高中物理一轮复习课时跟踪检测(三十六)变压器电能的输送含答案

【与名师对话】（新课标）2016高考物理一轮复习课时跟踪训练36变压器、电能的输送一、选择题1．(2014·四川卷)如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则( )A．用户用电器上交流电的频率是100 HzB．发电机输出交流电的电压有效值是500 VC．输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小解析：整个远距离输电过程中，交流电的频率不变，由图乙可知，交流电的频率为50 Hz，A错误．发电机输出交流电的电压最大值为500 V，B错误．输电线的电流由用户端电流和降压变压器原、副线圈的匝数比共同决定，C错误．当用户用电器的总电阻增大时，用户电流减小，输电线电流减小，输电线损失的功率减小，D正确．答案：D2.(2014·安徽师大摸底)一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图所示，副线圈仅接入一个10 Ω的电阻，则( )A．流过电阻的最大电流是20 AB．与电阻并联的电压表的示数是141 VC．变压器的输入功率是2.2×103 WD．在交变电流变化的—个周期内，电阻产生的焦耳热是20 J解析：由变压器变压公式，副线圈输出电压U＝100 V，输出电流I＝10 A，由欧姆定律可得流过电阻的最大电流是I m＝2I＝10 2 A，选项A错误；由变压器变压公式，知与电阻并联的电压表的示数是100 V，选项B错误；变压器输出功率P＝UI＝100×10 W＝1000 W，则变压器的输入功率是1000 W，选项C错误；在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是Q＝I2RT＝102×10×0.02 J＝20 J，选项D正确．答案：D3.普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为I ab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为I cd，为了使电流表能正常工作，则( )A．ab接MN、cd接PQ，I ab<I cdB．ab接MN、cd接PQ，I ab>I cdC．ab接PQ、cd接MN，I ab<I cdD．ab接PQ、cd接MN，I ab>I cd解析：为使电流表正常工作，电流表应接在电流较小一侧，由I 1I 2＝n 2n 1可知，匝数较多的cd 端应接PQ ，匝数少的ab 端接MN ，这样I ab >I cd ，选项B 正确．答案：B4．(2014·四川自贡一诊)如图所示，M 是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n 1∶n 2＝10∶1，接线柱a 、b 接一正弦交变电源，电压u ＝311sin 100πt V ．变压器右侧部分为一火警系统原理图．其中R 2为用半导体热敏材料制成的传感器(电阻随温度升高而减小)，R 1为一定值电阻．下列说法正确的是( )A ．当R 2所在处出现火情时，电阻R 1的功率变小B ．当R 2所在处出现火情时，电压表V 2的示数变大C ．当R 2所在处出现火情时，电流表A 的示数变小D ．电压表V 1示数为22 V解析：根据题意，输入电压的有效值U 1＝220 V ，再根据电压比公式可知，副线圈的输出电压为U 2＝22 V ，因为输入电压决定输出电压，所以当R 2所在处出现火情时，副线圈电压不变，仍是22 V ，即电压表V 1示数仍是22 V ，选项D 正确；当R 2所在处出现火情时，R 2阻值随温度升高而减小，副线圈电路的总电阻减小，输出电流I 2增大，电阻R 1的功率P ＝I 22R 1变大，R 2两端的电压U 2＝U 1－I 2R 1变小，即电压表V 2的示数变小，输入电流I 1＝n 2n 1I 2＝0.1I 2变大，所以电流表A 的示数变大，选项A 、B 、C 错误．答案：D5．(多选)(2014·怀化市高三模拟)如图是一个小型电风扇电路简图，其中理想变压器的原、副线圈的匝数比为n ∶1，原线圈接电压为U 的交流电源，输出端接有一只电阻为R 的灯泡L 和风扇电动机D ，电动机线圈电阻为r .接通电源后，电风扇正常运转，测出通过风扇电动机的电流为I ，则下列说法正确的是( )A ．风扇电动机D 两端的电压为IrB ．理想变压器的输入功率为UI nC ．风扇电动机D 输出的机械功率为UIn －I 2rD ．若电风扇由于机械故障被卡住，则通过原线圈的电流为U R ＋r n 2Rr解析：风扇正常运转，为非纯电阻电路，风扇电动机的两端电压U ′>Ir ，选项A 错．根据原副线圈匝数比等于电压比可得UU 2＝n ，副线圈电压U 2＝U n，副线圈电流I 2＝I ＋I L ，根据电流与匝数成反比，可得原线圈电流I 1＝I 2n ，理想变压器输入功率等于UI 1＝UI 2n，选项B 错．风扇电动机D 输出的机械功率为总功率减去热功率即U 2I －I 2r ＝UIn －I 2r ，选项C 对．若电风扇由于机械故障被卡住，则风扇变为纯电阻，此时副线圈电流I 2＝U 2R ＋U 2r ＝U r ＋R nrR，原线圈电流I 1＝I 2n ＝U r ＋R n 2rR，选项D 对． 答案：CD6．(多选)(2014·宁波市十校高三联考)图甲是小型交流发电机的示意图，两极M 、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表，V为理想交流电压表．内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是( )A．电压表的示数为10 VB．0.01 s时发电机线圈平面与磁场方向平行C．若P的位置向上移动、R的大小不变时，电流表读数将减小D．若P的位置不变、R的大小不变，而把发电机线圈的转速增大一倍，则变压器的输入功率将增大到原来的4倍解析：由图乙知交流电电压峰值为10 2 V，电压表显示的为有效值10 V，A正确；0.01 s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与磁场方向平行，故B正确；若P的位置向上移动，匝数比减小，副线圈电压增大，R的大小不变时，电流表读数将增大，故C错误；若P的位置不变、R的大小不变，而把发电机线圈的转速增大一倍，电压增大为原来的2倍，则变压器的输入功率将增大到原来的4倍，故D正确．答案：ABD7．(多选)(2014·浙江省金华十校高考模拟)如图所示，电阻不计的正方形导线框abcd 处于匀强磁场中．线框绕中心轴OO′匀速转动时，产生的电动势e＝2002cos(100πt)V.线框的输出端与理想变压器原线圈相连，副线圈连接着一只“20 V、8 W”的灯泡，且灯泡能正常发光，电路中熔断器熔断电流为0.4 2 A，熔断器与输电导线的电阻忽略不计．下列判断正确的是( )A ．t ＝0 s 时刻的线框中磁通量变化率为最大B ．理想变压器原、副线圈匝数之比为10∶1C ．若副线圈两端并联多只“20 V、8 W”的灯泡，则最多不能超过10只D ．