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专题15 交变电流
考点
十年考情（2015-2024）
命题趋势
考点1 描述交
变电流的物理
量
（10 年8 考）
2024·北京·高考真题、2024·山东·高考真题、2024·湖北·高考
真题、2024·广东·高考真题、2024·河北·高考真题、2023·湖
南·高考真题、2022·重庆·高考真题、2022·海南·高考真题、
2022·广东·高考真题、2022·浙江·高考真题、2021·辽宁·高考
真题、2021·天津·高考真题2021·北京·高考真题、2021·浙江·
高考真题、2021·浙江·高考真题、2020·海南·高考真题、
2018·海南·高考真题、2018·全国·高考真题、2016·全国·高考
真题、2015·四川·高考真题
本章高考考查内容主
要有:(1)交变电流的
产生及变化规律；
(2)交变电流的四值
及应用；(3)理想变
压器的工作原理与规
律；(4)理想变压器
的动态电路分析；远
距离输电的模式以及
电压和功率的损耗；
(6)传感器的简单应
用.题型主要为选择
题.物理核心素养上
面主要考查学生的
“模型建构和科学推
理”要素.能力主要
考查理解与推理能
力. 整体难度中偏
易。
考点2 变压器
和远距离输电
（10 年几考）
2024·辽宁·高考真题、2024·全国·高考真题、2024·海南·高考
真题、2024·重庆·高考真题、2024·湖南·高考真题、2024·北
京·高考真题、2024·浙江·高考真题、2024·浙江·高考真题、
2023·山东·高考真题、2023·浙江·高考真题、2023·海南·高考
真题、2023·天津·高考真题、2022·河北·高考真题、2022·湖
南·高考真题、2022·山东·高考真题、2022·天津·高考真题、
2022·湖北·高考真题、2022·福建·高考真题、2021·重庆·高考
真题、2021·福建·高考真题、2021·湖北·高考真题、2021·广
东·高考真题、2021·湖南·高考真题、2021·河北·高考真题、
2021·海南·高考真题、2021·山东·高考真题、2020·北京·高考
真题、2020·江苏·高考真题、2020·山东·高考真题、2020·浙
江·高考真题、2020·浙江·高考真题、2020·全国·高考真题、
2019·海南·高考真题、2019·江苏·高考真题、2018·天津·高考
真题、2018·江苏·高考真题、2017·北京·高考真题、2016·全
国·高考真题、2016·江苏·高考真题、2016·全国·高考真题、
2016·海南·高考真题、2016·天津·高考真题、2016·四川·高考
真题、2016·海南·高考真题、2015·广东·高考真题、2015·江
苏·高考真题、2015·全国·高考真题、2015·安徽·高考真题、
2015·福建·高考真题、2015·天津·高考真题
考点01 描述交变电流的物理量
一、单选题
1．（2024·北京·高考真题）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“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ）
1
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A．原线圈两端电压的有效值为
B．副线圈中电流的有效值为0.5A
C．原、副线圈匝数之比为1 4∶
D．原线圈的输入功率为12W
【答案】B
【详解】A．由题图知，原线圈电压最大值为
，则原线圈两端电压的有效值为
故A 错误；
B．灯泡正常发光，由P = UI 得，副线圈中电流有效值为
故B 正确；
C．由理想变压器电压与匝数关系可知
故C 错误；
D．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 = PL = 3W
故D 错误。
故选B。
2．（2024·山东·高考真题）如图甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d 的区域中存在垂直Oxy 平面向里、磁感应强度
大小为B 的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d 的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y 轴为
转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动
势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（ ）
2
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A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】根据题意可知，磁场区域变化前线圈产生的感应电动势为
由题图丙可知，磁场区域变化后，当
时，线圈的侧边开始切割磁感线，即当线圈旋转
时
开始切割磁感线，由几何关系可知磁场区域平行于x 轴的边长变为
C 正确。
故选C。
3．（2024·湖北·高考真题）在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡
的电阻是灯泡
的2 倍。假设两个
二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S，灯泡
、
的电功率之比
为（ ）
A．2︰1
B．1︰1
C．1︰2
D．1︰4
【答案】C
【详解】两个二极管正向电阻为0，反向电阻无穷大，二极管导通则短路并联的灯泡，此时另一个灯泡与
电源串联，根据电路图可知在一个完整的周期内，两个灯泡有电流通过的时间相等都为半个周期，电压有
效值相等，则根据
可知
故选C。
4．（2024·广东·高考真题）将阻值为
的电阻接在正弦式交流电源上。电阻两端电压随时间的变化规律
如图所示。下列说法正确的是（ ）
3
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A．该交流电的频率为
B．通过电阻电流的峰值为
C．电阻在1 秒内消耗的电能为1J
D．电阻两端电压表达式为
【答案】D
【详解】A．由图可知交流电的周期为0.02s，则频率为
故A 错误；
B．根据图像可知电压的峰值为
，根据欧姆定律可知电流的峰值
故B 错误；
C．电流的有效值为
所以电阻在1s 内消耗的电能为
故C 错误；
D．根据图像可知其电压表达式为
故D 正确。
故选D。
5．（2024·河北·高考真题）
为两个完全相同的定值电阻，
两端的电压随时间周期性变化的规律如
图1 所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的
倍），
两端的电压随时间按正弦规律变化如图2 所
示，则两电阻在一个周期T 内产生的热量之比
为（ ）
4
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A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】根据有效值的定义可知图1 的有效值的计算为
解得
图二的有效值为
接在阻值大小相等的电阻上，因此
故选B。
6．（2022·重庆·高考真题）低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。若将“
”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
的交流电后能正常工作，则（ ）
A．卤素灯两端的电压有效值为
B．变压器原、副线圈的匝数比为55 3∶
C．流过卤素灯的电流为
D．卤素灯的电阻为
【答案】B
【详解】A．卤素灯上标记的额定电压
即为卤素灯两端的电压有效值，A 错误；
B．根据理想变压器的原理可知
B 正确；
C．流过卤素灯的电流为
C 错误；
D．卤素灯是非线性元件，电阻随着电压不同而改变，D 错误。
故选B。
7．（2022·海南·高考真题）一个有N 匝的矩形线框，面积为S，以角速度
从如图所示的位置开始，在匀
强磁场B 中匀速转动，则产生的感应电动势随时间变化的图像是（ ）
5
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A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】图示位置线框处于与中性面垂直的平面，竖直长边垂直切割磁感线，此时产生的感应电动势最大
为
根据正弦式交变电流的表达式可知感应电动势随时间的变化关系为
故选A。
8．（2022·广东·高考真题）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，
，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
【详解】AD．根据
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
可知，两电阻的电功率也不相等，选项AD 错误；
B．因两线圈放在同一个旋转磁铁的旁边，则两线圈产生的交流电的频率相等，选项B 正确；
6
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C．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，选项C 错误。
