文档内容
考点 54 理想变压器和远距离输电
1. 3年真题考点分布
题型 选择题
理想变压器的应用;含变压器的动态分析;远距离输电问题;三种特殊的变
高考考点
压器
北京卷7题、山东卷7题、浙江卷7题、海南卷11题、广东卷6题、天津卷
2023
6题、
天津卷8题、重庆卷3题、北京卷4题、河北卷3题、湖北卷9题、湖南卷6
新高考 2022
题、山东卷4题、
湖北卷6题、湖南卷6题、广东卷7题、海南卷9题、山东卷9题、重庆卷6
2021
题、福建卷3题、河北卷8题、
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近3年新高考卷对于本节内容考查共计21次,主要考查:
(1)理想变压器的理解和应用;
(2)变压器电路的动态分析;
(3)三种特殊的变压器;
【备考策略】理解并掌握理想变压器的工作原理;理解并掌握分析含变压器的动态电路的分析方法;掌握
三种特殊的变压器,明白互感器就是我们的电流表和电压表。
【命题预测】本节内容在高考题中难度中偏下,近几年多省每年均出现变压器相关的题型,主要考察理想
变压器的理解和工作原理,变压器的动态分析以及自耦变压器。2024年新高考的省份继续出
现的概率偏大,新高考省份的考生需要引起重视,全国甲卷和乙卷出现的概率不大,甲卷和
乙卷身份的考生本节内容不要花太多时间。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】考法 1 理想变压器基本关系的应用
1.构造
如图1所示,变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的.
(1)原线圈:与交流电源连接的线圈,也叫初级线圈.
(2)副线圈:与负载连接的线圈,也叫次级线圈.
2.原理
电流磁效应、电磁感应.
3.基本关系式
(1)功率关系:P =P
入 出.
(2)电压关系:
(3)电流关系:只有一个副线圈时,=。有多个副线圈时,nI=nI + nI + … + nI.
1 1 2 2 3 3 n n
4. 制约关系
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(1)电压:副线圈电压U,由原线圈电压U,和匝数比决定
(2)功率:原线圈的输入功率P由副线圈的输出功率 P决定
(3)电流:原线圈的电流I由副线圈电流 I和数比决定
角度 1 : 原线圈含用电器
【典例1】(2023·河北唐山·迁西县第一中学校考二模)如图甲所示的电路中,L 为标有“4V,2W”字样的
1
小灯泡,L 、L 为两只标有“8V,6W”字样的相同灯泡,变压器为理想变压器。已知三只灯泡均正常发光,
2 3
则a、b端输入电压的最大值为( )
A.24V B. C.28V D.
【答案】D
【详解】L 、L 的额定电流
2 3
所以变压器副线圈输出电流
通过原线圈的电流等于L 的额定电流,即
1
所以变压器原、副线圈的匝数之比
副线圈两端电压等于L 和L 的额定电压,有U= 8V,即原线圈两端电压
2 3 2
a,b端输入电压的有效值
其最大值
故选D。
角度 2 :副线圈含二极管
【典例2】(多选)(2023·云南曲靖·校考模拟预测)一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是 ,原线
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】圈接入电压为 的正弦交流电,各元件正常工作,一只理想二极管和一个滑动变阻器 串联接在副线
圈上,如图所示,电压表和电流表均为理想交流电表。当 时,则( )
A.电流表的读数 约为 B.电流表的读数 约为
C.电压表的读数约为 D.电压表的读数约为
【答案】BC
【详解】CD.原、副线圈的电压与匝数成正比,所以副线圈两端电压为44 V,由于副线圈接着二极管,它
具有单向导电性,根据电流的热效应知 ,解得 ,故C正确,D错误;
AB.电流表 约为 ,原、副线圈中的电流与匝数成反比,所以电流之比为1:5,则电流表
的读数 约为 ,故A错误,B正确;
故选BC。
角度 3 :多副线圈变压器
【典例3】(多选)(2023·河南开封·统考一模)如图为一理想变压器,其中所接的4盏灯泡规格均为“
, ”。当接入电压 的电源时,4盏灯均正常发光。下列说法正确的是( )
A.原、副线圈的匝数比
B.电流在 时间内改变50次方向
C.
D.变压器的输出功率为
【答案】AC
【详解】B.交流电的频率为50Hz,所以在1s时间内方向要改变100次,B错误;
A.4盏灯相同且均正常发光,所以加在灯泡两端的电压均为U,理想变压器的输入功率等于输出功率,则
有
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(I、U分别为灯泡的额定电流和额定电压),得
根据 , ,则有原、副线圈的匝数比n∶n∶n=3∶1∶2,A正确;
1 2 3
C.电源电压的有效值为 ,则 V,C正确;
D.变压器的输出功率等于副线圈各用电器功率之和,即三个灯泡的功率之和15W,D错误。
故选AC。
关于理想变压器的四点说明
(1)变压器不能改变很定的直流电压;
(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流,不能改变交变电流的频率;
(3)理想变压器本身不消耗电能;
(4)当原线圈中串联电阻(或灯泡时),U1是加在原线圈两端的电压,并是不电源电压;
【变式1】(2023·重庆·模拟预测)变压器是输配电的基础设备,广泛应用于工业、农业、交通、城市社区
等。我国在网运行的变压器约1700万台,总容量约110亿千伏安。如图甲所示的电路中,理想变压器原、
副线圈的匝数比为2:1,原线圈左侧输入如图乙所示的正弦式交流电, 是完全相同的灯泡。灯泡电
阻值恒定,若灯泡 能正常发光,则下列说法正确的是( )
A.灯泡 能正常发光 B.灯泡 的额定电压为40V
