2025年高考物理復(fù)習(xí)三十五：變壓器 遠(yuǎn)距離輸電（含解析）

PAGE三十五變壓器遠(yuǎn)距離輸電(40分鐘70分)【基礎(chǔ)鞏固練】1.(6分)(2023·滄州模擬)如圖所示為一含有理想變壓器的電路,原線圈所接的正弦交變電壓峰值為2202V,燈泡L銘牌標(biāo)有“24V38.4W”字樣,當(dāng)電阻箱接入電路的阻值為3.75Ω時(shí),燈泡L恰好正常發(fā)光,則理想變壓器原線圈與副線圈的匝數(shù)之比n1n2為 A.5526 BC.2223 D2.(6分)(2023·茂名模擬)理想環(huán)形變壓器示意圖如圖甲所示,原線圈兩端的電壓隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。Um=2202V,副線圈接一“12V,22W”的電燈,恰好正常發(fā)光,圖中電表均為理想交流電表,下列說法正確的是 ()A.原、副線圈的匝數(shù)比為55∶3B.原、副線圈的磁通量變化率之比為55∶3C.t=5×10-3s時(shí),電壓表示數(shù)為零D.電流表的讀數(shù)為0.01A3.(6分)通過一理想變壓器,經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P,原線圈兩端的電壓恒為U,輸電線路的總電阻為R。當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時(shí),輸電線路損耗的電功率為 ()A.PRkU B.C.PR2kU 4.(6分)(多選)(2023·汕頭模擬)心電圖儀是將心肌收縮產(chǎn)生的脈動轉(zhuǎn)化為電壓脈沖的儀器,其輸出部分可等效為一個不計(jì)內(nèi)阻的交流電源,其電壓U1會隨著心跳頻率發(fā)生變化。如圖所示,心電圖儀與一理想變壓器的初級線圈相連接,揚(yáng)聲器(等效為一個定值電阻)與一滑動變阻器連接在次級線圈兩端。下列說法正確的是 ()A.保持電壓U1不變,向左滑動滑片P,原線圈電流變大B.保持電壓U1不變,向右滑動滑片P,揚(yáng)聲器功率變大C.保持滑片P不動,當(dāng)U1變大時(shí),揚(yáng)聲器的功率變大D.保持滑片P不動,當(dāng)U1變大時(shí),原線圈的電流減小【加固訓(xùn)練】(2023·廈門模擬)如圖所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=2∶1,原線圈接電壓隨時(shí)間變化規(guī)律為u=2202sin100πt(V)的交流電源,A1、A2、A3是三個理想電流表,定值電阻R1=55Ω,R2為滑動變阻器,則下列說法正確的是()A.電流表A2的示數(shù)為22AB.R2的滑片向上滑動的過程中,A1示數(shù)變小C.R2的滑片向上滑動的過程中,A3示數(shù)變小D.R2的滑片向上滑動的過程中,輸入端功率增大5.(6分)(2023·唐山模擬)如圖,一理想變壓器的原線圈匝數(shù)固定,副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q調(diào)節(jié)。在原線圈一側(cè)接有一只交流電流表,副線圈一側(cè)由定值電阻R0和滑動變阻器R構(gòu)成如圖所示的電路。若在原線圈上加一電壓為U的交流電,則下列說法正確的是 ()A.保持Q位置不動,將P向下滑動時(shí),電流表的讀數(shù)變大B.保持Q位置不動,將P向下滑動時(shí),電流表的讀數(shù)不變C.保持P位置不動,將Q向下滑動時(shí),電流表的讀數(shù)變大D.保持P位置不動,將Q向下滑動時(shí),電流表的讀數(shù)不變【加固訓(xùn)練】(2023·菏澤模擬)在離變壓器較遠(yuǎn)的地方,用戶電壓會明顯低于正常值220V,甚至家用電器不能正常工作。該地居民常常會用調(diào)壓器來調(diào)整電壓,其原理圖如圖所示。交變電壓從ab端輸入,由cd端輸出連接到家用電器R,滑片P可以上、下滑動。調(diào)壓器視為理想變壓器,匝數(shù)n2<n1=n3,下列說法正確的是 ()A.此調(diào)壓器既能升壓也能降壓B.此調(diào)壓器只能升壓C.