高中物理-变压器 远距离输电练习

(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。

高中物理一轮复习变压器与远距离输电专项训练副标题题号 得分一二三总分一、单选题（本大题共 11 小题，共 44.0 分） 1. 如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。

刚开始开关处于断开状态，下列说法正确的是A. 当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时， 消耗的功率变大B. 当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，电压表 V 示数变大C. 当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，电流表 示数变大D. 若闭合开关 S，则电流表 示数变大、 示数变大2. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比 ：：1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻 R 相连组成闭合回路，当直导线 AB 在匀强磁场中沿导轨导轨电阻不计 匀速地向右运动时，电流表 的读数是 12mA，那么电流表 的读数是A. 48mAB. 3mAC. 与 R 值大小有关 D. 03. 在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。

如下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是A.B.C.D.4. 如图所示，理想变压器的原线圈接入 的交变电压，副线圈通过电阻的输电导线对“”纯电阻用电器 供电，该电器正常工作 由此可知A. 原、副线圈的匝数比为 C. 变压器的输入功率为 88WB. 交变电压的频率为 50HZ D. 副线圈中电流的有效值为第 1 页，共 14 页5. 如图所示，灯泡 接在变压器初级电路中，灯泡 、 、 接在变压器次级电 路中．变压器为理想变压器，交变电流电源电压为 U， 、 、 、 都是额定电压为 的同种型号灯泡，若四个灯泡都能正常发光，则A.B.C.D.6. 7、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，当导线 AB 在匀强磁场中作匀速直线运动切割磁感线时，电流表 的示数为 12mA，则电流表 的示 数为A. 3mAB. 48mAC. 与 R 的阻值有关 D. 07. 如图所示，一台理想变压器的原副线圈匝数比为 ，图中五只电灯完全相同，若、 、 、 都能正常发光，则 将A. 一定正常发光 B. 比正常发光暗一些 C. 比正常发光时亮，可能烧毁 D. 是否正常发光，因条件不足无法判断8. 关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是A. 由 P I R，应减小导线电阻或减小输电电流 B. 由 P IU，应低电压小电流输电C. 由功率 P U R，应降低输电电压，增大导线电阻D. 上述说法均不对 9. 如图，利用理想变压器进行远距离输电，发电厂的输出电压恒定，输电线路的电阻不变，当用电高峰到来时第 2 页，共 14 页A. 输电线上损耗的功率减小B. 电压表 V1 的示数减小，电流表 A1 增大C. 电压表 V2 的示数增大，电流表 A2 减小D. 用户功率与发电厂输出功率的比值减小10. 如下图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比 ：：1，电阻，、为规格相同的两只小灯泡， 为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压 u 随时间 t 的变化关系如图乙所示．现将 接 1、 闭合，此时 正常发光．下列说法正确的是A. 输入电压 u 的表达式B. 只断开 后， 、 均正常发光 C. 只断开 后，原线圈的输入功率增大 D. 若 换接到 2 后，R 消耗的电功率为 11. 如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是 U，用等效总电阻是 r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是 ，其末端间的电压为 在输电线 与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为 则A. 用户端的电压为B. 输电线上的电压降为 UC. 理想变压器的输入功率为D. 输电线路上损失的电功率为二、多选题（本大题共 6 小题，共 20.0 分）12. 如图所示，a、b 间接入电压的正弦交流电，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中 为用半导体热敏材料制成的传感器 当温度升高时，其阻值将减小 ，所有电表均为理想电表，电流表 为值班室的显示器，显示通过 的电流，电压表 显示加在报警器上的电压 报警器未画出 ， 为 一定值电阻．当传感器 所在处出现火情时，以下说法中正确的是第 3 页，共 14 页A. 的示数增大， 的示数增大 B. 的示数不变， C. 的示数增大， 的示数减小 D. 的示数减小． 13. 如图所示，一理想变压器原线圈连接有效值为 220V的交流电源，副线圈接有一只理想交流电流表和一的示数减小 的示数减小个内阻为 的交流电动机．当电动机以 m的速度匀速向上提升质量为 100kg 的重物时，交流电源的输入功率为取则A. 变压器的输出功率为 800W B. 该理想交流电流表的示数为 10A C. 变压器副线圈两端的电压为 120V D. 该变压器原副线圈的匝数比为 6：1114. 9、如图所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节．原线圈两端电压为一最大值不变的正弦式交变电流，在其他条件不变的情况下，为使变压器输入功率增 大，可使A. 原线圈匝数 减小B. 副线圈匝数 减小C. 负载电阻 R 的阻值增大D. 负载电阻 R 的阻值减小15. 10、如图所示，交流电流表 、 、 分别与电容器 C、线圈 L 和电阻 R 串联后接在同一个交流电源上，供电电压瞬时值为，三个电流表各有不同的读数。

【巩固练习】 一、选择题1、（2014 福建卷）图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n 1＝n 4＜n 2＝n 3，四根模拟输电线的电阻R 1、R2、R3、R 4的阻值均为R ，A 1、A 2为相同的理想交流电流表，L 1、L 2为相同的小灯泡，灯丝电阻R L ＞2R ，忽略灯丝电阻随温度的变化．当A 、B 端接入低压交流电源时( )A ．A 1、A 2两表的示数相同B ．L 1、L 2两灯泡的亮度相同C ．R 1消耗的功率大于R 3消耗的功率D ．R 2两端的电压小于R 4两端的电压2、(2014 新课标Ⅱ卷) 如图所示，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 ab 和U cd ，则( )A ．U ab ∶U cd ＝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，c 、d 间的电压U cd 越大D ．将二极管短路，电流表的读数加倍3、（2014 浙江卷）如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U ，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I 1，其末端间的电压为U 1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I 2.则( )A. 用户端的电压为112I U I B. 输电线上的电压降为U C. 理想变压器的输入功率为21I r D. 输电线路上损失的电功率为I 1U4（多选）、如图，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＝2202V ，ω＝100π Hz ，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1s 100πC ．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 W5（多选）、生活中处处用电，而我们需要的电都是通过变压器进行转换的，为了测一个已知额定电压为100V 的灯泡的额定功率，如图，理想变压器的原、副线圈分别接有理想电流表A 和灯泡L ，滑动变阻器的电阻值范围时0－100Ω不考虑温度对灯泡电阻的影响，原、副线圈的匝数比为2:1，交流电源的电压为U 0＝440V ，适当调节滑动变阻器的触片位置，当灯泡在额定电压下正常工作时，测得电流表A 的示数为1.2A ，则（ ）A. 灯泡的额定功率为40WU AB. 灯泡的额定电流为2.4AC. 滑动变阻器上部分接入的电阻值为50ΩD. 滑动变阻器消耗的电功率为240W6（多选）、如图所示为一理想变压器，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P 的位置及U 1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7、在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。