C.灯泡 的实际功率之比为2:1 D.通过灯泡 的电流方向一秒改变50次
【答案】B
【详解】AC.设灯泡 的额定电流为 ,根据理想变压器的电流规律可知,原线圈中的电流为 ,则灯
泡 不能正常发光,由 ,可知灯泡 、 的实际功率之比为1:4,AC错误;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】B.设变压器及其右侧回路的等效电阻为 ,则根据变压器原理可知, ,可得
则原线圈两端的电压 ,根据理想变压器原理,可知灯泡 的额定电压为40V,B正确;
D.由题图乙可知交流电的周期为0.02s,一个周期内电流方向改变两次,故通过灯泡 的电流方向一秒改
变100次,D错误。
故选B。
【变式2】(多选)(2023·湖南长沙·雅礼中学校考二模)如图甲所示,在变压器输入端加上如图乙所示的
交变电压 ,在副线圈的输出端串接上一只理想整流二极管D和滑动变阻器R,则( )
A.当滑片P上移时,原线圈中的电流 变大
B.当滑片P上移时,原线圈的输入功率变小
C.当拿掉二极管后,副线圈中的交流电周期与原来相同
D.保持滑片P不动、R上电流有效值是无二极管时的
【答案】BC
【详解】A.当滑片P上移时,接入副线圈中的电阻变大,副线圈电路电压不变,所以副线圈中的电流减
小,相应的原线圈中的电流也减小,故A错误。
B.当滑片P上移时,接入副线圈中的电阻变大,副线圈电路电压不变,所以副线圈的功率变小,相应的
原线圈的输入功率也变小,故B正确。
C.不接入二极管时,副线圈中的电压波形与原线圈中电压波形周期相同,理想整流二极管的作用是半波
整流,即将副线圈中正向电压或负向电压滤除,所以经二极管整流之后的波形与原线圈中电压波形周期也
是相同的,故C正确。
D.保持滑片P不动,在一个周期内,有二极管时R上产生的热量是无二极管时的 ,所以有二极管时R
上电流有效值是无二极管时的 ,故D错误。
故选BC。
【变式3】(多选)(2023·贵州黔东南·校考模拟预测)如图, 与 连接在理想变压器副线圈的两端,
且阻值相等。变压器原线圈两端接入恒定的正弦式交变电压,原、副线圈匝数比 ,下列
说法正确的是( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.原线圈 与副线圈 中的电流有效值满足
B.两个副线圈中电流有效值之比
C.若电阻 功率为P,则该交流电源输出功率为5P
D.若仅减小 的阻值,可使原线圈中电流 减小
【答案】BC
【详解】A.根据理想变压器输入功率等于输出功率有
结合电压比等于匝数比,即 , ,联立可得, ,故A错误;
B.根据 , , ,可得 ,故B正确;
C.若电阻 功率为 ,由 , ,则电阻 功率为 ,根据理想变压器输入功率等于输出功
率,则该交流电源输出功率为 ,故C正确;
D.若仅减小 的阻值,由于 , 不变,则 增大, 不变,结合 ,可得
,知 将增大,故D错误。
故选BC。
考法 2 变压器的动态分析
1.匝数比不变的情况
(1)U 不变,根据=,输入电压U 决定输出电压U,不论负载电阻R如何变化,U 不变.
1 1 2 2
(2)当负载电阻发生变化时,I 变化,输出电流I 决定输入电流I,故I 发生变化.
2 2 1 1
(3)I 变化引起P 变化,P=P,故P 发生变化.
2 2 1 2 1
2.负载电阻不变的情况
(1)U 不变,发生变化,故U 变化.
1 2
(2)R不变,U 变化,故I 发生变化.
2 2
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(3)根据P=,P 发生变化,再根据P=P,故P 变化,P=UI,U 不变,故I 发生变化.
2 2 1 2 1 1 1 1 1 1
角度 1 : 匝数比不变时的动态分析
【典例4】(2023·北京海淀·校考模拟预测)如图所示,理想变压器输入电压保持不变。将滑动变阻器的滑
动触头向下移动,下列判断正确的是( )
A.电表V 、V 的示数都不变 B.电表V 、V 的示数都增大
1 2 1 2
C.原线圈输入功率减小 D.电阻R 消耗的电功率增大
0
【答案】D
【详解】A B.输入电压不变,匝数比不变,输出电压就不变,滑动变阻器滑片向下移动,其接入电路的阻
值变小,副线圈中的电流就增大, 电压增大,原线圈电流也增大,所以 示数不变, 示数减小,
示数增大, 示数增大,AB错误;
C.原线圈输入电压不变,输入电流增大,由 可知,则原线圈输入功率增大,C错误;
D.输出电流 增大,由 ,可知 消耗的电功率增大,D正确。
故选D。
角度 2 :匝数比变化时的动态分析
【典例5】(2023·浙江杭州·校联考二模)如图所示,一理想变压器原线圈可通过移动滑动触头P的位置改
变接入电路的匝数,b为原线圈的中点。当P接a时,原、副线圈的匝数比为10:1,线圈L上的直流电阻
不计。原线圈接 的交流电,则( )
A.当P接b时,变阻器R两端的电压为
B.当P接a时,通过原、副线圈截面的磁通量之比为10:1
C.若将P由a向b滑动时,则变压器的输入功率增大
D.若增大电源的频率,则灯泡B将变亮
【答案】C
【详解】A.当P接b时,原副线圈匝数比为5:1,原线圈的电压为220V(指有效值),则变阻器R两端的
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】电压为44V,故A错误;
B.任何情况下,通过原、副线圈截面的磁通量之比总为1:1,故B错误;
C.若将P由a向b滑动时,则副线圈电压变大,变压器输出功率增大,则变压器的输入功率增大,故C正
确;
D.若增大电源的频率,L的感抗增大,L上的自感(反)电动势变大,则灯泡B两端的电压减小,则灯泡
B将变暗,故D错误。
故选C。
分析变压器的动态变化问题的注意事项
(1)要明确变压器的各基本物理量之间的制约关系
(2)要明确“不变量”和“变化量”,从主动变化量开始,根据制约关系从前到后或从后到前逐一分析各物
理量的变化情况.
