變壓器、電能的輸送

1、學(xué)案正標(biāo)題一、考綱要求1.理解變壓器的原理，掌握理想變壓器原、副線圈的功率關(guān)系、電壓關(guān)系及電流關(guān)系，并會(huì)進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.2.能利用功率、電壓、電流關(guān)系對(duì)變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析.3.會(huì)計(jì)算遠(yuǎn)距離輸電問題中線路損失的功率和電壓二、知識(shí)梳理1.理想變壓器（1）主要構(gòu)造：由原線圈、副線圈和鐵芯三部分組成（2）工作原理：電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象（3）基本關(guān)系式功率關(guān)系：P入P出電壓關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí)，；有多個(gè)副線圈時(shí)，.電流關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí)，.由P入P出及PUI推出有多個(gè)副線圈時(shí)，U1I1U2I2U3I3.2.幾種常用的變壓器（1）自耦變壓器調(diào)壓變壓器(2)互感器3.遠(yuǎn)距離輸電（1）電路損失功率損失：設(shè)輸

2、電電流為I，輸電線的電阻為R，則功率損失為PI2R電壓損失：UIR減小功率損失和電壓損失，都要求提高輸電電壓，減小輸電電流（2）降低損耗的兩個(gè)途徑一個(gè)途徑是減小輸電線的電阻由電阻定律R可知，在輸電距離一定的情況下，為減小電阻，應(yīng)當(dāng)用電阻率小的金屬材料制造輸電線此外，還要盡可能增加導(dǎo)線的橫截面積另一個(gè)途徑是減小輸電導(dǎo)線中的電流，由PIU可知，當(dāng)輸送功率一定時(shí)，提高電壓可以減小輸電電流三、要點(diǎn)精析1.理想變壓器的基本特點(diǎn)：（1）無漏磁，故原、副線圈中的、相同（2）線圈無電阻，因此無電壓降，UEn.（3）根據(jù)得，套在同一鐵芯上的線圈，無論是原線圈，還是副線圈，該比例都成立，則有2.理想變壓器的基本關(guān)

3、系功率關(guān)系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，即P入P出電壓關(guān)系原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，即，與副線圈的個(gè)數(shù)無關(guān)電流關(guān)系只有一個(gè)副線圈時(shí)：有多個(gè)副線圈時(shí)：由P入P出得U1I1U2I2U3I3UnIn或I1n1I2n2I3n3Innn頻率關(guān)系f1f2，變壓器不改變交流電的頻率3.關(guān)于理想變壓器的四點(diǎn)說明（1）變壓器不能改變直流電壓（2）變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的頻率（3）理想變壓器本身不消耗能量（4）理想變壓器基本關(guān)系中的U1、U2、I1、I2均為有效值4.理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問題常見的理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析一般分匝數(shù)比不變和負(fù)載電阻不變兩種情況（1）匝數(shù)比不變的

4、情況(如圖甲所示)U1不變，根據(jù)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，不論負(fù)載電阻R如何變化，U2不變當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，I2變化，輸出電流I2決定輸入電流I1，故I1發(fā)生變化I2變化引起P2變化，P1P2，故P1發(fā)生變化（2）負(fù)載電阻不變的情況(如圖乙所示)U1不變，發(fā)生變化，故U2變化R不變，U2變化，故I2發(fā)生變化根據(jù)P2，P2發(fā)生變化，再根據(jù)P1P2，故P1變化，P1U1I1，U1不變，故I1發(fā)生變化5.遠(yuǎn)距離輸電的處理思路對(duì)高壓輸電問題，應(yīng)按“發(fā)電機(jī)升壓變壓器遠(yuǎn)距離輸電線降壓變壓器用電器”，或按從“用電器”倒推到“發(fā)電機(jī)”的順序一步一步進(jìn)行分析6.遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個(gè)基本關(guān)系(以下圖為例

5、)（1）功率關(guān)系：P1P2，P3P4，P2P損P3.（2）電壓、電流關(guān)系：，U2UU3，I2I3I線（3）輸電電流：I線.（4）輸電線上損耗的電功率：P損I線UR線2R線當(dāng)輸送功率一定時(shí)，輸電電壓增大到原來的n倍，輸電線上損耗的功率就減小到原來的.特別提醒：在遠(yuǎn)距離輸電問題中，計(jì)算線路功率損耗時(shí)一般用P損R線，其原因是I線可以由公式P輸出I線U輸出求出，而P損UI線和P損則不常用，其原因是在一般情況下，U不易求出，且易將U和U輸出相混而造成錯(cuò)誤7.輸電過程電壓和功率的辨析（1）輸電線上電壓損失和輸送電壓不能混用，如P損UIIU線(U或U線指輸電線電阻上的電壓降)，P損()2R(U指輸送總電壓)