10-2变压器和远距离输电一、选择题1．在变电站里，经常要用交流电表监测电上的强电流。

所用的器材叫电流互感器，如下图所示中，能正确反映其工作原的是( )[答案] A[][解析] 电流互感器的工作目的是把大电流变为小电流，因此原线圈的匝少、副线圈的匝多，监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中。

2如图，想变压器原副线圈匝之比为，原线圈接入一电压为＝U0ω的交流电，副线圈接一个R＝275Ω的负载电阻。

若U0＝220V，ω＝100πrd/，则下述结论正确的是( )A．副线圈中电压表的读为55VB．副线圈中输出交流电的周期为．原线圈中电流表的读为05AD．原线圈中的输入功率为110W[答案] A[解析] 副线圈中电压表读为副线圈电压的有效值U 2＝＝55V ，A 对。

副线圈中交流电的周期等于原线圈中交流电电压的周期T ＝错误！未定义书签。

＝错误！未定义书签。

，B 错。

原线圈中的电流I 1＝错误！未定义书签。

＝错误！未定义书签。

＝05A ，对。

原线圈中的输入功率P ＝错误！未定义书签。

＝110W ，D 错。

3．(2012·大连四所重点中联考)如图所示，M 为想变压器，电表均可视为想电表，电电压U 不变，输电线电阻忽略不计。

当变阻器滑片P 向上移动时，读发生变的电表是( )A ．A 1B ．A 2 ．V 1 D ．V 2 [答案] AB[解析] 本题考查变压器及电路动态分析。

由于电电压U 不变，根据想变压器工作原可知两电压表示不变，D 错误；当变阻器滑片P 向上移动时，变阻器连入电路的电阻减小，右侧电路中电流增大，B 正确；根据P 入＝P 出可知原线圈中电流也增大，A 正确。

4．(2012·辽宁丹东四校摸底)如图所示，两种情况下变压器灯泡L 2、L 3的功率均为P ，且L 1、L 2、L 3为相同的灯泡，匝比为1 ∶2＝3 ∶1，则图甲中L 1的功率和图乙中L 1的功率分别为( )A ．P 、PB ．9P 、错误！未定义书签。