若线框转速减半，产生的电动势e ＝1002cos(100πt )V解析：由题意知线圈产生的电动势e ＝2002cos(100πt )V ，故t ＝0 s 时刻电动势最大，线框中磁通量的变化率最大，所以A 正确；变压器原线圈的电压U 1＝200 V ，又灯泡能正常发光，副线圈的电压U 2＝20 V ，根据变压规律n 1n 2＝U 1U 2＝101，所以B 正确；灯泡的电流I ＝P U 2＝0.4 A ，因为熔断器熔断电流为0.4 2 A ，故原线圈的电流有效值最大为0.4 2 A ，根据变流规律可知副线圈的电流最大为4 2 A 大于10I ，所以副线圈并联的灯泡能超过10只，故C 错误；若线框转速减半，即角速度减半产生的电动势e ＝1002cos(50πt )V ，故D 错误．答案：AB8．(多选)(2014·新课标全国卷Ⅱ)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Ⓐ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＝n1∶n2B．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 cd越大D．将二极管短路，电流表的读数加倍解析：由于二极管的单向导电性，U ab∶U cd≠n1∶n2，A错误．增大负载电阻的阻值R，副线圈中的电流减小，则原线圈中的电流也减小，即电流表的读数变小，B正确．c、d间的电压由原线圈中的电压和变压器的匝数比决定，与电阻R无关，C错误．将二极管短路，副线圈中的电流加倍，则原线圈中的电流也加倍，D正确．答案：BD9．(多选)(2014·扬州中学高三阶段测试)如图所示，理想变压器，原副线圈的匝数比为n.原线圈接正弦交流电压U，输出端A、A1、A2、A3为理想的交流电流表，R为三个完全相同的电阻，L为电感，C为电容，当输入端接通电源后，电流表A读数为I.下列判断正确的是( )A．副线圈两端的电压为nUB ．通过副线圈的最大电流2IC ．电流表A 1的读数I 1大于电流表A 2的读数I 2D ．电流表A 3的读数I 3＝0解析：根据U 1U 2＝n 1n 2，得U 1U 2＝n ，故A 错误；根据题意得，电流表A 读数为I ，副线圈的电流有效值为I ，所以通过副线圈的最大电流为2I ，故B 正确；电感线圈会对交流电有阻碍作用，即I 1＞I 2，故C 正确；电容器通交流阻直流，故有电流通过电流表A 3，即I 3≠0，故D 错误．答案：BC10．(2014·邯郸市高三模拟)图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n 1与副线圈匝数n 2之比为10∶1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，电阻R 1＝R 2＝R 3＝20 Ω和电容器C 连接成如图甲所示的电路．其中，电容器击穿电压为8 V ，各电表均为理想交流电表，开关S 处于断开状态，则( )A ．电压表的读数为10 V B ．电流表的读数约为0.05 AC ．电阻R 2上消耗的功率为2.5 WD ．若闭合开关S ，电容器会被击穿解析：由乙图知，原线圈电压的有效值为U 1＝100 2 V ，根据变压规律得U 2＝10 2 V ，开关S 处于断开状态，负载为R 1、R 2串联，电压表测量R 2的电压，又R 1＝R 2，可得电压表读数为5 2 V ，所以A 错误；副线圈电流I 2＝U 2R 1＋R 2＝24A ，所以B 错误；电阻R 2上消耗的功率P 2＝I 22R 2＝2.5 W ，故C 正确；若闭合开关S ，电容器等于13U 2＝1032 V 小于8 V ，故电容器不会被击穿，所以D 错误．答案：C二、非选择题11．理想变压器原线圈中输入电压U 1＝3300 V ，副线圈两端电压U 2为220 V ，输出端连有完全相同的两个灯泡L 1和L 2，绕过铁芯的导线所接的电压表的示数U ＝2 V ．求：(1)原线圈n 1等于多少匝？(2)当开关S 断开时，电流表A 2的示数I 2＝5 A ．则电流表A 1的示数I 1为多少？(3)当开关S 闭合时，电流表A 1的示数I 1′等于多少？解析：(1)由电压与变压器匝数的关系可得：U 1/n 1＝U 2/n 2＝U ，则n 1＝1650匝．(2)当开关S 断开时，有：U 1I 1＝U 2I 2，I 1＝U 2I 2U 1＝13A. (3)当开关S 断开时，有：R L ＝U 2/I 2＝44 Ω.当开关S 闭合时，设副线圈总电阻为R ′，有R ′＝R L /2＝22 Ω，副线圈中的总电流为I 2′，则I 2′＝U 2/R ′＝10 A ．由U 1I 1′＝U 2I 2′可知，I 1′＝U 2I 2′U 1＝23A. 答案：(1)1650匝 (2)13 A (3)23A 12．三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发的关键工程，是中国规模最大的水利工程．枢纽控制流域面积为1.0×106 km 2，占长江流域面积的56%，坝址处年平均流量为Q ＝4.51×1011m 3.水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面．在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26台，总装机容量(指26台发电机组同时工作的总发电功率)为P ＝1.82×107 kW ，年平均发电量约为W ＝8.40×1010 kW·h.该工程已全部竣工，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的供电紧张局面．阅读上述资料，解答下列问题(水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3，g 取10 m/s 2)：(1)若三峡电站上、下游水位差按h ＝100 m 计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率η的公式，并计算出效率η的数值．(2)若26台发电机组全部建成并发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均年发电时间t 为多少天？(3)将该电站的电能输送到华中地区，送电功率为P 1＝4.5×105 kW ，采用超高压输电，输电电压为U ＝500 kV ，而发电机输出的电压约为U 0＝18 kV.若输电线上损耗的功率为输电功率的5%，求发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比和输电线路的总电阻．解析：(1)一年里水流做功(即减少的势能)W ′＝Qρgh .水流的势能转化为电能的效率η＝W W ′＝W Qρgh ， 将数据代入上式得η≈67%.(2)设每台发电机组平均年发电n 天，则W ＝Pt ，即P ×n ×24＝W .所以n ＝W 24P ＝8.40×10101.82×107×24天≈192.3天． (3)升压变压器原、副线圈的匝数比n 1n 2＝U 0U ＝18500＝9250，输电线上的电流I ＝P 1U＝900 A. 损失功率P 损＝5%P 1＝I 2r ，所以r ≈27.8 Ω.答案：(1)η＝W Qρgh67% (2)192.3天 (3)925027.8 Ω。

