．输电线上损失的功率为4×108W答案 AB解析 由题图甲知f ＝1T ＝50 Hz ，变压器不改变交变电流的频率，所以用户端交变电流的频率为50 Hz ，故A 正确；输电线上的电流I ＝P U ＝70×10670×103 A ＝103 A ，输电线上的电压损失为U 损＝IR ＝4×103 V ，降压变压器原线圈两端的电压U 1＝U －U 损＝66×103V ，降压变压器原、副线圈的匝数比为n 1n 2＝U 1U 2＝66×103220＝3001，故B 正确；0～0.01 s 为半个周期，发电机线圈磁通量的变化量为2BS ，故C 错误；输电线上损耗的功率P 损＝I 2R ＝4×106 W ，故D 错误．13．(2020·河南、广东、湖北、湖南四省部分学校联考)如图13所示为远距离交流输电的简化电路图，升压变压器与发电厂相连，降压变压器与用户相连，两变压器均为理想变压器，发电厂输出发电功率P 、升压变压器原线圈两端电压和输电线总电阻保持不变．当升压变压器原、副线圈匝数比为k 时，用户得到的功率为P 1，则当升压变压器的原、副线圈匝数比为nk 时，用户得到的电功率为( )图13A ．(1－n 2k 2)P ＋n 2k 2P 1B ．(1－n 2)P ＋n 2P 1C ．(1－1n 2k2)P ＋P 1n 2k 2 D ．(1－1n 2)P ＋P 1n2 答案 B解析 原、副线圈的匝数比为k ，根据变压器的规律可得I ∶I 1＝1∶k据能量守恒可得P －P 1＝I 12R ＝k 2I 2R当升压变压器的原、副线圈匝数比为nk 时，用户得到的功率为P 1′＝(1－n 2)P ＋n 2P 1.。

变压器及远距离输电测练题答案精析1．【答案】 D【解析】 由ω＝2πf ＝100π rad/s 得：f ＝50 Hz ，A 错．有效值U 1＝12 V ，又：U 2U 1＝n 2n 1得：U 2＝6 V ，I 2＝U 2R L＝1 A ，B 、C 项错．由能量守恒得P 1＝P 2＝U 2I 2＝6 W ，D 对． 2. 【答案】 B【解析】 由题图并根据理想变压器电压比关系U 1U 2＝n 1n 2，代入数据解得副线圈两端的电压有效值U 2＝380 V ，因理想变压器原、副线圈输入和输出的功率相等，即P 入＝P 出＝U 1I 1，解得I 1＝2.0×103220A≈9.1 A ，选项B 正确，选项A 、C 、D 错误． 3．【答案】 A【解析】 节约的电功率即为普通电路输电时损耗的电功率，I ＝P U ＝40×103800A ＝50 A ．P 线＝I 2R ＝502×0.4 W ＝1 000 W ，故节约的电功率为1 kW ，A 项正确．4．【答案】 BCD【解析】 输入电压等于灯泡L 1与原线圈电压之和，而电压表测量到的实际上是原线圈两端电压，故A 错误；原副线圈变压比3∶1，原、副线圈电流之比为1∶3，设副线圈电压为U ，则原线圈电压为3U ，灯泡L 1的电压也是U ，故4U ＝36 V ，U ＝9 V ，故四个灯泡均正常工作．5. 【答案】 C【解析】 由P ＝UI 可知，电压加倍，电流减半，A 、B 错误；输电线上的功率损失ΔP ＝I 2r 变为原来的14，D 错误；输电线上降落的电压ΔU ＝Ir 变为原来的12，C 正确. 6．【答案】 C【解析】 电路中交流电表的示数为有效值，故A 、B 项均错误；P 向下滑动过程中，R 变小，由于交流电源的输出电压和原、副线圈匝数不变，U 1、U 2均不变，所以I 2＝U 2R 0＋R变大，由I 1I 2＝n 2n 1，得I 1＝n 2n 1I 2变大，故C 项正确，D 项错误． 7. 【答案】 AD【解析】 本题考查变压器的原理以及交流电的有关知识，意在考查考生对交变电流的认识和理解．若电压表的读数为6 V ，则变压器的输出电压的有效值为6 V ，由U 1U 2＝n 1n 2，故U 1＝4U 2＝24 V ，所以输入电压的最大值为U m ＝2U 1＝24 2 V ，所以选项A 正确；若输入电压不变，副线圈匝数增加，则U 2增大，由I 2＝U 2R可知，电流表示数增大，所以选项B 错；输入电压和匝数比不变，则电压值不变，当负载电阻R 变大时，则I 2＝U 2R，电流变小，又P 1＝P 2＝U 2I 2，故输入功率也减小，所以选项C 错；若负载电阻R 不变，输入电压变为原来的2倍，则输出电压也变为原来的2倍，I 2＝U 2R则输出电流也变为原来的2倍，故输出功率P 2＝U 2I 2变为原来的4倍，所以选项D 正确．