6、（2）輸電過程的電壓關(guān)系：（3）輸電過程功率的關(guān)系：8.理想變壓器“四個(gè)決定關(guān)系”（1）電壓決定關(guān)系：輸入電壓U1決定輸出電壓U2，這是因?yàn)檩敵鲭妷篣2U1，當(dāng)U1不變時(shí)，不論負(fù)載電阻R變化與否，U2不會(huì)改變（2）電流決定關(guān)系：輸出電流I2決定輸入電流I1.（3）功率決定關(guān)系：輸出功率P2決定輸入功率P1，也可簡(jiǎn)記為“用決定供”（4）頻率關(guān)系：原、副線圈中電流的頻率相同9.遠(yuǎn)距離輸電問題的“一圖、三個(gè)關(guān)系、一個(gè)結(jié)論”（1）“一圖”：輸電線路的簡(jiǎn)化電路圖如圖所示（2）“三個(gè)關(guān)系”電流關(guān)系：輸電電流和負(fù)載的總電流相等電壓關(guān)系：UUUIR線U.功率關(guān)系：PPPI2R線P.（3）“一個(gè)結(jié)論”輸電電壓增

7、加為原來的n倍，輸電線路的功率損耗變?yōu)樵瓉淼?10.理想變壓器模型模型概述理想變壓器是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的具體應(yīng)用，在忽略漏磁的基礎(chǔ)上，利用法拉第電磁感應(yīng)定律改變?cè)€圈的電壓，使電壓升高或降低而達(dá)到生活中靈活應(yīng)用的儀器模型種類四、典型例題1.(2015新課標(biāo)I-16).理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3：1，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接有電壓為220V的正弦交流電源上，如圖所示，設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為U,原、副線圈回路中電阻消耗的功率之比為k，則AU=66V，k=1/9BU=22V，k=1/9CU=66V，k=1/3DU=22V，k=1/3【答案】A【解析】根據(jù)理

8、想變壓器的原理：原、副線圈電壓比等于線圈匝數(shù)比即U1:U2=n1 : n2，當(dāng)副線圈電壓U2 =U，得原線圈電壓U1 = 3U, 理想變壓器能量不損耗有P1=P2 , 即U1I1=U2I2， I2=U/R ,得到I1 = ;根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)有：U源=U1+I1R ，聯(lián)立并將U源=220V數(shù)據(jù)代入可得：U=66V;原、副線圈回路中的電阻消耗的功率根據(jù)P = I2R ,電阻相等，可得功率之比k=1/9 ,故選項(xiàng)A正確?！究键c(diǎn)】理想變壓器、歐姆定律、電阻的串聯(lián)、閉合電路的歐姆定律、電功率2.【2015廣東-15】圖為氣流加熱裝置的示意圖，使用電阻絲加熱導(dǎo)氣管，視變壓器為理想變壓器，原線圈接入電壓有

9、效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變，調(diào)節(jié)觸頭P，使輸出電壓有效值由220V降至110V。調(diào)節(jié)前后A副線圈中的電流比為1:2B副線圈輸出功率比為2:1C副線圈的接入匝數(shù)比為2:1D原線圈輸入功率比為1:2【答案】C【解析】通過調(diào)節(jié)觸頭P，使輸出電壓有效值由220V降至110V，輸出電壓減少為原來的一半，根據(jù)歐姆定律I = U/R ，在電阻不變時(shí)，調(diào)節(jié)前后副線圈輸出電流之比為I2前：I2后= U2前：U2后= 2 ：1 ，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)理想變壓器原理U1 : U2 = n1 : n2，在原線圈電壓和匝數(shù)不變的情況下，副線圈接入匝數(shù)也應(yīng)該變?yōu)樵瓉淼囊话?，接入匝?shù)比n2前：n2后= U2前：U2后= 2

10、 ：1 ，選項(xiàng)C正確；根據(jù)功率P=UI ，得到調(diào)節(jié)前后副線圈輸出功率之比P2前：P2后= U2前I2前：U2后I2后= 4 ：1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，所以原線圈的輸入功率之比P1前：P1后= P2前：P2后= 4 ：1，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！究键c(diǎn)】理想變壓器3.【2015福建-15】圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2 。在T的原線圈兩端接入一電壓的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r ，不考慮其它因素的影響，則輸電線上損失的電功率為( )【答案】C【解析】原線圈電壓的有效值：，根據(jù)可求：，又因?yàn)槭抢硐胱儔?/p>

11、器，所以T的副線圈的電流功率等于輸入功率P，所以輸電線上電流，導(dǎo)線上損耗的電功率，所以C正確，A、B、D錯(cuò)誤。4.【2015安徽-16】圖示電路中，變壓器為理想變壓器，a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端，R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器。現(xiàn)將變阻器的滑片從一個(gè)位置滑動(dòng)到另一個(gè)位置，觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2A，電流表A2的示數(shù)增大了0.8A。則下列說法正確的是A電壓表V1示數(shù)增大B電壓表V2、V3示數(shù)均增大C該變壓器起升壓作用D變阻器滑片是沿的方向滑動(dòng)【答案】D【解析】電流表示數(shù)增大，說明滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小，故應(yīng)從c向d滑動(dòng)，故D正確；電壓表V1、V2示數(shù)不變，故A、B錯(cuò)誤

12、；原副線圈中的電流和匝數(shù)成反比，即n1I1=n2I2，電流變化時(shí)，n1I1=n2I2，故，應(yīng)是降壓變壓器，C錯(cuò)誤?？键c(diǎn)：考查理想變壓器和電路知識(shí)。5.【2015江蘇-1】一電器中的變壓器可視為理想變壓器，它將220V交變電流改為110V，已知變壓器原線圈匝數(shù)為800，則副線圈匝數(shù)為A200B400C1600D3200【答案】B【解析】根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律，可求副線圈匝數(shù)為400，所以B正確。6.【2015海南-10】如圖，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4:1，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負(fù)載電阻的阻值R=11R0，是理想電壓表；現(xiàn)將負(fù)載電阻的

