高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练专题26理想变压器模型(原卷版+解析)

这是一份高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练专题26理想变压器模型(原卷版+解析)，共25页。

【特训典例】
高考真题
1．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
2．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∶1B．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
3．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
4．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
理想型变压器动态变化模型
5．某实验室进行交变电流实验研究，交流发电机输出的交变电压如图甲所示，将其接在如图乙所示电路的a、b端，滑动变阻器总电阻为2R，3只相同灯泡的电阻为R且电阻恒定不变。接通电源后调节滑片P处于正中央时，三只相同灯泡均正常发光。下列说法中正确的是（ ）
A．变压器原、副线圈的匝数比为2：1B．小灯泡的额定电压为6V
C．滑片P向下移动，变暗、变暗D．滑片P向上移动，变暗、变亮
6．小型水利发电站常常受水量、水速和用电器多少变化的影响，导致家中的用电器电压不稳。为了使家中用电器正常工作，某小型水利发电站安装了自动稳压变压器，如图所示，其原理就是根据用电器工作电压，自动调节原、副线圈匝数比的理想变压器。若其工作原理如图所示，电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（ ）
A．当水量和水速都稳定时，先后启动热水器、空调正常工作，原、副线圈匝数比增大
B．当水量和水速都稳定时，先后启动热水器、空调正常工作，原线圈输出功率增大
C．若水速和水量都增大时，为使用电器仍同时正常工作，则原、副线圈匝数比减小
D．若水速和水量都减小时，但用电器仍同时正常工作，则V1、A1示数减小，V2示数增大
7．如图是变电所为市区用户供电的示意图。变压器的输入电压是电网的电压，可视为不变。变压器视为理想变压器，其变压比通过P可调，输电线的电阻为R0，则（ ）
A．用户增多时，A表的示数减小
B．用户增多时，为使用户获得的电压稳定在220V应将P适当上调
C．用户减少时，用户获得的电压会有所降低
D．用户减少时，R0的功率减小
8．如图甲为一感温式火灾报警器，当警戒范围内发生火灾，温度升高达到预设值时，报警器报警。其简化工作原理图如图乙所示，其中R0为滑动变阻器，R为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，报警器连入电路中的部分可看作定值电阻R1。图乙中理想变压器原、副线圈匝数比为55∶6，副线圈输出电压如图丙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．原线圈输入电压的有效值为220V
B．警戒范围内出现火情时，原线圈电流减小
C．若要调低预设的报警温度，可减小滑动变阻器R0的阻值
D．警戒范围内出现火情时，热敏电阻R功率变大
理想型变压器等效电阻模型
9．如图所示的交变电路中，M、N间接的交流电，定值电阻，，两表均为理想交流电表。开关断开时，电流表的示数为，则下列说法正确的是（ ）
A．变压器原、副线圈的匝数比为
B．电压表的示数为
C．定值电阻和消耗的电功率之比为
D．闭合开关，整个电路消耗的电功率减小
10．如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈输入的交流电压瞬时值的表达式为，定值电阻的阻值为，电阻箱的初始阻值为，灯泡L阻值恒为。下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数为
B．逐渐增大的阻值，功率逐渐变大
C．当时，副线圈功率达到最大
D．若将换为一个理想二极管，则灯泡L两端电压的有效值为
11．如图所示，自耦变压器原、副线圈匝数比为，原线圈所接正弦交流电源电压为，线圈所接电阻，， 滑动变阻器的总阻值为，滑片为P，则（ ）
