2023屆高三物理一輪復(fù)習(xí)83變壓器 遠(yuǎn)距離輸電七大知識(shí)點(diǎn)（解析版）

專題83變壓器遠(yuǎn)距離輸電

考點(diǎn)一理想變壓器的原理及應(yīng)用(1-5T)

考點(diǎn)二幾種常用的變壓器(6-9T)

考點(diǎn)三理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析(10-15T)

考點(diǎn)四原線圈有串聯(lián)負(fù)載的變壓器電路(16-21T)

考點(diǎn)五含有二極管的變壓器電路(22-24T)

考點(diǎn)六遠(yuǎn)距離輸電(25-28T)

考點(diǎn)七探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系(29-31T)

考點(diǎn)一理想變壓器的原理及應(yīng)用

1.構(gòu)造和原理

(1)構(gòu)造：如圖所示，變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成。與交流電源連接的線圈，也

叫初級(jí)線圈；與負(fù)載連接的線圈，也叫次級(jí)線圈

(2)原理：電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象.

2.基本關(guān)系式

(D功率關(guān)系：尸入=冒出.

⑵電壓關(guān)系：~=~.

Lh.Zfe

(3)電流關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí)J=N

12/21

(4)頻率關(guān)系：f出=/1入.

3.理想變壓器的制約關(guān)系

原線圈電壓〃和匝數(shù)比決定副線圈電壓功，

n?

副線圈的輸出功率P出決定原線圈的輸入功率P入，P人=PM

副線圈電流入和匝數(shù)比決定原線圈電流Ti,I=-I

iΛι2

4.含有多個(gè)副線圈的變壓器

計(jì)算具有兩個(gè)或兩個(gè)以上副線圈的變壓器問題時(shí)，需注意三個(gè)關(guān)系:

上kWUxLkUUn

電壓關(guān)系：-=—=—i=…=-

nImmn∏

功率關(guān)系：A=R+R+R+…+只

電流關(guān)系："ι7i=zfe4+∕b?^+∕?Z+…+%工

1.（2022?北京?高考真題）某理想變壓器的原線圈接在220V的正弦交流電源上,副線圈輸出電壓為22000V,

輸出電流為300mA。該變壓器（）

A.原、副線圈的匝數(shù)之比為100：1B.輸入電流為30A

C.輸入電流的最大值為15√∑AD.原、副線圈交流電的頻率之比為1：100

【答案】B

【解析】A.原、副線圈的匝數(shù)之比為生=號(hào)=黑故A錯(cuò)誤；

n2U222000IOO

B.根據(jù)以=今

n2/i

可得輸入電流為I=-I=100×300X10-3A=30A故B正確；

1n22

C.輸入電流的最大值為Im=√2∕1=30√2A故C錯(cuò)誤；

D.變壓器不會(huì)改變交流電的頻率，故原、副線圈交流電的頻率之比為1：1,故D錯(cuò)誤。

故選Bo

2.（2022?海南?昌江黎族自治縣礦區(qū)中學(xué)模擬預(yù)測）教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)

電機(jī)（內(nèi)阻可忽略）通過理想變壓器向定值電阻戶供電，電路如圖所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表

V的讀數(shù)分別為/、U,不消耗的功率為P。若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼狞c(diǎn)則（）

A./?消耗的功率變?yōu)镮PB.電壓表V的讀數(shù)變?yōu)椋篣

C.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?/D.通過A的交變電流頻率不變

【答案】B

【解析】根據(jù)公式Em=NBS3分析電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的交流電的最大值以及有效值、頻率的變化情況:

根據(jù)力=B=勺判斷原副線圈中電流電壓的變化情況，根據(jù)副線圈中功率的變化判斷原線圈中功率的變化;

∏2U2/?

AB.根據(jù)3=2Tnl可知轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?則角速度變?yōu)樵瓉淼模?，根?jù)Eni=nBS3可知電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最大電

動(dòng)勢為原來的;，根據(jù)U=號(hào)可知發(fā)電機(jī)的輸出電壓有效值變?yōu)樵瓉淼?，即原線圈的輸出電壓變?yōu)樵瓉淼?，

2√222

根據(jù)巴=方可知副線圈的輸入電壓變?yōu)樵瓉淼?，即電壓表示數(shù)變?yōu)樵瓉淼?，根據(jù)P="可知〃消耗的電功

九21/222R

率變?yōu)?P,A錯(cuò)誤B正確；

4

C.副線圈中的電流為/2=七，即變?yōu)樵瓉淼?；，根?jù)生=勺可知原線圈中的電流也變?yōu)樵瓉淼?，C錯(cuò)誤；

R2∏2Ii2

D.轉(zhuǎn)速減小為原來的點(diǎn)則頻率變?yōu)樵瓉淼?D錯(cuò)誤。

【點(diǎn)睛】本題考查了交流電最大值，有效值，頻率，變壓器等；需要知道交流電路中電表的示數(shù)為有效值，

在理想變壓器中，恒有巴="=我，副線圈消耗的功率決定了原線圈的輸入功率.

n2U2I1

3.（2022?湖北）（多選）近年來，基于變壓器原理的無線充電技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，其簡化的充電原理圖

如圖所示。發(fā)射線圈的輸入電壓為220V、匝數(shù)為IlOO匝，接收線圈的匝數(shù)為50匝。若工作狀態(tài)下，穿過

接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的80%,忽略其它損耗，下列說法正確的是（）

A.接收線圈的輸出電壓約為8V

B.接收線圈與發(fā)射線圈中電流之比約為22:1

C.發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相同

D.穿過發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的相同

【答案】AC

n8O%t∕.