13、阻值減小為R=5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時(shí)電壓表讀數(shù)為5.0V，則A此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為34VB此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為24VC原線圈兩端原來的電壓有效值約為68VD原線圈兩端原來的電壓有效值約為48V【答案】AD【解析】當(dāng)負(fù)載電阻的阻值減小為R=5R0時(shí)，根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律，R兩端電壓為兩端電壓的5倍，因?yàn)殡妷罕頊y(cè)量R兩端的電壓，所以，故副線圈兩端電壓為，根據(jù)公式可得此時(shí)原線圈兩端電壓的有效值為=24V，所以此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為，A正確，B錯(cuò)誤；因?yàn)樽兓^程中變壓器的輸入電流不變，所以對(duì)于副線圈中變化前后電流也不變，則變化后電壓，變化前，所以，根據(jù)公式可得原

14、線圈兩端原來的電壓有效值約為48V，D正確，C錯(cuò)誤。7.【2015天津-6】如圖所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動(dòng)觸頭Q來調(diào)節(jié)在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭。在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，則A保持Q的位置不變，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大B保持Q的位置不變，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小c保持p的位置不變，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大D保持P的位置不動(dòng)將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小【答案】BC【解析】在原、副線圈匝數(shù)比一定的情況下，變壓器的輸出電壓由輸入電壓決定因此，當(dāng)Q位置不變時(shí)，輸出電壓不變，此時(shí)P向上滑

15、動(dòng)，負(fù)載電阻值增大，則輸出電流減小，電流表的讀數(shù)I變小，故A錯(cuò)誤，B正確；P位置不變，將Q向上滑動(dòng)，則輸出電壓變大，輸出電流變大，則電流表的讀數(shù)變大，故C正確，D錯(cuò)誤；故選：BC8.(2014山東17)如圖所示，將額定電壓為60 V的用電器，通過一理想變壓器接在正弦交變電源上閉合開關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220 V和2.2 A以下判斷正確的是( )A變壓器輸入功率為484 WB通過原線圈的電流的有效值為0.6 AC通過副線圈的電流的最大值為2.2 AD變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2113【答案】BD【解析】變壓器的輸入功率P1P2I2U22.2

16、60 W132 W，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由得，選項(xiàng)D正確；由得I1I22.2 A0.6 A，選項(xiàng)B正確；根據(jù)I得通過副線圈的電流的最大值I2mI2A，選項(xiàng)C錯(cuò)誤9.(2014廣東19)如圖所示的電路中，P為滑動(dòng)變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓U1不變，閉合電鍵S，下列說法正確的是( )AP向下滑動(dòng)時(shí)，燈L變亮BP向下滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出電壓不變CP向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸入電流變小DP向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出功率變大【答案】BD【解析】由于理想變壓器輸入電壓U1不變，原、副線圈匝數(shù)不變，所以輸出電壓U2也不變，燈L亮度不隨P的滑動(dòng)而改變，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確P向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電

17、阻減小，負(fù)載總電阻R總減小，由I2知，通過副線圈的電流I2增大，輸出功率P2U2I2增大，再由知輸入電流I1也增大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確10.(2014新課標(biāo)21)如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2.原線圈通過一理想電流表接正弦交流電源，一個(gè)二極管和阻值為R的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大，用交流電壓表測(cè)得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd，則( )AUabUcdn1n2B增大負(fù)載電阻的阻值R，電流表的讀數(shù)變小C負(fù)載電阻的阻值越小，cd間的電壓Ucd越大D將二極管短路，電流表的讀數(shù)加倍【答案】BD【解析】變壓器的變壓比，

18、其中U1、U2是變壓器原、副線圈兩端的電壓U1Uab，由于二極管的單向?qū)щ娞匦?，UcdU2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤增大負(fù)載電阻的阻值R，負(fù)載的電功率減小，由于P入P出，且P入I1Uab，所以原線圈上的電流I1減小，即電流表的讀數(shù)變小，選項(xiàng)B正確c、d端的電壓由輸入電壓Uab決定，負(fù)載電阻R的阻值變小時(shí)，Ucd不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤根據(jù)變壓器上的能量關(guān)系有E輸入E輸出，在一個(gè)周期T的時(shí)間內(nèi)，二極管未短路時(shí)有UabI1T0(U為副線圈兩端的電壓)，二極管短路時(shí)有UabI2TT，由以上兩式得I22I1，選項(xiàng)D正確11.（2014浙江15)如圖所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡(jiǎn)化電路圖發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條

19、輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1.在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流是I2.則( )A用戶端的電壓為B輸電線上的電壓降為UC理想變壓器的輸入功率為rD輸電線路上損失的電功率為I1U【答案】A【解析】根據(jù)變壓器的工作原理、歐姆定律和電功率公式解決問題根據(jù)理想變壓器的工作原理，得I1U1I2U2，所以用戶端的電壓U2，選項(xiàng)A正確；輸電線上的電壓降UI1rUU1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；變壓器的輸入功率P1I1UrI1U1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；輸電線路上損失的功率PrI1(UU1)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤12.(2014四川1)如圖所示，甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變