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。

《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n1∶n2＝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 V B．20 VC．80 V D．02．有一理想变压器，副线圈所接电路如图所示，灯L1、L2为规格相同的两只小灯泡．当S断开时，灯L1正常发光．S闭合后，下列说法正确的是( )A．灯L1、L2都能正常发光B．原线圈的输入功率减小C．原、副线圈的电流比增大D．电阻R消耗的功率增大3．如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则( )A．小灯泡变亮B．小灯泡变暗C．原、副线圈两端电压的比值不变D．通过原、副线圈电流的比值不变4．一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U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中( )A．U2＞U1，U2降低B．U2＞U1，U2升高C．U2＜U1，U2降低D．U2＜U1，U2升高5．如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线输送给用户(电灯等用电器)，R表示输电线的电阻，则( )A．用电器增加时，变压器输出电压增大B．要提高用户的电压，滑动触头P应向上滑C．用电器增加时，输电线的热损耗减小D．用电器增加时，变压器的输入功率减小6．如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表．下列说法正确的是( )A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大7．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n1、n2，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 8．一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示．发电机到安置区的距离是400 m ，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5×10－4 Ω，安置区家用电器的总功率为44 kW ，当这些额定电压为220 V 的家用电器都正常工作时( )型号 AED6500S输出电压范围 220～300 V最大输出功率60 kWA.输电线路中的电流为20 AB ．发电机的实际输出电压为300 VC ．在输电线路上损失的电功率为8 kWD ．如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300 V9．(多选)交流发电机和理想变压器如图连接，灯泡的额定电压为U 0，灯泡与定值电阻的阻值均为R .当该发电机以转速n 匀速转动时，电压表示数为U ，灯泡恰能正常发光．设电表均为理想电表，图示位置时磁场恰与线圈平面垂直，则( )A ．变压器原副线圈匝数比为2U 0∶UB ．电流表的示数为2U 20RUC ．在图示位置时，发电机输出电压的瞬时值恰为零D ．从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式为e ＝U sin 2n πt10．(多选)A.n 2n 1＞n 3n 4B.n 2n 1＜n 3n 4C ．要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比n 1n 2，同时减小降压变压器的匝数比n 3n 4D ．要减小线路的损耗，应减小升压变压器的匝数比n 1n 2，同时增大降压变压器的匝数比n 3n 411．(多选)如图所示，甲图是一理想变压器，原、副线圈的匝数比为100∶1.若向原线圈输入图乙所示的正弦交变电流，图中R t 为热敏电阻(阻值随温度升高而变小)，R 1为可变电阻，电压表和电流表均为理想电表，下列说法中正确的是( )A ．在t ＝0.005 s 时，电压表的示数约为50.9 VB ．变压器原、副线圈中的电流之比为100∶1C ．R t 温度降低时，适当增大R 1可保持R t 两端的电压不变D ．R t 温度升高时，电压表的示数不变、电流表的示数变大12．(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈接有“220 V 440 W ”的热水器、“220 V 220W”的抽油烟机．如果副线圈电压按图乙所示规律变化，则下列说法正确的是( )A．副线圈两端电压的瞬时值为u＝2202sin 100πt(V)B．交流电压表的示数为1 100 2 VC．1 min内变压器输出的电能为3.96×104 JD．热水器的发热功率是抽油烟机发热功率的2倍13．图甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u－t图象如图乙所示．若只在ce间接一只R ce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只R de＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为P＝80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab的表达式；(2)求只在ce间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比n cen de.《变压器远距离输电》典型题1．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．解析：选D.断开S时，L1正常发光，当闭合S后，总电阻减小，回路中总电流增大，R两端电压变大，灯泡两端电压减小，两灯不能正常发光，A项错误．由P入＝P出＝U22R总，且R总减小，U2不变，则P入变大，B项错误．由I1I2＝n2n1可知，因线圈匝数比不变，则原、副线圈的电流比不变，C项错误．电阻R的功率P＝I2R，因I变大，R不变，则P变大，D项正确．3．解析：选B.变压器接在家庭电路上，可知U1＝220 V，因是降压变压器，则n1＞n2，当减少相同匝数时有n1－Δnn2－Δn＞n1n2.对理想变压器有U1U2＝n1n2，U1U2′＝n1－Δnn2－Δn，所以U2′减小，小灯泡变暗，A错误，B正确．对于理想变压器，电压之比为匝数之比，所以原、副线圈两端电压之比变大，C错误．理想变压器原、副线圈电流之比与匝数之比成反比，所以原、副线圈电流的比值变小，D错误．4．解析：选C.由图可知，cd间的线圈为整个线圈的一部分，故其匝数比作为原线圈的整个线圈的匝数少，根据变压器的电压与匝数的关系可知，U2＜U1，当触头由M点顺时针旋转到N点的过程中，cd间的线圈的匝数减少，所以输出电压降低，选项C 正确．5．解析：选 B.由于变压器原、副线圈的匝数不变，而且输入电压不变，因此增加负载不会影响输出电压，选项A 错误；根据变压器原理可知输出电压U 2＝n 2n 1U 1，当滑动触头P 向上滑时，n 2增大，所以输出电压增大，用户的电压增大，选项B 正确；由于用电器是并联的，因此用电器增加时总电阻变小，输出电压不变，总电流增大，故输电线的热损耗增大，选项C 错误；用电器增加时总电阻变小，总电流增大，输出功率增大，所以输入功率增大，选项D 错误．6．解析：选B.由题知，U 1不变，n 1n 2不变，故U 2不变．当P 向上滑动时，R 滑变大，R 总变大，R 两端电压即电压表示数变大，U R 1减小，I R 1减小，则P R 1减小，A 错误，B 正确．因为I R 1减小，n 1n 2不变．由I 1＝n 2n 1I R 1知I 1减小，C 错误．若闭合开关S ，则总电阻减小，由I R 1＝U 2R 总知I R 1增大，U R 1增大，U R 2减小，电流表A 2的示数减小，D 错误．7．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 2r n 22U 2m，故选项C 正确． 8．解析：选C.当这些额定电压为220 V 的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流为I ＝P U ＝200 A ，A 错误；导线电阻为R ＝2.5×10－4×400×2 Ω＝0.2 Ω，则发电机的实际输出电压为U 输＝U ＋IR ＝260 V ，B 错误；在输电线路上损失的电功率为P 损＝I 2R ＝8 kW ，C 正确；如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压的最大值是U m ＝2U 输＝368 V ，D 错误．9．(多选)解析：选BC.因灯泡正常发光，则其两端电压为额定电压U 0，又因灯泡与定值电阻的阻值相等，则定值电阻两端电压也为U 0，故副线圈两端电压为2U 0，因电压表测原线圈两端电压，则原线圈两端电压为U ，则U 1U 2＝n 1n 2可知，变压器原副线圈匝数比为n 1n 2＝U 2U 0，由I 1I 2＝n 2n 1，可知I 1I 2＝2U 0U ，又I 2＝U 0R ，所以电流表示数为I 1＝2U 20RU ，B 正确；图中线框正处于中性面位置，产生的电压瞬时值为零，所以C 正确；从图示位置开始计时，变压器的输入电压的瞬时值表达式为e ＝2U sin 2n πt ，所以D 错误．10．(多选)解析：选AD.根据变压器工作原理可知n 1n 2＝220 V U 2，n 3n 4＝U 3220 V ，由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，即U 2>U 3，所以n 2n 1>n 3n 4，A 正确，B 错误；要减小线路的损耗，应减小升压变压器的匝数比n 1n 2，使输电线上电流减小，由于用户获得的电压不变，所以应同时增大降压变压器的匝数比n 3n 4，D 正确． 11．(多选)解析：选CD.由图甲可知电压表显示的是变压器原线圈两端电压的有效值，再由图乙可知其示数为36 V ，则A 错．变压器原、副线圈中的电流之比为I 1I 2＝n 2n 1＝1100，则B 错．因副线圈两端电压U 2不变，且U R t ＋U R 1＝U 2，U R t U R 1＝R t R 1，则当R 1温度降低时，其阻值增大，为了使U R t 不变，应增大R 1，则C 正确．R t 温度升高时，其阻值下降，电压表示数不变，电流表示数变大，则D 正确．12．(多选)解析：选AC.由图乙可知，交变电流的峰值是220 2 V ，ω＝100π rad/s ，则副线圈两端电压的瞬时值表达式为u ＝2202sin 100πt (V)，故A 正确；电压与匝数成正比，有U 1＝n 1n 2U 2＝1 100 V ，则电压表示数为1 100 V ，故B 错误；输入功率等于输出功率，1 min 内变压器输出的电能为W ＝Pt ＝(220 W ＋440 W)×60 s ＝3.96×104 J ，故C 正确；热水器的发热功率为440 W ，而抽油烟机的发热功率小于220 W ，故D 错误．13．解析：(1)由题图乙知周期T ＝0.01 s ，u ab 最大值为U m ＝400 V ，所以角速度ω＝2πT ＝200π rad/s电压瞬时值u ab ＝400sin 200πt (V)(2)电压有效值U 1＝U m 2＝200 2 V 理想变压器输入功率P 1＝P原线圈中的电流I 1＝P 1U 1解得I 1＝25 A ≈0.28 A(3)设ab 间匝数为n 1，则U 1n 1＝U ce n ce 同理U 1n 1＝U de n de由题意知U 2ce R ce ＝U 2de R de ，。

变压器远距离输电选择题(1～8题为单项选择题，9～14题为多项选择题)1．如图1所示的交流电路中，理想变压器输入电压为u1＝U1m sin 100πt(V)，输入功率为P1，输出功率为P2，电压表读数为U2，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U1m∶U2C．当滑动变阻器R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R的滑动头向上移动时P1变大，且始终有P1＝P22．(2016·江西萍乡二模)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 ( )图2A．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3．如图3，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2和R3均为定值电阻，V1和V2为理想电压表，A1和A2为理想电流表。

开关S闭合时，V1和V2读数分别为U1和U2；A1和A2的读数分别为I1和I2。

若交流电源电压不变，现断开S，下列推断中正确的是( )图3A．U2可能变小、I2一定变小B．U2一定不变、I2一定变小C．I1一定变小、I2可能变大D．I1可能变大、I2可能变大4．某单位一小型交流发电机由匝数为50、面积为S＝0.5 m2的矩形闭合导线框组成，线框可绕垂直于匀强磁场的轴OO′以角速度ω＝200 rad/s匀速转动，磁场的磁感应强度大小为B＝210T，线框电阻不计。