A．当P在最下端时，两端电压的有效值为9 V
B．在P从最下端向最上端滑动的过程中，电压表的示数先增大后减小
C．无论P在哪，与消耗的电功率之比一定为
D．当P在最上端时，副线圈输出功率最大，为28.125 W
12．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为，两端接恒定交流电压U，原线圈接一电阻为（恒定不变）的灯泡L，副线圈接入可变电阻R、理想电压表V，则下列说法正确的是（ ）
A．的输出功率等于可变电阻R的功率
B．若可变电阻接入电路的阻值变大，电压表示数变大
C．可变电阻消耗功率最大时，通过灯泡L的电流为
D．当可变电阻接入电路的电阻为时，可变电阻消耗功率最大
理想变压器含二极管模型
13．如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电源，D为理想二极管，副线圈中接入阻值均为的电阻，不计导线电阻，则电流表的示数为（ ）
A．1AB．2AC．D．
14．如图所示，一个小型交流发电机输出端连接在理想变压器的原线圈n1上，副线圈n2通过理想二极管接有电容的电容器和阻值的电阻，理想变压器匝数比。已知交流发电机内匀强磁场的磁感应强度，发电机线圈匝数，内阻不计且线圈面积是0.2m2，发电机转动的角速度大小为25rad/s，电压表是理想电表，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数为10VB．电阻R的电功率等于10W
C．电容器上的电荷量为D．电容器上的电荷量为
15．如图所示，理想变压器的原线圈与二极管一起接在u=220sin 100πt（V）的交流电源上，副线圈接有R=55 Ω的电阻，原、副线圈匝数比为2∶1.假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，电流表为理想电表。则（ ）
A．原线圈的输入功率为220 W
B．副线圈的输出功率为110 W
C．副线圈的电流为1 A
D．将二极管短路，电源的输出功率变为原来的两倍
16．如图，理想变压器原线圈与定值电阻R0=18Ω、一只理想二极管和电流表串联后接在u=36sin100πt（V）的交流电源上，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P0初始位置在副线圈正中间，原、副线圈匝数比为n。定值电阻R1=6Ω，滑动变阻器R的最大阻值为30Ω，滑片P1初始位置在R=3Ω处。电流表、电压表均为理想交流电表，电源内阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．若保持P0位置不变，P1向上滑动，则电压表示数变大，电流表示数变小
B．若保持P1位置不变，P0向下滑动，则电压表示数先变大后变小，电流表示数变小
C．若保持P0位置不变，P1向上滑动，当R=18Ω时，理想变压器的输出功率有最大值9W
D．若保持P1位置不变，P0向下滑动，当n=3时，理想变压器的输出功率有最大值4.5W
远距离输电模型
17．图（a）是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程“白鹤滩水电站”，是我国实施“西电东送”的大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图（b）所示，如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，表示输电线电阻，则当用户功率增大时（ ）
A．示数增大，示数减小
B．示数不变、示数减小
C．输电线上的功率损失减小
D．、示数的乘积等于、示数的乘积
18．我国超级电网，将热、水、风、光、核发电及电动汽车电池储能并入电网．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，则下列说法正确酌是（ ）
A．两互感器均起到降压作用
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和用户数一定，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率减少
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P下移