【解析】A.根據(jù)-Ll=-^

n2U2

可得接收線圈的輸出電壓約為t'>8V;

B.由于存在磁漏現(xiàn)象，電流比不再與匝數(shù)成反比，故B錯(cuò)誤；

C.變壓器是不改變其交變電流的頻率的，故C正確；

D.由于穿過發(fā)射線圈的磁通量與穿過接收線圈的磁通量大小不相同，所以穿過發(fā)射線圈的磁通量變化率與

穿過接收線圈的不相同，故D錯(cuò)誤。

故選AC。

4.（2022?遼寧?模擬預(yù)測）如圖所示，某理想變壓器三個(gè)線圈匝數(shù)之比為%:膽：%=2:5:3,燈泡Ln、L2,

L3的電阻之比為此：/?2：心=1:1:2,變壓器原線圈所接正弦交流電壓的最大值UIm=2O√∑V0則閉合開關(guān)K

前后，通過原線圈的電流大小之比為（）

C.39：89D.29：79

【答案】A

【解析】原線圈兩端電壓的有效值Ui=20V,根據(jù)電壓比等于匝數(shù)比可知G50V〃產(chǎn)30V

開關(guān)K閉合前UIl=學(xué)+!

IRlR3

解得/1=箸

開關(guān)K閉合后&2=9Uιl=τ-+τ解得/2=黑

N2κ12κ3

得包=至

I2109

故閉合開關(guān)K前后，通過原線圈的電流大小之比為59：109,故BCD錯(cuò)誤，A正確。

故選A。

5.（2022?山東?高考真題）如圖所示的變壓器，輸入電壓為220V,可輸出12V、18V、30V電壓，匝數(shù)為

2的原線圈中電壓隨時(shí)間變化為U=UmCoS（IoOπt）?單匝線圈繞過鐵芯連接交流電壓表，電壓表的示數(shù)為

0.1Vo將阻值為12C的電阻/?接在BC兩端時(shí)，功率為12W。下列說法正確的是（）

B.BC間線圈匝數(shù)為120匝，流過戶的電流為1.4A

C.若將"接在AB兩端，E兩端的電壓為18V,頻率為IoOHZ

D.若將〃接在AC兩端，流過〃的電流為2.5A,周期為0.02S

【答案】D

【解析】A.變壓器的輸入電壓為220V,原線圈的交流電的電壓與時(shí)間成余弦函數(shù)關(guān)系，故輸入交流電壓的

最大值為22O√∑V,根據(jù)理想變壓器原線圈與單匝線圈的匝數(shù)比為牛=煞

解得原線圈為2200匝，A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)圖像可知，當(dāng)原線圈輸入220V時(shí)，比間的電壓應(yīng)該為12V,

故6C間的線圈匝數(shù)關(guān)系有華=蒜=120

州間的線圈匝數(shù)為120匝，流過Al的電流為人=4=嚶=IAB錯(cuò)誤；

C.若將〃接在四端，根據(jù)圖像可知，當(dāng)原線圈輸入220V時(shí)，47間的電壓應(yīng)該為18V。根據(jù)交流電原線圈

電壓的表達(dá)式可知，交流電的角速度為IOOzr,故交流電的頻率為/=*=/=50HZC錯(cuò)誤；

D.若將夕接在/C端，根據(jù)圖像可知，當(dāng)原線圈輸入220V時(shí)，/「間的電壓應(yīng)該為30%根據(jù)歐姆定律可知，

流過電阻7?的電流為〃c=等=合A=2.5A

交流電的周期為T=7=—=0.02sD正確。

fω

故選D。

考點(diǎn)二幾種常用的變壓器

1.自耦變壓器——調(diào)壓變壓器，如圖甲（降壓作用）、乙（升壓作用）所示。

丙T

6.（2022?新疆?三模）如圖所示，一正方形線圈通過電刷與自耦變壓器相連，線圈平面與水平向右，磁

感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場平行?，F(xiàn)讓線圈從圖示位置以恒定的角速度3轉(zhuǎn)動(dòng)并開始計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)軸與磁場垂直。

已知正方形線圈的匝數(shù)為N、邊長為α,電阻為八則下列說法正確的是（）

A.正方形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)表達(dá)式為e=NBωa2smωt

B.若僅將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向下移動(dòng)，則電壓表的示數(shù)變大

C.若僅將自耦變壓器的滑動(dòng)觸頭向下移動(dòng)，則電壓表的示數(shù)變大

D.若僅將線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?倍，則滑動(dòng)變阻器消耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍

【答案】C

【解析】A.現(xiàn)讓線圈從圖示位置以恒定的角速度3轉(zhuǎn)動(dòng)并開始計(jì)時(shí)，可知t=O時(shí)刻，線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢最

2

大,線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢的最大值為Em=NBωa

2

則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)表達(dá)式為e=Emcosωt-NBωacosωtA錯(cuò)誤；

B.若僅將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向下移動(dòng)，由于自耦變壓器的輸入電壓不變，匝數(shù)比不變，可知自耦變壓