发电机正常工作时，从线框经过中性面开始计时，产生的交流电经一理想变压器给一个小灯泡供电，如图4所示，发电机没有画出。

十一、变压器 远距离输电1．用理想变压器给负载电阻R 供电，变压器输入电压一定时，在下列四个办法中，可以使变压器输入功率增加的是( )A ．增加变压器原线圈匝数，而副线圈匝数及负载电阻R 保持不变B ．减小负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变C ．增加负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变D ．减少变压器副线圈匝数，而原线圈匝数和负载电阻保持不变2．有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q 调节，如图所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R 0和滑动变阻器R ，在原线圈上加一电压为U 的交流电，则( )A ．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变大B ．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变小C ．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变大D ．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变小3．输电导线的电阻为R ，输送电功率为P.现分别用U 1和U 2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为( )A ．U 1∶U 2B ．U 21∶U 22C ．U 22∶U 21 D ．U 2∶U 14. 发电机的路端电压为U ，经电阻为r 的输电线向远处的用户供电，发电机的输出功率为P ，则( )A ．输电线上的电流为P UB ．输电线上的功率损失为U2rC ．用户得到的功率为P －(P U )2rD ．用户得到的电压为PrU5．如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1＝800和n2＝200的两个线圈，上线圈两端与u ＝51sin 314t V 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是( )A ．2.0 V B. 9.0 V C ．12.7 V D ．144.0 V6．如图甲所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比n 1：n 2=6：1，副线圈两端接三条支路，每条支路上都接有一只灯泡，电路中L 为电感线圈、C 为电容器、R 为定值电阻。

变压器 远距离输电练习一、选择题1．将输入电压为220 V ，输出电压为6 V 的理想变压器改绕成输出电压为30 V 的理想变压器．已知原线圈匝数不变，副线圈原来是30匝，则副线圈新增匝数为( )A ．120匝B ．150匝C ．180匝D ．220匝2．用220 V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V ，通过负载的电流图像如图所示，则( )A ．变压器输入功率约为3.9 WB ．输出电压的最大值是110 VC ．变压器原、副线圈匝数比是1∶2D ．负载电流的函数表达式i ＝0.05sin ⎝⎛⎭⎪⎫100πt ＋π2 A3．远距离输电的原理图如图所示， 升压变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2, 电压分别为U 1、U 2，电流分别为 I 1、I 2，输电线上的电阻为R.变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是( )A.I 1I 2＝n 1n 2 B ．I 2＝U 2RC ．I 1U 1＝I 22RD ．I 1U 1＝I 2U 24．如图所示的变压器，接如图甲所示的交流电时，灯泡正常发光，电容器能正常工作，现将电源换成如图乙所示的交流电，则( )A．由于乙交变电流的周期短，因此灯泡比第一次亮B．由于乙的频率比甲的大，因此电容器有可能被击穿C．无论接甲电源，还是接乙电源，若滑动触头P向上移动，灯泡都变暗D．若将原线圈n1的匝数增加，灯泡消耗的功率将变大5．(多选)有4个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原、副线圈中，电源输出电压U恒定不变，如图所示．若将该线路与交流电源接通，且开关S接在位置1时，4个灯泡发光亮度相同；若将开关S接在位置2时，灯泡均未烧坏．则下列说法正确的是( )A．该变压器是降压变压器，原、副线圈匝数比为4∶1B．该变压器是降压变压器，原、副线圈匝数比为3∶1C．当接位置2时副线圈中的灯泡仍能发光，只是亮度变亮D．当接位置2时副线圈中的灯泡仍能发光，只是亮度变暗6．(多选)如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有一只电阻，阻值关系为R 2＝2R 1，原线圈接到交变电压上后，电阻R 1上的电压是电阻R 2上的电压的3倍，下面说法正确的是( )A ．变压器原、副线圈匝数比为1∶6B ．变压器原、副线圈匝数比为6∶1C ．R 2上的电压等于电源电压U 的19D ．R 2上的电压等于电源电压U 的6197．如图所示，一个匝数为N ＝100匝的线圈以固定转速50 r/s 在匀强磁场中旋转，其产生的交流电通过一匝数比为n 1∶n 2＝10∶1的理想变压器给阻值R ＝20 Ω的电阻供电．已知电压表的示数为20 V ，从图示位置开始计时，下列说法正确的是( )A ．t ＝0时刻流过线圈的电流最大B ．原线圈中电流的有效值为10 AC ．穿过线圈平面的最大磁通量为250π WbD ．理想变压器的输入功率为10 W8．(多选)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低．我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术．假设从A 处采用550 kV 的超高压向B 处输电，输电线上损耗的电功率为ΔP ，到达B 处时电压下降了ΔU.在保持A 处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1 100 kV 特高压输电，输电线上损耗的电功率变为ΔP ′，到达B 处时电压下降了ΔU ′.不考虑其他因素的影响，则( )A ．ΔP ′＝14ΔPB ．ΔP ′＝12ΔPC ．ΔU ′＝14ΔUD ．ΔU ′＝12ΔU9．(多选)如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a 和b.当输入电压U 为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是( )A ．原、副线圈匝数比为9∶1B ．原、副线圈匝数比为1∶9C ．此时a 和b 的电功率之比为9∶1D ．此时a 和b 的电功率之比为1∶910．(多选)如图所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U 1不变，闭合开关S ，下列说法正确的是( )A ．P 向下滑动时，灯L 变亮B ．P 向下滑动时，变压器的输出电压不变C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大11．如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1.变压器原线圈通过一理想电流表A接U＝2202sin 100πt(V)的正弦交流电，副线圈接有三个规格相同的灯泡和两个二极管，已知两二极管的正向电阻均为零，反向电阻均为无穷大，不考虑温度对灯泡电阻的影响．用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为U ab和U cd，下列分析正确的是( )A．U ab＝220 V，U cd＝55 VB．流经L1的电流是流经电流表的电流的2倍C．若其中一个二极管被短路，电流表的示数将不变D．若通电1小时，L1消耗的电能等于L2、L3消耗的电能之和12. (多选)在图(a)所示的交流电路中，电源电压的有效值为220 V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2＝10 Ω，R3＝20 Ω，各电表均为理想电表．已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示．下列说法正确的是( )A．所用交流电的频率为50 HzB．电压表的示数为100 VC．电流表的示数为1.0 AD．变压器传输的电功率为15.0 W13．图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝22∶3，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示．灯泡L的电阻恒为15 Ω，额定电压为24 V．定值电阻R1＝10 Ω、R2＝5 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω.为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为( )A．1 Ω B．5 ΩC．6 Ω D．8 Ω二、非选择题14．某发电厂引进秸秆焚烧发电机设备，该发电机输出功率为40 kW，输出电压为400 V，用变压比(原、副线圈匝数比)为n1∶n2＝1∶5的变压器升压后向某小区供电，输电线的总电阻为r＝5 Ω，电能到达该小区后再用变压器降为220 V.(1)画出输电过程的电路示意图；(2)求输电线上损失的电功率；(3)求降压变压器的变压比n3∶n4.15.从发电站输出的功率为220 kW，输电线的总电阻为0.1 Ω，用220 V和22 kV两种电压输电．两种情况下输电线上由电阻造成的电能的损耗之比是多少？16.1897年，举世闻名的“尼亚加拉”水电站在美丽的尼亚加拉瀑布建成，现已使用100多年．当时世界各地都在使用费用高昂的直流电(因为使用直流电时必须每隔一公里建设一套发电机组)，而“尼亚加拉”水电站采用了特斯拉发明的交流电供、输电技术，用高压电实现了远距离供电．若其中某一发电机组设计为：发电机最大输出功率为P ＝100 kW ，输出电压为U 1＝250 V ，用户需要的电压为U 2＝220 V ，输电线电阻为R ＝10 Ω，输电线中因生热而损失的功率为输送功率的4%.(1)画出此输电线路的示意图；(2)求在输电线路中设置的升压变压器的原、副线圈匝数比； (3)求降压变压器的最大输出电流I 3.(结果保留整数) 答案：1． A 2． A 3． D 4． C 5． BC 6． AD 7．C 8． AD 9． AD 10． BD 11． D 12. AD 13． A 14． (1)输电过程，电路示意图如图所示．(2)因为U 1U 2＝n 1n 2输电电压U 2＝n 2n 1U 1＝2 000 V因为P 输＝U 2I 2 解得输电电流I 2＝20 A输电线上损失的功率P 损＝I 22r ＝(20 A)2×5 Ω＝2 000 W(3)输电线上损失的电压 U 损＝I 2r ＝20 A ×5 Ω＝100 V 降压变压器的输入电压U 3＝U 2－U 损＝2 000 V －100 V ＝1 900 V 降压变压器的变压比 n 3n 4＝U 3U 4＝1 900 V 220 V ＝951115. 由题意知输电线上的电流I ＝P U ，则输电线的P 损＝I 2r ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2r设220 V 和22 kV 两种电压输电下损失的功率分别为P 1、P 2 则W 1W 2＝P 1t P 2t ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫U 2U 12＝104∶1 16. (1)输电线路示意图如图所示．(2)输电过程中损失的功率：P 损＝ηP 通过R 的电流：I 2＝P 损R发电机的输出电流：I 1＝PU 1升压变压器的原、副线圈匝数比 n 1n 2＝I 2I 1＝ηP R ·U 1P ＝120(3)用户得到的最大功率：P用＝P(1－η)，降压变压器的最大输出电流I 3＝P 用U 2＝P （1－η）U 2＝436 A。