故选B。
9．（2022·浙江·高考真题）如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动手
柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固定在
转轴两侧的两个线圈转动。下列说法正确的是（ ）
A．甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场
B．乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场
C．甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电
D．乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电
【答案】A
【详解】A．甲图中细短铁丝显示的磁场分布均匀，则线圈转动区域磁场可视为匀强磁场，故A 正确；
B．乙图中细短铁丝显示的磁场分布不均匀，则线圈转动区域磁场不能看成匀强磁场，故B 错误；
C．根据发电机原理可知甲图中线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动时才能产生正弦交流电，故C
错误；
D．乙图中是非匀强磁场，则线圈匀速转动时不能产生正弦交流电，故D 错误；
故选A。
10．（2018·全国·高考真题）一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 方；若该电阻接到
正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为
，该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图所示。
则Q 方∶Q 正等于（ ）
A．1∶
B．
∶1
C．1 2∶
D．2 1∶
【答案】D
【详解】由有效值概念知，一个周期内产生的热量
7
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可得
故D 正确，ABC 错误。
故选D。
11．（2021·辽宁·高考真题）如图所示，N 匝正方形闭合金属线圈abcd 边长为L，线圈处于磁感应强度大
小为B 的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴OO′以角速度ω 匀速转动，ab 边距轴
。线圈中
感应电动势的有效值为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】交流电的最大值和两条边到转轴的距离无关，为
因此有效值为
故选B。
12．（2021·天津·高考真题）如图所示，闭合开关后，
的电阻两端的交流电压为
，
电压表和电流表均为理想交流电表，则（ ）
A．该交流电周期为
B．电压表的读数为
C．电流表的读数为
D．电阻的电功率为
【答案】C
【详解】A．该交流电的周期
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B．电压表的读数为交流电的有效值，即
选项B 错误；
C．电流表的读数为
选项C 正确；
D．电阻的电功率为
选项D 错误。
故选C。
13．（2021·北京·高考真题）一正弦式交变电流的i - t 图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．在t
0.4 s 时电流改变方向
B．该交变电流的周期为0.5 s
C．该交变电流的表达式为
D．该交变电流的有效值为
【答案】C
【详解】A．由图可知t
0.4 s 时电流为正方向最大，电流方向没有发生变化，故A 错误；
B．由图可知，该交变电流的周期为T=0.4s，故B 错误；
C．由图可知，电流的最大值为
，角速度为
故该交变电流的表达式为
故C 正确；
D．该交变电流的有效值为
故D 错误。
故选C。
14．（2021·浙江·高考真题）如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周
期T 和最大值
相同，则实线所对应的交流电的有效值U 满足（ ）
9
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A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】因虚线是正弦交流电的图像，则该交流电的有效值为
由图可知，在任意时刻，实线所代表的交流电的瞬时值都不大于虚线表示的正弦交流电的瞬时值，则实线
所代表的交流电的有效值小于虚线表示的正弦交流电的有效值，则
故选D。
15．（2020·海南·高考真题）图甲、乙分别表示两种电流的波形，其中图乙所示电流按正弦规律变化，分
别用
和
表示甲和乙两电流的有效值，则（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】对图甲的交流电分析，可知一个周期内交流电的电流方向变化，而电流的大小不变，故图甲的电
流有效值为
对图乙的交流电分析可知，其为正弦式交流电，故其有效值为
则有
故选D。
16．（2015·四川·高考真题）小型手摇发电机线圈共N 匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视
10
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为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴
，线圈绕
匀速转动，如图所示，矩形线圈ab 边和cd 边产生
的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压（ ）
A．峰值是
B．峰值为2
C．有效值为
D．有效值为
【答案】D
【详解】AB．由题意可知，线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e0，因此对单匝矩形线圈总
电动势最大值为2e0，又因为发电机线圈共N 匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为2Ne0，根据闭合电
路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为2Ne0，故选项A、B
错误；
CD．又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效
值与峰值的关系可知
即
故C 错误，D 正确。
故选D。
【考点定位】对正弦式交变电流的产生原理的理解，以及其四值运算、闭合电路欧姆定律的应用．
【名师点睛】熟知并理解教材中正弦式交变电流的产生原理，能自己熟练推导该交变电流的瞬时值表达式．
【方法技巧】（1）高三复习要能不忘回归教材，千万不能“舍本求源”，一味做、复习课本以外的内容．
（2）根据题图分析对ab 边、cd 边而言，它们产生的感应电动势方向虽然相反，但对单匝线圈，ab 边和cd
边产生的感应电动势方向相同，又因为有N 匝线圈，因此总感应电动势峰值应累加，另外要能熟记有效值
的计算方法．
【规律总结】对正弦式交变电流，峰值为其有效值的
倍，另在进行四值运算时，要注意量与量之间、
四值之间的对应．
二、多选题
17．（2023·湖南·高考真题）某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动
（皮带不打滑），半径之比为
，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为
的正方形，共
匝，总阻值为
。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为
的匀强磁场。 大轮以角速度
匀
速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒
为
的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（ ）
11
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A．线圈转动的角速度为
B．灯泡两端电压有效值为
C．若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为
的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效
值为
D．若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮
【答案】AC
【详解】A．大轮和小轮通过皮带传动，线速度相等，小轮和线圈同轴转动，角速度相等，根据
根据题意可知大轮与小轮半径之比为
，则小轮转动的角速度为
，线圈转动的角速度为
，A 正确；
B．线圈产生感应电动势的最大值
又
联立可得
则线圈产生感应电动势的有效值
根据串联电路分压原理可知灯泡两端电压有效值为
B 错误；
C．若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为
的多匝正方形线圈，则线圈的匝数变为原来