20、化的圖像，則( )A用戶用電器上交流電的頻率是100 HzB發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值是500 VC輸電線上的電流只由降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定D當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí)，輸電線上損失的功率減小【答案】D【解析】由ut圖像可知，交流電的周期T0.02 s，故頻率f50 Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；交流電的電壓最大值Um500 V，故有效值U250V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；輸電線上的電流由降壓變壓器副線圈上的電阻和降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí)，副線圈上的電流減小，根據(jù)，原線圈(輸電線)上的電流減小，根據(jù)PR得，輸電線損失的功率減小，選項(xiàng)D正確13.【2014江蘇

21、卷】遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線上的電阻為R，變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是（）ABI2CI1U1I22RDI1U1I2U2【答案】D【解析】根據(jù)變壓器的變壓原理，A項(xiàng)錯(cuò)誤；，因?yàn)?，B項(xiàng)錯(cuò)誤；為電路輸入的總功率，為電線上損耗的功率，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。14.【2014福建卷】圖為模擬遠(yuǎn)距離輸電實(shí)驗(yàn)電路圖，兩理想變壓器的匝數(shù)n1=n4n2=n3，四根模擬輸電線的電阻R1、R2、R3、R4的阻值均為R，A1、A2為相同的理想交流電流表，L1、L2為相同的小燈泡，燈絲電阻RL2R，忽略燈絲電阻隨

22、溫度的變化。當(dāng)A、B端接入低壓交流電源時(shí)（）A.A1、A2兩表的示數(shù)相同B.L1、L2兩燈泡的量度相同C.R1消耗的功率大于R3消耗的功率D.R2兩端的電壓小于R4兩端的電壓【答案】D【解析】題圖中上面部分為高壓遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，下面為低壓輸電，在輸送功率一定的情況下，P=UI，U越大，I越小，則，A項(xiàng)錯(cuò)誤；低壓供電時(shí)，輸送電流較大，電線上的電壓損失較多，燈泡兩端獲得電壓較小，亮度較暗，B項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；根據(jù)電功率的公式可知，R1消耗的功率小于R3消耗的功率，C項(xiàng)錯(cuò)誤?？键c(diǎn)：遠(yuǎn)距離輸電、變壓器的構(gòu)造和工作原理15.(2013四川2)用220 V的正弦交流電通過理想變壓器對(duì)一負(fù)載供電，變壓器

23、輸出電壓是110 V，通過負(fù)載的電流圖像如圖所示，則( )A變壓器輸入功率約為3.9 WB輸出電壓的最大值是110 VC變壓器原、副線圈匝數(shù)比是12D負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i0.05sin(100t)A【答案】A【解析】由題意知：U1220 V，U2110 V，所以21，U2m110V，選項(xiàng)B、C均錯(cuò)誤由圖像可知：I2m0.05 A，T0.02 s，則負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式為i0.05sin(100t)A，選項(xiàng)D錯(cuò)誤變壓器的輸入功率P1P2I2U2110 W3.9 W，選項(xiàng)A正確16.(2013廣東16)如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n221，和均為理想電表，燈泡電阻RL6 ，AB端電壓u1

24、12sin 100t (V)下列說法正確的是( )A電流頻率為100 HzB的讀數(shù)為24 VC的讀數(shù)為0.5 AD變壓器輸入功率為6 W【答案】D【解析】由2f100 rad/s得：f50 Hz，A錯(cuò)有效值U112 V，又：得：U26 V，I21 A，選項(xiàng)B、C錯(cuò)由能量守恒得P1P2U2I26 W，D選項(xiàng)對(duì)17.(2015廣州模擬)下圖是遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，下列說法正確的是 ( )Aa是升壓變壓器，b是降壓變壓器Ba是降壓變壓器，b是升壓變壓器Ca的輸出電壓等于b的輸入電壓Da的輸出電壓等于輸電線上損失的電壓【答案】A【解析】遠(yuǎn)距離輸電先升壓，再降壓，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；由于輸電線有電壓損失，

25、故a的輸出電壓等于b的輸入電壓與損失的電壓之和，選項(xiàng)C、D均錯(cuò)18.如圖所示，半徑為L(zhǎng)1 m的金屬圓環(huán)，其半徑Oa是銅棒，兩者電阻均不計(jì)且接觸良好今讓Oa以圓心O為軸，以角速度10 rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圓環(huán)處于垂直于環(huán)面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中從圓心O引出導(dǎo)線，從圓環(huán)上接出導(dǎo)線，并接到匝數(shù)比為n1n214的理想變壓器原線圈兩端則接在副線圈兩端的理想電壓表的示數(shù)為 ( )A40 VB20 VC80 VD0【答案】D【解析】由于Oa以圓心O為軸，以角速度10 rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，變壓器鐵芯中磁通量不變，接在副線圈兩端的理想電壓表的示數(shù)為0，選項(xiàng)D正確19.(多選)電

