夜雨聆风学习资料网 资料列表 开通 VIP 用登录 / 注册 ⌄
DOCX

考点54理想变压器和远距离输电(核心考点精讲+分层精练)解析版_04-物理-高考总复习_一轮复习_2024年_2024年高考物理一轮复习考点帮(新高考专用)

查看资料信息、公开预览和下载状态。

共 38 页DOCX · 3.1MB
下载

文档在线预览

公开展示前 10 页
100%
1
《考点54理想变压器和远距离输电(核心考点精讲+分层精练)解析版_04-物理-高考总复习_一轮复习_2024年_2024年高考物理一轮复习考点帮(新高考专用)》第1页预览
2
《考点54理想变压器和远距离输电(核心考点精讲+分层精练)解析版_04-物理-高考总复习_一轮复习_2024年_2024年高考物理一轮复习考点帮(新高考专用)》第2页预览
3
《考点54理想变压器和远距离输电(核心考点精讲+分层精练)解析版_04-物理-高考总复习_一轮复习_2024年_2024年高考物理一轮复习考点帮(新高考专用)》第3页预览
4
《考点54理想变压器和远距离输电(核心考点精讲+分层精练)解析版_04-物理-高考总复习_一轮复习_2024年_2024年高考物理一轮复习考点帮(新高考专用)》第4页预览
5
《考点54理想变压器和远距离输电(核心考点精讲+分层精练)解析版_04-物理-高考总复习_一轮复习_2024年_2024年高考物理一轮复习考点帮(新高考专用)》第5页预览
6
《考点54理想变压器和远距离输电(核心考点精讲+分层精练)解析版_04-物理-高考总复习_一轮复习_2024年_2024年高考物理一轮复习考点帮(新高考专用)》第6页预览
7
《考点54理想变压器和远距离输电(核心考点精讲+分层精练)解析版_04-物理-高考总复习_一轮复习_2024年_2024年高考物理一轮复习考点帮(新高考专用)》第7页预览
8
《考点54理想变压器和远距离输电(核心考点精讲+分层精练)解析版_04-物理-高考总复习_一轮复习_2024年_2024年高考物理一轮复习考点帮(新高考专用)》第8页预览
9
《考点54理想变压器和远距离输电(核心考点精讲+分层精练)解析版_04-物理-高考总复习_一轮复习_2024年_2024年高考物理一轮复习考点帮(新高考专用)》第9页预览
10
《考点54理想变压器和远距离输电(核心考点精讲+分层精练)解析版_04-物理-高考总复习_一轮复习_2024年_2024年高考物理一轮复习考点帮(新高考专用)》第10页预览

本文档共 38 页 剩余 28 页未展示,请下载后查阅

下载

文档文本内容

关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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
高考考点
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
压器
新高考
2023
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
6 题、
2022
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
题、山东卷4 题、
2021
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
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。
1
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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 入=P 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,n1I1=n2I2+
  n 3I3+
  …
  +
  n nIn.
4. 制约关系
2
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(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,L1为标有“4V,2W”字样的
小灯泡,L2、L3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,
则a、b 端输入电压的最大值为(   )
  
A.24V
B.
C.28V
D.
【答案】D
【详解】L2、L3的额定电流
所以变压器副线圈输出电流
通过原线圈的电流等于L1的额定电流,即
所以变压器原、副线圈的匝数之比
副线圈两端电压等于L2和L3的额定电压,有U2= 8V,即原线圈两端电压
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
3
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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 
4
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(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n1∶n2∶n3=3 1 2
∶∶,A 正确;
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。
(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;
关于理想变压器的四点说明
5
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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(  )
6
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
  
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)U1不变,根据=,输入电压U1决定输出电压U2,不论负载电阻R 如何变化,U2不变.
(2)当负载电阻发生变化时,I2变化,输出电流I2决定输入电流I1,故I1发生变化.
(3)I2变化引起P2变化,P1=P2,故P1发生变化.
2.负载电阻不变的情况
(1)U1不变,发生变化,故U2变化.
(2)R 不变,U2变化,故I2发生变化.
7
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(3)根据P2=,P2发生变化,再根据P1=P2,故P1变化,P1=U1I1,U1不变,故I1发生变化.
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V1、V2的示数都不变
B.电表V1、V2的示数都增大
C.原线圈输入功率减小
D.电阻R0消耗的电功率增大
【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
8
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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。
(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;
分析变压器的动态变化问题的注意事项
9
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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
 