的2 倍，线圈产生感应电动势的最大值
此时线圈产生感应电动势的有效值
根据电阻定律
12
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可知线圈电阻变为原来的2 倍，即为
，根据串联电路分压原理可得灯泡两端电压有效值
C 正确；
D．若仅将小轮半径变为原来的两倍，根据
可知小轮和线圈的角速度变小，根据
可知线圈产生的感应电动势有效值变小，则灯泡变暗，D 错误。
故选AC。
18．（2016·全国·高考真题）如图，M 为半圆形导线框，圆心为OM；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆
心为ON；两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆弧半径相等；过直线OMON 的水平面上方有一匀强磁
场，磁场方向垂直于纸面向里。现使线框M、N 在t＝0 时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM
和ON 的轴，以相同的周期T 逆时针匀速转动，则（ ）
A．两导线框中均会产生正弦交流电
B．两导线框中感应电流的周期都等于T
C．在t＝
时，两导线框中产生的感应电动势相等
D．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等
【答案】BC
【详解】A．本题中导线框的半径匀速旋转切割磁感线时产生大小不变的感应电流，故A 错误；
B．两导线框产生的感应电流的周期与线框转动周期相同，故B 正确；
C．在t＝
时，两导线框切割磁感线的导线长度相同，且切割速度大小相等，故产生的感应电动势相等，
均为
E＝
BR2ω
故C 正确；
D．两导线框中感应电流随时间变化的图像如下图所示，故两导线框中感应电流的有效值不相等，故D 错
误。
13
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故选BC。
19．（2021·浙江·高考真题）发电机的示意图如图甲所示，边长为L 的正方形金属框，在磁感应强度为B
的匀强磁场中以恒定角速度绕OO’轴转动，阻值为R 的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙
中的Um为已知量。则金属框转动一周（ ）
A．框内电流方向不变
B．电动势的最大值为Um
C．流过电阻的电荷
D．电阻产生的焦耳热
【答案】BD
【详解】A．当线框转动时，框内电流方向每经过中性面一次都要变化一次，而线圈和外电路接点处通过
换向器，保证电流的方向不发生变化，从而使加在电阻两端的电压方向保持不变，A 错误；
B．由图乙可知，电动势的最大值为Um ，B 正确；
C．线圈转过半周，则流过电阻的电荷量为
则金属框转过一周流过电阻的电荷量为
C 错误；
D．因为
则
金属框转过一周电阻产生的焦耳热
D 正确。
14
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故选BD。
20．（2019·天津·高考真题）单匝闭合矩形线框电阻为
，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，
穿过线框的磁通量Φ与时间的关系图像如图所示．下列说法正确的是（ ）
A．
时刻线框平面与中性面垂直
B．线框的感应电动势有效值为
C．线框转一周外力所做的功为
D．从
到
过程中线框的平均感应电动势为
【答案】BC
【详解】由图像可知
时刻线圈的磁通量最大，因此此时线圈处于中性面位置，因此A 错误；由图可知交
流电的周期为T，则
，由交流电的电动势的最大值为
，则有效值为
，故B 正确，线圈转一周所做的功为转动一周的发热量，
，故C 正确；
从0 时刻到
时刻的平均感应电动势为
，故D 错误．
21．（2018·海南·高考真题）如图，在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，有一面积为S 的矩形
单匝闭合导线abcd,ab 边与磁场方向垂直，线框的电阻为R．使线框以恒定角速度ω 绕过ad、
bc 中点的轴旋转．下列说法正确的是( )
A．线框abcd 中感应电动势的最大值是BSω
B．线框abcd 中感应电动势的有效值是BSω
C．线框平面与磁场方向平行时，流经线框的电流最大
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D．线框平面与磁场方向垂直时，流经线框的电流最大
【答案】AC
【分析】本题考查了交变电流的最大值、有效值和瞬时值的相关知识点
【详解】一个单匝线圈在匀强磁场中旋转，当从中性面开始计时,产生的正弦式交变电流电动势的瞬时值表
达式为：e=Emsin .＝Emsinωt.故感应电动势的最大值Em＝BSω，有效值E＝
，故A 正确，B 错误；当
，即线框平面与磁场方向平行时，感应电动势最大，电流最大，故C 正确，D 错误．
考点02 变压器和远距离输电
一、单选题
1．（2024·北京·高考真题）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“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ）
A．原线圈两端电压的有效值为
B．副线圈中电流的有效值为0.5A
C．原、副线圈匝数之比为1 4∶
D．原线圈的输入功率为12W
【答案】B
【详解】A．由题图知，原线圈电压最大值为
，则原线圈两端电压的有效值为
故A 错误；
B．灯泡正常发光，由P = UI 得，副线圈中电流有效值为
故B 正确；
C．由理想变压器电压与匝数关系可知
故C 错误；
D．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 = PL = 3W
故D 错误。
故选B。
16
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2．（2024·浙江·高考真题）理想变压器的原线圈通过a 或b 与频率为f、电压为u 的交流电源连接，副线
圈接有三个支路、如图所示。当S 接a 时，三个灯泡均发光，若（ ）
A．电容C 增大，L1灯泡变亮
B．频率f 增大，L2灯泡变亮
C．RG上光照增强，L3灯泡变暗
D．S 接到b 时，三个泡均变暗
【答案】A
【详解】A．电容增大，对交流电的阻碍作用减小，则L1灯泡变亮，故A 正确；
B．频率f 增大，则电感的阻碍作用增大，则L2灯泡变暗，故B 错误；
C．光敏电阻光照增强，阻值减小，由于各支路电压不变，则L3灯泡电流增大，变亮，故C 错误；
D．S 接到b 时，根据变压比可知，副线圈电压增大，则三个泡均变亮，故D 错误。
故选A。
3．（2024·浙江·高考真题）如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出
的
交流电，经原、副线圈匝数分别为
和
的变压器升压至峰值大于
，就会在打火针和金属板间引发
电火花，实现点火。下列正确的是（ ）
A．
B．
C．用电压表测原线圈两端电压，示数为
D．副线圈输出交流电压的频率是
【答案】B
【详解】AB．原线圈两端电压的有效值
根据电压匝数关系有
变压器副线圈电压的峰值
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根据题意有
解得
，
故A 错误，B 正确；
C．用电压表测原线圈两端电压，电压表测的是有效值，则示数为
故C 错误；
D．根据
解得
变压器不改变频率，则副线圈输出交流电压的频率是
，故D 错误。
故选B。
4．（2017·北京·高考真题）如图所示，理想变压器的原线圈接在
的交流电源上，副
线圈接有
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
W
B．电流表的读数为1A
C．电压表的读数为
V
D．副线圈输出交流电的周期为50s
【答案】B
【详解】ABC．根据题已知，理想变压器接在最大电动势为
的交流电源上，则可知理想变压器原线
圈两端电压的有效值为
根据原副线圈两端的电压比等于匝数比可得副线圈两端的电压
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即电压表的读数为110V，则副线圈所在回路中的电流
而根据变压器原副线圈所在回路中的电流比等于匝数的反比可得
则电流表的读数为1A，由此可得原线圈的输入功率为
故AC 错误，B 正确；
D．根据交流电瞬时电压的表达式
可得
而
则可得
故D 错误。
故选B。
5．（2023·山东·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U1= 250V，输出功率
500kW。降压变压器的匝数比n3：n4= 50：1，输电线总电阻R = 62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压
U4= 220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）
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n1：n2= 1：44
【答案】C
【详解】A．由题知，发电机的输出电压U1 = 250V，输出功率500kW，则有
A 错误；