变压器 电能的输送1．(多选)如图所示为试验室里的一个变压器，只有一个原线圈和一个副线圈，一试验小组为搞清晰哪一端为变压器的高压端，下列推断正确的是( )A ．用欧姆表测量变压器线圈的直流电阻，电阻大的一侧为高压端B ．用欧姆表测量变压器线圈的直流电阻，电阻小的一侧为高压端C ．视察变压器线圈的线径，线径粗的一端为高压端D ．视察变压器线圈的线径，线径细的一端为高压端解析：选AD 由于只有一个原线圈和一个副线圈，依据变压器的工作原理，匝数比等于电压比，匝数比等于电流的反比，高压端线圈的匝数多，电流小，电阻大，所以电阻大的一端为高压端，故选项A 正确，B 错误；高压端的电流小，导线的电阻大，绕制的导线的线径就越细，故选项C 错误，D 正确。

2.一含有志向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 的正弦式沟通电源上，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∶1B ．4∶1C ．1∶2D ．1∶4 解析：选C 由电功率公式P ＝I 2R ，当R 和r 的功率恰好相等时，有I 12·r ＝I 22·4r ，所以I 2＝12I 1，并且已知I 1I 2＝n 2n 1，则n 1n 2＝12，故A 、B 、D 错误，C 正确。

3.志向变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈接入一电压为u ＝U 0sin ωt 的沟通电源，副线圈接一个R ＝27.5 Ω的负载电阻。

若U 0＝220 2V ，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 2 VB ．副线圈中输出沟通电的周期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：选C 由瞬时值的表达式可知，原线圈的电压最大值为220 2 V ，所以原线圈的电压的有效值为 22022V ＝220 V ，在依据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压的有效值为55V ，即为电压表的读数为55 V ，副线圈中的电流为5527.5 A ＝2 A ，依据电流与匝数成反比可得，原线圈的电流大小为0.5 A ，故A 错误，C 正确；变压器不会变更电流的周期，电流的周期为T ＝2πω＝2π100π s ＝150s ，故B 错误；变压器的输入功率和输出功率相等，副线圈的功率为P ＝55227.5W ＝110 W ，所以原线圈中的输入功率也为110 W ，故D 错误。

变压器 电能的输送(建议用时40分钟)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【解析】选A 。

由理想变压器的电压与匝数关系U 1U 2 ＝n 1n 2可知，起初原、副线圈匝数分别是1 100匝和30匝，把输出电压等于30 V 代入公式U 1U 2′ ＝n 1n 2′可得n 2′＝150匝， 所以需要新增150匝－30匝＝120匝，选项A 正确。

2.如图所示，理想变压器原线圈的两端a 、b 接正弦交流电源时，电压表V 的示数为220 V ，电流表A 1的示数为0.20 A 。

已知负载电阻R ＝44 Ω，则下列判断正确的是(电表均为理想交流电表)( )A ．原线圈和副线圈的匝数比为2∶1B ．原线圈和副线圈的匝数比为5∶1C ．电流表A 2的示数为0.1 AD ．电流表A 2的示数为0.4 A【解析】选B 。

理想变压器的输入功率等于输出功率，则U 1I 1＝I 22 R ，解得I 2＝U 1I 1R＝220×0.2044 A ＝1.0 A ，所以原线圈和副线圈的匝数比n 1n 2 ＝I 2I 1 ＝1.00.20 ＝51 ，B 正确，A 、C 、D 错误。

3．(创新题)电加热器是指利用电能达到加热效果的电器。

采用智能控制模式，控温精度高，可与计算机联网。

如图为智能加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器。

原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，通过人工智能设备调节触头P ，使输出电压有效值由220 V 降至110 V ，调节前后( )A.副线圈中的电流比为1∶2 B ．副线圈输出功率比为2∶1 C ．副线圈的接入匝数比为2∶1 D ．原线圈输入功率比为1∶2【解析】选C 。

在输入电压U 1和原线圈匝数n 1不变的情况下，使输出电压U 2有效值由220 V 降至110 V ，由U 2U 1 ＝n 2n 1知，副线圈接入匝数应该减为原来的一半，故副线圈的接入匝数之比为2∶1，故C 正确；副线圈电压减半，电阻不变，电流也随之减半，所以电流之比为2∶1，故A 错误；由P ＝UI 知，输出功率之比为4∶1，故B 错误；原线圈输入功率等于副线圈输出功率，所以原线圈输入功率之比为4∶1，故D 错误。

课时跟踪检测（三十六） 变压器 电能的输送对点训练：理想变压器1．[多选](2018·苏州八校联考)如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为2∶1，原线圈两端的交变电压随时间变化规律如图乙所示，灯泡L 的额定功率为22 W 。

闭合开关后，灯泡恰能正常发光。

则( )A ．原线圈输入电压的瞬时值表达式为u ＝2202sin 100πt VB ．灯泡的额定电压为110 VC ．副线圈输出交流电的频率为100 HzD ．电压表读数为220 V ，电流表读数为0.2 A解析：选AB 由题图可知：周期T ＝0.02 s ，角速度ω＝2πT ＝100π rad/s ，则原线圈输入电压的瞬时值表达式：u ＝2202sin 100πt V ，故A 正确；原线圈电压的有效值：U 1＝22022V ＝220 V ，根据理想变压器电压与匝数成正比，得副线圈两端的电压：U 2＝U 1n 2n 1＝110 V ，故B 正确；周期T ＝0.02 s ，频率为：f ＝1T ＝50 Hz ，变压器不改变交流电的频率，所以副线圈输出交流电的频率为50 Hz ，故C 错误；原线圈电压有效值为220 V ，电压表的读数为220 V ，副线圈电流：I 2＝P 2U 2＝0.2 A ，根据电流与匝数成反比得：I ＝I 22＝0.1 A ，故D 错误。

2．[多选]如图所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动，线圈的电阻不计，线圈共N 匝，理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2，定值电阻R 1＝R 2＝R ，当线圈的转动角速度为ω时，电压表的示数为U ，则( )A ．电流表的示数为2U RB ．从线圈转动到图示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式为e ＝52U cos ωtC ．线圈在转动过程中通过线圈磁通量的最大值为52U 2NωD ．当线圈的转动角速度为2ω时，电压表的示数为2U解析：选ACD 流过副线圈的电流I m ＝U R ，根据I 1I 2＝n 2n 1可知，流过电流表的电流I 1＝2U R ，故A 正确；变压器中原线圈的电压为U 1，根据U 1U 2＝n 1n 2可知电压U 1＝U 2，电阻R 1分得的电压U R ＝I 1R ＝2U ，故线圈产生的感应电动势的有效值为U 有＝U 1＋U R ＝5U 2，最大值E m ＝2U 有＝52U 2，故从线圈转动到图示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式为e ＝522U cos ωt ，故B 错误；根据E m ＝NBSω可知BS ＝E m Nω＝52U 2Nω，故C 正确；根据E m ＝NBSω可知，转动角速度加倍，产生的感应电动势加倍，故电压表的示数加倍，故D 正确。