器的輸出電壓不變，即電壓表的示數(shù)不變，B錯(cuò)誤；

C.若僅將自耦變壓器的滑動(dòng)觸頭向下移動(dòng)，可知自耦變壓器原線圈的匝數(shù)叫減小，根據(jù)仔=最

可知自耦變壓器的輸出電壓/增大，即電壓表的示數(shù)變大，C正確：

1）.若僅將線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?倍，可知自耦變壓器的輸入電壓Ul變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)淡=最

可知自耦變壓器的輸出電壓/變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)P=普

R混

可知滑動(dòng)變阻器消耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍，D錯(cuò)誤；

故選C=

7.（2022?廣東?江門市新會(huì)東方紅中學(xué)模擬預(yù)測）如圖甲為教室的掛扇，圖乙為一種自耦調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)

示意圖，線圈均勻繞在圓環(huán)形鐵芯上。若在48端輸入電壓按u=220√Σsinl007Tt（V）規(guī)律變化的交流電，

在反C間接風(fēng)扇。下列表述正確的是（）

甲乙

A.接入風(fēng)扇的交流電頻率為IOOHZB.觸頭P轉(zhuǎn)到線圈中間位置時(shí)，風(fēng)扇所加電壓為IloV

C.觸頭P順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，48間輸入電流增大D.觸頭P順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速加快

【答案】B

【解析】A.由交流電源電壓的表達(dá)式可知ω=y?=100ττT==0.02s

則有交流電的頻率為∕=i=?Hz=50Hz

自耦調(diào)壓器不改變交流電的頻率，所以接入風(fēng)扇的交流電頻率為50Hz,A錯(cuò)誤；

B.交流電源電壓的有效值為U=粵=4警V=220V

√2√2

此電壓加在線圈的48兩端，所以觸頭P轉(zhuǎn)到線圈中間位置時(shí)，風(fēng)扇所加電壓為110V,B正確；

CD.觸頭P順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，&C間的線圈匝數(shù)減少，電壓減小，給風(fēng)扇所加電壓減小，風(fēng)扇電流減小，自

耦調(diào)壓器的輸出功率減小，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速減慢；輸入功率減小，輸入電壓有效值不變，48間輸入電流減小，

CD錯(cuò)誤。

故選B。

8.（2022?海南?嘉積中學(xué)三模）（多選）如圖所示，％、%是監(jiān)測交流高壓輸電參數(shù)的互感器，其中a、b

是交流電壓表或交流電流表。若高壓輸電線間的電壓為220kV,Tl的原、副線圈匝數(shù)比為1：220,交流電壓

表的示數(shù)為100V,交流電流表的示數(shù)為IAo則（）

交流高壓輸出線

λ≡≡,

T2

≡≡πr□L

-

?*0~-?^工

A.a是交流電壓表B.B的原、副線圈匝數(shù)比為2200：1

C.高壓線路輸送的電流為220AD.高壓線路輸送的電功率為22OkW

【答案】BC

【解析】AC.1串聯(lián)在輸電線路上，且原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)，可知「起到減小電流的作用，即「是

電流互感器，a是交流電流表，且根據(jù)理想變壓器變流規(guī)律可知高壓線路輸送的電流為∕=%∕a=220A

Tlld

故A錯(cuò)誤，C正確；

B.易知b是交流電壓表，根據(jù)理想變壓器變壓規(guī)律可知4的原、副線圈匝數(shù)比為口=需=竿

∏2IOt）V1

故B正確；

D.高壓線路輸送的電功率為P=U/=4.84X10，kW故D錯(cuò)誤。

故選BCo

9.（2020?浙江?高考真題）如圖所示，甲乙兩圖中的理想變壓器以不同的方式接在高壓電路中。甲圖中

變壓器原副線圈的匝數(shù)比為右，電壓表讀數(shù)為〃，乙圖中變壓器原副線圈的匝數(shù)比為公，電流表讀數(shù)為八

則甲圖中高壓線電壓和乙圖中高壓線電流分別為（）

A./e?U,fe?/B.k]U,—C.一,koiD.一，一

k2k1k1k2

【答案】B

【解析】根據(jù)理想變壓器的電壓和電流規(guī)律：?=k14=*

UIk2

解得甲圖中高壓線電壓為Uo=ZqU

乙圖中高壓線電流為/°=/故B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選Bo

考點(diǎn)三理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析

理想變壓器電路動(dòng)態(tài)分析問題的一般思路：分清不變量和變量f弄清理想變壓器中電壓、電流、功率

之間的聯(lián)系和相互制約關(guān)系f利用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點(diǎn)進(jìn)行分析判定。

10.（2021?福建?高考真題）某住宅小區(qū)變壓器給住戶供電的電路示意圖如圖所示，圖中〃為輸電線的

總電阻。若變壓器視為理想變壓器，所有電表視為理想電表，不考慮變壓器的輸入電壓隨負(fù)載變化，則當(dāng)

住戶使用的用電器增加時(shí)，圖中各電表的示數(shù)變化情況是（）

A.Al增大，Vz不變，V-增大B.A∣增大，Vz減小，V：、增大

C.A?增大，V?增大，V3減小D.A?增大，Vz不變，V?減小

【答案】D

【解析】不考慮變壓器的輸入電壓隨負(fù)載變化，即變壓器原線圈的輸入電壓Ul=UVl不變,

可知，變壓器副線圈的輸出電壓&=不變；當(dāng)住戶使用的用電器增加時(shí)，即用戶的總電阻R力變小,

由12=

R+R燈

可知，副線圈的電流與=〃2變大，而由Uv3=U2-∕2R

可知V:,減?。河衫硐胱儔浩鞯脑鞺1I1=U2I2

可知原線圈的電流/1=〃1變大；故綜合上述分析可知Al增大，A?增大，L不變，V：；減小;

