变压器远距离输电-2023年高考物理一轮复习（新高考）

专题14.2变压器远距离输电【练】

国练基础

1、（2022•江西南昌•模拟预测）如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱。、》接在正弦交流电源上，变

压器右侧部分为一火警报警系统，其中R是用半导体热敏材料（电阻随温度升高而减小）制成的传感器，

电流表％是值班室的显示器，显示通过尺的电流，电压表0显示加在报警器两端的电压（报警器未画出），

段是一定值电阻，当传感器&所在处出现火情时，已知电压表向电流表均可看成理想电表，则下列说法正

确的是（）

A,电流表A1的示数减小B.电压表*的示数增大

C.电流表人2的示数减小D.电压表％的示数增大

【答案】C

【解析】原线圈的电压S不变，改变压器的副线圈两端电压不变，当传感器R2所在处出现火情时，温度升

高，处的阻值减小，通过副线圈的电流增大，由于变压器的匝数比不变，所以通过原线圈的电流增大，电流

表A的示数增大；又由于通过他的电流增大，以两端电压增大，则5减小，A2的示数减小。

故选C。

【答案】B

【解析】输电线上传输的功率满足

则线路上损耗的功率为

所以当输电电压提高一倍时，线路上的功率损耗变为

故选B。

3、（2022•河北秦皇岛•高三开学考试）心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部

分可等效为一个不计内阻的交流电源，其电压S会随着心跳频率发生变化。如图所示，心电图仪与一理想

变压器的原线圈相连接，听筒扬声器（等效为一个阻值为R的定值电阻）与一滑动变阻器（最大阻值为R）

连接在该变压器的副线圈。已知原线圈与副线圈的匝数比为鼠则（）

A.副线圈两端的电压为U/Z

D.若保持U/不变，将滑动变阻器滑片尸向左移动，听筒扬声器的功率减小

【答案】C

【解析】A.根据理想变压的变压比

可得

故A错误；

BC.当滑动变阻器阻值为A时，通过副线圈的电流

根据理想变压器的电流比与匝数成反比

可知

听筒扬声器的功率

故C正确，B错误；

D.若保持U/不变，则副线圈两端的电压S不变，将滑动变阻器滑片P向左移动，则R电阻变小，副线圈

中的电流〃增大，则听筒扬声器的功率增大，故D错误。

故选C

【答案】B

【解析】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。

5、（2022・安徽•高三开学考试）如图,理想变压器的原副线圈匝数匕为2：1,定值电阻凡、”的阻值比为6：1,

在，、。间输入有效值不变的正弦交流电压，调节滑动变阻器号的滑片，当。、“端输入的功率为2。时，”

消耗的功率为P，则滑动变阻器消耗的功率为（）

-p-r-p-p

A.2B.3c.4D.5

【答案】B

由电流与线圈而数的关系可得，副线圈中的电流为

此中消耗的功率

-P

因此滑动变阻器消耗的功率为3。

故选Bo

6、（2022•江苏南通・高三开学考试）手机无线充电是比较新颖的充电方式.如图所示，电磁感应式无线充电

的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量.当充

电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充

电.在充电过程中（）

A.送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化

B.受电线圈中产生的是恒定电流

C.送电线圈和受电线圈利用自感现象实现能量传递

D.手机和基座通过互感现象实现能量传输，该传输过程，能量没有损失

【答案】A

【解析】A.由于送电线圈中电流周期性变化的，因此产生的磁场也呈周期性变化，A正确；

B.由于送电线圈中电流周期性变化的，可知受电线圈中产生的也是周期性变化的电流，B错误；

C.送电线圈和受电线圈利用互感现象实现能量传递，C错误；

D.手机和基座通过互感现象实现能量传输，由于电磁辐射，该传输过程，会出现能量损失，D错误。

故选Ao

C.负载电阻R的阻值越大，电流表的示数越小

D.负载电阻R的阻值越大，电压表的示数越大

【答案】BC

【解析】AB.当负载电阻R=1（）Q时，根据变压器原副线圈电压和变比的规律

则

所以副线圈电流为

由于电路只有电阻消耗功率，因此电阻上的功率即为线路总功率，则

原线圈电流为

故A错误，B正确；

CD.根据

可解得

故当阻值增大时，电流表的示数减小，故C正确，D错误。

故选BCo

8、（多选）（2022•全国•高二开学考试）如图所示为输电能耗演示电路。左侧变压器原、副线圈匝数比为1：

4,输入电压为7.5V正弦交流电。连接两理想变压器的导线的总电阻为八负载R的阻值为I0IK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I0W；开关S接2时，右侧变压器原副线圈