高三理想变压器 电能的输送 题组(子题)1．理想变压器原线圈两端输入的交变电压如图甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为11 ：2，如图乙所示定值电阻R 0＝10Ω，滑动变阻器R 的阻值变化范围为0～20Ω，下列说法中正确的是( )甲 乙第1题图A ．变压器输出电压的频率为100HzB ．电压表的示数为56.5VC ．当滑动的变阻器阻值减小时，变压器输入功率变大D ．当滑动的变阻器阻值调为零时，变压器输出功率为16W2．如图甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4∶1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中R t 为NTC 型热敏电阻，R 1为定值电阻，下列说法正确的是( )甲乙 第2题图A ．交流电压u 的表达式u ＝362sin100πt (V)B ．变压器原、副线圈中的电流之比为1∶4C ．变压器输入、输出功率之比为1∶4D ．R t 处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大 3．如图所示，理想变压器的输入电压保持不变，副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L 1和L 2，输电线的等效电阻为R ，开始时，电键S 断开，当S 闭合时，下列说法正确的是( ) A ．电压表示数变大 B ．灯泡L 1更亮 C ．电流表示数增大D ．变压器的输出功率减小4．图甲中的变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数之比为10 1.变压器的原线圈接如图乙所示的正弦交流电，电压表为理想电表接在副线圈两端．则()乙 第4题图A ．原线圈上电压的有效值为100VB ．原线圈上电压的有效值约为1002VC ．电压表的读数为5.0VD ．电压表的读数约为7.07V5．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压为200V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原副线圈匝数分别为n 1、n 2，输入、输出电压分别U 1、U 2，输入功率为P ；降压变压器原副线圈匝数分别为n 3、n 4，输入、输出电压分别为U 3、U 4，输入功率为P ′(变压器均为理想变压器)，若额定电压为220V 的用电器正常工作，则( )第5题图A ．U 2＝U 3B ．P ＝P ′ C.n 2n 1＞n 3n 4 D.n 2n 1＜n 3n 46．如图所示，一只理想变压器原线圈与频率为50Hz 的正弦交流电源相连，两个阻值均为20Ω的电阻串联后接在副线圈的两端．图中的电流表，电压表均为理想交流电表，原副线圈的匝数分别为200匝和100匝，电压表的示数为5V.则( )第6题图A ．电流表的读数为0.5AB ．流过电阻的交流电的频率为100HzC ．变压器的输入电压的最大值为202VD ．变压器的输入功率为2.5W7．如图甲所示理想变压器原、副线圈的匝数比为55：9，副线圈接有一定值电阻R 和热敏电阻R r (电阻随温度升高而减小)，原线圈所接电源电压按图乙所示规律变化，则下列说法正确的是( )甲 乙第7题图A ．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u ＝2202sin100πt(V)B ．电压表示数为362VC ．热敏电阻R r 周围环境温度升高，电流表的示数减小D ．热敏电阻R r 周围环境温度升高，变压器的输入功率增大8．某小型水电站的电能输送示意图如图，发电机的输出电压为200V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原副线圈匝数分别为n 1、n 2，降压变压器原副线圈匝数分别为n 3、n 4，(变压器均为理想变压器)，若额定电压为220V 的用电器正常工作，则()第8题图A.n 1n 2＝n 4n 3B ．通过升压变压器原、副线圈电流的频率不同C ．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率D ．若n 2增大，则输电线上损失的电压减小9．如图是一个理想变压器的示意图，S 为单刀双掷开关，P 是滑动变阻器的滑动触头，R 0是定值电阻，保持交变电压U 1不变．则( )A ．若P 不动，S 由a 到b 处，电流表示数减小B ．若P 不动，S 由a 到b 处，电压表示数增大C ．若S 置于b 处，将P 上滑，电流表示数增大D ．若S 置于b 处，将P 上滑，电压表示数增大10．如图所示，降压变压器的变压系数是3，即初级线圈匝数与次级线圈的匝数之比是3∶1.初级线圈的输入电压是660 V ，次级线圈的电阻为0.2Ω，这台变压器给100盏220 V 、60W 的电灯供电．求：(1)空载时次级线圈的电压和输出功率； (2)接通电路后次级线圈的电压；(3)每盏灯的实际功率．11．某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为100 kW ，输出电压为500V ，输电导线的总电阻为10Ω，导线上损耗的电功率为4kW ，该村的用电电压是220V.第11题图(1)设计了如图所示的输电电路．求升压、降压变压器的原副线圈的匝数比；（2）如果该村某工厂用电功率为60kW ，则该村还可以装“220V 40W ”的电灯______盏．。