BD．由题知，用户端电压U4 = 220V，功率88kW，则有
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P′ = U4I4
联立解得
I4 = 400A，I3 = 8A，U3 = 11000V
则输电线上损失的功率为
P 损 = I3
2R = 4kW
且
U2 = U3＋I3R = 11500V
再根据
，解得
BD 错误；
C．根据理想变压器无功率损失有
P = U2I3＋P 储
代入数据有
P 储 = 408kW
C 正确。
故选C。
6．（2023·浙江·高考真题）我国1100kV 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．1100kV 是指交流电的最大值
D．输电功率由送电端电压决定
【答案】A
【详解】AB．升压和降压都需要在交流的时候才能进行，故送电端应该先升压再整流，用户端应该先变交
流再降压，故A 正确，B 错误；
C．1100kV 指的是交流电的有效值，故C 错误；
D．输电的功率是由用户端负载的总功率来决定的，故D 错误。
故选A。
7．（2016·全国·高考真题）一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻
、
和
的阻值分别为
、
和
，A 为理想交流电流表，U 为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定当开关S 断开时，电流表
的示数为I；当S 闭合时，电流表的示数为
。该变压器原、副线圈匝数的比值为（ ）
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A．2
B．3
C．4
D．5
【答案】B
【详解】设原、副线圈的匝数比为k，原线圈的电流为
，则有副线圈的电流为
原线圈的电压
因为电源电压的有效值恒定，所以有
代入数据则有
解得
故选B。
8．（2022·河北·高考真题）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
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，
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
B．发电机输出交变电流的频率为
C．变压器原、副线圈的匝数比为
D．发电机产生的瞬时电动势
【答案】C
【详解】B．发电机线圈的转速为nz，输出交变电流的频率为
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B 错误；
A．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
输出电压的有效值为
A 错误；
C．变压器原、副线圈的匝数比为
C 正确；
D．发电机产生的瞬时电动势为
D 错误。
故选C。
9．（2022·湖南·高考真题）如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中
间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，
滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V 的示数为U，理想电流表A 的示数为I。下列说法正确的是（
）
A．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I 减小，U 不变
B．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大
C．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I 减小，U 增大
D．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小
【答案】B
【详解】AB．由题意可知，原副线圈的匝数比为
，则副线圈的电流为
，根据欧姆定律可得副线圈的电
压有效值为
则变压器原线圈的电压有效值为
设输入交流电的电压有效值为
，则
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可得
保持
位置不变，
向左缓慢滑动的过程中，
不断变大，根据欧姆定律
可知变压器原线圈的电压有效值变大，输入电压有效值不变，则
两端的电压不断变小，则电压表示数
变小，原线圈的电压电流都变大，则功率变大，根据原副线圈的功率相等，可知
消耗的功率增大，故B
正确，A 错误；
CD．设原副线圈的匝数比为
，同理可得
则
整理可得
保持
位置不变，
向下缓慢滑动的过程中，
不断变大，则
变小，对
由欧姆定律可知
可知
不断变小，根据原副线圈的功率相等可知
消耗的功率
整理可得
可知
时，
消耗的功率有最大值，可知
消耗的功率先增大，后减小，故CD 错误。
故选B。
10．（2022·山东·高考真题）如图所示的变压器，输入电压为
，可输出
、
、
电压，匝数
为
的原线圈中电压随时间变化为
．单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数
为
。将阻值为
的电阻R 接在
两端时，功率为
。下列说法正确的是（ ）
A．n1为1100 匝，
为
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B．
间线圈匝数为120 匝，流过R 的电流为
C．若将R 接在
两端，R 两端的电压为
，频率为
D．若将R 接在
两端，流过R 的电流为
，周期为
【答案】D
【详解】A．变压器的输入电压为220V，原线圈的交流电的电压与时间成余弦函数关系，故输入交流电压
的最大值为
，根据理想变压器原线圈与单匝线圈的匝数比为
解得原线圈为2200 匝，A 错误；
B．根据图像可知，当原线圈输入220V 时，BC 间的电压应该为12V，故BC 间的线圈匝数关系有
BC 间的线圈匝数为120 匝，流过R 的电流为
B 错误；
C．若将R 接在AB 端，根据图像可知，当原线圈输入220V 时，AB 间的电压应该为18V。根据交流电原线
圈电压的表达式可知，交流电的角速度为
，故交流电的频率为
C 错误；
D．若将R 接在AC 端，根据图像可知，当原线圈输入220V 时，AC 间的电压应该为30V，根据欧姆定律可
知，流过电阻R 的电流为
交流电的周期为
D 正确。
故选D。
11．（2021·重庆·高考真题）某电动牙刷的充电装置含有变压器，用正弦交流电给此电动牙刷充电时，原
线圈两端的电压为
，副线圈两端的电压为
，副线圈的电流为
，若将该变压器视为理想变压
器，则（ ）
A．原、副线圈匝数之比为
B．原线圈的电流为
C．副线圈两端的电压最大值为
D．原、副线圈的功率之比为
【答案】B
【详解】A．由理想变压器的变压公式，可知原副线圈匝数之比为
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A 错误；
B．由理想变压器的变流公式
解得原线圈电流
B 正确；
C．根据有效值与最大值的关系可知，副线圈两端的电压最大值
C 错误；
D．根据理想变压器输出功率大于输入功率可知，原副线圈的功率之比为
，D 错误。
故选B。
12．（2021·福建·高考真题）某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中R 为输电线的总
电阻。若变压器视为理想变压器，所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载变化，则当住
户使用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是（ ）
A．A1增大，V2不变，V3增大
B．A1增大，V2减小，V3增大
C．A2增大，V2增大，V3减小
D．A2增大，V2不变，V3减小
【答案】D
【详解】不考虑变压器的输入电压随负载变化，即变压器原线圈的输入电压
不变，根据
可知，变压器副线圈的输出电压
不变；当住户使用的用电器增加时，即用户的总电阻
变小，由
可知，副线圈的电流
变大，而由
可知V3减小；由理想变压器的原理
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可知原线圈的电流
变大；故综合上述分析可知A1增大，A2增大，V2不变，V3减小；
故选D。
13．（2021·湖北·高考真题）如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大
阻值为2R 的滑动变阻器和阻值为R 的定值电阻。在变阻器滑片从a 端向b 端缓慢移动的过程中（ ）
A．电流表A1示数减小
B．电流表A2示数增大
C．原线圈输入功率先增大后减小
D．定值电阻R 消耗的功率先减小后增大
【答案】A
【分析】本题考查含理想变压器电路的动态分析。
【详解】AB．由于原线圈所接电压恒定，匝数比恒定，故变压器副线圈的输出电压恒定，变阻器的滑片从
a 端向b 端缓慢移动的过程中，由数学知识可知，变压器副线圈所接的电阻值逐渐增大，则由欧姆定律得
可知副线圈的电流逐渐减小，由
可知变压器原线圈的电流I1也逐渐减小，故A 正确，B 错误；
C．原线圈的输入功率为
由于I1逐渐减小，则原线圈的输入功率逐渐减小，故C 错误；