19．如图所示为某水电站远距离输电的原理图。升压变压器的原副线圈匝数比为k，输电线的总电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出的电压恒为U，若由于用户端负载变化，使发电厂输出功率增加了。下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数不变，电压表的示数增大
B．电流表、的示数均减小
C．输电线上损失的电压增加了
D．输电线上损失的功率增加了
20．如图所示是远距离输电示意图，电站的输出电压恒为U1=250V，输出功率P1=100kW，输电线电阻R=8Ω，则进行远距离输电时，下列说法中正确的是（ ）
A．若电站的输出功率突然增大，则降压变压器的输出电压减小
B．若电站的输出功率突然增大，则升压变压器的输出电压增大
C．输电线损耗比例为5%时，所用升压变压器的匝数比=
D．用10000V高压输电，输电线损耗功率为800W
特训目标
特训内容
目标1
高考真题（1T—4T）
目标2
理想型变压器动态变化模型（5T—8T）
目标3
理想型变压器等效电阻模型（9T—12T）
目标4
理想变压器含二极管模型（13T—16T）
目标5
远距离输电模型（17T—20T）
2023年高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练
专题26 理想变压器模型
【特训典例】
高考真题
1．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。
2．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∶1B．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。
3．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
【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。
4．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。
理想型变压器动态变化模型
5．某实验室进行交变电流实验研究，交流发电机输出的交变电压如图甲所示，将其接在如图乙所示电路的a、b端，滑动变阻器总电阻为2R，3只相同灯泡的电阻为R且电阻恒定不变。接通电源后调节滑片P处于正中央时，三只相同灯泡均正常发光。下列说法中正确的是（ ）
A．变压器原、副线圈的匝数比为2：1B．小灯泡的额定电压为6V
C．滑片P向下移动，变暗、变暗D．滑片P向上移动，变暗、变亮
【答案】D
【详解】AB．设灯泡的额定电压为UL，额定电流为I，原线圈的电流为I1，原线圈的电压为U1，副线圈的总电流为I2，副线圈的电压为U2，电源的总电压为U，接通电源后调节滑片P处于正中央时，滑动变阻器的电阻为R，三只相同灯泡均正常发光，则有I1=I；I2=3I；U2=UL；U=UL+U1根据原副线圈两端电流与匝数成反比，得根据原副线圈两端电压与匝数成正比，得U1=3UL根据欧姆定律的解得故AB 错误；
CD．滑片P向下移动，滑动变阻器阻值变小，副线圈总电阻偏小，则I2变大，I1变大，U不变，U1减小，U2减小，则变亮、变暗；滑片P向上移动，滑动变阻器阻值变大，副线圈总电阻增大，则I2变小，I1变小，U不变，U1增大，U2增大，则变暗、变亮，故C错误，D正确。故选D。
6．小型水利发电站常常受水量、水速和用电器多少变化的影响，导致家中的用电器电压不稳。为了使家中用电器正常工作，某小型水利发电站安装了自动稳压变压器，如图所示，其原理就是根据用电器工作电压，自动调节原、副线圈匝数比的理想变压器。若其工作原理如图所示，电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（ ）
A．当水量和水速都稳定时，先后启动热水器、空调正常工作，原、副线圈匝数比增大
B．当水量和水速都稳定时，先后启动热水器、空调正常工作，原线圈输出功率增大
C．若水速和水量都增大时，为使用电器仍同时正常工作，则原、副线圈匝数比减小
D．若水速和水量都减小时，但用电器仍同时正常工作，则V1、A1示数减小，V2示数增大
【答案】B