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.。

远距离输电专题训练1．如图所示为远距离输电示意图，线路总电阻为r，发电厂输出电压不变，三个回路的电流依次为I1、I2(I3)、I4，两变压器均为理想变压器，左侧变压器输入电压为U1，输出电压为U2；下侧变压器输入电压为U3，输出电压为U 4，以下选项正确的是（ACD）多选A．若用户消耗的功率增大，I2随之增大B．若用户消耗的功率增大，U4随之增大C．U2＝U3+I2rD．U1I1＝I22r+U4I42．如图所示为远距离输电的电路图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，已知U1和输电线的电阻r均保持不变．闭合开关S后，下列说法正确的是（CD）多选A．升压变压器的输出电压增大B．降压变压器的输出电流减小C．输电线上损耗的功率增大D．U4交流电的频率等于U1的频率3．如图为远距离输电示意图，n1、n2和，n3、n4分别是升、降压变压器的原、副线圈，已知发电机的输出电压一定。

用电高峰时，某同学发现当他家的大功率电器开启后，家中的自炽灯变暗。

下列说法正确的是（B）A．该同学家开启大功率电器后，输电线上损失的功率减小B．若减小降压变压器原线圈n3的匝数，可能会使白炽灯正常发光C．若减小降压变压器副线圈n4的匝数，可能会使自炽灯正常发光D．若减小升压变压器副线圈n2的匝数，可能会使白炽灯正常发光4．如图所示为某山区小型电站输电示意图，发电厂发出U1＝220sin100πt （V）的交流电通过变压器升压后进行高压输电，接近用户时再通过降压变压器降压给用户供电，图中高压输电线部分总电阻为r，负载端的电压表是理想交流电表，下列有关描述正确的是（BC）多选A．若开关S1、S2都断开，则电压表示数为零B．负载端所接收到交流电的频率为50HzC．深夜开灯时灯特别亮是因为高压输电线上电压损失减小的缘故D．用电高峰期灯泡较暗，可通过减少降压变压器副线圈n4的匝数来提高其亮度5.甲、乙两地原来用500kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000kV特高压输电，不考虑其他因素的影响．则下列说法正确的是（ACD）多选A．输电电流变为原来的1/2B．输电线上损失的电压将变为原来的2倍C．输电线上损失的电功率将变为原来的1/4D．输电线上损失的电压将变为原来的1/26.远距离输电时，输送电功率为P，输电电压为U，所用导线的电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为L，输电线的损失功率为△P，用户得到电功率为P′，则下列说法正确的是（BD）多选7.如图所示为远距离交流输电的简化电路图。

第2讲变压器远距离输电◎基础巩固练1．远距离输电时，在输送电功率不变的条件下( )A．只有增大导线的电阻，才能减小电流，提高输电效率B．提高输电电压，能减小电流，提高输电效率C．提高输电电压势必增大输电导线上的能量损耗D．提高输电电压势必增大输电导线上的电流答案： B2.如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2，副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W，原线圈电路中接有电压表和电流表。

现闭合开关，灯泡正常发光，若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则( ) A．U＝110 V，I＝0.2 AB．U＝110 V，I＝0.06 AC．U＝110 2 V，I＝0.2 AD．U＝110 2 V，I＝0.2 2 A答案： A3．(多选)如图所示，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。

理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝2202sin 100πt(V)，则( )A．电压表的示数为22 2 VB．在天逐渐变黑的过程中，电流表的示数变小C．在天逐渐变黑的过程中，电流表的示数变大D．在天逐渐变黑的过程中，理想变压器的输入功率变小解析：原线圈中的输入电压为220 V，由原、副线圈的匝数比可得，副线圈中电压表的示数为22 V；在天逐渐变黑的过程中，光敏电阻的阻值变大，由于电压不变，所以电流表的示数变小，则原线圈中电流表的示数变小，输入功率也变小。

综上分析可知，选项B 、D 正确。

答案： BD4．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为55∶3，原线圈a 、b 间输入交流电瞬时值的表达式为u ＝2202sin (100πt ) V ，副线圈两端接有两只标有“24 W”字样的灯泡，当开关S 1和S 2都闭合时，两灯泡均正常发光，下列说法中正确的是( )A ．两只灯泡能承受的最高电压为12 VB ．断开开关S 1，副线圈两端的电压将变大C ．断开开关S 1，变压器原线圈的输入功率将变小D ．该变压器原、副线圈的输入、输出功率之比为55∶3解析： 由理想变压器的工作原理知原、副线圈的电压与匝数成正比U 1U 2＝n 1n 2，解得副线圈输出电压的有效值为U 2＝12 V ，故灯泡能承受的最高电压应为12 2 V ，A 错误；无论是断开开关S 1还是断开开关S 2，副线圈的电压均不变，B 错误；断开开关S 1，小灯泡L 2仍能正常发光，L 2消耗的功率不变，则理想变压器的输出功率减小，由于理想变压器的输出功率等于输入功率，因此输入功率也减小，C 正确，D 错误。

