最新高考物理一轮复习【讲通练透】 第60讲 变压器 电能的输送（练透）

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1、有准备的去听，也就是说听课前要先预习，找出不懂的知识、发现问题，带着知识点和问题去听课会有解惑的快乐，也更听得进去，容易掌握;
2、参与交流和互动，不要只是把自己摆在“听”的旁观者，而是“听”的参与者。
3、听要结合写和思考。
4、如果你因为种种原因，出现了那些似懂非懂、不懂的知识，课上或者课后一定要花时间去弄懂。
其次，要学会记忆：
1、要学会整合知识点。把需要学习的信息、掌握的知识分类，做成思维导图或知识点卡片，会让你的大脑、思维条理清醒，方便记忆、温习、掌握。
2、合理用脑。
3、借助高效工具。学习思维导图，思维导图是一种将放射性思考具体化的方法，也是高效整理，促进理解和记忆的方法。最后，要学会总结：
一是要总结考试成绩，通过总结学会正确地看待分数。
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第60讲 变压器 电能的输送
（模拟精练+真题演练）
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．24VB．C．28VD．
【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。
2．（2023·湖北武汉·华中师大一附中校考模拟预测）在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为20V，理想变压器原、副线圈的匝数比为，电阻、、阻值相同。通过理想电流表的电流随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）

A．交流电的频率为100HzB．理想电压表的示数为4V
C．的阻值为D．副线圈的输出功率为
【答案】C
【详解】A．交流电的周期为0.02s，所以交流电的频率为故A错误；
B．根据变压器电压与匝数的关系可知解得由于、阻值相同，所以电压表示数为5V，故B错误；
C．设三个电阻的阻值均为，根据闭合电路欧姆定律有将代入解得
故C正确；
D．副线圈的输出功率为故D错误；故选C。
3．（2023·河北秦皇岛·青龙满族自治县第一中学校联考三模）如图所示，理想变压器原线圈串联电阻后接入电压，原、副线圈的匝数比，电阻、，当滑动变阻器接入电阻时，理想电流表A的示数为4A，则（ ）

A．流过的电流为0.8A，频率为100Hz
B．两端的电压为20V，周期为0.02s
C．滑片P向上移动时，消耗的功率增大
D．滑片P向上移动时，消耗的功率减小
【答案】B
【详解】AB．依原线圈接入电压的表达式可得频率周期变压器不改变交流电的频率，两端的电压匝数比故原线圈输入电压；
两端的电压流过的电流故A错误，B正确；
C．滑片P向上移动时，接入电路的电阻增大，则流过的电流减小，副线圈和原线圈的电流均减小，电阻的电压减小，消耗的功率减小，故C错误；
D．阻值变大时，接入电压不变，原线圈的输入电压将增大，副线圈的输出电压也增大，电流表A的示数增大，故消耗的功率将增大，故D错误。
故选B。
4．（2023·河北秦皇岛·校联考二模）如图所示电路，交流电源能够输出稳定电压，理想变压器的原、副线圈匝数比为2︰1，滑动变阻器、的最大阻值均为R。开始时两滑动变阻器均处于最大阻值处，在移动滑片的过程中，下列说法正确的是（ ）