开卷速查规范特训课时作业实效精练开卷速查(三十五) 变压器电能的输送A组基础巩固1．(多选题)如图35－1所示，在闭合铁芯上绕着两个线圈M和P，线圈P与电流表构成闭合回路．若在t1至t2这段时间内，观察到通过电流表的电流方向自上向下(即由c经电流表至d)，则可以判断出线圈M两端的电势差u ab随时间t的变化情况可能是图35－2中的( )图35－1A B C D图35－2解析：对A图u ab不变，A表中无电流，对B图u ab均匀增大，由安培定则知，M中有向上增强的磁场，P中有向下增加的磁通量，又由楞次定律和安培定则知，A表中电流方向由d经电流表至c，故A、B错，同理分析得C、D正确．答案：CD2．(多选题)图35－3为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是( )图35－3A ．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B ．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C ．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好解析：依据输电原理，电路中的功率损耗ΔP ＝I 2R 线，而R 线＝ρl S ，增大输电线的横截面积，输电线的电阻减小，则能够减小输电线上的功率损耗，A 正确；由P ＝UI 来看，在输送功率一定的情况下，输送电压U 越大，输电电流越小，则功率损耗越小，B 正确；若输电电压一定，输送功率越大，则电流I 越大，电路中损耗的电功率越大，C 错误；在输电过程中，输电电压越高，对于安全和技术的要求越高，因此并不是输电电压越高越好，D 正确．答案：ABD3．(多选题)[2018·山东卷]图35－4甲是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为图35－4乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，V 为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是( )甲 乙图35－4A ．电压表的示数等于5 VB ．电压表的示数等于52 VC ．实现点火的条件是n 2n 1＞1 000D ．实现点火的条件是n 2n 1＜1 000解析：电压表示数为电压有效值，由题图乙可得U ＝U m 2＝52V ，选项A 错误，B 正确；副线圈电压峰值为5000 V 时，n 2n 1＝U m2U m1＝1 000，由于引发电火花的条件是副线圈电压峰值大于5 000 V ，故n 2n 1＞1 000，选项C 正确，D 错误．答案：BC图35－54．(多选题)如图35－5所示，当导线MN沿无电阻的导轨做切割磁感线的运动时，电容器C被充电，上极板电势高，MN的电阻为R，其他电阻不计，由此可推知导体MN的运动情况是( )A．向右匀速B．向右加速C．向右减速D．向左加速解析：当MN向右匀速运动时，产生恒定电流，穿过左边线圈的磁通量不变，不会产生感应电动势，电容器C不会被充电．若MN向右减速，产生变弱的电流，由右手定则知，电流方向为M→N，由安培定则知，在右边线圈中有向下方向的磁场，在左边线圈中有向上的磁通量且减弱，由楞次定律知，在左边线圈中产生感应电动势，使C上极板带正电，所以C项正确，同理B项错，D项对．答案：CD5．如图35－6所示为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯泡相同，且都是“220 V40 W”．当灯泡所消耗的功率都调至20 W时，哪种台灯消耗的功率最小( )A BC D图35－6解析：台灯的消耗功率是指包含灯泡和其他辅助器件的总功率．由A、B、C、D四选项分析可知：C选项中理想变压器功率损耗为零，电源输出的总功率(台灯消耗功率)只有灯泡的功率20 W，而其他选项中，不论滑动变阻器是分压接法还是限流接法，滑动变阻器上总有功率损耗，台灯的消耗功率都大于20 W．故C选项正确．答案：C图35－76．[2018·四川自贡一诊]如图35－7所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1∶n2＝10∶1，接线柱a、b接一正弦交变电源，电压u＝311sin100πt V．变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器(电阻随温度升高而减小)，R1为一定值电阻．下列说法正确的是( ) A．当R2所在处出现火警时，电阻R1的功率变小B．当R2所在处出现火警时，电压表V2的示数变大C．当R2所在处出现火警时，电流表A的示数变小D．电压表V1示数为22 V解析：当R2所在处出现火警时，阻值减小，变压器输出电流增大，输出功率增大，电阻R1两端电压增大，电阻R1的功率变大，电压表V2的示数变小，选项A、B错误；由输入功率等于输出功率可知，当R2所在处出现火警时，电流表A的示数变大，选项C错误；由变压器变压公式，变压器输出电压为22 V，电压表V1示数为22 V，选项D正确．答案：DB组能力提升7．(多选题)如图35－8所示，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接．c、d两个端点接在匝数比n1∶n2＝10∶1的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0.匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为l(电阻不计)，绕与ab 平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO′以角速度ω匀速转动．如果滑动变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则( )图35－8A ．滑动变阻器上消耗的功率为P ＝100I 2R B ．变压器原线圈两端的电压U 1＝10IRC ．取ab 在环的最低端时t ＝0，则导体棒ab 中感应电流的表达式是i ＝2Isin ωtD ．ab 沿环转动过程中受到的最大安培力F ＝2BIl解析：由于电流表示数为有效值，由I I 2＝n 2n 1可知I 2＝10I ，故P ＝100I 2R ，选项A 正确；变压器原线圈两端电压为U 1＝n 1n 2×10IR＝100IR ，选项B 错误；从最低点开始计时，则导体棒中感应电流的瞬时值的表达式为i ＝2Icosωt ，选项C 错误；导体棒中电流最大值为2I ，所以F ＝2BIl ，选项D 正确．答案：AD8．[2018·湖南高三联考]如图35－9所示，水平铜盘半径为r ，置于磁感应强度为B ，方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度ω做匀速圆周运动，铜盘的边缘及中心处分别通过滑动变阻器R 1与理想变压器的原线圈相连，该理想变压器原、副线圈的匝数比为n ∶1，变压器的副线圈与电阻为R 2的负载相连，则( )图35－9A ．变压器原线圈两端的电压为Br 2ω2B ．若R 1不变时，通过负载R 2的电流强度为零C ．若R 1不变时，变压器的副线圈磁通量为零D ．