高二物理远距离输电试题答案及解析1.远距离输送一定功率的交流电，若输送电压升高为原来的倍，关于输电线上的功率损失和电压损失，正确的是A．输电线上的电功率损失是原来的倍B．输电线上的电功率损失是原来的倍C．输电线上的电压损失是原来的倍D．输电线上的电压损失是原来的倍【答案】BC【解析】设输送的电功率一定为P，输送电压为U，输电线上功率损失为△P，电压损失为△P，电流为I，输电线总电阻为R．由P=UI知，则得，由题P、R一定，则得，所以输电线上的电功率损失是原来的倍，电压损失是原来的倍，故BC正确，AD错误．【考点】远距离输电2.发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R，通过输电导线的电流为I，输电线末端的电压为U2，下面选项表示输电导线上损耗的功率是( )A．B．C．I2R D．I(U1－U2)【答案】BCD【解析】输电线上损失的电压为，输电导线损失的电功率为，根据欧姆定律得，因此有，或，故BCD正确，A错误．【考点】本题考查了在远距离输电中功率损失问题，同时考查了输电过程各物理量间的关系．3.图为远距离输电的电路原理图，下列判断正确的是A．U1>U2B．U2=U3C．I4< I2D．I1> I2【答案】Ｄ【解析】在远距离输电的电路原理图，左边为升压变压器，右边是降压变压器，由于输电线路中导线电阻的存在，因此有U1<U2>U3>U4，所以AB选项错误；由变压器原理：，所以I1>I 2，I4> I2，C错D对。

【考点】变压器远距离输电4.某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。

已知输电线的总电阻为，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4:1，降压变压器副线圈两端交变电压的瞬时值表达式为V，降压变压器的副线圈与阻值Ω的电阻组成闭合电路。

若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是（）A．通过电阻的电流的有效值是20AB．如果用户电阻阻值增大，其它条件不变，则输电线路电阻中的电流值减小C．升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压D．升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率【答案】BD【解析】根据交流电的最大值与有效值之间的关系，降压变压器的副线圈有效值为，所以输出电流为，所以A错。

高中物理选修2变压器专项训练一、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a 所示的电路中，理想变压器的副线圈接有10个并联的规格相同的灯泡，原线圈接有一个规格也相同的灯泡，每个灯泡的额定电压均为4V ，额定电流均为0.1A 。

11个灯泡均正常发光，所接正弦交流电源的电压随时间变化的关系图象如图b 所示，则（ ）A ．交流电源的有效值约为62VB ．理想变压器输出电压的频率为25HzC ．交流电源的输出功率为4.4WD ．理想变压器原、副线圈的匝数比为15∶13．由半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小，经常用于火警报警装置。

如图甲所示是一火警报警器的电路示意图，理想变压器原线圈接入图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻T R 及报警器P （有内阻）组成闭合电路，流过报警器P 的电流超过c I 时就会发出警报声。

则以下判断正确的是（ ）A ．变压器原线圈两端交变电压2202(V)π=u tB ．当R T 所在处出现火情时，变压器输入功率增大C ．当R T 所在处出现火情时，电压表示数增大D．在0.01st=时，电流表示数为04．互感器又称仪用变压器，是电流互感器和电压互感器的统称。

它能将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于测量或保护系统。

如图所示，1T、2T是监测交流高压输电参数的互感器，a、b是交流电压表或交流电流表，若高压输电线间电压为220kV，1T的原、副线圈匝数比为1:100，交流电压表的示数为100V，交流电流表的示数为1A，则（）A．a是交流电压表，b是交流电流表B．2T的原、副线圈匝数比为100:1C．高压线路输送的电流为1AD．高压线路输送的电功率为4⨯2.210kw5．华为出品一款超级快速无线充电器CP62R，可提供最大50W的无线充电功率，如图甲所示。

高二物理远距离输电试题答案及解析1.某发电站采用高压输电向外输送电能。

若输送的总功率为P，输电电压为U，输电线的总电阻为。

则下列说法不正确的是A．输电线上的电流B．输电线上的电流C．输电线电阻上的功率损失D．输电线电阻上的电压损失【答案】A【解析】由于输送的总功率为P，输电电压为U，故输电线上的电流为，A错误，B正确；输电线电阻上的功率损失，故C正确；输电线电阻上的电压损失，故D也正确；该题选A。

【考点】高压输电。

2.输电线的电阻为r，输送的电功率为P，用电压U 送电，则用户得到的功率为A． P B．C．D．【答案】B【解析】输电线上的电流为,输电线上的功率损失，用户得到的功率为，选项B正确。

【考点】远距离输电的功率损失问题。

3.有条河流，流量为Q＝2 m3/s，落差h＝5 m，现在用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240 V，输电线总电阻R＝30 Ω，允许损失功率为发电机输出功率的6%，为满足用电的要求，使用户获得220 V电压，则该输电线路所使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220 V、100 W”的电灯正常发光？【答案】6∶125235∶11470盏【解析】由题意可画出如下远距离输电示意图：电源两端的输出功率P总＝＝ρQghη＝5×104W输电线上的功率损失为P损＝P总×6%＝I2RI＝＝10 A U1＝240 VU2＝P总/I＝5×103V故升压变压器n1∶n2＝U1∶U2＝6∶125；U损＝IR＝300 VU3＝U2－U损＝4 700 VU4＝220 V故降压变压器n3∶n4＝U3∶U4＝235∶11；理想变压器没有能量损失，故可正常发光的电灯数量＝470盏【考点】考查了电能的输送点评：提高输电电压，从而降低电线电流，导致电线损失功率减小，用户得到功率越多．解决本题的关键知道原副线圈的匝数比等于原副线圈的电压比，以及掌握输电线上损失的功率公式．4.某发电厂原来用电压为U的交流电输电，后改用变压比为1∶50的升压器将电压升高后输电，1输送的电功率保持不变．若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是A．由公式可知，提高电压后输电线上的电流降为原来的B．由公式可知，提高电压后输电线上的电流增为原来的50倍C．由公式可知，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的D．由公式可知，提高电压后输电线上的功率损耗增大为原来的2 500倍【答案】AC【解析】根据公式可得输送电压变为原来的50倍，而输送功率不变，所以可得提高电压后输电线上的电流降为原来的，A正确，如果使用公式计算电流变化，则公式中的U表示的是输电线上损耗的电压，而不是输送电压，B错误，电流变为原来的，而输电线电阻不变，所以根据公式可得提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的，C正确，如果使用公式计算输电线上功率的损耗，则公式中U表示的是输电线上损耗的电压，而不是输送电压，D错误故选AC【考点】考查了远距离输电点评：关键是对公式中的各个字母表示的含义正确理解5.发电机的路端电压为U，经电阻为R的输电线向远方用户供电，发电机的输出功率为P，则( )A．输电线上的电流为B．输电线上的功率损失为C．用户得到的功率为D．用户得到的电压为【答案】AC【解析】根据公式可得输送电流为：,所以A正确输电线上损耗的功率为: ，B错误，所以用户得到的功率为，C正确，输电线上损耗的电压为：所以用户得到的电压为:，D错误，故选AC【考点】考查了远距离输电点评：本题涉及的物理量比较多，关键是对公式中各个物理量所代表的物理含义正确理解6.某个小水电站发电机的输出功率为100kw，发电机的电压为250V。