26、流互感器和電壓互感器如右圖所示，其中n1、n2、n3、n4分別為四組線圈的匝數(shù)，a、b為兩只交流電表，則 ( )AA為電流互感器，且n1n2，a是電流表BA為電壓互感器，且n1n2，a是電壓表CB為電流互感器，且n3n4，b是電流表DB為電壓互感器，且n3n4，b是電壓表【答案】AD【解析】由圖可知A為電流互感器，B為電壓互感器，因此a是電流表，b是電壓表，在A中，有I1n1I2n2，要把大電流變?yōu)樾‰娏?，有n2n1；在B中，有，要把高電壓變成低電壓，則有n3n4，綜上可知，A、D正確20.(多選)如圖所示，某理想變壓器的原線圈接一交流電，副線圈接如圖所示電路，開關(guān)S原來閉合，且R1R2，現(xiàn)將

27、S斷開，那么交流電壓表的示數(shù)U、交流電流表的示數(shù)I、電阻R1上的功率P1及該變壓器原線圈的輸入功率P的變化情況正確的是 ( )AU增大BI增大CP1減小DP減小【答案】AD【解析】開關(guān)S由閉合到斷開時(shí)，負(fù)載的總電阻變大，變壓器的輸出電壓U2不變，則輸出電流I2變小，R上的電壓變小，R1上的電壓變大，電阻R1上的功率P1，R1不變，U變大，則P1增大，故A正確、C錯(cuò)誤由電流與匝數(shù)的關(guān)系可知電流表的示數(shù)I減小，B錯(cuò)誤輸出電功率P出I2U2，U2不變，I2減小，則P出減小，輸入功率等于輸出功率，所以D正確21.如圖所示，接在照明電路中的自耦變壓器的副線圈上通過輸電線接有三個(gè)燈泡L1、L2和L3，輸電

28、線的等效電阻為R.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng)一段距離后，下列說法正確的是 ( )A等效電阻R上消耗的功率變大B三個(gè)燈泡都變亮C原線圈兩端的輸入電壓減小D原線圈中電流表示數(shù)減小【答案】D【解析】自耦變壓器的原、副線圈是同一個(gè)線圈，只是匝數(shù)不同而已由題意知原線圈是副線圈的一部分.，當(dāng)P上移時(shí)，U1、n2不變，n1變大，U2變小，因負(fù)載電路結(jié)構(gòu)不變，因此負(fù)載上的總電流I2應(yīng)變小，R上消耗的功率變小，由串、并聯(lián)電路特點(diǎn)知三個(gè)燈泡都變暗，A、B都錯(cuò)誤由于原線圈的輸入電壓由外部電路決定，是不變的，C錯(cuò)誤；由P入P出，U1I1U2I2知，P出減小時(shí)，I1一定減小，電流表示數(shù)減小，D項(xiàng)正確22.隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，

29、人們對(duì)能源的需求也日益擴(kuò)大，節(jié)能變得越來越重要某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電，用戶通過降壓變壓器用電，若發(fā)電廠輸出電壓為U1，輸電導(dǎo)線總電阻為R，在某一時(shí)段用戶需求的電功率為P0，用戶的用電器正常工作的電壓為U2.在滿足用戶正常用電的情況下，下列說法正確的是 ( )A輸電線上損耗的功率為B輸電線上損耗的功率為C若要減少輸電線上損耗的功率可以采用更高的電壓輸電D采用更高的電壓輸電會(huì)降低輸電的效率【答案】C【解析】設(shè)發(fā)電廠輸出功率為P，則輸電線上損耗的功率P損PP0，P損I2R，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；采用更高的電壓輸電，可以減小輸電線上的電流，故可以減少輸電線上損耗的功率，C項(xiàng)正確；采用更高的電

30、壓輸電，輸電線上損耗的功率減少，用戶需求功率不變，則發(fā)電廠輸電效率增大，故可提高輸電的效率，D項(xiàng)錯(cuò)誤23.(多選)如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是101，原線圈輸入交變電壓u100sin 50t(V)，在副線圈中串接有理想電流表和定值電阻R，電容器并聯(lián)在電阻R兩端，電阻阻值R10 ，關(guān)于電路分析，下列說法中正確的是 ( )A電流表示數(shù)是1AB電流表示數(shù)是AC電阻R消耗的電功率為10 WD電容器的耐壓值至少是10V【答案】CD【解析】由變壓公式，副線圈輸出電壓為10 V，由于交變電流可以通過并聯(lián)在電阻R兩端的電容器，所以不能應(yīng)用歐姆定律計(jì)算電流表示數(shù)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；電阻R消耗的電功率為

31、P102/10 W10 W，選項(xiàng)C正確；副線圈輸出電壓最大值為10V，電容器的耐壓值至少是10V，選項(xiàng)D正確24.如圖所示，理想變壓器的原線圈接入u11000sin 100 t(V)的交變電壓，副線圈通過電阻r6 的導(dǎo)線對(duì)“220 V 880 W”的電器RL供電，該電器正常工作由此可知 ( )A原、副線圈的匝數(shù)比為501B交變電壓的頻率為100 HzC副線圈中電流的有效值為4 AD變壓器的輸入功率為880 W【答案】C【解析】用電器RL正常工作，可得副線圈里的電流I2A4 A，C正確；副線圈兩端的電壓U2I2rU(46220)V244 V，原、副線圈的匝數(shù)比，A錯(cuò)誤；導(dǎo)線r消耗的電功率Prr9