【详解】AB．当水量和水速都稳定时，发电机输出电压不变，即原线圈两端电压不变，若副线圈电路用电器增加，则副线圈电路电流增大，导线电阻R上损失电压为则增大，由于
即增大，由解得若要保证用电器正常工作，原、副线圈匝数比应减小，副线圈电路消耗功率为则增大，副线圈输入功率等于原线圈输出功率，则原线圈输出功率增大，故A错误，B正确；
C．若水速和水量都增大，则增大，为使用电器同时正常工作，则原、副线圈匝数比应增大，故C错误；
D．若水速和水量都减小，则减小，但用电器仍同时正常工作，则不变，k减小，不变，由
可知增大，故D错误。故选B。
7．如图是变电所为市区用户供电的示意图。变压器的输入电压是电网的电压，可视为不变。变压器视为理想变压器，其变压比通过P可调，输电线的电阻为R0，则（ ）
A．用户增多时，A表的示数减小
B．用户增多时，为使用户获得的电压稳定在220V应将P适当上调
C．用户减少时，用户获得的电压会有所降低
D．用户减少时，R0的功率减小
【答案】BD
【详解】A．设变压器输入电压为U1，输出电压为U2，用户电压为U3，当P不动，则U2不变，变压器原副线圈电流关系为用户增多时，电路总电阻变小，电流I2增大，可知原线圈电流I1增大，则A表的示数增大，故A错误；
BC．R0两端的电压为U0=I2R0用户得到的电压为U3=U2-U0当用户增多时，I2增大，U0增大，所以U3减小，为使用户获得的电压稳定在220V，则需要增大U2，变压器原副线圈电压关系为在U1和n2不变的情况下，要增大U2，可以减小n1，即将P适当上调，故B正确，C错误；
D．R0消耗的功率为，当用户减少时，I2减小，所以R0的功率减小，故D正确。故选BD。
8．如图甲为一感温式火灾报警器，当警戒范围内发生火灾，温度升高达到预设值时，报警器报警。其简化工作原理图如图乙所示，其中R0为滑动变阻器，R为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，报警器连入电路中的部分可看作定值电阻R1。图乙中理想变压器原、副线圈匝数比为55∶6，副线圈输出电压如图丙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．原线圈输入电压的有效值为220V
B．警戒范围内出现火情时，原线圈电流减小
C．若要调低预设的报警温度，可减小滑动变阻器R0的阻值
D．警戒范围内出现火情时，热敏电阻R功率变大
【答案】AC
【详解】A．根据变压器电压与匝数成正比，可得可得，原线圈输入电压的有效值为220V，故A正确；
B．R处出现火情时电阻变小，则副线圈电流变大，线圈匝数比不变，所以原线圈电流增大，故B错误；
C．若要调低预设的报警温度，由图乙知热敏电阻变大，因R1为定值电阻，所以可减小滑动变阻器R0的阻值，故C正确；
D．R处出现火情时电阻变小，则副线圈的电流变大，根据P＝I2R，可知电阻R0与R1的电功率增大，由于不确定电阻阻值的关系，所以无法判断热敏电阻R的功率变化，故D错误。故选AC。
理想型变压器等效电阻模型
9．如图所示的交变电路中，M、N间接的交流电，定值电阻，，两表均为理想交流电表。开关断开时，电流表的示数为，则下列说法正确的是（ ）
A．变压器原、副线圈的匝数比为
B．电压表的示数为
C．定值电阻和消耗的电功率之比为
D．闭合开关，整个电路消耗的电功率减小
【答案】A
【详解】AB．设原、副线圈的匝数比为，由题意可知定值电阻两端的电压为则原线圈的输入电压为副线圈的输出电压为又由得副线圈的输出电流为
则由欧姆定律可知联立解得，即原、副线圈的匝数比为，A正确，B错误；
C．由以上可知原、副线圈的电流之比为定值电阻和消耗的电功率分别为；
解得，C错误；
D．闭合开关，副线圈的总电阻减小，根据，又，联立可得由于减小，可知增大，根据可知，整个电路功率变大，D错误。故选A。
10．如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈输入的交流电压瞬时值的表达式为，定值电阻的阻值为，电阻箱的初始阻值为，灯泡L阻值恒为。下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数为
B．逐渐增大的阻值，功率逐渐变大
C．当时，副线圈功率达到最大
D．若将换为一个理想二极管，则灯泡L两端电压的有效值为
【答案】C
【详解】A．设副线圈电压为，原线圈电压为，两端电压为，则；设灯泡电流为，灯泡电阻与电阻箱的阻值相同，电阻箱的电流也为I，则；；