若R 1变化时，通过负载R 2的电流强度为通过R 1电流的1n解析：水平铜盘做匀速圆周运动，半径切割磁感线产生恒定的感应电动势相当于电源．当R 1不变时变压器原线圈所加的是恒定电压，副线圈中的磁通量一定，磁通量的变化量为零，故其输出电压为零，分析可知A 、C 错，B 对；当R 1变化时，原线圈所加的不是交流电压，其原、副线圈的电流关系不确定，故D 错．答案：B9．理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1＝10匝和n 2＝100匝，副线圈接有1 000 Ω的电阻，原线圈与电阻不计的导线构成闭合回路，其中圆形区域的面积为S ＝0.4πm 2.在该圆形区域内有如图35－10所示的按正弦规律变化的磁场垂直穿过，则内阻不计的电流表的示数为(提示：B ＝B 0sin ωt ，则ΔBΔt＝B 0ωcos ωt)( )图35－10A ．14.1 AB ．0.14 AC ．1.41 AD ．2.00 A解析：U 1＝ΔB Δt ·S＝B 0ωcos ωt·0.4π，由图象中读出B 0和ω，代入得U 1＝20cos ωt V ，副线圈中U 2的有效值为100 2 V ，I 2＝U 2R ＝0.1· 2 A ．根据I 1I 2＝n 2n 1得I 1＝ 2 A.答案：C图35－1110．(多选题)[2018·江苏常州模拟]如图35－11所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是10∶1，原线圈输入交变电压u ＝1002sin50πt(V)，在副线圈中串接有理想电流表和定值电阻R ，电容器并联在电阻R 两端，电阻阻值R ＝10 Ω，关于电路分析，下列说法中正确的是( )A ．电流表示数是1 AB ．电流表示数是 2 AC ．电阻R 消耗的电功率为10 WD ．电容器的耐压值至少是10 2 V解析：由变压公式，副线圈输出电压为10 V ，由于交变电流可以通过并联在电阻R 两端的电容器，所以不能应用欧姆定律计算电流表示数，选项A 、B 错误；电阻R 消耗的电功率为P ＝100/10 W ＝10 W ，选项C 正确；副线圈输出电压最大值为10 2 V ，电容器的耐压值至少是10 2 V ，选项D 正确．答案：CD11．发电机的端电压为220 V ，输出功率为44 kW ，输电导线的电阻为0.2 Ω，如果用原、副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户．(1)画出全过程的线路示意图； (2)求用户得到的电压和功率；(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压． 解析：(1)线路图如图35－12所示．图35－12(2)升压变压器副线圈的输出电压为 U 2＝n 2n 1U 1＝101×220 V＝2 200 V.升压变压器副线圈输出电流为I 2＝n 1n 2I 1，升压变压器原线圈输入电流由P ＝I 1U 1， 得I 1＝P U 1＝44×103220A ＝200 A ，所以I 2＝n 1n 2I 1＝20 A.输电线路上的电压损失和功率损失分别为 U R ＝I 2R ＝20×0.2 V＝4 V ，P R ＝I 22R ＝202×0.2 W＝80 W ＝0.08 kW.加到降压变压器的原线圈上的输入电流和电压为 I 3＝I 2＝20 A ，U 3＝U 2－U R ＝2 200 V －4 V ＝2 196 V. 降压变压器副线圈的输出电压和电流分别为 U 4＝n 4U 3n 3＝110×2 196 V＝219.6 V ， I 4＝n 3n 4I 3＝10×20 A＝200 A ，用户得到的功率P 4＝U 4I 4＝43.92 kW. (3)若不采用高压输电，线路损失电压为 U R ′＝I 1R ＝200×0.2 V＝40 V. 用户得到的电压U′＝U 1－U R ′＝220 V －40 V ＝180 V.用户得到的功率为P′＝I 1U′＝200×180 W＝36 kW. 答案：(1)如图35－11所示 (2)219.6 V 43.92 kW (3)36 kW 180 V12．三峡水利电力枢纽工程是长江流域治理开发的一项重大举措，又是全世界已建、在建的最大规模的水利枢纽工程．枢纽控制流域面积1.0×106km 2，占长江流域面积的56%，坝址处年平均流量为Q ＝4.51×1011m 3.水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面．在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26台，总装机容量(指26台发电机组同时工作时的总发电功率)为P ＝1.82×107kW ，年平均发电量约为W ＝8.40×1010kW·h.该工程已于2009年全部竣工，成为“西电东送”的中部通道，主要向华中、华东电供电，以缓解这两个地区的用电紧张局面．阅读上述材料，解答以下问题(水的密度ρ＝1.0×103kg/m 3，g 取10 m/s 2)：(1)如果三峡电站上、下游水位差按H ＝100 m 计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率η的表达式，并计算效率η的数值；(2)若26台发电机组全部建成并发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均年发电时间为多少天？ (3)将该电站的电能输送到华中地区，输电功率为P 1＝4.5×106kW ，采用超高压输电，输电电压为U ＝500 kV ，而发电机输出的电压为U 0＝18 kV ，要使输电线上损耗的功率为输电总功率的5%，求发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比和输电线路的总电阻．解析：(1)电站将水流的势能转化为电能的效率η的表达式：η＝E 电E 重力＝W 年发电M 年gH ＝W ρQgH代入数据，得η＝8.40×1010×103×3 6001.0×103×4.51×1011×10×100×100%≈67.1 %. (2)根据公式P ＝Wt得t ＝W P ＝8.40×10101.82×107×24天≈192.3天． (3)升压变压器的变压比n 1n 2＝U 0U ＝18500＝9250输电线中的电流I ＝P 1U ＝4.5×106500A ＝9.0×103A输电线上损耗的电功率P 损＝50%P 1＝I 2R 线 输电线路的总电阻R 线＝0.05 P 1I2＝0.05×4.5×106×10332Ω＝2.78 Ω. 答案：(1)η＝WρQgH67.1% (2)192.3天 (3)9∶250 2.78 ΩC 组 难点突破13．如图35－13所示，T 为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab 和cd 的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S 闭合时( )图35－13A ．交流电压表V 1和V 2的示数一定都变小B ．交流电压表只有V 2的示数变小C．交流电流表A1、A2和A3的示数一定都变大D．只有A1的示数变大解析：闭合S时，输出电路电阻减小，副线圈中电流增大，V1示数不变，A2示数变大，则A1示数也变大，由于V1示数不变，A2示数变大，则V2示数变小，A3示数变小．答案：B。