【变式1】(多选)(2023·福建泉州·泉州五中校考一模)如图所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为
2:1,原线圈接定值电阻 、理想电流表A和理想电压表 ,输入电压 ;副
线圈接定值电阻 ,最大电阻为10Ω的滑动变阻器 和理想电压表 。则下列说法正确的是
( )
A.当滑动变阻器的滑片从下向上滑动时,通过 的电流的频率变大
B.当滑动变阻器的滑片从下向上滑动时,电流表的读数变化范围为 A
C.当滑动变阻器的滑片从下向上滑动时,电压表 的读数变化范围为52~60V
D.当滑动变阻器的滑片从下向上滑动时,电压表 的读数变化范围为0~20V
【答案】CD
【详解】A.理想变压器不改变交变电流的频率,即通过 的电流的频率不变,故A错误;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】BC.输入电压的有效值
由变压器原、副线圈的电压关系,得
由电流关系,得 ,联立可得
其变化范围为 ,则电压表 的示数为
其变化范围为52~60V,故B错误,C正确;
D.电压表 的示数为 ,其变化范围为0~20V,故D正确。
故选CD。
【变式2】(多选)(2023·重庆巴南·重庆市实验中学校联考一模)如图所示,理想变压器的原、副线圈分
别接理想电流表A、理想电压表V,原线圈接输出电压恒定的交流电源,副线圈上通过输电线接有一个灯
泡L,一个电吹风M(内阻与灯泡L相同),输电线的等效电阻为R,副线圈匝数可以通过调节滑片P改变。
S断开时,灯泡L正常发光。滑片P位置不动,当S闭合时,以下说法中正确的是( )
A.电压表读数增大 B.电流表读数增大
C.为使灯泡L正常发光,滑片P应向上滑动 D.灯泡L与电吹风M消耗的电功率一定相同
【答案】BC
【详解】A.滑片位置不动,当S闭合时,电阻变小,原线圈电压及匝数比不变,副线圈电压不变,电压表
读数不变,故A错误;
B.副线圈电压不变,电阻变小,输出功率变大,输入功率变大,根据 ,知电流表读数变大,故B
正确;
C.副线圈电流变大,等效电阻两端的电压增大,并联部分的电压减小,为了使灯泡L正常发光,必须增大
电压,滑片应向上滑动,故C正确;
D.电吹风除了内阻的热功率外可能还有输出机械功率,即
可知电吹风 , ,灯泡L与电吹风M的电流不同,消耗电功率不相同,故D错误。
故选BC。
考法 3 远距离输电问题
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】1.减少输电电能损失的两种方法
(1)理论依据:P =I2R.
损
(2)减小输电线的电阻:根据电阻定律R=ρ,要减小输电线的电阻R,在保证输电距离情况下,可采用
减小材料的电阻率、增大导线的横截面积等方法.
(3)减小输电导线中的电流:在输电功率一定的情况下,根据P=UI,要减小电流,必须提高电压.
2.远距离高压输电的几个基本关系
(1)功率关系:P=P,P=P,P=P +P.
1 2 3 4 2 损 3
(2)电压、电流关系:==,==,U=ΔU+U,I=I=I
2 3 2 3 线.
(3)输电电流:I ===.
线
(4)输电线上损耗的电功率:P =I ΔU=IR =()2R
损 线 线 线.
当输送功率一定时,输电电压增大到原来的n倍,输电线上损耗的功率就减小到原来的.
角度 1 : 远距离输电的定性分析
【典例6】(2023·天津·统考高考真题)下图为输电线为用户输电的情景,电路中升压变压器 和降压变压
器 都认为是理想变压器,中间输电电路电阻为R,下列说法正确的有( )
A. 输出电压与 输入电压相等
B. 输出功率大于 输入功率
C.若用户接入的用电器增多,则R功率降低
D.若用户接入的用电器增多,则 输出功率降低
【答案】B
【详解】AB.由于输电过程中电阻R要产生热量,会损失功率,故 输出功率大于 输入功率; 输出
电压大于 输入电压,故A错误,B正确;
C.由于输入电压不变,所以变压器 的输出变压不变,随着用户接入的用电器增多,导致用户端的等效
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】电阻变小,则电流变大,根据 ,可知R功率增大;故C错误;
D.用户接入电路的用电器越多,用电器消耗功率增大,即 输出功率增大,故D错误。
故选B。
角度 2 :远距离输电的定量分析
【典例7】(2023·山东·统考高考真题)某节能储能输电网络如图所示,发电机的输出电压U= 250V,输
1
出功率500kW。降压变压器的匝数比n:n= 50:1,输电线总电阻R = 62.5Ω。其余线路电阻不计,用户
3 4
端电压U= 220V,功率88kW,所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是( )
4
A.发电机的输出电流为368A B.输电线上损失的功率为4.8kW
C.输送给储能站的功率为408kW D.升压变压器的匝数比n:n= 1:44
1 2
【答案】C
【详解】A.由题知,发电机的输出电压U = 250V,输出功率500kW,则有 ,A错误;
1
BD.由题知,用户端电压U = 220V,功率88kW,则有 ,P′ = UI
4 4 4
联立解得I = 400A,I = 8A,U = 11000V
4 3 3
则输电线上损失的功率为P = I2R = 4kW,且U = U+IR = 11500V
损 3 2 3 3
再根据 ,解得 ,BD错误;
C.根据理想变压器无功率损失有P = UI+P 代入数据有P = 408kW,C正确。故选C。
2 3 储, 储
求远距离输电问题的必备技巧
(1)正确画出输电过程示意图并在图上标出各物理量;
(2)抓住变压器变压前后各物理量间的关系,求出输电线上的电流;
(3)计算电路功率问题时常用的关系式:,注意输电线上的功率损失和电压损失;
(4)电网送点遵循“用多少送多少”的原则,说明线圈电流有副线圈的电流决定;
(5)常见的三个突破口:①输入端;②用户端;③中间端(一般是损耗的功率或电压)
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【变式1】(2023·宁夏银川·银川一中校考二模)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理想变压器,图中电表均为理想
交流电表)。设发电厂输出的电压一定,两条输电线总电阻用 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,下列说法正确的是( )
A.电压表 、 的读数均不变,电流 的读数增大,电流表 的读数增大
B.电压表 、 的读数均减小,电流 的读数增大,电流表 的读数减小
C.电压表 、 的读数之差与电流表 的读数的比值不变
D.线路损耗功率不变
【答案】AC
【详解】A.发电厂输出的电压一定,升压变压器匝数比一定,根据变压器匝数与电压放入关系, ,
可知电压表 、 的读数均不变,而当用电进入高峰时,电阻 减小,降压变压器副线圈回路中电流增大,
而降压变压器的匝数比一定,根据电流与匝数的关系 , , ,可知整个电路中电流都增
大,因此电流表 、 的读数都变大,故A正确;
B.电路中电流增大,有 ,可知输电线上的电压损失增大,因此电压表 、 的读数均减小,
但电流表 、 的读数均是增大的,故B错误;
C.根据电路中电压的关系可知 ,而 ,因此可知,电压表 、 的读数之差与电流
表 的读数的比值不变,为输电线总电阻 ,故C正确;
D.线路损耗的功率 ,用电高峰时段整个电路中的电流增大,则可知线路损耗的功率增大,故D
错误。
故选AC。
【变式2】(2023·江西赣州·校联考模拟预测)如图所示为某小型发电站远距离输电示意图,其中升压变压
器输入电压 保持不变,降压变压器原副线圈的匝数比为 ,输电线路总电阻 。为了安全测
量输电线路中的电压和电流,现在输电线路的起始端接入甲、乙两个特殊的变压器,甲、乙两个变压器中
原副线圈匝数比一个是 ,另一个为 ,其中电压表的示数为220V,电流表的示数为5A,以上变压
器均为理想变压器。下列判断正确的是( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.图中a为电压表,b为电流表
B.用户端的电压 为220V
C.输电线路上损耗的功率约占输电总功率的4.5%
D.若用户端接入的用电设备变多,电流表示数变小
【答案】AC
【详解】A.对变压器甲乙的连接方式分析可知,甲为电压互感器,乙为电流互感器,故A正确;
B.由变压器甲可知
由变压器乙可知 ,则
用端的电压 ,故B错误;
C.输电线路上损耗的功率约占输电总功率的 ,故C正确;
D.若用户端接入的用电设备变多,降压变压器次级电阻减小,次级电流变大,输电线上的电流变大,则
电流表示数变大,故D错误。
故选AC。
考法 4 三种特殊的变压器
角度 1 :自耦变压器
自耦变压器(如家用调压变压器),铁芯上只有一个线圈,可升压,也可降压.如图甲、乙所示.