若滑片P向上滑動,則家用電器R兩端的電壓減小D.若滑片P向下滑動,則家用電器R的功率會增大6.(6分)(2023·天津等級考)如圖為輸電線為用戶輸電的示意圖,電路中升壓變壓器T1和降壓變壓器T2都認(rèn)為是理想變壓器,中間輸電電路電阻為R,下列說法正確的有 ()A.T1輸出電壓與T2輸入電壓相等B.T1輸出功率大于T2輸入功率C.若用戶接入的用電器增多,則R的功率降低D.若用戶接入的用電器增多,則T2的輸出功率降低【加固訓(xùn)練】1.如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖,升壓變壓器、降壓變壓器均為理想變壓器,升壓變壓器的輸出電壓為U、輸出功率為P,輸電線電阻為R,則 ()A.U一定時(shí),增加用戶的用電器,輸電線路輸送效率減小B.U一定時(shí),R減小,其消耗的功率增大C.P一定時(shí),U減小,輸電線路輸送效率增大D.P一定時(shí),U升高,R消耗的功率增大2.(多選)(2023·沈陽模擬)如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖,變壓器均為理想變壓器,升壓變壓器T1的原、副線圈匝數(shù)比為k1,降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)比為k2。升壓變壓器原線圈兩端接入電壓u=2U0sinωt的交流電源,用戶的總電阻為R(可視為純電阻),輸電線的總電阻為2r,不考慮其他因素的影響,下列說法正確的是 ()A.輸電線上損失的電壓為rB.用戶獲得的電壓為kC.輸電線上損失的電功率為2D.用戶消耗的電功率為k【綜合應(yīng)用練】7.(6分)(2023·郴州模擬)如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=10∶1,原線圈接有電流表A1,副線圈電路接有電壓表V、電流表A2、滑動變阻器R等。所有電表都是理想交流電表,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,當(dāng)原線圈接入如圖乙所示的交變電壓時(shí),下列說法正確的是 ()A.電壓表V的讀數(shù)為88VB.燈泡L兩端電壓的有效值為222VC.當(dāng)滑動變阻器R的滑片P向下滑動時(shí),兩電流表的示數(shù)均減小D.原線圈接入的交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=440sin100πt(V)【加固訓(xùn)練】(2023·梅州模擬)在圖甲所示的交流電路中,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為2∶1,電阻R1=R2=4Ω,R3為滑動變阻器,A為理想交流電流表。電源電壓u隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化,如圖乙所示,下列說法正確的是 ()A.滑片P向下移動時(shí),電流表示數(shù)不變B.滑片P向下移動時(shí),通過電阻R3的電流減小C.當(dāng)R3=4Ω時(shí),電流表的示數(shù)為4AD.當(dāng)R3=4Ω時(shí),電源的輸出功率為48W8.(6分)(2024·開封模擬)如圖所示的電路中變壓器為理想變壓器,其原、副線圈接入電路的匝數(shù)可分別通過滑動頭P1、P2調(diào)節(jié)。圖中L是小燈泡,R1、R2均為滑動變阻器,a、b端接入有效電壓恒定的正弦交變電流,現(xiàn)要使燈泡L的亮度增加,下列舉措可行的是()A.僅將P1上移 B.僅將P2下移C.僅將P3左移 D.僅將P4右移9.(6分)我國是目前世界上唯一用特高壓輸電技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電的國家,也是全球特高壓輸電線最長、核心專利最多、技術(shù)最完備的國家。如圖是交流特高壓遠(yuǎn)距離輸電的原理圖,假定在遠(yuǎn)距離輸電過程中,等效理想變壓器T1的輸入功率P0=2.2×108W,輸入電壓U0=11kV,輸電線上的電流I1=200A,輸電線中的功率損失為輸入功率P0的4%。