故選Do

11.如圖，-匝數(shù)為N的正方形線圈a6cd邊長為L,電阻不計(jì)，以角速度3在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場

中繞00'轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng).已知轉(zhuǎn)軸與磁場垂直且在線圈平面內(nèi)，圖示位置為線圈平面與磁場平行，線圈通

過電刷連接一理想變壓器，原副線圈匝數(shù)分別為m和兩交流電壓表均為理想電表，R為滑動(dòng)變阻器，以

下說法正確的是（）

a?交流電壓表”的示數(shù)為最樣3〃

B.僅將滑動(dòng)變阻器R的動(dòng)片P向上調(diào)節(jié)流過變壓器原線圈電流變大

C.僅將正方形線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度3變?yōu)?倍，變壓器的輸入功率變?yōu)?倍

D.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°過程，穿過線圈平面的磁通量變化了NBl;

【答案】C

【解析】A.交流電壓的最大值等于腦電壓表/示數(shù)為有效值爭方。廣，交流電壓表匕，的示數(shù)為日?

^-NBωL2,故A錯(cuò)誤；

"1

B.僅將滑動(dòng)變阻器/?的動(dòng)片〃向上調(diào)節(jié)，則電阻變大，則次級(jí)電流減小，則流過變壓器原線圈電流變小，

選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.僅將正方形線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。變?yōu)?倍，則交流電的最大值變?yōu)樵瓉淼?倍，有效值變?yōu)?倍，次級(jí)

電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)P=?可知，次級(jí)功率變?yōu)樵瓉淼?倍，則變壓器的輸入功率變?yōu)?倍，選項(xiàng)C

正確；

D.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°過程，穿過線圈平面的磁通量變化了BI；,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

12.（2022?山西?懷仁市第一中學(xué)校模擬預(yù)測）（多選）如圖所示，導(dǎo)體棒a6垂直放在水平面內(nèi)兩根平行

固定導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌右端與理想變壓器原線圈A相連，線圈C接圖示電路，線圈A與線圈C的匝數(shù)比?。簄2

=1：5不計(jì)導(dǎo)體棒、導(dǎo)軌的電阻；兩導(dǎo)軌間距為20cm；磁感應(yīng)強(qiáng)度6為0.2T,方向豎直向上；是=5Q,

是=I0Q,滑動(dòng)變阻器〃（阻值0~20Q）,為理想交流電壓表。導(dǎo)體棒在外力作用下做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其速度

隨時(shí)間變化關(guān)系符合。=20√Σsin50τrt（m∕s）°以下說法正確的是（）

A.電壓表示數(shù)為4V

B.滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)時(shí)變壓器輸出功率增大

C.滑動(dòng)變阻器滑片滑到正中間位置時(shí)R的熱功率為0.4W

D.滑片由最上端滑到最下端的過程中P與凡消耗的總功率逐漸增大

【答案】AC

【解析】A.感應(yīng)電動(dòng)勢最大值Em=BLvm=0.8√2V

變壓器原線圈有效值UI=舞

又出=E

則電壓表示數(shù)4=粵X也=4V故A正確；

√2n1

B.滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)，變阻器接入電路的電阻增大，變壓器輸出電流減小，輸出功率減小，故B錯(cuò)

誤；

C.滑動(dòng)變阻器滑片滑到中間位置時(shí)接入電路的電阻為IOQ,可求得其兩端電壓為2V,熱功率P=SW=

0.4W故C正確；

D.滑片從最上端下滑過程中R'與/?2的總電阻從0增大到，最大值大于%（5Q）,所以R'與用消耗

的總功率先增大后減小，故D錯(cuò)誤。

故選ACo

13.（2021?湖北?高考真題）如圖所示，理想變壓器原線圈接入電壓恒定的正弦交流電，副線圈接入最

大阻值為2A的滑動(dòng)變阻器和阻值為尸的定值電阻。在變阻器滑片從a端向6端緩慢移動(dòng)的過程中（)

R

b

A.電流表Al示數(shù)減小B.電流表Az示數(shù)增大

C.原線圈輸入功率先增大后減小D.定值電阻"消耗的功率先減小后增大

【答案】A

【解析】AB.由于原線圈所接電壓恒定，匝數(shù)比恒定，故變壓器副線圈的輸出電壓恒定，變阻器的滑片從a

端向6端緩慢移動(dòng)的過程中，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，變壓器副線圈所接的電阻值逐漸增大，

則由歐姆定律得∕z=善

R刷

可知副線圈的電流逐漸減小，由以=，

TlZ∕1

可知變壓器原線圈的電流也逐漸減小，故A正確，B錯(cuò)誤；

C.原線圈的輸入功率為PA=UlIl

由于/，逐漸減小，則原線圈的輸入功率逐漸減小，故C錯(cuò)誤；

D.由于副線圈的電流逐漸減小，則定值電阻與變阻器右半部分并聯(lián)的總電流減小，又與定值電阻并聯(lián)的變

阻器右半部分的電阻值減小，則由并聯(lián)分流規(guī)律可知，流過定值電阻的電流逐漸減小，則由公式PR=/2R

可知，定值電阻/?消耗的電功率逐漸減小，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

14.（2022?四川省瀘縣第二中學(xué)模擬預(yù)測）（多選）如圖所示，矩形線圈a8cd與理想變壓器原線圈組成閉

合電路。線圈在有界勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的A邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場只分布在A邊的左側(cè)，磁感應(yīng)強(qiáng)度