D．由于副线圈的电流逐渐减小，则定值电阻与变阻器右半部分并联的总电流减小，又与定值电阻并联的
变阻器右半部分的电阻值减小，则由并联分流规律可知，流过定值电阻的电流逐渐减小，则由公式
可知，定值电阻R 消耗的电功率逐渐减小，故D 错误。
故选A。
14．（2021·广东·高考真题）某同学设计了一个充电装置，如图所示，假设永磁铁的往复运动在螺线管中
产生近似正弦式交流电，周期为0.2s，电压最大值为0.05V，理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电
路，原、副线圈匝数比为1 60
∶
，下列说法正确的是（ ）
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A．交流电的频率为10Hz
B．副线圈两端电压最大值为3V
C．变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关
D．充电电路的输入功率大于变压器的输入功率
【答案】B
【详解】A．周期是T=0.2s，频率是
故A 错误；
B．由理想变压器原理可知
解得，副线两端的最大电压为
故B 正确；
C．根据法拉第电磁感应定律可知，永磁铁磁场强，线圈中产生的感应电动势越大，变压器的输入电压会
越大，故C 错误；
D．由理想变压器原理可知，充电电路的输入功率等于变压器的输入功率，故D 错误。
故选B。
15．（2021·湖南·高考真题）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为
，输入端
、
接入电压有效值
恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻
的阻值相同。在滑动变阻器
的滑片从
端滑动到
端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（ ）
A．L1先变暗后变亮，L2一直变亮
B．L1先变亮后变暗，L2一直变亮
C．L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗
D．L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗
【答案】A
【详解】副线圈的总电阻为
解得
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则滑动变阻器R 的滑片从a 端滑到b 端过程中，副线圈的总电阻先增大后减小，根据等效电阻关系有
则等效电阻先增大后减小，由欧姆定律有
，
先减小后增大，
先减小后增大，则
先变暗后变亮，根据
，
由于
先减小后增大，则副线圈的电压
先增大后减小，通过L2的电流为
则滑动变阻器R 的滑片从a 端滑到b 端过程中，
逐渐减小，副线圈的电压
增大过程中
增大；在
副线圈的电压
减小过程中，通过R0的电流为
逐渐增大，则
越来越小，则
则
先变暗后变亮，
一直变亮；
故选A。
16．（2020·北京·高考真题）如图所示， 理想变压器原线圈接在u=U msin(ωt +φ)的交流电源上， 副线
圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S 后（ ）
A．电流表
的示数减小
B．电压表
的示数减小
C．电压表
的示数不变
D．电流表
的示数不变
【答案】A
【详解】开关S 闭合时，副线圈总的电阻减小，由于变压器的匝数比和输入的电压都不变，所以输出的电
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压也不变，即V1示数不变，但因副线圈的总电阻减小，则副线圈的总电流增大，则原线圈的电流增大，故
A1的示数变大；由于副线圈的电流增大，故串联在副线圈的电阻R 两端的电压增大，而副线圈的总电压不
变，所以副线圈并联部分的电压减小，即
的示数减小，故电流表
的示数减小，故A 正确，BCD 错误。
故选A。
17．（2020·江苏·高考真题）电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示。其原线圈
匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上。则电流互感器（ ）
A．是一种降压变压器
B．能测量直流电路的电流
C．原、副线圈电流的频率不同
D．副线圈的电流小于原线圈的电流
【答案】D
【详解】A．原线圈匝数较少，电流互感器是一种降电流的变压器，A 选项错误。
B． 电流互感器的工作原理是电磁感应中的互感现象，只可以测量交变电流，B 选项错误。
C． 电流互感器不会改变电流的频率，只改变电流，故原、副线圈电流的频率相同。C 选项错误。
D．原线圈匝数较少，电流互感器是一种降电流的变压器，副线圈的电流小于原线圈的电流。D 正确。
故选D。
18．（2020·山东·高考真题）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 Ω
C．6 Ω
D．8 Ω
【答案】A
【详解】输电电压的有效值为（即原线圈电压的有效值）
根据理想变压器电压规律
可知副线圈电压有效值为
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灯泡正常工作，根据欧姆定律可知分压为
，则通过灯泡的电流，即副线圈部分的干路电流为
根据串联分压规律可知，
和
、
构成的并联电路部分的分压为
通过
的电流为
通过
、
的电流为
、
的分压为
解得滑动变阻器的阻值为
A 正确，BCD 错误。
故选A。
19．（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：
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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。
20．（2019·江苏·高考真题）某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1：10，当输入电压增加20V 时，输出
电压
A．降低2V
B．增加2V
C．降低200V
D．增加200V
【答案】D
【详解】由理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比即
，得：
，即副线圈两端电压与
原线圈两端电压成正比，所以有：
，当输入电压增加20V 时，输出电压增大200V，故D 正
确．
21．（2015·广东·高考真题）下图为气流加热装置的示意图，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，调节触头P，使输出电压有效值由220V 降至
110V，调节前后（ ）
A．副线圈中的电流比为
B．副线圈输出功率比为
C．副线圈的接入匝数比为
D．原线圈输入功率比为
【答案】C
【详解】AC．设原线圈中电流为I1，匝数为n1，两端输入电压为U1，输入功率为P1，幅线圈中电流为I2，
匝数为n2，两端输出电压为U2，输出功率为P2，根据理想变压器原副线圈两端电压与匝数关系有
所以当输出电压U2由220V 降至110V 时，副线圈匝数n2也应减少为一半，由于副线圈两端所接用电器不变，
所以当用电器电压减半时，其电流I2也减半，A 错误，C 正确；
BD．根据功率计算式
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可知，副线圈中输出功率P2变为原来的
，根据理想变压器输出功率与输入功率相等可知，原线圈中输入
功率P1也变为原来的
，BD 错误。
故选C。
22．（2015·江苏·高考真题）一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V 交变电流改为110V，已知变
压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为（ ）
A．200
B．400
C．1600
D．3200
【答案】B
【详解】根据变压器的变压规律
，代入数据可求副线圈匝数为400．
A．匝数为200，与计算结果不符，故A 错误；
B．匝数为400，与计算结果相符，故B 正确；
C．匝数为1600，与计算结果不符，故C 错误；
D．匝数为3200，与计算结果不符，故D 错误．
【点睛】本题主要是知道变压器的变压规律
，试题比较容易．
23．（2015·全国·高考真题）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220V 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．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】原副线圈电压比等于匝数比，根据副线圈负载电阻的电压U，可知副线圈电压为U，原线圈电压
为3U，副线圈电流
原副线圈电流与匝数成反比，所以原线圈电流
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那么原线圈输入电压
整理可得
原副线圈电阻消耗的功率根据
电阻相等，电流为1:3，可得功率比为1:9
故选A。
24．（2018·天津·高考真题）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