【典例8】(2023·浙江·校联考模拟预测)如图为可调压式自耦变压器,在电压 保持不变的情况下,滑
片P顺时针转过适当角度,滑片 向上移动适当距离,则( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A. 将增大 B. 将不变
C.定值电阻 的热功率减小 D.流经定值电阻 的电流不变
【答案】C
【详解】AB.由题意可知,滑片P顺时针转过适当角度,则副线圈的匝数n 减小,由 ,可知副线
2
圈输出电压 减小,副线圈两端电压与原线圈两端电压及匝数比有关,与副线圈电路的总电阻的大小无关,
AB错误;
CD.副线圈两端电压 减小,滑片 向上移动适当距离,可知滑动变阻器接入电路的电阻增大,则副线
圈回路的总电阻增大,副线圈回路中电流减小,流经定值电阻 的电流减小,由 可知,定值电阻
的热功率减小,C正确,D错误。
故选C。
【变式】(2023·浙江金华·统考三模)如图甲所示,虚线(磁场边界)左侧有一竖直向下的匀强磁场(磁
感应强度为B),一正方形线框(边长为L,匝数为N,不计线框内阻)从图示位置绕水平上边O为轴顺
时针匀速转动,以角速度为 进入磁场区域。现将该线框产生的交流电接入图乙电路的CD端,定值电阻
阻值为R, 电阻为 ,忽略灯丝电阻随温度的变化, 为理想交流电流表,K为理想二极管,P为理
想自耦变压器上的滑动触头, 为滑动变阻器上的滑片。下列说法正确的是( )
A.线框转动切割产生的电动势最大值为
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】B.电流表 的读数为
C. 不动, 向下滑动时, 减小
D. 顺时针转动一个小角度,同时 向下滑动时,小灯泡 的亮度可以不变
【答案】D
【详解】A.线框转动切割产生的电动势最大值为 ,故A错误;
B.由图甲可知线框运动的半个周期内产生交变电流,由图乙可知由于二极管的存在,流过灯泡 的电流
只有 正弦式电流流过;电流表的示数为流过电流表的有效值,根据有效值的定义有
其中 ,解得 ,故B错误;
C. 不动, 向下滑动时,由于变压器的匝数比不变,可知电压 不变,故C错误;
D.由欧姆定律知流过灯泡 的电流 , 顺时针转动一个小角度,副线圈匝数减小,电压
减小;同时 向下滑动时,接入电路的电阻 减小,所以小灯泡 的亮度可能不变,故D正确。
故选D。
角度 2 : 互感器
互感器,分为电压互感器和电流互感器,比较如下:
类型
电压互感器 电流互感器
项目
串联在待测高压电路中,匝数少而
原线圈的连接 并联在高压电路中,匝数多而细
粗
副线圈的连接 连接电压表,匝数少而粗 连接电流表,匝数多而细
互感器的作用 将高电压变为低电压 将大电流变成小电流
测量工具 用电压表测低电压 用电流表测小电流
结合匝数比可
高压电路的电压 大电流电路的电流
计算出的结果
原理图
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【典例9】(2020·浙江·高考真题)如图所示,甲乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中。甲
图中变压器原副线圈的匝数比为 ,电压表读数为U,乙图中变压器原副线圈的匝数比为 ,电流表读数
为I。则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为( )
A. , B. , C. , D. ,
【答案】B
【详解】根据理想变压器的电压和电流规律: , ,解得甲图中高压线电压为
乙图中高压线电流为 ,故B正确,ACD错误。
故选B。
【变式】(2023·山东泰安·统考模拟预测)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。在输电线路的起始端接入甲、乙两个互感器,两互感器原、副线圈的匝数比分别为200:1和1:20,
电压表的示数为220V,电流表的示数为4A,输电线路总电阻r=20Ω,则下列说法正确的是( )
A.甲是电流互感器,乙是电压互感器 B.线路上损耗的功率为320W
C.用户得到的电功率为3392kW D.用电设备增多,降压变压器输出电压U 变大
4
【答案】C
【详解】A.互感器甲的原线圈并联在升压变压器副线圈两端,是电压互感器,互感器乙的原线圈串联在
输电线电路中,是电流互感器,故A错误;
B.电流表的示数为 ,电流互感器乙原、副线圈的匝数比为 ,可知输电线上的电流为I=80A,输电
2
线路总电阻 ,则有输电线路上损耗的功率为
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】故B错误;
C.电压表的示数为 ,电压互感器A的原、副线圈的匝数比为 ,可知升压变压器副线圈两端电
压为U=44000V,则升压变压器的输出功率为
2
则有升压变压器的输入功率为3520kW,用户得到的功率为3392kW,故C正确;
D.用电设备增多,降压变压器副线圈回路的电流增大,则输电线上的电流增大,输电线上的电压降增大,
降压变压器的输入电压U 变小,降压变压器输出电压U 变小,D错误。
3 4
故选C。
【基础过关】
1.(2023·广东清远·校考模拟预测)互感器又称为仪用变压器,是电流互感器和电压互感器的统称,用于
测量或保护系统。如图,P、P 是测量交流高压输电参数的互感器(均视为理想变压器),则P、P 分别
1 2 1 2
为( )
A.电压互感器,电流互感器
B.电流互感器,电压互感器
C.电流互感器,电流互感器
D.电压互感器,电压互感器
【答案】B
【详解】P 串联在电路中,是电流互感器,P 并联在电路中,是电压互感器。
1 2
故选B。
2.(2023·海南海口·海南华侨中学校考模拟预测)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比 ,
电阻 。当A、B两接线柱接正弦交变电源时,流过 的电流为 ,则正弦交变电源 端的输出
功率为( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A. B. C. D.