大小為昆線圈面積為S,轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為3,匝數(shù)為火線圈電阻不計(jì)。下列說法正確的是（）

A.將原線圈抽頭一向上滑動(dòng)時(shí)，燈泡變亮

B.電容器的電容C變大時(shí)，燈泡變暗

C.圖示位置時(shí)，穿過矩形線圈的磁通量最大

D.若線圈aAd轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)?。，則變壓器原線圈電壓的有效值為加盼。

【答案】CD

【解析】A.在圖中將原線圈抽頭P向上滑動(dòng)時(shí)，原線圈的匝數(shù)變大，根據(jù)變壓比，故輸出的電壓變小，燈

泡變暗，故A錯(cuò)誤；

B.電容器的電容。變大時(shí)，電容對電流的阻礙作用變小，故燈泡變亮，故B錯(cuò)誤；

C.圖示位置時(shí)，線圈的H邊與磁感線方向垂直，線圈處于中性面，故穿過矩形線圈的磁通量最大，故C

正確；

D.若線圈a6cd轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)?3,且線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周只有半周產(chǎn)生感應(yīng)電壓，在這半周中，電壓的最大

值是2NBSω,設(shè)變壓器原線圈電壓的有效值為U,則「=1'2t

CRf”R

即U=NBSω故D正確。

故選Cl）,,

15.（2023?全國?高三專題練習(xí)）如圖所示，一理想變壓器的原線圈接有電壓為〃的交流電，副線圈接

有電阻&、光敏電阻/?2（阻值隨光照增強(qiáng)而減小），開關(guān)人開始處于斷開狀態(tài)，不計(jì)電流表的內(nèi)阻，下列

正確的是（）

—（?）~>1'-?~

A.僅增大〃時(shí)，變壓器的輸入功率減小

B.僅增強(qiáng)光照時(shí)，變壓器的輸入功率減小

C.當(dāng)開關(guān)4由斷開到閉合，電流表的讀數(shù)增大

D.閉合開關(guān)人,當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電阻Rl消耗的功率增加

【答案】C

【解析】A.當(dāng)。增大時(shí)，副線圈兩端電壓增大，所以副線圈中的電流增大，輸出功率變大，則輸入功率變

大。故A錯(cuò)誤；

B.當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)，光敏電阻阻值變小，副線圈中的總電阻變小，總電流變大，由公式P=3/2

可知，副線圈的輸出功率變大，變壓器的輸入功率變大，故B錯(cuò)誤；

C.當(dāng)開關(guān)（由斷開到閉合時(shí)，副線圈中的總電阻變小，總電流變大，即電流表的示數(shù)變大。故C正確；

D.當(dāng)滑動(dòng)觸頭〃向上滑動(dòng)時(shí)，原線圈匝數(shù)變大，副線圈電壓變小，發(fā)中的電流變小，所以消耗的功率變小，

故D錯(cuò)誤。

故選Co

【點(diǎn)睛】在原線圈輸入電壓不變時(shí)，副線圈的輸入電壓與線圈匝數(shù)比有關(guān)。通過分析副線圈總電阻的變化

情況，判斷副線圈總電流的變化情況，繼而判斷輸出功率及輸入功率的變化情況。

考點(diǎn)四原線圈有串聯(lián)負(fù)載的變壓器電路

分析原線圈有串聯(lián)負(fù)載的變壓器電路問題時(shí)要注意：變壓器的輸入電壓不等于電源的電壓，而是等于

電源電壓減去串聯(lián)負(fù)載的電壓，即H=〃源一〃串。

16.（2022?吉林吉林?模擬預(yù)測）如圖所示，矩形線圈a6cd在勻強(qiáng)磁場中繞垂直磁場方向的團(tuán)'軸勻速

轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈abed的匝數(shù)為M電阻不計(jì)，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1：2,定值電阻吊與癥的

阻值均為R所用電表均為理想交流電表。當(dāng)線圈aAd轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為。時(shí)，電壓表的示數(shù)為〃，則

)

O'

?.此時(shí)電流表的示數(shù)為3

R

B.從圖示位置（線圈與磁場方向平行）開始計(jì)時(shí)，線圈dAd中產(chǎn)生的電動(dòng)勢的瞬時(shí)表達(dá)式為e=

5V2t∕cosωt

C.在線圈a6cd轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，穿過線圈的磁通量的最大值為爭

2Nω

D.當(dāng)線圈a6cd轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為23時(shí)，電壓表的示數(shù)為4〃