联立解得即电流表的示数为。故A错误；
B．逐渐增大的阻值，则负载阻值增大，把负载等效成一个电阻串联在原线圈中，则串联电路总阻值增大，则总电流减小，根据可知功率逐渐变小。故B错误；
C．把负载等效成一个电阻串联在原线圈中，其等效阻值设为R，则又，，联立解得，R的功率为可知，当时，R的功率最大，即副线圈功率达最大。则解得故C正确；
D．若将换为一个理想二极管，则原线圈只有一半时间里有电压且与左端输入电压相同，原线圈电压有效值设为，则解得则灯泡两端电压的有效值不为。故D错误。
故选C。
11．如图所示，自耦变压器原、副线圈匝数比为，原线圈所接正弦交流电源电压为，线圈所接电阻，， 滑动变阻器的总阻值为，滑片为P，则（ ）
A．当P在最下端时，两端电压的有效值为9 V
B．在P从最下端向最上端滑动的过程中，电压表的示数先增大后减小
C．无论P在哪，与消耗的电功率之比一定为
D．当P在最上端时，副线圈输出功率最大，为28.125 W
【答案】CD
【详解】A．先求变压器原线圈及其右侧电路的等效电阻，设副线圈右侧电路的总电阻为R
当P在最下端时，和串联，被短路，有
根据串联分压可得，两端电压的有效值为6V，故A错误；
B．在P从最下端向最上端滑动的过程中，设滑动变阻器下端的电阻为，
，增大时，总电阻减小，等效电阻减小，原线圈两端电压减小，副线圈两端电压减小，电压表的示数减小，故B错误；
C．通过和的电流之比为2:1，则与消耗的电功率之比一定为，故C正确；
D．当P在最上端时，有与阻值相等，副线圈输出的功率最大为
故D正确。故选CD。
12．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为，两端接恒定交流电压U，原线圈接一电阻为（恒定不变）的灯泡L，副线圈接入可变电阻R、理想电压表V，则下列说法正确的是（ ）
A．的输出功率等于可变电阻R的功率
B．若可变电阻接入电路的阻值变大，电压表示数变大
C．可变电阻消耗功率最大时，通过灯泡L的电流为
D．当可变电阻接入电路的电阻为时，可变电阻消耗功率最大
【答案】BD
【详解】A．输出功率等于灯泡功率和可变电阻功率之和，A错误；
B．若可变电阻接入电路的阻值变大，假设副线圈电压不变，则副线圈中电流变小，由变压器规律知，原线圈中电流变小，灯泡两端电压变小，由知原线圈输入电压变大，副线圈输出电压变大，电压表示数变大，B正确；
C．设原线圈中电流为，则可变电阻的功率当时，有，这时原线圈输入电压由变压器规律知，得副线圈两端电压，根据得
C错误，D正确。故选BD
理想变压器含二极管模型
13．如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电源，D为理想二极管，副线圈中接入阻值均为的电阻，不计导线电阻，则电流表的示数为（ ）
A．1AB．2AC．D．
【答案】C
【详解】根据图乙可知原线圈的输入电压有效值为设副线圈的输出电压为，则有
解得当二极管正向导电时，副线圈有效电流为当二极管反向导电时，副线圈有效电流为可知通过电流表的电流在一个周期的图像如图所示
根据有效值定义可得其中，联立解得故电流表的示数为。故选C。
14．如图所示，一个小型交流发电机输出端连接在理想变压器的原线圈n1上，副线圈n2通过理想二极管接有电容的电容器和阻值的电阻，理想变压器匝数比。已知交流发电机内匀强磁场的磁感应强度，发电机线圈匝数，内阻不计且线圈面积是0.2m2，发电机转动的角速度大小为25rad/s，电压表是理想电表，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数为10VB．电阻R的电功率等于10W
C．电容器上的电荷量为D．电容器上的电荷量为
【答案】B
【详解】A．交流发电机产生的电动势峰值电压表示数为电动势的有效值，则有即电压表示数为，A错误；
B．电阻R两端的电压则有电阻R的电功率
B正确；
CD．由于二极管具有单向导电性，电容器只充电不放电，则有电容器两端电压的最大值应为交流电的峰值，电阻R两端电压的最大值为则有电容器两端电压的最大值为20V，电容器上的电荷量，CD错误。故选B。
15．如图所示，理想变压器的原线圈与二极管一起接在u=220sin 100πt（V）的交流电源上，副线圈接有R=55 Ω的电阻，原、副线圈匝数比为2∶1.假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，电流表为理想电表。则（ ）