高中物理－变压器练习题含答案一、单选题1．如图甲所示为一台小型发电机构造示意图。

磁极N、S间的磁场看成匀强磁场，磁感应强度大小为1(T)10π，线圈共10匝，矩形线圈的面积为S。

该发电机产生的感应电动势图象如图乙所示，该交流电通过自耦变压器对一定值电阻R供电，不计发电机内阻，则下列说法正确的是（）A．矩形线圈面积为212mB．电阻中电流方向每秒钟改变100次C．线圈从0=t开始后转过180︒的过程中，电压表的读数先增大后减小D．当变压器滑片P向上滑动时、电阻R消耗的功率减小2．远距离输电的示意图如图所示，交流发电机的输出电压1U、输电线的电阻r以及理想变压器的匝数均不变，用户所用的电器可等效为一滑动变阻器R。

当R变小时，下列说法正确的是（）A．降压变压器的输出电压变大B．通过用户的电流变小C．输电线上损失的电压变大D．输电线上的电流变小3．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，b是原线圈的中心轴头，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u1=220sin100πt（V），则（）A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22VB．当1s600t=时，c、d间的电压瞬时值为110VC．单刀双掷开关与a连接，滑动触头P向上移动，电压表和电流表的示数均变小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4．如图所示，理想变压器的原线圈接在u=2202sin100πt V的交流电源上，副线圈接有R=11Ω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．电压表的读数约为156VB．电流表的读数为20.0AC．原线圈的输入功率为1100WD．副线圈输出交流电的周期为0.01s5．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R=10Ω，其余电阻均不计。

高中物理-变压器 远距离输电练习【母题原题】16．图示电路中，变压器为理想变压器，a 、b 接在电压有效值不变的交流电源两端，R 0为定值电阻，R 为滑动变阻器。

现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置，观察到电流表A 1的示数增大了0.2A ，电流表A 2的示数增大了0.8A 。

则下列说法正确的是： （ ）A ．电压表V 1示数增大B ．电压表V 2、V 3示数均增大C ．该变压器起升压作用D ．变阻器滑片是沿c d →的方向滑动【母题原题】15. 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sin m u U t ω=的交流电源，若输送电功率为P ，输电线的总电阻为2r ，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为： （ ）212.()4m U n A n r 221B.()4m U n n r 2212C.4()()m n P r n U 2221D.4()()mn P r n U【命题意图】 考查变压器的工作原理、欧姆定律、闭合电路欧姆定律和电功率等知识，意在考查考生的理解能力和综合分析能力。

【考试方向】 对理想变压器的动态分析的考查：一是负载不变，通过匝数变化求解原副线圈的各参量；二是匝数不变，负载变化，讨论各量的变化。

【得分要点】 1、 电压器的几个常用关系： （1）电压关系：2121n n U U =或者t n U n U ∆∆Φ==2211或者t n U n U n U ∆∆Φ====Λ332211（多个副线圈时），即原副线圈两端电压之比等于线圈的匝数之比。

（2）电流关系：根据P 入=P 出可求出，1221n n I I =或者n 1I 1=n 2I 2或者n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+n 4I 4+n 5I 5+…（有多个副线圈时）。

（3）功率关系：P 入＝P 出，即I 1U 1＝I 2U 2（一个副线圈）或者I 1U 1＝I 2U 2+I 3U 3+I 4U 4+…（多个副线圈）。

2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—远距离输电(附答案解析)1．(2023·辽宁沈阳市第二中学模拟)在如图所示的某地远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，如果发电厂的输出功率增大为原来的2倍，输电线上损耗的功率将增大为原来的( )A ．1倍B ．2倍C ．4倍D ．8倍2．(多选)某发电厂原来用11 kV 的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到550 kV 后再输电。

若输电的电功率都是P ，输电线路的电阻均为R ，则下列说法中正确的是( )A ．根据公式P 损＝I 2R ，为减小输电功率损失，可以减小输电电流B ．根据公式P 损＝U 2R，为减小输电功率损失，可以降低输电电压 C ．根据公式I ＝U R，提高电压后输电线上的电流增大为原来的50倍 D ．根据公式I ＝P U ，提高电压后输电线上的电流减小为原来的1503．(2023·浙江6月选考·7)我国1 100 kV 特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。

下列说法正确的是( )A ．送电端先升压再整流B ．用户端先降压再变交流C ．1 100 kV 是指交流电的最大值D ．输电功率由送电端电压决定4．(2023·江苏徐州市一模)随着经济发展，在寒冬来临时，用电需求增加，当火力发电供应紧张时，通过远距离调度方式，会及时将其他地区的风力发电、太阳能发电并入电网保障电力供应。

如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，两个变压器均为理想变压器。

当用户用电器增加(假设所有用电器均可视为纯电阻)，下列说法正确的是()A．降压变压器的输出电流I4减小B．输电线上损失的功率减小C．升压变压器的输出电压U2增大D．发电厂输出的总功率增大5．(2024·广东河源市联考)如图所示为远距离交流输电的原理示意图，其中各个物理量已经在图中标出，下列说法正确的是()A．变压器线圈的匝数关系为n1>n2，n3<n4B．升压变压器可以提高输电电压，从而提高输电功率C．输电电路中的电流关系为I1>I线>I4D．发电机的输出功率不变时，输电电压越高，输电线上损失的功率越小6．(多选)(2023·福建福州市三模)如图甲所示为可24小时连续发电的敦煌105千瓦熔盐塔式光热电站，太阳能光热发电被认为是具备成为基础负荷电源潜力的新兴能源应用技术，敦煌100兆瓦熔盐塔式光热电站借助良好的电网基础优势，将新能源不断输送至全国各地。