【答案】C

【解析】A.流過副線圈的電流I2=^

根據(jù)二=%可知，電流表的示數(shù)/1=（故A錯(cuò)誤；

I2n1?R

B.變壓器中原線圈的電壓為『，根據(jù)"=E

可知Uι=g電阻〃分得的電壓UR=I1R=2U

故線圈a6cd產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值為U有=%+UR=∣U

最大值Um=&U有=哼U

故從圖示位置開始計(jì)時(shí)，線圈aAd中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)表達(dá)式為e=^t∕cosωt故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)Um=N8S3可知①=BS=今=粵故C正確；

mNω2Nω

D.根據(jù)Um=NBSω

可知，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度加倍，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢加倍，故電壓表的示數(shù)為2〃，故D錯(cuò)誤。

故選Co

17.（2022?湖北?模擬預(yù)測）（多選）如圖甲所示，電路接在電壓的有效值為U=220V的正弦交流電源上，

理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4:1,%、R2、R3、R4均為定值電阻，/?2=S3=10Ω,R4=2OQ,電

表均為理想電表。已知&中電流23隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，下列說法正確的是（）

A.交流電的頻率為IOOHzB.電壓表的示數(shù)為IOOV

C.電流表A的示數(shù)為IAD.變壓器輸出的電功率為33W

【答案】BC

【解析】A.由圖乙可知，交流的的周期為2xl0-2s,則交流電的頻率為f=；=50Hz故A錯(cuò)誤；

C.由圖乙可知，流過心的電流的有效值為∕3==IA

由歐姆定律可知，流過/?4的電流為∣4=θ?5A

則流過副線圈的電流為I2=1.5A

根據(jù)電流與匝數(shù)的關(guān)系可得，流過原線圈的電流為IA即電流表的讀數(shù)為JA,故C正確；

I?1=^∏12=8I8

B.由歐姆定律可得，副線圈兩端的電壓為U2=I2R2+I3R3=25V

由電壓與匝數(shù)的關(guān)系可得，原線圈兩端的電壓為U1=^U2=IOOV即電壓表示數(shù)為IoOV,故B正確；

n2

D.由公式P=U/可得，變壓器輸出的電功率為P=4/2=37.5W故D錯(cuò)誤。

故選BC,

18.(2022?江西九江?一模)在如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比〃,：?=2≈1,原線

圈通過定值電阻吊連接F20√Σsinl00τrt(V)的交變電源，定值電阻放見=10。，電壓表為理想電表，則

A.副線圈電流頻率為25HzB.原線圈電流的最大值為0.4A

C.電壓表示數(shù)為5VD.電阻吊的功率為1.6W

【答案】D

【解析】A.變壓器不改變交流電的頻率，所以副線圈電流頻率/=?=?Hz=50Hz故A錯(cuò)誤;

j2π2π

BC.由u=20√Σ?SinlOOTTt（V）

可知,輸入電壓的有效值為20V,則有20V=U1+I1R1

（其中以及為原副線圈上的電壓值，刀、。為原副線圈上的電流值），根據(jù)公式會(huì)=勺=9=：

U2lln21

且Rl=R2=I。Q

聯(lián)立可得U2=8VI1=0.4A

即電壓表示數(shù)為8V,電流表的示數(shù)為0.4A,則原線圈電流的最大值為0.4√∑A,故BC錯(cuò)誤；

D.此的功率為Pl=IfR1=1.6W故D正確。

故選D0

19.（2022?湖北武漢?模擬預(yù)測）（多選）在如圖所示的電路中，三個(gè)定值電阻尺、R2、/?3的阻值相同，

理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為2:1。在a、6端加上有效值為〃的正弦交流電，開關(guān)S斷開時(shí)，電流

B.開關(guān)S斷開時(shí)，a、6端的輸入功率為U/

C.開關(guān)S斷開時(shí)，R1.&消耗的功率之比為4：1

I）.開關(guān)S閉合后，原線圈電路中電流表示數(shù)為|/

【答案】BD

【解析】A.設(shè)三個(gè)電阻的阻值均為凡開關(guān)S斷開時(shí)，原線圈電壓為Ul=U-/R①

根據(jù)理想變壓器原副線圈電流之比等于匝數(shù)比的倒數(shù)可知副線圈電流為I2==21②

∏2

副線圈電壓為U2=∕2R③

④

根據(jù)理想變壓器原副線圈電壓之比等于匝數(shù)比可得U1=2U2

聯(lián)立①②③④解得R=A⑤故A錯(cuò)誤：

B.開關(guān)S斷開時(shí)，a、6端的輸入功率為P=UI?故B正確；

22

C.開關(guān)S斷開時(shí)，&、&消耗的功率之比為Pi-P2=IR-(2∕)Λ=1：4⑦故C錯(cuò)誤；

D.開關(guān)S閉合后，設(shè)電流表示數(shù)為,則原線圈電壓為Ul=U—/R⑧

根據(jù)理想變壓器原副線圈電流之比等于匝數(shù)比的倒數(shù)可知副線圈電流為/'2=%/'=2/'(9)

九2

副線圈所接電路總電阻為R'=?=?⑩

∏2*2

副線圈電壓為U'2=/'2限?

根據(jù)理想變壓器原副線圈電壓之比等于匝數(shù)比可得U'1=2U'2?