学习资料理想变压器电能的输送1.(多选)(理想变压器原、副线圈关系的应用)如图为日常生活中常见的点火装置原理图,先将1.5 V直流电压通过转换器转换为正弦交变电压u=6sin ωt（V），然后将其加在理想变压器的原线圈n1上，当副线圈n2两端电压达到12 kV以上时放电针之间空气被击穿,从而引发电火花点燃气体。

下列说法正确的是()A.原线圈两端所接交流电压表的读数为3√2 VB.副线圈中交流电压与原线圈中交流电压频率不相等C.要实现点火则副线圈与原线圈的匝数比至少大于√2×103D.要实现点火则副线圈与原线圈的匝数比至少大于2 0002.(理想变压器的动态分析）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，原线圈两端所加电压如图乙所示,与副线圈相连的两个灯泡完全相同,闭合开关S后，下列说法正确的是（）A.电流表示数减小B。

电压表示数为110√2 VC。

变压器的输入功率增大D.灯泡上的交变电流每秒钟方向改变50次3.（多选）（理想变压器的动态分析）（2020广东惠州高三一模)某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2倍，则()A.R消耗的功率变为2PB。

电压表V的读数变为2UC.电流表A的读数变为2ID.通过R的交变电流频率不变4.(多选)(远距离输电、互感器)如图所示为某小型发电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率恒定为48 kW。

在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为1∶20，电流表的示数为1 A，输电线的总电阻为10 Ω,下列说法正确的是(）A。

用户端的功率为44 kWB.升压变压器的输出电压U2=2 400 VC。

降压变压器的输入电压U3=2 000 VD.如果用户电压为220 V,则降压变压器的原副线圈匝数比为10∶15。

变压器 电能的输送建议用时：45分钟1．(2019·黄冈中学模拟)下列关于交变电流、变压器和远距离输电的说法中不正确的是( )A ．理想变压器的输出电压由输入电压和原、副线圈匝数比决定B ．交变电流的最大值是有效值的2倍C ．降低输电损耗有两个途径：减小输电线的电阻和提高输电电压D ．如果把升压变压器的原线圈串联在电路中，副线圈的两端接在普通的交流电流表上，可以制成电流互感器B [理想变压器的输出电压由输入电压和原副线圈匝数比决定，选项A 正确；正弦交变电流的最大值是有效值的2倍，选项B 错误；降低输电损耗有两个途径：减小输电线的电阻和提高输电电压，选项C 正确；如果把升压变压器的原线圈串联在电路中，副线圈的两端接在普通的交流电流表上，可以制成电流互感器，选项D 正确。

]2．(2021·江苏省新高考适应性考试)小明分别按图1和图2电路探究远距离输电的输电损耗，将长导线卷成相同的两卷A 、B 来模拟输电线路，忽略导线的自感作用。

其中T 1为理想升压变压器，T 2为理想降压变压器，两次实验中使用的灯泡相同，灯泡的电压相等两次实验中( )图1图2A ．都接直流电源B ．A 两端的电压相等C ．A 损耗的功率相等D ．图1中A 的电流较大D [由于变压器只能改变交变电流，因此图2中不可能接直流电源，A 错误；T 2是降压变压器，根据n 3n 4＝I 4I 3>1，由于流过两个灯的电流相等，可知图2中流过A 的电流较小，加在图2中A 两端的电压较低，图2中A 消耗的功率较小，B 、C 错误，D 正确。

]3．(2019·苏锡常镇二模)如图所示，理想变压器原线圈接有正弦式交流电，R 为滑动变阻器，C 为平行板电容器，A 为交流电流表。

下列措施能使A 示数增大的是( )A ．仅减小交流电的频率B ．仅将滑片P 向上移动C ．仅减小C 两板间距离D ．仅增大原线圈的匝数C [减小交流电的频率，电容器的容抗增大，通过电容器的电流减小，故A 错误；电容器两端的电压是副线圈两端的电压，将滑片P 向上移动，对电容器两端的电压没有影响，故B 错误；减小C 两板间距离，由平行板电容器的电容C ＝εr S 4k πd可知电容增大，电容器的容抗减小，通过电容器的电流增大，所以通过A 示数增大，故C 正确；由理想变压器的电压与匝数的关系式U 2＝n 2n 1U 1可知，增大原线圈的匝数n 1，副线圈的电压U 2减小，通过电容器的电流减小，通过A 示数减小，故D 错误。