8. 【答案】 B【解析】 若F 不动，滑片P 向下滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，则副线圈回路中总电阻变大，则回路中电流减小，灯泡两端电压减小，功率变小，滑动变阻器两端电压变大，V 2的示数变大，而原线圈两端电压不变，则A 错误，B 正确；若P 不动，滑片F 向下移动时，根据理想变压器特点可知原线圈两端电压不变，副线圈两端电压减小，则副线圈回路中电流变小，灯泡L 消耗的功率减小，电压表V 2的示数变小，C 、D 错误．9. 【答案】 D【解析】 自耦变压器的原、副线圈是同一个线圈，只是匝数不同而己．由题意知原线圈是副线圈的一部分.U 2U 1＝n 2n 1，当P 上移时，U 1、n 2不变，n 1变大，U 2变小，因负载电路结构不变，因此负载上的总电流I 2＝U 2R 总应变小，R 上消耗的功率变小，由串、并联电路特点知三个灯泡都变暗，A 、B 都错误．由于原线圈的输入电压由外部电路决定，是不变的，C 错误；由P 入＝P 出，U 1I 1＝U 2I 2＝U 22R 总知，P 出减小时，I 1一定减小，电流表示数减小，D 项正确． 10．【答案】 B【解析】 输电线上输送的电流I ＝P U ＝3×106 kW 500 kV＝6 000 A ，A 错；输电线上损失的电压为ΔU ＝Ir ＝6 000×2.5 V ＝1.5×104 V ＝15 kV ，B 对；若改用5 kV 的电压输电，则输电线上输送的电流I ′＝P U ′＝3×106 kW 5 kV＝6×105 A ，输电线上损失的功率ΔP ＝I ′2r ＝(6×105)2×2.5 W ＝9×108 kW ，表明电能将在线路上损耗完，则输电线上损失的功率为3×106 kW ，C 错；D 项中输电线上损失的功率ΔP ＝U 2/r ，U 应为输电线上损耗的电压，而不是输电电压，D 错．11．【答案】 (1)4 000 W (2)29011【解析】 (1)根据理想变压器的变压规律U 1U 2＝n 1n 2得输电电压U 2＝n 2n 1U 1＝251×240 V ＝6 000 V 输电电流：I 2＝P U 2＝120×1036 000A ＝20 A 输电线上损失的功率ΔP ＝I 22r ＝202×10 W ＝4 000 W.(2)输电线上损失的电压ΔU ＝I 2r ＝20×10 V ＝200 V降压变压器原线圈两端的电压U 3＝U 2－ΔU ＝6 000 V －200 V ＝5 800 V根据理想变压器的变压规律得：n 3n 4＝U 3U 4＝5 800 V 220 V ＝29011. 12. 【答案】 (1)1∶3 72∶11 (2)320 V 5 760 W【解析】 (1)建立如图所示的远距离输电模型，要求变压器原、副线圈的匝数比，先要知道原、副线圈两端的电压之比．本题可以线路上损耗的功率为突破口，先求出输电线上的电流I 线，再根据输出功率求出U 2，然后再求出U 3.由线路损耗的功率P 损＝I 2线R 线和P 损＝4%P 出可得I 线＝ P 损R 线＝ 9 000×4%10A ＝6 A 又因为P 输出＝U 2I 线，所以U 2＝P 输出I 线＝9 0006 V ＝1 500 V U 3＝U 2－I 线R 线＝(1 500－6×10) V ＝1 440 V根据理想变压器规律 n 1n 2＝U 1U 2＝500 V 1 500 V ＝13n 3n 4＝U 3U 4＝1 440 V 220 V ＝7211所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是1∶3和72∶11.(2) 若不用变压器而由发电机直接输送(模型如图所示)，由P 输出＝UI 线′可得I 线′＝P 输出U ＝9 000500A ＝18 A 所以线路损耗的功率P 线＝I 线′2R 线＝182×10 W ＝3 240 W用户得到的电压U 用户＝U －I 线′R 线＝(500－18×10) V ＝320 V用户得到的功率P 用户＝P 输出－P 线＝(9 000－3 240) W ＝5 760 W.。