32、6 W，P入P出880 W96 W976 W，D錯(cuò)誤；由原線圈u11 000sin 100t(V)可知交流電壓的頻率f50 Hz，B錯(cuò)誤25.如圖甲、乙所示的兩個(gè)電路，當(dāng)a，b兩端和e，f兩端分別加上220 V的交流電壓時(shí)，測(cè)得c，d間與g，h間的電壓均為110 V，若分別在c，d與g，h兩端加上110 V的交流電壓，則a、b間與e、f間的電壓分別為 ( )A220 V 220 VB220 V 110 VC110 V 110 VD220 V 0【答案】B【解析】首先要搞清楚變壓器和滑動(dòng)變阻器改變電壓的原理，a、b與c、d間的電壓比，總是與它們之間線圈的匝數(shù)成正比，與哪一個(gè)是原線圈無關(guān)，在e、f

33、兩端加電壓時(shí)，變阻器fg，eg兩部分相當(dāng)于串聯(lián)，g、h兩端電壓就是fg所分擔(dān)的電壓，在g、h兩端加電壓時(shí)，變阻器連入電路中的電阻仍是gh部分，eg部分的電壓等于0，因此，e、f間的電壓應(yīng)等于g、h間的電壓，應(yīng)選B.26.如圖所示，一正弦交流電瞬時(shí)值為e220sin 100t V，通過一個(gè)理想電流表，接在一個(gè)理想變壓器兩端，變壓器起到降壓作用開關(guān)閉合前后，A、B兩端的電功率相等，以下說法正確的是( )A流過r的電流方向每秒鐘變化50次B變壓器原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)C開關(guān)從斷開到閉合時(shí)，電流表示數(shù)變小DRr【答案】B【解析】由表達(dá)式知交流電的頻率為50 Hz，所以流過r的電流方向每秒鐘變化100

34、次，A錯(cuò)誤；降壓變壓器原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，B正確；開關(guān)從斷開到閉合時(shí)，副線圈電阻減小，電壓不變，所以副線圈電流增大，則原線圈電流即電流表示數(shù)變大，C錯(cuò)誤；由已知條件無法判斷R的大小，D錯(cuò)誤27.遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖如圖所示，若發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，認(rèn)為升壓變壓器和降壓變壓器都是理想的，輸電線具有一定電阻，下列判斷錯(cuò)誤的是( )A升壓變壓器的輸出電壓總是大于降壓變壓器的輸入電壓B升壓變壓器的輸出功率總是大于降壓變壓器的輸入功率C隨著用戶用電功率增加，升壓變壓器原線圈中的電流變小D隨著用戶用電功率增加，降壓變壓器原線圈兩端的電壓變小【答案】C【解析】根據(jù)遠(yuǎn)距離輸電知識(shí)知，輸電線上總要損失部

35、分電壓U，所以升壓變壓器的輸出電壓大于降壓變壓器的輸入電壓，A正確輸電線上有功率損失，所以升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率，B正確用戶用電功率增加，那么電路中的電流變大，輸電線上損失的電壓U也會(huì)變大，輸送電壓一定時(shí)，那么降壓變壓器原線圈兩端的電壓就會(huì)變小，所以C錯(cuò)誤，D正確故選C.28.自耦變壓器鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)已知變壓器線圈總匝數(shù)為1 900匝；原線圈為1 100匝，接在有效值為220 V的交流電源上當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，負(fù)載R上的功率為2.0 kW.設(shè)此時(shí)原線圈中電流的有效值為I1，

36、負(fù)載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為( )A380 V和5.3 AB380 V和9.1 AC240 V和5.3 AD240 V和9.1 A【答案】B【解析】由題圖并根據(jù)理想變壓器電壓比關(guān)系，代入數(shù)據(jù)解得副線圈兩端的電壓有效值U2380 V，因理想變壓器原、副線圈輸入和輸出的功率相等，即P入P出U1I1，解得I1A9.1 A，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤29.如圖所示，理想變壓器原線圈輸入電壓uUmsint，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器和是理想交流電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；和是理想交流電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示下列說法正確的是( )AI

37、1和I2表示電流的瞬時(shí)值BU1和U2表示電壓的最大值C滑片P向下滑動(dòng)過程中，U2不變，I1變大D滑片P向下滑動(dòng)過程中，U2變小，I1變小【答案】C【解析】電路中交流電表的示數(shù)為有效值，故A、B項(xiàng)均錯(cuò)誤；P向下滑動(dòng)過程中，R變小，由于交流電源的輸出電壓和原、副線圈匝數(shù)不變，U1、U2均不變，所以I2變大，由，得I1I2變大，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤30.普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測(cè)量電流，通常要通過電流互感器來連接，圖中電流互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少，工作時(shí)電流為Iab，cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多，工作時(shí)電流為Icd，為了使電流表能正常工作，則( )Aab接MN、cd接PQ，IabIc