聯(lián)立⑤⑧⑨⑩解得/=|/?故D正確。

故選BD。

20.(2022?湖南?高考真題)如圖，理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同，滑動(dòng)觸頭Pl初始位置在副線圈正

中間，輸入端接入電壓有效值恒定的交變電源。定值電阻Rl的阻值為R,滑動(dòng)變阻器/?2的最大阻值為9R，

滑片P2初始位置在最右端。理想電壓表V的示數(shù)為U,理想電流表A的示數(shù)為下列說法正確的是()

A.保持Pl位置不變，P2向左緩慢滑動(dòng)的過程中，/減小，U不變

B.保持PI位置不變，P2向左緩慢滑動(dòng)的過程中，RI消耗的功率增大

C.保持P2位置不變，PI向下緩慢滑動(dòng)的過程中，/減小，U增大

D?保持P?位置不變，Pl向下緩慢滑動(dòng)的過程中，Rl消耗的功率減小

【答案】B

【解析】AB.由題意可知，原副線圈的匝數(shù)比為2,則副線圈的電流為2/,根據(jù)歐姆定律可得副線圈的電壓

有效值為U2=2IR1

則變壓器原線圈的電壓有效值為U1=2U2=41R1

設(shè)輸入交流電的電壓有效值為%,則U0=41R1+IR2

可得I=-?-

4R1+R2

保持PI位置不變，P2向左緩慢滑動(dòng)的過程中，/不斷變大，根據(jù)歐姆定律U1=4/R

可知變壓器原線圈的電壓有效值變大，輸入電壓有效值不變，則兩端的電壓不斷變小，則電壓表示數(shù)U變

小，原線圈的電壓電流都變大，則功率變大，根據(jù)原副線圈的功率相等，可知RI消耗的功率增大，故B正

確,A錯(cuò)誤；

2

CD.設(shè)原副線圈的匝數(shù)比為Ti,同理可得U1=nIR1

2

則U0=nIR1+IR2

整理可得/=

2

nR1+R2

保持P2位置不變，Pl向下緩慢滑動(dòng)的過程中，n不斷變大，則/變小，對/?2由歐姆定律可知U=IR2

可知U不斷變小，根據(jù)原副線圈的功率相等可知Rl消耗的功率P1=IU1=4V?（4-要1）

ΠΛΛJ+?2Π4,∏I+∏2

整理可得Pl=——?——

n2βl+?+2β2

可知n=3時(shí)，Rl消耗的功率有最大值，可知Rl消耗的功率先增大，后減小，故CD錯(cuò)誤。

故選B。

21.（2021?湖南?高考真題）如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為的:電，輸入端C、。接入電壓有效值

恒定的交變電源，燈泡L、Le的阻值始終與定值電阻RO的阻值相同。在滑動(dòng)變阻器R的滑片從ɑ端滑動(dòng)到b端

的過程中，兩個(gè)燈泡始終發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是（）

A.L先變暗后變亮，Lz一直變亮B.L先變亮后變暗，Lz一直變亮

C.L先變暗后變亮，Lz先變亮后變暗D.Ll先變亮后變暗，Lz先變亮后變暗

【答案】A

【解析】副線圈的總電阻為5=T-+廠，

加

解得&=(Ro+Rap>(Ro+R__(Ro+&p)?(Ro+Rpb)

(Λ0+Λαp)+(R0+Λp?)2R0+R

則滑動(dòng)變阻器"的滑片從a端滑到8端過程中，副線圈的總電阻選增大后減小，根據(jù)等效電阻關(guān)系有

則等效電阻先增大后減小，由歐姆定律有,∕=^∕

/?o+R孥2∏21

/1先減小后增大，/2先減小后增大，則Ll先變暗后變亮，根據(jù)Ul=U-ARo,U=^u

2nI1

由于/1先減小后增大，則副線圈的電壓”先增大后減小，通過Lz的電流為d=Γ?

Ro+Rpb

則滑動(dòng)變阻器斤的滑片從a端滑到6端過程中，RPb逐漸減小，副線圈的電壓出增大過程中增大；在副

線圈的電壓”減小過程中，通過從的電流為弧=丁，

URo+Rap

R即逐漸增大，則∕R0越來越小，H!∣∕t2T=I2T-IR0i

則Ll先變暗后變亮，乙2一直變亮；

故選A,

考點(diǎn)五含有二極管的變壓器電路

分析含有二極管的變壓器電路問題時(shí)要注意：理想二極管具有單向?qū)щ娦?，正弦式交變電流通過二極

管后會(huì)變成半波直流電流，對應(yīng)的有效值會(huì)發(fā)生變化。

22.（2022?廣東?模擬預(yù)測）（多選）如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比〃,：m=22：5,

電阻吊=兄=25Q,〃為理想二極管，原線圈接u=220√Σsin（100τrt）V的交流電，則（）

A.交流電的頻率為IOOHZB.通過后的電流為IA

C.通過總的電流為√∑AD.變壓器的輸入功率為150W

【答案】CD

【解析】A.由原線圈交流電瞬時(shí)值表達(dá)式可知，交變電流的頻率/=*=￡=50HZA項(xiàng)錯(cuò)誤;

BC.由理想變壓器變壓規(guī)律方=也

Uz∏2

其中U1=筆=22OV

可知，輸出電壓編50V

由理想二極管單向?qū)щ娦钥芍?，交變電流每個(gè)周期只有，半時(shí)間有電流通過危

由交變電流的熱效應(yīng)可知^?∣=γ?T解得喈以25√∑V

由歐姆定律可知，通過兄，的電流為√∑A,B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；

D.電阻兄，的功率P尸UI=50W

而電阻吊的電功率Q=竽=IoOW

RI

由理想變壓器輸入功率等于輸出功率可知，變壓器的輸入功率為上區(qū)+E=150WD項(xiàng)正確。

故選CDo

23.（2022?安徽省舒城中學(xué)模擬預(yù)測）（多選）如圖（甲）所示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比n,?.m芍5：4,