第2讲 变压器 电能的输送[A 级－基础练]1．用220 V 的正弦沟通电通过志向变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V ，通过负载的电流图象如图所示，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 A 解析：A [由题图可知通过负载的电流最大值为I m ＝0.05 A ，周期T ＝0.02 s ，故电流的函数表达式i ＝I m sin 2πTt ＝0.05sin 100πt (A)，D 错误；志向变压器匝数比等于电压比，即 n 1∶n 2＝U 1∶U 2＝2∶1，C 错误；输出电压U 2＝110 V ，其最大值U 2m ＝2U 2＝110 2 V ，B 错误；志向变压器输入功率等于输出功率，即输入功率P ＝I 2U 2＝0.052×110 W≈3.9 W，A正确．]2．一般的沟通电流表不能干脆接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab 一侧线圈的匝数较少，工作时电流为I ab ，cd 一侧线圈的匝数较多，工作时电流为I cd ，为了使电流表能正常工作，则( )A ．ab 接MN 、cd 接PQ ，I ab <I cdB ．ab 接MN 、cd 接PQ ，I ab >I cdC ．ab 接PQ 、cd 接MN ，I ab <I cdD ．ab 接PQ 、cd 接MN ，I ab >I cd解析：B [依据志向变压器的原理，线圈电流与匝数成反比，ab 接MN ，通过的电流较大，电流表接在cd 两端，通过的电流较小，B 正确．]3．(2024·江西南昌一模)如图所示，甲图中变压器为志向变压器，其原线圈接在u ＝122sin 100πt (V)的沟通电源上，副线圈与阻值R 1＝2 Ω的电阻接成闭合电路，电流表为志向电流表．乙图中阻值R 2＝32 Ω的电阻干脆接到u ＝122sin 100πt (V)的沟通电源上，结果电阻R 1与R 2消耗的电功率相等，则( )A ．通过电阻R 1的交变电流的频率为0.02 HzB ．电阻R 1消耗的电功率为9 WC ．电流表的示数为6 AD ．变压器原、副线圈匝数比为4∶1解析：D [由u ＝122sin 100πt (V)可知：ω＝100π＝2πf ，解得f ＝50 Hz ，A 错误；因为R 1、R 2消耗的功率相等，设R 1两端的电压为U 1，U 21R 1＝U 2R 2，解得U 1＝3 V ，由志向变压器电压与匝数成正比得变压器原、副线圈匝数比为4∶1，D 正确；R 1上的电流I 1＝U 1R 1＝1.5 A ，电阻R 1消耗的电功率P ＝U 21R 1＝4.5 W ，B 、C 错误．]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U 1的交变电流时，c 、d 间的输出电压为U 2，在将滑动触头从M 点顺时针转到N 点的过程中( )A ．U 2>U 1，U 2降低B ．U 2>U 1，U 2升高C ．U 2<U 1，U 2降低D ．U 2<U 1，U 2升高解析：C [由题图可知，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，依据变压器的电压与匝数的关系可知，U 2<U 1，当触头由M 点顺时针旋转到N 点的过程中，cd 间线圈的匝数削减，所以输出电压降低，选项C 正确．]5．如图所示，电路中变压器原线圈匝数n 1＝1 000匝，两个副线圈匝数分别为n 2＝500匝、n 3＝200匝，分别接一个R ＝55 Ω的电阻，在原线圈上接入U 1＝220 V 的沟通电源．则两副线圈输出电功率之比P 2P 3和原线圈中的电流I 1分别是( )A.P2P3＝52，I1＝2.8 AB.P2P3＝25，I1＝2.8 AC.P2P3＝254，I1＝1.16 AD.P2P3＝425，I1＝1.16 A解析：C [对两个副线圈有U1U2＝n1n2，U1U3＝n1n3，所以U2＝110 V，U3＝44 V，又P＝U2R，所以P2 P3＝U22U23＝254；由欧姆定律得I2＝U2R＝2 A，I3＝U3R＝0.8 A，对有两个副线圈的变压器有：n1I1＝n2I2＋n3I3，得I1＝1.16 A，C正确．]6．如图所示的变压器，接如图甲所示的沟通电时，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沟通电，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解析：C [灯泡的亮度与周期无关，取决于有效值，故A错误；电容器的击穿电压取决于电压的最大值，与频率无关，故B错误；无论接哪个电源，输入电压相同，滑片向上移动时，接入电阻增大，则灯泡均变暗，故C正确；若将副线圈n1的匝数增加，则输出电压将减小，故灯泡消耗的功率将变小，故D错误．]7．(2024·湖北武汉部分重点中学联考)(多选)如图甲所示，志向变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，L 1、L 2、L 3为三只规格均为“9 V 6 W”的相同灯泡，各电表均为志向沟通电表，输入端接入如图乙所示的交变电压，则以下说法中正确的是( )A ．电流表的示数为2 AB ．电压表的示数为27 2 VC ．副线圈两端接入耐压值为8 V 的电容器能正常工作D ．变压器副线圈中交变电流的频率为50 Hz解析：AD [由输入端交变电压u －t 图象知，输入电压的有效值为2722 V ＝27 V ，由原、副线圈匝数之比为3∶1，可得原、副线圈的电压之比为3∶1，电流之比为1∶3，设灯泡两端电压为U ，所以U ＝9 V ，副线圈两端电压的有效值为9 V ，三只灯泡均能正常发光，电流表的读数I ＝3×69 A ＝2 A ，A 正确；电压表的示数为有效值27 V ，B 错误；副线圈两端电压的最大值为9 2 V ，C 错误；变压器副线圈两端交变电流的频率为50 Hz ，D 正确．][B 级－实力练]8．(2024·天津卷)教学用发电机能够产生正弦式交变电流．利用该发电机(内阻可忽视)通过志向变压器向定值电阻R 供电，电路如图所示，志向沟通电流表A 、志向沟通电压表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12PB ．电压表V 的读数变为12UC ．电流表A 的读数变为2ID ．通过R 的交变电流频率不变解析：B [依据ω＝2πn 可知转速变为原来的12，则角速度变为原来的12，依据E m ＝nBSω可知电动机产生的最大电动势为原来的12，依据U ＝E m2可知发电机的输出电压有效值变为原来的12，即原线圈的输出电压变为原来的12，依据n 1n 2＝U 1U 2可知副线圈的输入电压变为原来的12，即电压表示数变为原来的12，依据P ＝U 2R 可知R 消耗的电功率变为14P ，A 错误，B 正确；副线圈中的电流为I 2＝12U R ，即变为原来的12，依据n 1n 2＝I 2I 1可知原线圈中的电流也变为原来的12，C 错误；转速减小为原来的12，则频率变为原来的12，D 错误．]9．(多选)如图为远距离输送沟通电的系统示意图，变压器均为志向变压器．随着用户负载增多，发电机F 达到额定功率时，降压变压器输出功率仍旧不足，用户的用电器不能正常工作．那么，在发电机以额定功率工作的状况下，为了适当提高用户的用电功率，可实行的措施是( )A ．适当减小输电线的电阻rB ．适当提高n 4n 3C ．适当提高n 2n 1的同时，降低n 4n 3D ．适当降低n 2n 1的同时，提高n 4n 3解析：AC [当发电机输出功率肯定时，为运用户得到更大的功率，需减小输电线上的功率损失，依据ΔP ＝I 2r ，可以减小输电线的电阻r ，A 对；也可以通过提高输电电压，减小输送电流，即提高n 2n 1，这样使线圈n 3两端电压变大，为运用户的用电器正常工作须要适当降低n 4n 3，C 对．]10．如图是原、副线圈都有中心抽头(匝数一半处)的志向变压器，原线圈通过单刀双掷开关S 1与电流表连接，副线圈通过另一单刀双掷开关S 2与定值电阻R 0相连接，通过S 1、S 2可以变更原、副线圈的匝数．现在原线圈加一电压有效值为U 的正弦沟通电，当S 1接a ，S 2接c 时，电流表的示数为I ，下列说法正确的是( )A ．当S 1接a ，S 2接d 时，电流为2IB ．当S 1接a ，S 2接d 时，电流为I2C ．当S 1接b ，S 2接c 时，电流为4ID ．当S 1接b ，S 2接d 时，电流为I2解析：C [设S 1、S 2分别接a 、c 时，原、副线圈匝数比为n 1∶n 2，则输出电压U 2＝n 2n 1U ，功率P ＝UI ＝U 22R 0；在S 1、S 2分别接a 、d 时，输出电压U 2′＝n 2U 2n 1，功率P ′＝UI ′＝U 2′2R 0，联立得I ′＝14I ，A 、B 项均错，同理可知，C 项对，D 项错误．]11．(多选)如图所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持志向变压器的输入电压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解析：BD [P 向上或向下滑动时，由变压器的电压特点U 1U 2＝n 1n 2可知，U 2不变，灯L 的亮度也不变，A 项错误，B 项正确；P 向上滑动时，滑动变阻器的阻值减小，副线圈电路总电阻减小，由P ＝U 2R可知，变压器的输出功率P 2变大，又志向变压器的输入功率等于输出功率，则输入功率P 1也变大，由P 1＝U 1I 1及U 1不变可知，变压器的输入电流变大，C 项错误，D 项正确．]12．(2024·湖南师大附中等四校联考)如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图；图中变压器均可视为志向变压器，图中电表均为志向沟通电表；设发电厂输出的电压肯定，两条输电线总电阻用R 0表示，变阻器R 相当于用户用电器的总电阻．当用电器增加时，相当于R 变小，则当用电进入高峰时 ( )A．电压表V1、V2的读数均不变，电流表A2的读数增大，电流表A1的读数减小B．电压表V3、V4的读数均减小，电流表A2的读数增大，电流表A3的读数减小C．电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变D．线路损耗功率不变解析：C [依据题意可知，电压表V1、V2的示数不变，当用电进入高峰时，电阻R减小，电流表A3的读数增大，电流表A2、A1的读数都增大，R0两端电压增大，电压表V3读数减小，电压表V4的读数也减小，A、B均错误；电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值是R0的阻值，不变，C正确；线路损耗功率ΔP＝I22R0增大，D错误．]13．(2024·山东潍坊期末)如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′以角速度ω匀速转动，轴OO′垂直于磁感线，制成一台沟通发电机，它与志向变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2.二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于图示位置起先计时，下列推断正确的是( )A．沟通发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBωL2sin ωtB．变压器的输入功率与输出功率之比为2∶1C．电压表V示数为NBωL2D．若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均减小解析：C [从图示位置起先计时，e＝E m cos ωt＝NBL2ωcos ωt，A错误；变压器的输入功率等于输出功率，B错误；副线圈两端电压的最大值为2NBL2ω，电压表的示数是R两端电压的有效值，设为U，⎝⎛⎭⎪⎫2NBL2ω22R·T2＝U2R·T，解得U＝NBL2ω，C正确；若将滑动变阻器的滑片向下移动，电压表的示数不变，电流表的示数减小，D错误．] 14．(2024·山东德州期末)(多选)如图为某小型水电站的电能输送示意图，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R＝10 Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，副线圈与用电器R0组成闭合电路．若T1、T2均为志向变压器，T2的副线圈两端电压u＝2202sin 100πt V，当用电器电阻R0＝11 Ω时( )A．通过用电器R0的电流有效值是20 AB．当用电器的电阻R0减小时，输电线损耗的功率也随着减小C．发电机中的电流变更频率为100 HzD．升压变压器的输入功率为4 650 W解析：AD [通过用电器R0的电流有效值I＝UR0＝22011A＝20 A，A正确；当用电器的电阻R0减小时，由于电压不变，电流增大，输电线上的电流也增大，输电线上损失的功率增大，B 错误；变压器不变更沟通电的频率，f＝50 Hz，C错误；降压变压器的输出功率为P1＝UI＝220×20 W＝4 400 W，由志向变压器原、副线圈电流与匝数成反比，得输电线上的电流为I′＝5 A，输电线上损失的功率ΔP＝I′2R＝25×10 W＝250 W，升压变压器的输入功率P＝P1＋ΔP＝4 650 W，D正确．]。