【答案】D
【详解】通过 的电流为 时,根据理想变压器规律有
解得原线圈中的电流
正弦交变电源 端的输出电功率
故选D。
3.(2023·甘肃张掖·高台县第一中学校考模拟预测)匝数N=10、电阻r=5Ω的线圈在匀强磁场中匀速转动,
穿过线圈的磁通量变化图像如图(a)所示。线圈通过电刷与变压器相连接如图(b)所示,R 为电阻箱,
1
R 为定值电阻,变压器为理想变压器,导线电阻不计,电压表、电流表均为理想电表,取π2=10。则下列
2
说法正确的是( )
A.线圈转动产生的电动势的有效值为25V
B.当t=0.04s时,电流表示数为零
C.当增大R 阻值时,R 的功率变大
1 2
D.当增大R 阻值时,电压表示数变小,副线圈两端电压变大
1
【答案】D
【详解】A.线圈转动产生的电动势的最大值为
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】电动势有效值为
故A错误;
B.电流表示数是电流有效值,不为零,故B错误;
C.变压器原线圈等效阻值为
当 变大时,变压器原线圈等效阻值变大,原线圈电流为
可知通过原线圈电流变小,原线圈两端电压为
可知原线圈两端电压变大,根据理想变压器电流关系
可知通过副线圈电流 变小, 的功率变小,故C错误;
D.电压表所测电压为
可知电压表示数变小,根据理想变压器电压关系
可知副线圈两端电压变大,故D正确。
故选D。
4.(2023·福建宁德·福建省福安市第一中学校考一模)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为
1∶3,正弦交流电源的电压有效值恒为U = 12V,电阻R =1Ω,R =2Ω。若滑动变阻器接入电路的电阻为
1 2
7Ω,则( )
A.若向上移动P,电压表读数将变大
B.R 与R 消耗的电功率相等
1 2
C.通过R 的电流为6A
1
D.若向下移动P,电源输出功率将不变
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】C
【详解】A.若向上移动P,则R 电阻减小,副线圈回路中电流变大,原线圈回路中电流也变大,根据
3
可知电源输出功率将变大,电阻R 的电压变大,变压器输入电压变小,次级电压变小,电压表读数将变小,
1
A错误;
B.理想变压器原副线圈匝数之比为1:3,可知原副线圈的电流之比为3:1,根据
可知R 与R 消耗的电功率之比为9:2,B错误;
1 2
C.设通过R 的电流为3I,则副线圈电流为I,原线圈输入电压为
1
根据匝数比可知副线圈输出电压为 ,则有
解得
则通过R 的电流为
1
C正确;
D.若向下移动P,则R 电阻减大,副线圈回路中电流变小,原线圈回路中电流也变小,根据
3
可知电源输出功率将变小, D错误;
故选C。
5.(2023·全国·二模)近些年我国手机闪充功能发展迅速,已经处于国际领先水平。图甲是某国产超级快
速无线充电器CP62R,可提供最大 的无线充电功率。其工作原理近似为一个理想变压器如图乙所示,
当送电线圈接上 、 的正弦交变电流时,受电线圈中会产生交变电流。送电线圈的匝数为 ,受
电线圈的匝数为 ,且 。当该装置给手机快速充电时,下列判断正确的是( )
A.送电线圈和受电线圈通过互感实现能量传递
B.流过送电线圈的电流大于受电线圈的电流
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】C.受电线圈的输出电压大于送电线圈的输入电压
D.每秒钟通过受电线圈的电流方向改变50次
【答案】A
【详解】A.该无线充电器的工作原理近似为一个理想变压器,送电线圈和受电线圈通过互感实现能量传
递,故A正确;
B.根据理想变压器原、副线圈电流与匝数成反比可知,流过送电线圈的电流与流过受电线圈的电流之比
为1∶5,即流过送电线圈的电流小于受电线圈的电流,故B错误;
C.根据理想变压器原、副线圈电压与匝数成正比可知,受电线圈的输出电压与送电线圈的输入电压之比
为1∶5,即受电线圈的输出电压小于送电线圈的输入电压,故C错误;
D.电压频率为50Hz,周期为0.02s,每0.02s通过受电线圈的电流方向改变2次,所以每秒钟通过受电线
圈的电流方向改变100次,故D错误。
故选A。
6.(多选)(2023·安徽芜湖·芜湖一中校考模拟预测)北京冬奥会期间,3大赛区26个场馆将全部使用绿
电,这意味着奥运历史上将首次实现全部场馆100%绿色电能供应,其中延庆赛区全部用电是通过张北柔直
工程将张北坝上的太阳能和风能进行转化而来的。如图所示为张北坝上风力发电后电能输送的简易模型,
假设风力发电输送的功率恒定不变,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,且图中已经标出了各部分
的电流和电压,输电线的总电阻为R,则下列关系式正确的是( )