。若发电机线圈的转速变为原来的
，则（ ）
A．R 消耗的功率变为
B．电压表V 的读数变为
C．电流表A 的读数变为2I
D．通过R 的交变电流频率不变
【答案】B
【分析】根据公式
分析电动机产生的交流电的最大值以及有效值、频率的变化情况；
根据
判断原副线圈中电流电压的变化情况，根据副线圈中功率的变化判断原线圈中功率的变
化；
【详解】AB．根据
可知转速变为原来的
，则角速度变为原来的
，根据
可知电动机产
生的最大电动势为原来的
，根据
可知发电机的输出电压有效值变为原来的
，即原线圈的输出
电压变为原来的
，根据
n1
n2
= U 1
U 2
可知副线圈的输入电压变为原来的
，即电压表示数变为原来的
，根
据
可知R 消耗的电功率变为
，A 错误B 正确；
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C．副线圈中的电流为
，即变为原来的
，根据
可知原线圈中的电流也变为原来的
，C 错
误；
D．转速减小为原来的
，则频率变为原来的
，D 错误。
【点睛】本题考查了交流电最大值，有效值，频率，变压器等；需要知道交流电路中电表的示数为有效值，
在理想变压器中，恒有
，副线圈消耗的功率决定了原线圈的输入功率。
25．（2016·江苏·高考真题）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
【答案】C
【详解】设a、b 两端所接线圈匝数为n1，c、d 两端所接线圈匝数为n2，根据理想变压器变压规律有
因为
所以
将滑动触头从M 点顺时针转到N 点的过程中，n1不变，n2减小，所以U2降低。
综上所述故选C。
26．（2015·安徽·高考真题）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，R0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A1
的示数增大了0.2A，电流表A2的示数增大了0.8A。则下列说法正确的是（ ）
34
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A．电压表V1示数增大
B．电压表V2、V3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
【答案】D
【详解】A．由于a、b 接在电压有效值不变的交流电源两端，所以原线圈两端电压不变，则电压表V1示数
不变，故A 错误；
B．根据理想变压器原、副线圈变压规律可知副线圈两端电压不变，则电压表V2示数不变；因为副线圈中
电流增大，所以R0两端电压增大，则R 两端电压减小，即电压表V3示数减小，故B 错误；
C．该变压器原、副线圈匝数比为
所以该变压器起降压作用，故C 错误；
D．因为副线圈两端电压不变，电流增大，所以副线圈所接电路电阻减小，即变阻器滑片是沿c→d 的方向
滑动，故D 正确。
故选D。
27．（2024·湖南·高考真题）根据国家能源局统计，截止到2023 年9 月，我国风电装机4 亿千瓦，连续13
年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电
的装置如图所示。已知发电机转子以角速度
匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的
总电阻可简化为一个定值电阻
。当用户端接一个定值电阻R 时，
上消耗的功率为P。不计其余电阻，
下列说法正确的是（ ）
A．风速增加，若转子角速度增加一倍，则
上消耗的功率为4P
B．输电线路距离增加，若
阻值增加一倍，则
消耗的功率为4P
C．若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则
上消耗的功率为8P
D．若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则
上消耗的功率为6P
【答案】A
【详解】
35
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如图为等效电路图，设降压变压器的原副线圈匝数比为
，则输电线上的电流为
转子在磁场中转动时产生的电动势为
A．当转子角速度增加一倍时，升压变压器原副线圈两端电压都增加一倍，输电线上的电流变为
，
故
上消耗的电功率变为原来的4 倍，故A 正确；
C．升压变压器副线圈匝数增加一倍，副线圈两端电压增加一倍，输电线上的电流增加一倍，故
上消耗
的电功率变为原来的4 倍，故C 错误；
B．若
阻值增加一倍，输电线路上的电流
消耗的功率
故B 错误；
D．若在用户端并联一个完全相同的电阻R，用户端电阻减为原来的一半，输电线上的电流为
消耗的功率
故D 错误。
故选A。
28．（2020·浙江·高考真题）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率
，发电机的电压
，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻
，在用户端用降压变压器把电压降为
。已知输电线上损失的功率
，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（
）
A．发电机输出的电流
B．输电线上的电流
C．降压变压器的匝数比
D．用户得到的电流
36
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【答案】C
【详解】A．根据电功率公式
发电机输出电流
A 错误；
B．输电线上损失功率
，由
可得
故B 错误；
C．降压变压器原副线圈得到的功率为
P4=P-P 线=95kW
根据理想变压器电流与线圈匝数成反比关系，可得
C 正确；
D．用户得到的功率为
，用户得到的电流
D 错误。
故选C。
29．（2015·福建·高考真题）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
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（ ）
A．
B．
37
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C．
D．
【答案】C
【详解】由题意可知
则加在原线圈上的电压
根据变压器原、副线圈上的电压比与匝数比关系
所以
根据
可得输电线上的电流
输电线上消耗的功率
ABD 错误，C 正确。
故选C。
30．（2018·江苏·高考真题）采用220 kV 高压向远方的城市输电．当输送功率一定时，为使输电线上损耗
的功率减小为原来的
，输电电压应变为（ ）
A．55 kV
B．110 kV
C．440 kV
D．880 kV
【答案】C
【详解】本意考查输电线路的电能损失，意在考查考生的分析能力．当输电功率P=UI，U 为输电电压，I
为输电线路中的电流，输电线路损失的功率为P 损=I2R，R 为输电线路的电阻，即P 损=
．当输电功
率一定时，输电线路损失的功率为原来的
，则输电电压为原来的2 倍，即440V，故选项C 正确．
点睛：本意以远距离输电为背景考查输电线路的电能损失，解题时要根据输送电功率不变，利用输电线路
损失的功率P 损=I2R 解题．
38
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二、多选题
31．（2024·重庆·高考真题）小明设计了台灯的两种调光方案，电路图分别如图甲，乙所示，图中额定电
压为6V 灯泡的电阻恒定，R 为滑动变阻器，理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。原线圈两端接电压
为220V 的交流电，滑片P 可调节灯泡L 的亮度，P 在R 最左端时，甲、乙图中灯泡L 均在额定功率下工作，
则（ ）
A．n1：n2 = 110：3
B．当P 滑到R 中点时，图甲中L 功率比图乙中的小
C．当P 滑到R 最左端时，图甲所示电路比图乙更节能
D．图甲中L 两端电压的可调范围比图乙中的大
【答案】AC
【详解】A．滑片P 在最左端时，图甲、乙中变压器输出电压均为灯泡的额定电压6V，因此
故A 正确；
B．当P 滑到R 中点时，图甲中总电阻为P 左端电阻与灯泡电阻串联，图乙中总电阻为灯泡电阻与Р 右端的
电阻并联后再与P 左端电阻串联，由于并联电阻小于灯泡电阻，则图甲中灯泡电压大于图乙中灯泡电压，
则图甲中灯泡功率比图乙中灯泡功率大，故B 错误；
C．当P 滑到R 最左端时，图甲中只有灯泡，图乙中R 与灯泡并联，总电阻更小，输出功率更大，图甲比
图乙更节能，故C 正确；
D．图乙中的灯泡两端电压在0 到6V 间变化，图甲中灯泡两端电压最高为6V，最低达不到0，则图乙中灯
泡两端可调电压范围大，故D 错误。
故选AC。
32．（2024·海南·高考真题）电动汽车充电站变压器输入电压为10kV，输出电压为220V，每个充电桩输入
电流16A，设原副线圈匝数分别为
、
，输入正弦交流的频率为50Hz，则下列说法正确的是（ ）
A．交流电的周期为0.02s
B．原副线圈匝数比
C．输出的最大电压为220V
39
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D．若10 台充电桩同时使用，输入功率为35.2kW
【答案】AD
【详解】A．交流电的周期为
故A 正确；