2025年高考物理一轮复习专题精讲精练—变压器 电能的输送（解析版）1.理解变压器的原理，掌握理想变压器原、副线圈的功率关系、电压关系及电流关系，并会进行有关计算.2.能利用功率、电压、电流关系对变压器进行动态分析.3.会计算远距离输电问题中线路损失的功率和电压．考点一 理想变压器基本关系的应用1．基本关系式 (1)功率关系：P 入＝P 出．(2)电压关系：只有一个副线圈时，U 1n 1＝U 2n 2；有多个副线圈时，U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝….(3)电流关系：只有一个副线圈时，I 1I 2＝n 2n 1.由P入＝P出及P＝UI推出有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋….2．制约关系(1)电压：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定．(2)功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定．(3)电流：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定．[例题1]（2024•惠州一模）某电动汽车在充电过程中，可视为理想变压器的原线圈输入电压为220V，输入功率为6.6kW，副线圈的电流为15A，副线圈通过相关设备连接汽车电池，电池容量为33kWh。

忽略充电过程中的能量损耗，则变压器的原副线圈匝数比和电池完全充满所需要的时间分别是（）A．1：2，2.2h B．2：1，5h C．2：1，2.2h D．1：2，5h【解答】解：已知理想变压器的原线圈输入电压为U1＝220V，输入功率为P＝6.6kW＝6600W，则变压器原线圈的输入电流为I1=P U1=6600220A=30A则变压器的原副线圈匝数比为n1 n2=I2I1=1530=12已知电池容量为E＝33kWh，则电池完全充满所需要的时间为t=E P=336.6ℎ=5ℎ，故ABC错误，D正确。

故选：D。

[例题2]（2024•德庆县模拟）如图为高铁供电流程的简化图，牵引变电所的理想变压器将电压为U1的高压电进行降压；动力车厢内的理想变压器再把电压降至U4，为动力系统供电，此时动力系统的电流为I4，发电厂的输出电流为I1；若变压器的匝数n2＝n3，则下列关系式正确的是（）A ．U 1：U 4＝n 1：n 4B ．U 1：U 4＝n 4：n 1C ．I 1：I 4＝n 1：n 4D ．I 1：I 4＝n 4：n 1【解答】解：AB ．由变压器的原副线圈的电压关系可知U 1U 2=n 1n 2U 3U 4=n 3n 4根据题意n 2＝n 3且U 3加上r 上的电压等于U 2可得 U 2＞U 3故U 1：U 4＞n 1：n 4 故AB 错误；CD ．由变压器的原副线圈的电流关系可知I 1I 2=n 2n 1I 3I 4=n 4n 3根据题意： n 2＝n 3根据串联电路电流的特点： I 2＝I 3 可得I 1：I 4＝n 4：n 1 故C 错误，D 正确。