A. B.
C.输电线上损失的功率为 D.输电线上损失的功率为
【答案】BC
【详解】A.由理想变压器的原、副线圈的电流与匝数成反比关系,可得
A错误;
B.由理想变压器的原、副线圈的电压与匝数成正比关系,可得
B正确;
CD.由电功率公式,可得输电线上损失的功率是
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】C正确,D错误。
故选BC。
7.(多选)(2023·山东淄博·山东省淄博第一中学校联考二模)高考期间,为保障考场用电,供电部门为
学校配备应急供电系统,输电电路如图所示,发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小为
的水平匀强磁场中,线框面积 ,匝数 匝,电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴 匀速转
动,其输出端通过电刷与升压变压器的原线圈相连,图中电压表示数为 ,降压变压器原、副线圈的
匝数之比为 ,降压变压器的副线圈接入到考场供电,两变压器间的输电线等效电阻 ,变压器均
为理想变压器。学校有 个考场用电,用电设备额定工作电压均为 ,每个考场的正常用电功率
。当 个考场正常用电,下列说法正确的是( )
A.线框绕轴 的转速为
B.输电线上损失的电压为400V
C.升压变压器原、副线圈匝数之比为
D.发电机的输出功率为
【答案】AB
【详解】A.根据题意可知,线圈转动产生感应电动势的最大值为
又有
解得
故A正确;
B.根据题意可知,每个考试用电的电流为
流过降压变压器副线圈的电流为
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】由电流与线圈匝数关系有
解得,输电线上的电流为
输电线上损失的电压为
故B正确;
C.根据题意,由电压与线圈匝数关系有
可得,降压变压器原线圈的输入电压为
则升压变压器副线圈的输出电压为
升压变压器原、副线圈匝数之比为
故C错误;
D.由电流与线圈匝数的关系有
其中
解得,升压变压器原线圈输入电流为
发电机的输出功率为
故D错误。
故选AB。
8.(多选)(2023·海南海口·统考模拟预测)一座小型水电站向山下村镇供电的示意图如图所示,升压变
压器T 与降压变压器T 都可视为是理想变压器。已知发电机输出电压U=250V,两个变压器的匝数比
1 2 1
, ,输电线电阻为R=20Ω,发电机输出功率为P=1000kW,下列说法正确的是
( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.用户得到的电压为220V
B.输电线上损失的电压为200V
C.输电线上损失的功率为16kW
D.深夜用户的用电器减少时输电线上损失的功率将变小
【答案】AD
【详解】BC.升压变压器原线圈的输入电流为
升压变压器副线圈的输出电流为
输电线上损失的电压为
输电线上损失的功率为
故BC错误;
A.升压变压器副线圈的输出电压为
降压变压器原线圈的输入电压为
用户得到的电压为
故A正确;
D.深夜用户的用电器减少,则降压变压器的输入功率减小,输入电流减小,输电线上损失的功率减小,
故D正确。
故选AD。
9.(多选)(2023·湖北武汉·华中师大一附中校考三模)如图所示,理想变压器有两个副线圈,原线圈与
灯泡L 串联后,接到输出电压恒定的正弦交流电源两端。滑动触头P在R的中间处时,L 、L 、L 、L 恰好
1 1 2 3 4
正常发光(忽略灯泡电阻的变化)。现将滑动触头P向下移动,原、副线圆的匝数均不变,则下列说法中
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】正确的是( )
A.灯L 变暗 B.灯L 变暗 C.灯L 变亮 D.灯L 变亮
1 2 3 4
【答案】BC
【详解】将滑动触头P向下移动,接入电路电阻变小,下面副线圈的电流I 变大,根据
3
可知原线圈电流变大,灯L 变亮,对原线圈回路
1
原线圈两端电压变小,原、副线圆的匝数均不变,根据电压与匝数成正比可知,灯L 两端电压变小,灯L
2 2
变暗。灯L 两端电压变小,灯L 变暗,因为下面副线圈的电流I 变大而通过灯L 的电流减小,所以通过灯
4 4 3 4
L 的电流增大,灯L 变亮,故BC正确AD错误。
3 3
故选BC。
10.(多选)(2023·河南郑州·郑州外国语学校校考模拟预测)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝
数为 ,L 、L 为两相同灯泡,R、L、D和C分别为定值电阻、理想线圈、理想二极管和电容器,
1 2
其中 。当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电压时,下列说法中正确的是( )
A.灯泡L 一定比L 暗
1 2
B.二极管两端的瞬时电压有可能大于副线圈两端的电压的最大值
C.副线圈两端的电压有效值为
D.电容器C所带电荷量为
【答案】BD
【详解】原线圈有正弦交流电,则副线圈中也有正弦式交流电。
A.由于L 与电阻相串联,而L 与电感器相串联,L是理想线圈,无法比较电阻和感抗的关系,所以无法比
1 2
较电流,故A错误;
B.刚通电瞬间,电感对电流有阻碍作用,且电容充电,则二极管两端的瞬时电压有可能大于副线圈两端
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】的电压的最大值,故B正确;
C.由变压器的电压与线圈的比
可知,副线圈两端的电压的最大值
则有效值为
故C错误;
D.电容器所带电荷量为
故D正确。
故选BD。
【能力提升】
1.(2023·安徽·模拟预测)如图为远距离输电的原理图,升压变压器 、降压变压器 均为理想变压器,
的原、副线圈匝数比分别为 ,输电线的总电阻为 。已知发电机输出电压为 、用户两端的电
压为 ,则升压变压器 的输送功率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】 的原、副线圈匝数比分别为 ,输电线的总电阻为 。已知发电机输出电压为 、用户
两端的电压为 ,则T 副线圈两端电压为 ,T 原线圈两端电压为 ,R 两端电压为
1 2 0
R 中电流为
0
则升压变压器 的输送功率为
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】故选D。
2.(2023·湖南长沙·湖南师大附中校考二模)如图所示,一理想自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形闭合
铁芯上,左端输入正弦交流电压 , 、 为相同的灯泡,其电阻均为 且
恒定不变,定值电阻的阻值 为灯泡阻值的 。当滑片P处于如图所示位置时,AB端与PB端匝数比为
, 、 闭合时,两灯泡均正常发光。下列说法正确的是( )
A.灯泡正常发光的电流为
B.灯泡正常发光的电功率为
C. 、 均闭合时,将P沿顺时针方向转动, 一定变暗
D.断开 ,闭合 ,将P沿逆时针方向转动(灯泡一直没有损坏),定值电阻消耗的电功率一定变大
【答案】C