B．根据理想变压器原副线圈的电压与线圈匝数的关系可得，原副线圈匝数比为
故B 错误；
C．输出的最大电压为
故C 错误；
D．若10 台充电桩同时使用，输出功率为
变压器不改变功率，故输入功率为
故D 正确。
故选AD。
33．（2024·全国·高考真题）如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T 调节，副线圈
回路接有滑动变阻器R、定值电阻
和
、开关S。S 处于闭合状态，在原线圈电压
不变的情况下，为
提高
的热功率，可以（ ）
A．保持T 不动，滑动变阻器R 的滑片向f 端滑动
B．将T 向b 端移动，滑动变阻器R 的滑片位置不变
C．将T 向a 端移动，滑动变阻器R 的滑片向f 端滑动
D．将T 向b 端移动，滑动变阻器R 的滑片向e 端滑动
【答案】AC
【详解】A．保持T 不动，根据理想变压器的性质可知副线圈中电压不变，当滑动变阻器R 的滑片向f 端滑
动时，R 与
串联后的总电阻减小，电流增大，根据
可知此时热功率增大，故A 正确；
B．将T 向b 端移动，副线圈匝数变小，故副线圈两端电压变小，滑动变阻器R 的滑片位置不变时，通过
的电流减小，故热功率减小，故B 错误；
40
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C．将T 向a 端移动，副线圈匝数增加，故副线圈两端电压变大，滑动变阻器R 的滑片向f 端滑动，R 与
串联后的总电阻减小，电流增大，此时热功率增大，故C 正确；
D．将T 向b 端移动，副线圈匝数减少，故副线圈两端电压变小，滑动变阻器R 的滑片向e 端滑动，R 与
串联后的总电阻增大，电流减小，此时热功率减小，故D 错误。
故选AC。
34．（2023·海南·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
【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
n1
n2
= U 1
U 2
可得副线圈匝数
匝
选项C 正确，D 错误。
故选BC。
35．（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（ ）
41
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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。
36．（2022·湖北·高考真题）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220V、匝数为1100 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（ ）
42
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A．接收线圈的输出电压约为8 V
B．接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1
C．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
【答案】AC
【详解】A．根据
可得接收线圈的输出电压约为U2=8V；
B．由于存在磁漏现象，电流比不再与匝数成反比，故B 错误；
C．变压器是不改变其交变电流的频率的，故C 正确；
D．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，故D 错误。
故选AC。
37．（2021·海南·高考真题）如图，理想变压器原线圈接在
的交流电源上，副线圈匝数
可通过滑片P 来调节。当滑片P 处于图示位置时，原、副线圈的匝数比
，为了使图中“
，
”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（ ）
A．仅将滑片P 向上滑动
B．仅将滑片P 向下滑动
C．仅在副线圈电路中并联一个阻值为
的电阻
D．仅在副线圈电路中串联一个阻值为
的电阻
【答案】BD
【详解】原线圈电压有效值
则次级电压有效值
则为了使图中“
，
”的灯泡能够正常发光，则需要减小次级电压，即仅将滑片P 向下滑动；或
者仅在副线圈电路中串联一个电阻，阻值为
43
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故选BD。
38．（2015·天津·高考真题）理想变压器的原线圈连接一只理想电流表，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，在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P 为滑动变阻器的滑片，原
线圈两端接在电压为U 的交流电源上。则（ ）
A．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变小
B．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变大
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
【答案】AC
【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，因此保持Q 的位置
不动，变压器输出电压不变。将P 向上滑动时，副线圈电路总电阻增大，则变压器输出电流减小，变压器
输入电流也减小，电流表的读数变小，故A 正确，B 错误；
CD．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，变压器输出电压变大，变压器输出电流变大，变压器输出功率
变大；变压器的输入功率等于输出功率，变压器输入电压不变，则变压器输入电流变大，电流表的读数变
大，故C 正确，D 错误。
故选AC。
39．（2021·河北·高考真题）如图，发电机的矩形线圈长为
、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大
小为B 的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为
、
和
，两个副线圈分别接有电阻
和
，当发电机线圈以角速度
匀速转动时，理想电流表读数为I，不计线圈电阻，下列说法正确的是（
）
A．通过电阻
的电流为
B．电阻
两端的电压为
C．
与
的比值为
D．发电机的功率为
44
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【答案】BC
【详解】AB．由题知理想电流表读数为I，则根据欧姆定律
U1= IR1
根据变压器电压与匝数的关系有
，
代入数据有
U0=
，U2=
再由欧姆定律有
U2= I2R2
可计算出
I2=
综上可知，A 错误、B 正确；
C．由于矩形线圈产生的交变电流直接输入原线圈，则有
Emax= NB2L2ω，U0=
=
NBL2ω
由选项AB 知
U0=
则
C 正确；
D．由于变压器为理想变压器则有
P0= P1 + P2= U1I + U2I2= I2R1 + U2I2
代入选项ABC 公式有
P0=
由于矩形线圈产生的交变电流直接输入原线圈，则发电机的功率为P0，D 错误。
故选BC。
40．（2020·全国·高考真题）在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，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
，R3=20
，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（ ）
45
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A．所用交流电的频率为50Hz
B．电压表的示数为100V
C．电流表的示数为1.0A
D．变压器传输的电功率为15.0W
【答案】AD
【详解】A．交流电的频率为
A 正确；
B．通过
电流的有效值为
两端即副线圈两端的电压，根据欧姆定律可知
根据理想变压器的电压规律
可知原线圈的电压
电阻
两端分压即为电压表示数，即
B 错误；
C．电流表的示数为
C 错误；
D．副线圈中流过的总电流为
变压器原副线圈传输的功率为
D 正确。
故选AD。
41．（2019·海南·高考真题）如图，一理想变压器输入端接交流恒压源，输出端电路由
、
和
三个电
阻构成。将该变压器原、副线圈的匝数比由5：1 改为10：1 后（ ）
46
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A．流经
的电流减小到原来的
B．
两端的电压增加到原来的2 倍
C．
两端的电压减小到原来的
D．电阻上总的热功率减小到原来的
【答案】CD
【详解】设变压器初级电压为U，则该变压器原、副线圈的匝数比由5：1 改为10：1 后，根据
可
知，次级电压由
变为
，即次级电压变为原来的
，可知R1两端的电压变为原来的
，则流经R1
的电流减小到原来的
，选项A 错误； R2两端的电压为
，则
两端的电压减小到原来的
，选项B 错误；同理R3两端的电压为
，则
两端的电压减小到原来的
，选项C 正确；
因次级电压变为原来的
，根据
可知，次级电阻上总的热功率减小到原来的
，选项D 正确.