 
10
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
1.减少输电电能损失的两种方法
(1)理论依据:P 损=I2R.
(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:P1=P2,P3=P4,P2=P 损+P3.
(2)电压、电流关系:==,==,U2=ΔU+U3,I2=I3=I 线.
(3)输电电流:I 线===.
(4)输电线上损耗的电功率:P 损=I 线ΔU=IR 线=()2R 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
11
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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
,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。
(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)
求远距离输电问题的必备技巧
12
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【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(    )
13
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
  
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(  )
14
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
    
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n2减小,由
,可知副线
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
15
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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
项目
电压互感器
电流互感器
原线圈的连接
并联在高压电路中,匝数多而细
串联在待测高压电路中,匝数少而
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
计算出的结果
高压电路的电压
大电流电路的电流
原理图
16
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【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U4变大
【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I2=80A,输电
线路总电阻
,则有输电线路上损耗的功率为
17
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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U2=44000V,则升压变压器的输出功率为
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U3变小,降压变压器输出电压U4变小,D 错误。
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,P1、P2是测量交流高压输电参数的互感器(均视为理想变压器),则P1、P2分别
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】P1串联在电路中,是电流互感器,P2并联在电路中,是电压互感器。
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(  )
18
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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,R1为电阻箱,
R2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
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R1阻值时,R2的功率变大
D.当增大R1阻值时,电压表示数变小,副线圈两端电压变大
【答案】D
【详解】A.线圈转动产生的电动势的最大值为
19
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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R1 =1Ω,R2 =2Ω。若滑动变阻器接入电路的电阻为
7Ω,则(  )
A.若向上移动P,电压表读数将变大
B.R1与R2消耗的电功率相等
C.通过R1的电流为6A
D.若向下移动P,电源输出功率将不变
20
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【答案】C
【详解】A.若向上移动P,则R3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
可知电源输出功率将变大,电阻R1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,
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R1与R2消耗的电功率之比为9:2,B 错误;
C.设通过R1的电流为3I,则副线圈电流为I,原线圈输入电压为
根据匝数比可知副线圈输出电压为
,则有
解得
则通过R1的电流为
C 正确;
D.若向下移动P,则R3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
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
21
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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
22
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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
23
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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T1与降压变压器T2都可视为是理想变压器。已知发电机输出电压U1=250V,两个变压器的匝数比
,
,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
(  )
24
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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L1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,L1、L2、L3、L4恰好
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
25
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
正确的是(  )
  
A.灯L1变暗
B.灯L2变暗
C.灯L3变亮
D.灯L4变亮
【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I3变大,根据
可知原线圈电流变大,灯L1变亮,对原线圈回路
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L2两端电压变小,灯L2
变暗。灯L4两端电压变小,灯L4变暗,因为下面副线圈的电流I3变大而通过灯L4的电流减小,所以通过灯
L3的电流增大,灯L3变亮,故BC 正确AD 错误。
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
,L1、L2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,
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L1一定比L2暗
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L1与电阻相串联,而L2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
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
26
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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T1副线圈两端电压为
,T2原线圈两端电压为
,R0两端电压为
R0中电流为
则升压变压器
的输送功率为
27
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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.S1、S2闭合时,副线圈电路的阻值
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
(  )
28
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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
29
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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R0和滑动
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
30
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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(  )
31
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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
32
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【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
33
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【详解】A.由
,得
,即
,A 正确;
B.据题可知I1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,
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
34
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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U2减小,不能使小灯泡正常发光,故A
错误;
B.由
知,仅增加副线圈匝数,副线圈的输出电压U2增大,有可能使小灯泡正常发光,故B 正确;
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
U2不变,不能使小灯泡正常发光,故C 错误;
35
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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U2不变,不能使小灯泡正常
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
36
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【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
37
关注公众号:陆陆高分冲刺  ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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。
38