原線圈接有交流電流表A”副線圈電路接有交流電壓表V、交流電流表A,滑動(dòng)變阻器〃等，所有電表都是理

想電表，二極管D正向電阻為零，反向電阻無窮大，燈泡L的阻值恒定。原線圈接入的交流電壓的變化規(guī)

律如圖（乙）所示，則下列說法正確的是（）

A.交流電壓表V的讀數(shù)為32V

B.燈泡L兩端電壓的有效值為16V

C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)，電流表Az示數(shù)增大，A∣示數(shù)增大

D.由圖乙可知交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度為K）Orad/s

【答案】AC

【解析】A.由圖乙可知，原線圈輸入電壓有效值為Ul=噤V=440V

根據(jù)蟲=空可得副線圈電壓為U2=32V

7?U2

交流電壓表V的示數(shù)為有效值，即為32V,故A正確；

B.設(shè)燈泡L兩端電壓的有效值為U',燈泡的阻值為人交變電流的周期為7,

根據(jù)交變電流有效值的定義有號(hào)上二『解得U'=22,6V故B錯(cuò)誤;

C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值減小，則由歐姆定律可知，電流表A-

示數(shù)增大，因?yàn)槔硐胱儔浩鬏斎牍β逝c輸出功率相等，所以電流表Al示數(shù)也增大，故C正確；

D.根據(jù)ω=~==lθθzr（rad/s）

可知，交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度為IoO"rad∕s,故D錯(cuò)誤。

故選AC。

24.（2023?全國?高三專題練習(xí)）如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比以：它22:5,原

線圈接產(chǎn)220√Σsinl00n汽的交流電，電阻是=足=25。，E、2為兩只理想二極管，假設(shè)兩二極管的正向電

阻為零，反向電阻為無窮大，則副線圈電路中理想交流電流表的讀數(shù)為（）

A.IAB.2ΛC.√2ΛD.2√2Λ

【答案】B

【解析】原線圈電壓有效值為Ul=管V=220V

√2

由于二極管具有單向?qū)щ娦裕谝粋€(gè)周期內(nèi)相當(dāng)于只有一個(gè)電阻能夠正常工作，由理想變壓器變壓規(guī)律臺(tái)=

υ2

濟(jì)知,輸出電壓物0V

所以電流表讀數(shù)I=第=∣^A=2A

故選B。

考點(diǎn)六遠(yuǎn)距離輸電

1.理清輸電電路圖的三個(gè)回路（如圖）

（1）在電源回路中，產(chǎn)發(fā)電機(jī)=〃Ti=

2,

(2)在輸送回路中，Λ=∕ffi=Λ,Ik=ZlPrlh,AV=AA餞，ΔP=ΛΛa.

(3)在用戶回路中，Pi=UiIi=Pκp.

2.抓住兩組關(guān)聯(lián)式

(D理想的升壓變壓器聯(lián)系著電源回路和輸送回路，由理想變壓器原理可得：W=生，4=->A=2

(2)理想的降壓變壓器聯(lián)系著輸送回路和用戶回路，由理想變壓器原理可得：yi=~,V=-,PkP"

3.明確三個(gè)重要關(guān)聯(lián)式(聯(lián)系兩個(gè)變壓器的紐帶)

9?[}

(1)功率關(guān)聯(lián)式：Pi=XP+Pg其中△戶=A0js=∕∕A>si=k.

(2)電壓關(guān)聯(lián)式：以=A什〃。

(3)電流關(guān)聯(lián)式：A=工線=區(qū)。

4.降低輸電損耗的兩個(gè)途徑

(D減小輸電線的電阻斤.由4。和，可加大導(dǎo)線的橫截面積、采用電阻率小的材料做導(dǎo)線.

(2)減小輸電導(dǎo)線中的電流.在輸電功率一定的情況下，根據(jù)々0,要減小電流，必須提高輸電電壓.

25.(2022?四川省瀘縣第一中學(xué)模擬預(yù)測)遠(yuǎn)距離輸電線路簡化如圖所示，電廠輸送電功率不變，變壓

器均為理想變壓器，圖中標(biāo)示了電壓和電流,其中輸電線總電阻為此則()

B.輸電線損失的電功率為摩

R

C.提高輸送電壓心,則輸電線電流入增大D.電廠輸送電功率為心力

【答案】D

【解析】A?由于輸電線總電阻為此輸電線上有電壓降，AUVU2，

根據(jù)歐姆定律得I2=；=臀<?故A錯(cuò)誤；

RRR

B.輸電線上有功率損失為AP=浮<=故B錯(cuò)誤：

C.根據(jù)理想變壓器PPP-^L知：在功率不變的情況下，增大α/?減小，故C錯(cuò)誤;

D.理想變壓器不改變電功率，U2I^U,I,,故電廠輸送電功率為心八，故D正確。

故選D?

26.（2022?河南?洛寧縣第一高級(jí)中學(xué)模擬預(yù)測）（多選）為了解決偏遠(yuǎn)山區(qū)的用電問題，某發(fā)電廠用如

圖所示的方式進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，其中的變壓器均為理想變壓器。已知發(fā)電廠輸出電壓恒為2