匝数比为1：2,R上的功率为P。下列判断正确的是（）

2040

A.7-200B.『5QC.P=3wD.尸=9W

【答案】AD

【解析】AB.当开关S接1时，左侧变压器次级电压

S=4x7.5V=30V

电阻R上的电压，即右侧变压器的次级电压

电流

则右侧变压器初级电压

电流

则

故选Ao

A.八万间线圈匝数公与氏c间线圈匝数（之比为1:2

B,原线圈匝数/与从。间线圈匝数%之比为5:3

D.仅在抽头〃、c间接入电阻R时，氏c两端电压为88V

【答案】A

根据理想变压器原副线圈电流与匝数关系可知

由题知

联立得

故A正确，B错误；

CD.在原线圈回路中，有

解得

故CD错误。

故选A。

【答案】C

【解析】A.由图乙可知，交流电的频率为

而输电线上损失的功率

故B错误；

可得，输电线上电流为

而通过降压变压器副线圈的电流

因此降压变压器原、副线圈匝数匕

故C正确：

D.输电线路损失的电压

根据

可得

故选C。

14、（2022・湖南•高三开学考试）用特高压实现远距离输电。在远距离输电中，输电线电阻不可忽略，如图，

水电站输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压U后向湖南供电，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“八”2,4为输电线总电阻，七为不断电用户电阻（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△,、八，2,电

压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是（）

【答案】C

【解析】AB.设用户端理想变压器原副线圈两端电压分别为U/、孰,电流分别为刀、卜，则根据理想变压

器特点

得

对原线圈电路有

由上式可得

AB错误；

C.由题意可得

结合

联立可得

CE确；

D.根据C选项中分析可知，虚线框所圈部分的等效电阻为R',则与上消耗功率为

D错误。

故选C。

15、（多选）（2022・福建・福州三中模拟预测）如图所示为某种电吹风机电路图，图中a、》、c、d为四个固

定触点。绕。点转动的扇形金属触片P,可同时接触两个触点，触片P位于不同位置时，吹风机可处于停

机、吹冷风和吹热风三种状态。已知电吹风吹冷风时的输入功率为60W,小风扇的额定电压为60V,正常

工作时小风扇的输出功率为52W,变压器为理想变压器，则下列说法中正确的是（）

A.当扇形金属触片P与触点。、d接触时，电吹风吹冷风

B.小风扇正常工作时的电流为2A

C.小风扇的内阻为8c

【答案】CD

【解析】A.由电路知识可知，当扇形金属触片P与c、4接触时，电吹风的加热电路和吹风电路均接通，

故此时甩吹风处于吹热风状态，故A错误；

BC.当扇形金属触片P与触点4c接触时，电吹风只有吹风电珞处于接通状态，此时电吹风吹冷风，由于

吹冷风输入功率为60W,额定电压为60V,因此

又小风扇的输出功率为52W,故风扇的热功率为

解得

故B错误，C正确；

D.由理想变压器电压和变比之间的关系可知

故D正确。

故选CD。

【答案】BC

【解析】A.电流表、电压表读数皆为交流电的有效值，开关S断开时，线路中只有Ri，对于理想电压器有

代人数据可得

故A错误；

B.对于理想变压器有

联立解得

故B正确；

C.根据理想变压器，输入功率和输出功率相等

故c正确；

D.开关S闭合，飞和&并联后总阻值

由于•原线圈输入电压未变，且原副线圈匝数比不变，所以输出电压不变，由B可知

所以

对于理想变压器有

代人数据可得

即d的示数为1.33A,故D错误，

故选BCo

（1）电压表和电流表的的示数；

（2）变压器铁芯中磁通最变化率的最大值；

【解析】（1）由速度随时间变化的关系式可得

故导体棒产生的感应电动势的最大值为

电源电动势为

电动势的有效值为

设原线圈的输入电压为y，副线圈的输出电压为乙，原线圈的输入电流为L，副线圈的输出巨流为12,则

对含有原线圈的回路由闭合电路欧姆定律有

由变压器的工作原理可知

对副线圈的回路，由欧姆定律有

由以上式子可解得

故电压表示数为

电流表示数为

（2）根据

可知原线圈中磁通量变化率的最大值为

其中

解得

⑶在

时间内，电路产生的焦耳热

根据能量守恒定律得

故

（1）降压变压器输出的电流/为多少（结果用分数表示）？输电线上通过的电流,2是多少？

（2）输电线损失的电压为多少？升压变压器输出的电压内是多少？

殳生

（3）两个变压器的原、副线圈的匝数比%和“各应等于多少？

【解析】（1）用户得到的功率为

P二户/△0二98kW

用户得到的电压为U=220V,降压变压器输出的电流

输电线上通过的电流

（2）输电线损失的甩压

升压变压器输出的电压

（3）两个变压器的原、副线圈的匝数比

画练真题

19、（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R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&的阻值为R，滑动变阻器&的最大阻值为9R,滑

片L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/。下列说法正确的是（）

A.保持R位皆不变，巳向左缓慢滑动的过程中,/减小，U不变

B.保持R位置不变，R向左缓慢滑动的过程中,舄消耗的功率增大

C.保持P”立置不变，R向下缓慢滑动的过程中,/减小，u增大

D.保持巳位置不变，R向下缓慢滑动的过程中,凡消耗的功率减小

【答案】B

【解析】AB.由题意可知，原副线圈的匝数比为2,则副线圈的电流为2/,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U。，则

可得

保持R位置不变，巳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，则凡两端的电压不断变小，则电压表示数U

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

保持巳位置不变，R向下缓慢滑动的过程中，〃不断变大，则/变小，对与由欧姆定律可知

可知U不断变小，根据原副线圈的功率相等可知凡消耗的功率

整理可得

故选Bo

【答案】C

【解析】B.发电机线圈的转速为输出交变电流的频率为

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