A．只将滑片由上向下移动，的功率先增大后减小
B．只将滑片由上向下移动，的功率一直减小
C．只将滑片由左向右移动，的功率先增大后减小
D．只将滑片由左向右移动，的功率一直增大
【答案】A
【详解】AB．从电能消耗效果来看，理想变压器与副线圈电路可等效为一个纯电阻，此纯电阻两端电压为原线圈电压、电流为原线圈电流，输入功率等于副线圈电阻的热功率，即，，又有，（N为理想变压器原、副线圈匝数比值），故等效电阻的最大值，可等效为交流电源的内阻，其内阻
滑片由上向下移动时，等效电阻由4R逐渐减小至趋近于0，根据电源输出功率与外电阻的关系，可知的功率先增大后减小，A正确，B错误；
CD．的等效电阻等效为电源内阻，即，滑片由左向右移动时，外电阻由R逐渐减小至趋近于0，根据电源输出功率与外电阻的关系，可知的功率一直减小，CD错误。故选A。
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。
6．（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。
7．（2023·江苏扬州·扬州市新华中学校考三模）如图所示甲是产生交流电的示意图，图乙是其产生的正弦交流电输入到图丙的理想变压器，变压器的开关S接1时原、副线圈中的匝数之比为，二极管正向导电电阻不计，所有电表都是理想电表，则下列判断正确的是（ ）
A．电压表的示数为10V
B．若只将S从1拨到2，电流表示数增大
C．在0~0.01s内穿过线圈的磁通量变化为Wb
D．若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电流表示数减小，电压表示数增大
【答案】C
【详解】A．原线圈的电压根据变压比可知副线圈电压由于二极管的单向导电性，所以根据电流的热效应可知解得电压表的示数为故A错误；
B．根据变压比可知副线圈电压若只将S从1拨到2，则增大，故副线圈电压减小，副线圈电流减小，根据变流比可知因为增大且减小，故原线圈电流减小，电流表示数减小，故B错误；
C．由图乙知，电压从零开始变化，故初始时刻处于中性面，经过0.01s即一半周期，线圈转动180°，因为开始后的周期电压为正，则穿过线圈的磁通量变化为又因为
解得故C正确；
D．若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，原线圈电压不变，根据变压比可知副线圈电压不变，根据
； 则电压表示数不变，负载电阻增大，则电流减小，电流表示数减小，故D错误。
故选C。
8．（2023·湖南郴州·郴州一中校联考模拟预测）如图甲所示，理想变压器原副线圈匝数比，原线圈接有电流表，副线圈电路接有电压表V、电流表、滑动变阻器R等，所有电表都是理想交流电表，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，灯泡L的阻值恒定，当原线圈接入如图乙所示的交变电压时，下列说法正确的是（ ）

A．电压表V的读数为88V
B．灯泡L两端电压的有效值为
C．当滑动变阻器R的滑片P向下滑动时，两电流表的示数均减小
D．原线圈接入的交变电压的瞬时值表达式为
【答案】B
【详解】A．由图乙可知理想变压器原线圈输入电压的有效值为440V，根据可得副线圈的输出电压电压表V的示数为有效值，即为44V，A错误；
B．设灯泡L两端电压的有效值为，灯泡L的阻值为r，交变电流的周期为T，根据交变电流有效值的定义有解得，B正确；
C．当滑动变阻器R的滑片P向下滑动时，滑动变阻器R接入电路的阻值减小，则由欧姆定律可知电流表的示数增大，因为理想变压器输入功率与输出功率相等，所以电流表的示数也增大，C错误：
D．根据可知原线圈接入的交变电压的瞬时值表达式为，
D错误。故选B。
9．（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。
10．（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；
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。
11．（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 （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。
12．（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。
13．（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（ ）

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
可知将增大，故D错误。故选BC。
14．（2023·湖北·模拟预测）如图甲，白鹤滩水电站是世界第二大水电站，共安装16台我国自主研制的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组。2021年6月28日，白鹤滩水电站首批机组投产发电，用500千伏特高压向四川远距离输电。在远距离输电中，输电线的电阻是不可忽略的，如图乙，为白鹤滩水电站输电线路原理图，水电站输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压U后向四川供电，输送的总功率为P。用户端理想变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，R1为输电线总电阻，R2为不断电用户电阻（可视为定值电阻），R为可变用户电阻（可视为可变电阻）。当可变电阻R减小时，电压表和电流表示数变化的绝对值分别为ΔU、ΔI，电压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为
D．输电线路上损耗的功率为
【答案】BC
【详解】AB．设用户端理想变压器原副线圈两端电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，则
根据理想变压器特点U1I1=U2I2；U1：U2=n1：n2可得；对原线圈电路有
由上式可得，A错误，B正确；
C．由结合，联立可得，C正确；
D．根据C中分析可知，虚线框所圈部分的等效电阻为R’，则R1上消耗功率为
，D错误。故选BC。
15．（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（ ）

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。
16．（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。
17．（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
【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。
18．（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368AB．输电线上损失的功率为4.8kW
C．输送给储能站的功率为408kWD．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 = I32R = 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。