A．原线圈的输入功率为220 W
B．副线圈的输出功率为110 W
C．副线圈的电流为1 A
D．将二极管短路，电源的输出功率变为原来的两倍
【答案】BD
【详解】ABC．因为原线圈上接有理想二极管，原线圈只有半个周期有电流，副线圈也只有半个周期有电流。交流电输入电压有效值U=220 V设原线圈电压有效值为U1，则有T=·解得U1=V根据U1∶U2=n1∶n2结合原、副线圈匝数比为2∶1，得副线圈电压U2=55V副线圈的输出功率为P2=W=110 W电流I2=A变压器的输出功率等于输入功率，原线圈的输入功率
P1=P2=110 W故B正确，AC错误；
D．将二极管短路，原线圈的输入电压有效值U1'=220 V根据U1'∶U2'=n1∶n2=2∶1代入数据得副线圈电压为
U2'=110 V副线圈的输出功率P2'=W=220 W原线圈的输入功率P1'=P2'=220 W则电源的输出功率变为原来的两倍，故D正确。故选BD。
16．如图，理想变压器原线圈与定值电阻R0=18Ω、一只理想二极管和电流表串联后接在u=36sin100πt（V）的交流电源上，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P0初始位置在副线圈正中间，原、副线圈匝数比为n。定值电阻R1=6Ω，滑动变阻器R的最大阻值为30Ω，滑片P1初始位置在R=3Ω处。电流表、电压表均为理想交流电表，电源内阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．若保持P0位置不变，P1向上滑动，则电压表示数变大，电流表示数变小
B．若保持P1位置不变，P0向下滑动，则电压表示数先变大后变小，电流表示数变小
C．若保持P0位置不变，P1向上滑动，当R=18Ω时，理想变压器的输出功率有最大值9W
D．若保持P1位置不变，P0向下滑动，当n=3时，理想变压器的输出功率有最大值4.5W
【答案】ABD
【详解】A．由变压器原、副线圈电压、电流与匝数的关系可得，可得原线圈的等效电阻为==(其中=若保持位置不变，向上滑动，则R增大，等效电阻增大，电流表示数为可知当增大时，电流表示数减小。原线圈的电压为可知当增大时，变大，又因为原、副线圈匝数比不变，则副线圈两端电压变大，即电压表示数变大，故A正确；
B．若保持位置不变，向下滑动时，减小，则等效电阻增大，电流表示数变小。电压表示数为
可知，当n=3时取得最大值，由于滑动触头P0初始位置在副线圈正中间，即开始时n=2，所以向下滑动时，电压表示数先变大后变小，故B正确；
CD．当等效电阻=R0=18Ω时，变压器的输出功率最大。因为有理想二极管，所以交流电的有效值为
若保持位置不变，向上滑动，当R=18Ω时，可得等效电阻为=18Ω，此时理想变压器的输出功率为其中解得P=4.5W若保持位置不变，向下滑动，当n=3时，取得最大值，则理想变压器的输出功率有最大值，此时=18Ω，可得输出功率最大值为
故C错误，D正确。故选ABD。
远距离输电模型
17．图（a）是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程“白鹤滩水电站”，是我国实施“西电东送”的大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图（b）所示，如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，表示输电线电阻，则当用户功率增大时（ ）
A．示数增大，示数减小
B．示数不变、示数减小
C．输电线上的功率损失减小
D．、示数的乘积等于、示数的乘积
【答案】B
【详解】A．由于发电机输出电压恒定，在升压变压器位置，根据可知，升压变压器副线圈两端电压不变，即示数不变，用户功率增大，即并联用户数量增多，令用户的等效电阻为R0，则等效电阻R0减小，将降压变压器与用户看为一个整体，令整体的等效电阻为，降压变压器原副线圈两端电压分别为、，电流表、示数分别为、，则有用户的等效电阻为R0减小，则 减小，示数可知，示数增大，降压变压器位置，根据
可知，示数也增大，A错误；
B．由于根据上述可知，示数不变，示数增大，降压变压器原线圈两端电压减小，根据可知，降压变压器副线圈两端电压减小，即示数不变、示数减小，B正确；
C．输电线上损耗的功率根据上述，示数增大，则输电线上的功率损失增大，C错误；