【详解】A.S 、S 闭合时,副线圈电路的阻值
1 2
则AB的等效电阻
那么此时流过灯泡的电流 ,故A错误;
B.灯泡正常发光的功率为 ,故B错误;
C.P顺时针转动, 减少,则 变大, 变大,则流过灯泡的电流变小,灯泡 一定变暗,故C正确;
D.断开 ,闭合 ,则有 ,P逆时针转动, 增多,则 变小, 由 可减
小到 ,讨论 的功率变化时,可将灯泡 的电阻R看做电源的“等效内阻”,当 时, 的电
功率最大,故D错误。
故选C。
3.(2023·全国·模拟预测)如图所示,一个理想自耦变压器原线圈上加有电动势为 ,内阻为 的交流电
源,副线圈连有电阻 ,且 ,当移动滑片使负载电阻 上获得最大功率时,以下选项正确的是
( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.原线圈中的电流
B.电阻 上获得最大功率
C.变压器原、副线圈的匝数比为
D.原线圈两端的电压为
【答案】C
【详解】ABC.根据题意,设原副线圈匝数比为 ,变压器的原线圈等效电阻为 ,当原线圈的输入功率
最大时,负载电阻 上获得最大功率,原线圈的输入功率为
由数学知识可知,当 时,即 , 最大,最大功率为
由原副线圈功率关系有 ,解得 ,故AB错误,C正确;
D.原线圈两端的电压为 ,故D错误。
故选C。
4.(2023·陕西·校联考模拟预测)如图所示,N匝矩形线圈以转速n绕轴 匀速转动,轴与线圈平面共
面且与磁场方向垂直,磁场的磁感应强度为B,线圈面积为S,线圈电阻为r,线圈两个末端分别通过电刷
与理想自耦变压器相连, 为变压器上的滑动触头, 为滑动变阻器上的滑片,电压表和电流表均为理想
电表,则下列说法正确的是( )
A.从图示位置开始计时,线圈中的感应电压瞬时值表达式为
B.若保持 不动, 从M位置逆时针转到N位置,则电压表 示数增大
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】C.只增大线圈的转速,定值电阻 消耗的电功率减小
D.若 不动, 向左滑动,则电流表示数增大, 减小
【答案】D
【详解】A.图示位置为中性面,从图示位置开始计时,线圈中的感应电压瞬时值表达式为
,故A错误;,
B.根据理想变压器和副线圈构成的等效电阻表达式 ,当 从M位置逆时针转到N位置,
理想变压器 增大,等效电阻减小,即外电阻减小,路端电压 减小,故B错误;
C.只增大线圈的转速,电源电动势的有效值增大,因为总电阻不变,故原线圈电流增大,副线圈电流也
增大,根据 ,定值电阻消耗的电功率也增大,故C错误;
D. 向左滑动,R减小,等效电阻减小,则 减小,原线圈和副线圈电流都增大,电流表示数增大,
增大, 减小,故D正确。
故选D。
5.(2023·河北唐山·开滦第一中学校考模拟预测)如图,一理想变压器的原线圈匝数固定,副线圈接入电
路的匝数可以通过滑动触头Q调节。在原线圈一侧接有一只交流电流表,副线圈一侧由定值电阻R 和滑动
0
变阻器R构成如图所示的电路。若在原线圈上加一电压为U的交流电,则下列说法正确的是( )
A.保持Q位置不动,将P向下滑动时,电流表的读数变大
B.保持Q位置不动,将P向下滑动时,电流表的读数不变
C.保持P位置不动,将Q向下滑动时,电流表的读数变大
D.保持P位置不动,将Q向上滑动时,电流表的读数不变
【答案】A
【详解】AB.在原、副线圈匝数比一定的情况下,变压器的输出电压由输入电压决定;当Q位置不动时,
副线圈输出电压 不变,此时P向下滑动,滑动变阻器 接入电路电阻减小,则副线圈输出电流 变大,
根据输入功率等于输出功率,有
可知原线圈电流 变大,则电流表的读数变大,故A正确,B错误;
CD.P位置不动,将Q向下滑动时,副线圈的匝数 减少,根据
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】可知副线圈输出电压 减小,则副线圈输出电流 变小,根据输入功率等于输出功率,有 ,可
知原线圈电流 变小,则电流表的读数变小,故CD错误。
故选A。
6.(2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校考三模)如图所示,理想变压器原线圈与定值电阻 串联后接
在电压 的交流电源上,副线圈接理想交流电压表、理想交流电流表和滑动变阻器 ,原、副线圈
匝数比为 。已知 , 的最大阻值为 。现将滑动变阻器 的滑片 由最上端开始向下滑动,
下列说法正确的是( )
A.当 时,电压表示数为 B.当 时, 消耗的功率最大
C.电压表示数变大,电流表示数变小 D.电源的输出功率变小
【答案】B
【详解】A.原线圈与副线圈两端电压之比 ,可得
当 时, ,电压表示数 ,A错误;
B. 消耗的功率 ,当满足 ,即 时 消耗的功率最
大, 正确;
C.因为 变大,所以原线圈两端电压 减小,得 减小,电压表示数减小, 错误;
D.由理想变压器的特点可知 ,又 ,解得
滑动变阻器 的滑片 向下滑动, 减小,所以 变大,则 变大,故电流表示数变大,电源的输出功率
,则电源的输出功率变大, 错误。
故选B。
7.(多选)(2023·陕西宝鸡·统考二模)如图所示,为某小型发电站的输电示意图.发电站的输出功率为
,经升压变压器升压后,输出电压为 ,发电站到用户的输电线总电阻为 ,经过
降压变压器给一居民小区供电.已知变压器均为理想变压器,下列说法正确的是( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.输电线路中的电流为
B.用户获得的功率为
C.若发电站的输出电压减半,线路损耗的电功率变为原来的4倍
D.若用户所需电压为 ,则降压变压器原、副线圈匝数比为
【答案】CD
【详解】A.输电线路中的电流为 ,故A错误;
B.输电线的损失功率为 ,用户获得的功率为 ,故B错误;
C.输电线损失功率为 ,可见 不变,若输出电压减半,线路损耗的电功率变为原来的
4倍,故C正确;
D.降压变压器副线圈的电流为
降压变压器原、副线圈匝数比为 ,故D正确。
故选CD。
8.(多选)(2023·陕西·统考一模)如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副线圈两
端的电压分别为 和 ,降压变压器原、副线圈两端的电压分别为 和 。在输电线路的起始端接入两
个互感器,两个互感器原、副线圈的匝数比分别为 和 ,各互感器和电表均为理想的,则下列说法
正确的是( )
A.左侧互感器起到降压作用,右侧互感器起到降流作用
B.若电压表的示数为 ,电流表的示数为 ,则线路输送电功率为
C.若保持发电机输出电压 一定,仅将滑片 下移,则输电线损耗功率增大
D.若发电机输出电压 一定,若用户数增加,为维持用户电压 一定,可将滑片 下移
【答案】AC
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【详解】A.根据两个互感器原、副线圈的匝数比可知电压互感器起到降压的作用,电流互感器起到降流
(升压)的作用,A正确;
B.设输电电流为 ,根据理想变压器电压和电流规律可得 , ,解得
,
所以线路输送的电功率为 ,B错误;
C.由理想变压器电压和电流规律可得, , ,