38、dBab接MN、cd接PQ，IabIcdCab接PQ、cd接MN，IabIcdDab接PQ、cd接MN，IabIcd【答案】B【解析】高壓輸電線上的電流較大，測(cè)量時(shí)需把電流變小，即副線圈中的電流較小，由可知：n2較大，n1較小，所以ab接MN，cd接PQ，IabIcd.選項(xiàng)B正確31.如圖所示，接在理想變壓器回路中的四個(gè)規(guī)格相同的燈泡都正常發(fā)光，那么，理想變壓器的匝數(shù)比n1n2n3為( )A111B321C621D221【答案】B【解析】燈泡都正常發(fā)光，可得UAUBUCUD，所以U22U3.由理想變壓器的電壓關(guān)系得，可得n22n3.同理，燈泡都正常發(fā)光，功率相等，即PAPBPCPD，由PI2R

39、得IAIBICID，即I1I2I3由功率關(guān)系U1I1U2I2U3I3，可得n1I1n2I2n3I3即n1n2n32n3n33n3.所以n1n2n3321.32.如圖甲所示為一自耦變壓器，變壓器的原線圈AB端輸入電壓如圖乙所示，副線圈電路中定值電阻R011 ，電容器C的擊穿電壓為22 V，移動(dòng)滑片P使電容器剛好不會(huì)被擊穿，所有電表均為理想電表，下列說法正確的是( )A電壓表的示數(shù)為220 VB原、副線圈的匝數(shù)比為101C電流表的示數(shù)等于通過電阻R0的電流D原線圈AB端輸入電壓的變化規(guī)律為u311sin t V【答案】A【解析】由題圖乙知電壓的有效值即電壓表的示數(shù)為220 V，A正確；電容器的耐壓

40、值為交流最大值，有效值為V11V，所以原、副線圈的匝數(shù)比為101，B錯(cuò)誤；電容器通交流電，所以電流表的示數(shù)大于通過電阻R0的電流，C錯(cuò)誤；由題圖乙知交流電的周期為0.02 s所以角速度為100 rad/s，原線圈AB端輸入電壓的變化規(guī)律為u311sin 100tV，D錯(cuò)誤33.如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1和輸電線的電阻、理想變壓器匝數(shù)均不變，且n1n2n4n3.當(dāng)用戶消耗的功率增大時(shí)，下列表述正確的是( )A用戶的總電阻增大B用戶的電壓U4增加CU1U2U4U3D用戶消耗的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率【答案】C【解析】當(dāng)用戶消耗的功率增大時(shí)，用電器增多，總電阻減小，故A錯(cuò)誤；當(dāng)用電

41、器增多時(shí)，功率增大，降壓變壓器的輸出電流增大，則輸電線上的電流增大，可知輸電線上的電壓損失增大，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1不變，則U2不變，可知降壓變壓器的輸入電壓減小，所以用戶得到的電壓U4減小，故B錯(cuò)誤；因?yàn)樵?、副線圈的電壓比等于匝數(shù)之比，則，因?yàn)閚1n2n4n3，所以U1U2U4U3，故C正確；用戶消耗的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率減去輸電線上損失的功率，故D錯(cuò)誤34.某水電站，用總電阻為2.5 的輸電線輸電給500 km外的用戶，其輸出電功率是3106 kW，現(xiàn)用500 kV電壓輸電，則下列說法正確的是( )A輸電線上輸送的電流大小為2.0105 AB輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kVC若

42、改用5 kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9108 kWD輸電線上損失的功率為P，U為輸電電壓，r為輸電線的電阻【答案】B【解析】輸電線上輸送的電流I6 000 A，A錯(cuò)；輸電線上損失的電壓為UIr6 0002.5 V1.5104 V15 kV，B對(duì)；若改用5 kV的電壓輸電，則輸電線上輸送的電流I6105 A，輸電線上損失的功率PI2r(6105)22.5 W9108 kW，表明電能將在線路上損耗完，則輸電線上損失的功率為3106kW，C錯(cuò)；D項(xiàng)中輸電線上損失的功率P，U應(yīng)為輸電線上損耗的電壓，而不是輸電電壓，D錯(cuò)35.在遠(yuǎn)距離輸電中，當(dāng)輸電線的電阻和輸送的電功率不變時(shí)，那么( )A輸電線

43、路上損失的電壓與輸送電流成正比B輸送電壓越高，輸電線路上損失的電壓越大C輸電線路上損失的功率跟輸送電壓的平方成反比D輸電線路上損失的功率跟輸電線上的電流成正比【答案】AC【解析】輸電線路上損失電壓UIr，在r一定時(shí)，U和I成正比若U越高，I，I越小，那么U越小輸電線路上損失的功率PI2r，當(dāng)P一定時(shí)，I，所以P()2r，即P和U的平方成反比，跟I的平方成正比，故A、C正確36.圖甲為理想變壓器的示意圖，其原、副線圈的匝數(shù)之比為41，電壓表和電流表均為理想電表若發(fā)電機(jī)向原線圈輸入圖乙所示的正弦交流電，圖中RT為NTC型熱敏電阻(阻值隨溫度升高而變小)，R1為定值電阻下列說法中正確的是( )A交流

