高中沪科技版（2020）第三节 变压器习题

【考点分析】　第二节 变压器 远距离输电

【考点一】  理想变压器基本关系的应用

【典型例题1】  (2022•重庆市西南大学附属中学高三(下)全真一)如图是手机无线充电器的模型，其工作原理与理想变压器相同，己知发射、接收线圈匝数比，C，D端输出电流，则A、B端输入电流的(　　)

A．频率为 B．周期为

C．有效值为 D．最大值为

【解析】  AB．变压器不改变周期和频率，所以周期为，频率为，故AB错误；

CD．C，D端输出电流的最大值为，由，可得A、B端输入电流的最大值为，A、B端输入电流的有效值为，故C正确，D错误。故选C。

【答案】  C

【归纳总结】  关于理想变压器的四点说明

1．变压器不能改变直流电压．

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能量．

4．理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值．

【考点二】  变压器原、副线圈的制约关系

【典型例题2】  (2022•北京市西城区高三(下)一模)如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin100tV的交流电源上，副线圈接有R=11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．电压表的读数约为156V

B．电流表的读数为20.0A

C．原线圈的输入功率为1100W

D．副线圈输出交流电的周期为0.01s

【解析】  A．交流电源的有效值，根据求得电压表的读数，A．错误；

B．R的电流，由可求得原线圈电流I1=5A，B错误；

C．原副线圈上的功率相等，副线圈的输出功率，原线圈的输入功率为1100W，C正确；

D．副线圈输出交流电的周期与原线圈的输入端的电流周期相等为，D错误．故选C。

【答案】  C

【考点三】  自耦变压器的原理分析

【典型例题3】  自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为(　　)

A．380 V和5.3 A  B．380 V和9.1 A

C．240 V和5.3 A  D．240 V和9.1 A

【解析】  由＝得U2＝U1＝×220 V＝380 V，由P1＝P2＝U1I1＝U2I2得I1＝＝ A≈9.1 A，B正确．

【答案】  B

【考点四】  互感器的应用

【典型例题4】  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Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则(　　)

A．ab接MN、cd接PQ，Iab<Icd

B．ab接MN、cd接PQ，Iab>Icd

C．ab接PQ、cd接MN，Iab<Icd

D．ab接PQ、cd接MN，Iab>Icd

【解析】  高压输电线上的电流较大，测量时需把电流变小，根据＝，MN应接匝数少的线圈，故ab接MN，cd接PQ，且Iab>Icd，选项B正确．

【答案】  B

【考点五】  原线圈接入用电器的变压器问题分析

【典型例题5】  (2022•江苏省南京市盐城市高三(上)一模)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1=1500、n2=500，在原、副线圈的回路中接有阻值均为10Ω的电阻R1、R2.，副线圈接有一理想交流电压表，a、b之间接有正弦交流电源，其电压u随时间t变化的图像如图乙所示。求：

(1)电阻R2中电流的频率f；

(2)交流电压表的读数U2。注：以上求得的结果均保留整数。

【解析】  (1)根据图乙可知交流电的周期 ，根据

解得

电阻R2中电流的频率

(2)交流的最大值为

有效值为

根据，则

根据，解得

副线圈的电流，则原线圈的电流为

根据关系可得，解得

【答案】  (1)；(2)

【考点六】  变压器知识点的灵活应用

【典型例题6】  (2022•山东省济南市高三(上)期末)如图所示，理想变压器原线圈与副线圈的匝数比为，ab端接交流电源，此时电路消耗的总功率为P。若将电阻与电阻R互换位置，电路消耗的总功率为2P，则与R的比值为(　　)

A．2：7 B．7：2 C．1：4 D．4：1

【解析】  设ab端输入的总电压为U，原线圈两端电压为U1，电流为I1，副线圈两端电压为U2，电流为I2，则，又由，则，所以，又根据，得，则，当电阻与电阻R互换位置后，又由，则，所以，又根据，所以，则，又因为总功率，得，则联立可得，即，故A正确，BCD错误。故选A。

【答案】  A

【考点七】  远距离输电

【典型例题7】  (2022•湖北省七市高三(下)三月调研)2021年6月28日，白鹤滩水电站正式并网发电，使用了我国领先全球的特高压输电技术。若发电机的输出电压不变，远距离输电的示意图如图所示。则下列叙述中正确的是(　　)

A．用户接入电路的用电器越多，用电器两端电压越大

B．用户接入电路的用电器越多，发电机的输出功率越大

C．用户接入电路的用电器越多，输电线电阻r消耗功率越大

D．用户接入电路的用电器越多，输电线电阻r两端电压越小

【解析】  因为发电机的输出电压不变，根据，可知不变，用户接入电路的用电器越多，用电器消耗功率增大，因此发电机的输出功率增大，根据，可知增大，根据，可知增大，根据，，可知增大，减小，根据，可知用电器两端电压减小，根据，可知输电线电阻r消耗功率增大，故AD错误，BC正确。故选BC。

【答案】  BC