设输电线路总电阻为 ,根据闭合电路欧姆定律有,
设用户端总电阻为 ,根据欧姆定律有,
联立解得,
若保持发电机输出电压 和用户数一定,仅将滑片 下移,则 增大, 不变,所以 增大,而输电线
损耗功率为 ,所以输电线损耗功率增大,C正确;
D.若保持发电机输出电压 和 的位置一定,使用户数增加,即 不变, 减小,则 增大, 减小,
为了维持用户电压 一定,需要增大 ,可将滑片 上移,D错误。
故选AC。
9.(多选)(2023·安徽合肥·合肥一中校考模拟预测)如图所示电路中,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, 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到另
一位置,观察到电流表 的示数增大了0.2A,电流表 的示数增大了0.8A,则下列说法正确的是
( )
A.变压器原副线圈匝数比为
B.电压表 、 示数均增大
C.变阻器滑片是沿 的方向滑动
D.滑片移动过程中滑动变阻器消耗的功率有可能是先增大后减小
【答案】ACD
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【详解】A.由 ,得 ,即 ,A正确;
B.据题可知I 增大,根据 ,得出 增大,而ab间电压为定值,则原线圈两端的电压 减小,
1
结合 ,得出 减小,B错误;
C. 增大, 减小,得出R减小,C正确;
D.可以将原线圈等效为一个电阻,又由于R与 大小未知,可知R上功率可以先增大后减小,D正确。
故选ACD。
10.(2023·辽宁沈阳·东北育才学校校考三模)如图所示为远距离输电的示意图,变压器均为理想变压器,
升压变压器 的原副线圈匝数比为 ,降压变压器 的原副线圈匝数比为 。升压变压器原线圈两端接入
电压 的交流电源,用户的总电阻为 (可视为纯电阻),输电线的总电阻为 ,不考虑其
他因素的影响,下列说法正确的是( )
A.输电线上损失的电压为
B.用户获得的电压为
C.输电线上损失的电功率为
D.用户消耗的电功率为
【答案】BC
【详解】AB.升压变压器原线圈电压有效值为
升压变压器副线圈两端电压
输电线上损失的电压
降压变压器原线圈两端电压
降压变压器副线圈两端电压
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】又 , , ,联立解得, ,, ,故A错误,B正确;
C.输电线上损失的电功率为 ,故C正确;
D.用户消耗的电功率为 ,故D错误。
故选BC。
【真题感知】
1.(2022·北京·高考真题)某理想变压器的原线圈接在 的正弦交流电源上,副线圈输出电压为
,输出电流为 。该变压器( )
A.原、副线圈的匝数之比为100∶1 B.输入电流为
C.输入电流的最大值为 D.原、副线圈交流电的频率之比为1∶100
【答案】B
【详解】A.原、副线圈的匝数之比为 ,故A错误;
B.根据 ,可得输入电流为 ,故B正确;
C.输入电流的最大值为 ,故C错误;
D.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,故D错误。
故选B。
2.(2023·北京·统考高考真题)自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器,原线圈接12V
的正弦交流电源,副线圈接额定电压为3.8V的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5V。下列措施有可能
使小灯泡正常发光的是( )
A.仅增加原线圈匝数 B.仅增加副线圈匝数
C.将原、副线圈匝数都增为原来的两倍 D.将两个3.8V小灯泡并联起来接入副线圈
【答案】B
【详解】A.由 知,仅增加原线圈匝数,副线圈的输出电压U 减小,不能使小灯泡正常发光,故A
2
错误;
B.由 知,仅增加副线圈匝数,副线圈的输出电压U 增大,有可能使小灯泡正常发光,故B正确;
2
C.由 知,将原、副线圈匝数都增为原来的两倍,但由于原线圈的电压不变,则副线圈的输出电压
U 不变,不能使小灯泡正常发光,故C错误;
2
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】D.将两个3.8V小灯泡并联,但由于原线圈的电压不变,则副线圈的输出电压U 不变,不能使小灯泡正常
2
发光,故D错误。
故选B。
3.(多选)(2022·天津·高考真题)如图所示,两理想变压器间接有电阻R,电表均为理想交流电表,a、
b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后( )
A.R的发热功率不变 B.电压表的示数不变
C.电流表 的示数变大 D.电流表 的示数变小
【答案】BC
【详解】AC.闭合开关S后,负载电阻减小,匝数为 的线圈输出功率变大,匝数为 的线圈输入功率也
变大,a、b两端电压有效值不变,由
可知电流表 的示数变大,根据 ,因 比值不变, 变大, 变大,因此,R的发热功率变大,
故A错误,C正确;
B.根据理想变压器电压比等于匝数比 ,可知输出电压 不变,电压表的示数不变,故B正确;
D.根据理想变压器电流与匝数关系可得 , ,由于匝数均保持不变, 增大,所以 、 增
大,故电流表 的示数变大,故D错误。
故选BC。
4.(多选)(2023·海南·统考高考真题)下图是工厂利用 的交流电给 照明灯供电
的电路,变压器原线圈匝数为1100匝,下列说法正确的是( )
A.电源电压有效值为 B.交变电流的周期为
C.副线圈匝数为180匝 D.副线圈匝数为240匝
【答案】BC
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【详解】A.电源电压的有效值 ,选项A错误;
B.交流电的周期 ,选项B正确;
CD.根据 ,可得副线圈匝数 匝,选项C正确,D错误。
故选BC。
5.(多选)(2022·福建·高考真题)某同学利用如图所示电路模拟远距离输电.图中交流电源电压为 ,
定值电阻 ,小灯泡 、 的规格均为“ ”,理想变压器 、 原副线圈的匝数比
分别为1∶3和3∶1.分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ,两电路都稳定工作时,( )
A. 与 一样亮 B. 比 更亮
C. 上消耗的功率比 的大 D. 上消耗的功率比 的小
【答案】BC
【详解】若开关接cd端,则若电源电压为 ,理想变压器 、 的匝数比为
用户电阻为 ,输电线电阻为 ,由变压器工作原理和欧姆定律。升压变压器次级电压
降压变压器初级电压
降压变压器次级电压 , , ,
可得输电功率为
输电线上损耗的电功率为
用户得到的电功率为
若开关接ab端,则负载得到的功率
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】输电线上损耗的电功率为 ,将 , ,k=3带
入,可得 ,即 比 更亮;
, 上消耗的功率比 的大。
故选BC。
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