44、電壓u的表達(dá)式為u36sin 50t VBt0.01 s時(shí)，發(fā)電機(jī)線圈中穿過的磁通量最大CRT溫度升高時(shí)，變壓器的輸入功率變小DRT溫度升高時(shí)，電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變大【答案】BD【解析】原線圈接的是題圖乙所示的正弦交流電，由圖知最大電壓為36V，周期為0.02 s，故角速度是100 rad/s，u36sin 100t V，故A錯(cuò)誤t0.01 s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，線圈處于中性面位置，發(fā)電機(jī)線圈中穿過的磁通量最大，B正確RT溫度升高時(shí)，副線圈中的總電阻減小，由于原、副線圈兩端的電壓均不變，故電壓表示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變大，故輸出功率變大，理想變壓器的輸入、輸出功率相等，故輸入功率變

45、大，C錯(cuò)誤，D正確37.如圖甲所示為一個(gè)小型電風(fēng)扇的電路簡(jiǎn)圖，其中理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比n1n2101，接線柱a、b接上一個(gè)正弦交變電源，電壓隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示，輸出端接有額定電壓均為12 V的燈泡和風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)線圈電阻r2 .接通電源后，燈泡正常發(fā)光，風(fēng)扇正常工作，則( )A電阻R兩端的電壓是10 VB通過風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的電流是6 AC通過燈泡的交流電頻率是100 HzD風(fēng)扇突然卡住的瞬間，燈泡變暗【答案】AD【解析】據(jù)題圖乙可知原線圈電壓的有效值為220 V，周期為0.02 s，故其頻率為50 Hz.由于理想變壓器原、副線圈的電壓跟匝數(shù)成正比，故副線圈兩端的電壓為22 V，

46、又額定電壓為12 V的燈泡正常發(fā)光，故電阻R兩端的電壓是10 V，A正確風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)不是純電阻用電器，故風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)線圈兩端的電壓小于12 V，通過風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的電流小于6 A，B錯(cuò)誤變壓器不改變交流電的頻率，故通過燈泡的交流電頻率是50 Hz，C錯(cuò)誤風(fēng)扇突然卡住的瞬間，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)線圈兩端的電壓增大，通過風(fēng)扇的電流增大，則副線圈干路電流增大，R兩端的電壓增大，由于原、副線圈匝數(shù)不變，故副線圈兩端的電壓不變，加在燈泡兩端的電壓減小，燈泡變暗，D正確38.某發(fā)電機(jī)說明書的部分內(nèi)容如表所示，現(xiàn)在用一臺(tái)該型號(hào)的柴油發(fā)電機(jī)給災(zāi)民臨時(shí)安置區(qū)供電，如圖所示發(fā)電機(jī)到安置區(qū)的距離是400 m，輸電線路中的火線和零線均

47、為某型號(hào)單股銅導(dǎo)線，該型號(hào)導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電阻為2.5104 .安置區(qū)家用電器的總功率為44 kW，當(dāng)這些額定電壓為220 V的家用電器都正常工作時(shí)( )型號(hào)最大輸出功率60 kW輸出電壓范圍220300 VA輸電線路中的電流為200 AB發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出電壓是300 VC在輸電線路上損失的電功率為8 kWD如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦式交變電流，則輸出電壓最大值是300 V【答案】AC【解析】額定電壓為220 V的家用電器都正常工作時(shí)，輸電線路中的電流I200 A，A正確發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出電壓為U發(fā)UIr260 V，B錯(cuò)誤在輸電線路上損失的電功率P損I2r8 kW，C正確如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正

48、弦式交變電流，則其輸出電壓最大值是260V367.7 V，D錯(cuò)誤39.如圖所示為一種變壓器的實(shí)物圖，根據(jù)其銘牌上所提供的信息，以下判斷正確的是 ( )A這是一個(gè)升壓變壓器B原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多C當(dāng)原線圈輸入交流電壓220 V時(shí)，副線圈輸出直流電壓12 VD當(dāng)原線圈輸入交流電壓220 V、副線圈接負(fù)載時(shí)，副線圈中電流比原線圈中電流小【答案】B【解析】根據(jù)銘牌上所提供的信息可知：變壓器的輸入電壓為220 V，輸出電壓為12 V，該變壓器為降壓變壓器，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)，故變壓器的原、副線圈上的電壓都為交流電壓，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由理想變壓器的輸出功率等于輸入功率

49、，且原線圈的電壓大于副線圈的電壓，故副線圈接負(fù)載時(shí)，副線圈中電流比原線圈中電流大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤40. (2015鄭州質(zhì)量檢測(cè))(多選)如圖所示，一臺(tái)理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為n1n2401，在副線圈兩端接有“6 V 40 W”的電燈泡若燈泡正常發(fā)光，則下列說法中正確的是 ( )A在原、副線圈中，通過每匝線圈的磁通量時(shí)時(shí)刻刻都相同B通過原、副線圈的交變電流的頻率相同C變壓器輸入電壓的最大值為240 VD變壓器的輸入功率為40 W【答案】ABD【解析】由變壓器基本原理可知，理想變壓器原、副線圈中通過每匝線圈的磁通量都相等，通過原、副線圈的交變電流的頻率相同，所以選項(xiàng)A、B正確；因?yàn)闊襞菡０l(fā)光，所以變壓器輸出電壓的有效值為6 V，由電壓關(guān)系可知，原線圈輸入電壓的有效值為240 V，不是最大值，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤；理想變壓器的輸入功率與輸出功率相等，所以變壓器的輸入功率為40 W，選項(xiàng)D正確