【2026年南方台江苏专用教辅电子版物理培优word讲义第2讲变压器电能的输送

一、 选择题

1. (2024·连云港三模)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220 V，输入功率为6.6 kW，副线圈的电流为15 A，副线圈通过相关设备连接汽车电池，电池容量为33 kW·h.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∶2,2.2 h B. 2∶1,5 h

C. 2∶1,2.2 h D. 1∶2,5 h

【答案】 D

【解析】 变压器原线圈电流I₁＝PU1＝6 600220 A＝30 A，则变压器的原、副线圈匝数比n1n2＝I2I1＝1530＝12，电池完全充满所需要的时间t＝EP＝336.6 h＝5 h，故D正确．

2. (2025·泰州期初)如图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图．定子是仅匝数n不同的两线圈，n₁>n₂，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流．不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法中正确的是(　　)

A. 两线圈产生的电动势的有效值相等

B. 两线圈产生的交变电流频率相等

C. 两线圈产生的电动势同时达到最大值

D. 两电阻消耗的电功率相等

【答案】 B

【解析】 根据E＝nΔΦΔt可得两线圈中磁通量的变化率相等，但是匝数不等，则产生的感应电动势最大值不相等，有效值也不相等；根据P＝U2R 可知，两电阻的电功率也不相等，故A、D错误；因两线圈放在同一个旋转磁铁的旁边，则两线圈产生的感应电动势的频率相等，故B正确；当磁铁的磁极到达一线圈附近时，一个线圈的磁通量最大，感应电动势为0，另一个线圈通过的磁通量最小，感应电动势最大，可知两线圈产生的感应电动势不可能同时达到最大值，故C错误．

3. 远距离输电的原理图如图所示，发电机的输出功率为P，输电线上损失的功率为P_线，变压器均为理想变压器，下列关系式中正确的是(　　)

A. U1U2＝n2n1B. I_线＝U2R线

C. P_线＝²₂R线D. P＝P_线＋U₄I₄

【答案】 D

【解析】 理想变压器原、副线圈电压之比等于匝数之比，故A错误；输电线上电流等于输电线上损失的电压与输电线电阻之比，即I_线＝U线R线，故B错误；输电线上损失的功率P_线＝²_线R线，故C错误；理想变压器功率不损失，故发电机的输出功率等于输电线上损失的功率与用户得到的功率之和，故D正确．

4. (2024·北京卷)如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6 V　3 W”的灯泡．若灯泡正常发光，下列说法中正确的是(　　)

甲

乙

A. 原线圈两端电压的有效值为242 V

B. 副线圈中电流的有效值为0.5 A

C. 原、副线圈匝数之比为1∶4

D. 原线圈的输入功率为12 W

【答案】 B

【解析】 由题图知，原线圈电压最大值为U_m＝242 V，则原线圈两端电压的有效值为U₁＝Um\r(2)＝24 V，故A错误；灯泡正常发光，由P＝UI得，副线圈中电流有效值为I＝PLU2＝3 W6 V＝0.5 A，故B正确；由理想变压器电压与匝数关系可知n1n2＝U1U2＝4，故C错误；理想变压器没有能量损失，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则原线圈的输入功率P₁＝P_L＝3 W，故D错误．

5. (2024·扬州期末检测)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”实验中，装置如图所示，原线圈的“0”和“4”两个接线柱接学生交流电源4 V，下列操作可使交流电压表示数变大的是(　　)

A. 原线圈改接直流6 V

B. 取下变压器上部的铁芯

C. 将电源改接原线圈的“0”和“1”两个接线柱

D. 将电压表改接副线圈的“2”和“8”两个接线柱

【答案】 C

【解析】 　感应线圈只适用于交流电源，直流电无法产生感应电流，A错误；如果拆去铁芯，线圈的自感系数下降，电压表的示数变小，B错误；将电源改接原线圈的“0”和“1”两个接线柱，原线圈的匝数将减小，而副线圈匝数不变，则电压表示数将变大，C正确；将电压表改接副线圈的“2”和“8”两个接线柱，负线圈的匝数将减小，而原线圈匝数不变，则电压表示数将变小，D错误．

6. 如图所示，一个用铸铁制成的闭合铁芯，左、右两边绕有匝数分别为n₁＝10、n₂＝2的两个线圈，左侧线圈两端与U₁＝202sin(100πt)V的交流电源相连，右侧线圈两端与交流电压表相连，则电压表的读数可能是(　　)

A. 2.0 V B.4.0 V

C. 5.6 V D. 100.0 V

【答案】 A

【解析】 　若该变压器为理想变压器，则U1U2＝n1n2，U₁＝Um\r(2)，解得U₂＝4 V，考虑到线圈的损耗以及铸铁铁芯的磁导率较低，所以副线圈两端的实际电压低于4 V，故A正确．

7. 如图甲所示为一种自耦变压器(可视为理想变压器)的结构示意图．线圈均匀绕在圆环型铁芯上，滑动触头P在某一位置，在BC间接一个交流电压表和一个电阻R.若AB间输入图乙所示的交流电压，则(　　)

甲乙

A. t＝1×10^－2 s时，电压表的示数为零

B. AB间输入电压的瞬时值u＝2202cos(100πt) V

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