D．由于输电线上存在功率损耗，则、示数的乘积等于、示数的乘积与输电线上损耗的功率之和，D错误。故选B。
18．我国超级电网，将热、水、风、光、核发电及电动汽车电池储能并入电网．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，则下列说法正确酌是（ ）
A．两互感器均起到降压作用
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和用户数一定，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率减少
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P下移
【答案】B
【详解】A．电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流（升压）作用，故A错误。
B．电压互感器原线圈两端电压电流互感器原线圈中的电流对于理想变压器，输送功率P=P2=U2I2=2200×100W=220000W故B正确。
C．将滑动片Q下移，相当于增加了升压变压器副线圈的匝数n2，根据理想变压器的规律升压变压器副线圈两端的电压增大； 降压变压器原线圈两端电压U3增大，副线圈两端电压U4增大，通过负载的电流当R不变时，I4增大，降压变压器原线圈中的电流匝数比不变，I3增大，输电线上损失功率增大，故C错误。
D．当用户数增加，负载电阻R减小，若降压变压器副线圈两端电压U4不变，通过副线圈的电流
增大，原线圈中的电流增大，输电线上的电压损失ΔU=I3r增大；原线圈两端电压U3=U2-ΔU将减小，根据
可知，当U3减小时，减小n3可以使U4不变，所以要将降压变压器的滑动片P上移，故D错误。
故选B。
19．如图所示为某水电站远距离输电的原理图。升压变压器的原副线圈匝数比为k，输电线的总电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出的电压恒为U，若由于用户端负载变化，使发电厂输出功率增加了。下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数不变，电压表的示数增大
B．电流表、的示数均减小
C．输电线上损失的电压增加了
D．输电线上损失的功率增加了
【答案】C
【详解】AB．由于发电厂输出电压恒为U，根据理想变压器的规律，对于升压变压器故电压表的示数不变，发电厂输出功率增加了，则发电厂输出电流增加了根据理想变压器的规律，对于升压变压器，示数增加了由于示数增加，示数也将增加，降压变压器的输入电压将减少故示数也将减小，A、B错误；
C．根据欧姆定律，输电线上损失的电压增加了，C正确；
D．输电线上损失的功率增加了由于未知，故无法计算，D错误。
故选C。
20．如图所示是远距离输电示意图，电站的输出电压恒为U1=250V，输出功率P1=100kW，输电线电阻R=8Ω，则进行远距离输电时，下列说法中正确的是（ ）
A．若电站的输出功率突然增大，则降压变压器的输出电压减小
B．若电站的输出功率突然增大，则升压变压器的输出电压增大
C．输电线损耗比例为5%时，所用升压变压器的匝数比=
D．用10000V高压输电，输电线损耗功率为800W
【答案】ACD
【详解】AB．因为电站的输出电压不变，升压变压器的匝数比不变，所以升压变压器的输出电压不变，若电站的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，根据P=UI可知，输电线上的电流I线增大，根据
U线=I线R输电线上的电压增大，则降压变压器的输入电压U3=U2－U线减小，降压变压器的匝数比不变，所以降压变压器的输出电压减小，故A正确，B错误
C．若损耗的功率ΔP=5%P1=5000W又根据ΔP=R代入数据计算解得I线=25A升压变压器副线圈中的电流
I2=I线=25A升压变压器原线圈中的电流故升压变压器的匝数之比
故C正确；
D．若用10000V高压输电，输送电流损耗的功率ΔP′=I2R=102×8W=800W故D正确。
故选ACD。
特训目标
特训内容
目标1
高考真题（1T—4T）
目标2
理想型变压器动态变化模型（5T—8T）
目标3
理想型变压器等效电阻模型（9T—12T）
目标4
理想变压器含二极管模型（13T—16T）
目标5
远距离输电模型（17T—20T）