42．（2016·全国·高考真题）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9:1
B．原、副线圈匝数比为1:9
C．此时a 和b 的电功率之比为9:1
D．此时a 和b 的电功率之比为1:9
【答案】AD
【分析】考查了理想变压器，电功率的计算
【详解】AB．设灯泡的额定电压为
,两灯均能正常发光,所以原线圈输出端电压为
，副线圈两端
47
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电压为
，故
，根据
，A 正确B 错误；
CD．根据公式
可得
，由于由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式
可得两者的电
功率之比为1:9，C 错误D 正确；
43．（2016·海南·高考真题）图（a）所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为4 1∶，RT为阻值随温度升
高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表，原线圈所接电压u 随时间t 按
正弦规律变化，如图（b）所示，下列说法正确的是（ ）
A．变压器输入、输出功率之比为4 1∶
B．变压器原、副线圈中的电流强度之比为1 4∶
C．u 随t 变化的规律为
（国际单位制）
D．若热敏电阻RT的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大
【答案】BD
【详解】A．理想变压器输入、输出功率之比为1:1，A 错误；
B．变压器原、副线圈中的电流强度与匝数成反比，即
B 正确；
C．由图（b）可知交流电压最大值
周期
角速度
则可得
C 错误；
D．RT的温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，电压表示数不变，D 正确；
故选BD。
【点睛】根据图像准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流
比与匝数比的关系，是解决本题的关键。
48
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44．（2016·天津·高考真题）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示数变小
【答案】BD
【详解】滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时，电阻变大，则干路电流变小，则R1消耗的功率变小，A 错
误；干路电流变小，R1分压变小，则电压表V 的测量的电压变大，示数变大，则B 正确；因输出电流变小，
则输出功率变小即输入功率变小，电流表A1示数变小，则C 错误；闭合开关S 并联支路增加，电阻变小，
则副线圈即R1的电流变大，分压变大，则R2的分压变小，电流变小．电流表A1示数随副线圈电流的变大
而变大，则D 错误．
【点睛】考查电路的动态分析：本题中P 的移动与电键的闭合均会引起电阻的变小，再由电路的连接关系
可分析各表的示数的变化，可见明确电路的结构是求解的关键．
45．（2016·四川·高考真题）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，其它条件不变，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、副线圈电流的比值变小
【答案】BD
【详解】ABC. 根据理想变压器电压与匝数关系
可知，因为是降压变压器，则n1>n2，则当原、副线
圈减少相同匝数时，由数学知识可知
变大，则U2减小，故小灯泡变暗，原、副线圈两端电压的比值变
大，故AC 错误，B 正确；
D. 根据理想变压器电流与匝数关系
可知，则当原、副线圈减少相同匝数时，
变大，则
减小，
即通过原、副线圈电流的比值变小，故D 正确。
49
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故选BD。
【点睛】此题是对变压器原理的考查；首先要记住原副线圈的电压与匝数关系
，从题目中知道为
降压变压器，原线圈匝数大于副线圈匝数；判断原副线圈减小相同的匝数时原副线圈的匝数比的变化要用
到数学知识，这里稍微有点难度。
46．（2016·海南·高考真题）图（a）所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为
，RT为阻值随温度升
高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电压u 随时间t 按
正弦规律变化，如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A．变压器输入、输出功率之比为4:1
B．变压器原、副线圈中的电流强度之比为1:4
C．u 随t 变化的规律为
（国际单位制）
D．当电阻的温度降低时电流表读数变小电压表的读数不变
【答案】BD
【详解】A．由题意，变压器是理想变压器，故变压器输入、输出功率之比为
，故A 错误；
B．变压器原、副线圈中的电流之比与匝数成反比，即
故B 正确；
C．由图（b）可知交流电压最大值
周期
可由周期求出角速度的值为
则可得交流电压
的表达式
故C 错误；
D．
处温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，电压表示数不变，故D 正确。
故选BD。
47．（2023·天津·高考真题）“西电东送”是我国重要的战略工程，从西部发电厂到用电量大的东部区域
需要远距离输电。图为远距离交流输电的示意图，升压变压器
和降压变压器
均为理想变压器，
的原
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线圈接有电压有效值恒定的交变电源，R 为输电导线的电阻，
的副线圈并联多个用电器，下列说法正确
的是（ ）
A．
输出电压等于
输入电压
B．
输出功率大于
输入功率
C．用电器增多后，R 消耗的功率减小
D．用电器增多后，
的输出电压降低
【答案】BD
【详解】AB．由于输电过程中，线路中有电流、线路电阻R 会分压且产生热量，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；
CD．设升压变压器
原副线圈比为
，输入出电压分别为
、
，根据理想变压器电压与原副线圈
匝数关系可得
由于输入电压不变
，原副线圈匝数比
不变，则升压变压器
输出变压
恒定。设降压变压器
的
原副线圈匝数比为
，输入输出电压分别为
、
，通过原副线圈的电流分别为
、
，
的副
线圈并联多个用电器等效电阻为
，则有
，
，
则
令
，则
随着用户接入的用电器增多，副线圈接入电器的总电阻
减小，则
减小，输入线路中电流
增大.R 消
耗的功率
的输出电压
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用电器增多后，
增大， R 消耗的功率增大，
的输出电压
降低，故C 错误，D 正确。
故选BD。
48．（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
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用户得到的电功率为
若开关接ab 端，则负载得到的功率
输电线上损耗的电功率为
将
，
，k=3 带入可知
可得
即
比
更亮；
上消耗的功率比
的大。
故选BC。
49．（2021·山东·高考真题）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
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
。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
；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．
B．
C．
D．
【答案】BD
【详解】当开关S 接1 时，左侧变压器次级电压
U2=3×7.5V=22.5V
电阻R 上的电压，即右侧变压器的次级电压
电流
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则右侧变压器初级电压
电流
则
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；右侧变压两边电压关系可知
解得
I=3A
则R 上的功率
故选BD。
50．（2020·全国·高考真题）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
∆P，到达B 处时电压下降了∆U。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∆P′，到达B 处时电压下降了∆U′。不考虑其他因素的影响，则（
）
A．∆P′=
∆P
B．∆P′=
∆P
C．∆U′=
∆U
D．∆U′=
∆U
【答案】AD
【详解】输电线上损失的功率
ΔP＝(
)2·r
损失的电压
ΔU＝
·r
当输送电压变为原来的2 倍，损失的功率变为原来的
，即
ΔP′＝
ΔP
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损失的电压变为原来的
，即
ΔU′＝
ΔU
故选AD。
三、解答题
51．（2024·辽宁·高考真题）如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2 = 5：1，原线圈接在电压峰
值为Um的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R 的电热丝，电热丝密封在绝热容器内，容器内
封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热，加热前气体温度为T0。
（1）求变压器的输出功率P；
（2）已知该容器内的气体吸收的热量Q 与其温度变化量ΔT 成正比，即Q = CΔT，其中C 已知。若电热
丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2 倍，求电热丝的通电时间t。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）由原线圈正弦交流电的峰值可知变压器输入电压有效值为
设变压器副线圈的输出电压为U2，根据理想变压器的电压与匝数之间的关系有
联立解得
理想变压器的输出功率等于R 的热功率，即
（2）设加热前容器内气体的压强为p0，则加热后气体的压强为2p0，温度为T2，容器内的气体做等容变化，
则有
由
知气体吸收的热量
根据热力学第一定律
，气体的体积不变，所以W = 0，容器是绝热容器，则
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电热丝产生的热量全部被气体吸收
联立整理得
解得
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