則 ()A.U1=1100VB.R線=1.0×103ΩC.U1與U2的差與輸電功率無關(guān)D.變壓器T1的原、副線圈匝數(shù)比為1∶100【加固訓(xùn)練】(2023·煙臺模擬)在如圖所示的電路中,交流電源輸出50Hz、電壓有效值為220V的正弦式交流電,通過副線圈n2、n3分別向10只標(biāo)有“12V1.5A”的燈泡和“36V5A”的電動機(jī)供電,原線圈所接燈泡L的額定電壓為40V,副線圈n2的匝數(shù)為60匝。電路接通后,各用電器都恰好正常工作。則下列說法中正確的是()A.交流電源的輸出功率為360WB.燈泡L的額定電流為2.0AC.副線圈n2所接燈泡中的電流方向每秒鐘改變50次D.原線圈n1的匝數(shù)為1100匝,副線圈n3的匝數(shù)為180匝【情境創(chuàng)新練】10.(16分)(2023·煙臺模擬)水力發(fā)電是獲得清潔能源的重要途徑之一。有一條河流,水的流量為Q=2m3/s,落差h=5m,水的密度為ρ=1.0×103kg/m3,現(xiàn)利用其發(fā)電,若發(fā)電機(jī)的總效率為η1=50%,輸出電壓為U1=240V,輸電線的總電阻為R=30Ω,為滿足用電的需求,使用戶獲得220V的電壓,此時(shí)輸電線上允許損失的電功率與發(fā)電機(jī)輸出電功率的比值為η2=6%。(取g=10N/kg)(1)求輸電線中的電流I;(2)分別求輸電線路使用的理想升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比;(3)如果輸送的電能供“220V100W”的電燈使用,求能夠正常發(fā)光的電燈的盞數(shù)?！炯庸逃?xùn)練】某發(fā)電機(jī)輸電電路的簡圖如圖所示,發(fā)電機(jī)的矩形線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=210πT的水平勻強(qiáng)磁場中,線框面積為S=0.25m2,匝數(shù)為100匝,電阻不計(jì)。線框繞垂直于磁場的軸OO'以角速度ω=100πrad/s勻速轉(zhuǎn)動,并與升壓變壓器的原線圈相連,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶20,降壓變壓器的副線圈接入到小區(qū)供生活用電,兩變壓器間的輸電線等效電阻R=20Ω,變壓器均為理想變壓器。已知發(fā)電機(jī)輸出功率為5×104(1)從圖示位置開始計(jì)時(shí),該交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動勢的瞬時(shí)表達(dá)式;(2)交流電壓表的示數(shù)大小;(3)輸電線上電流的大小;(4)降壓變壓器的輸出功率的大小。解析版1.(6分)(2023·滄州模擬)如圖所示為一含有理想變壓器的電路,原線圈所接的正弦交變電壓峰值為2202V,燈泡L銘牌標(biāo)有“24V38.4W”字樣,當(dāng)電阻箱接入電路的阻值為3.75Ω時(shí),燈泡L恰好正常發(fā)光,則理想變壓器原線圈與副線圈的匝數(shù)之比n1n2為 A.5526 BC.2223 D【解析】選D。燈泡L的額定電流為I0=PU=1.6A,燈泡L正常工作時(shí),電阻箱分壓為UR=I0R=6V,所以副線圈兩端的電壓為U2=U+UR=30V,原線圈電壓的有效值為U1=22022V=220V,所以原線圈和副線圈的匝數(shù)比n1n2=U1【總結(jié)提升】原、副線圈的角色和地位(1)原線圈在其所處回路中充當(dāng)負(fù)載。(2)副線圈在其所處回路中充當(dāng)電源。2.(6分)(2023·茂名模擬)理想環(huán)形變壓器示意圖如圖甲所示,原線圈兩端的電壓隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。Um=2202V,副線圈接一“12V,22W”的電燈,恰好正常發(fā)光,圖中電表均為理想交流電表,下列說法正確的是 ()A.原、副線圈的匝數(shù)比為55∶3B.原、副線圈的磁通量變化率之比為55∶3C.t=5×10-3s時(shí),電壓表示數(shù)為零D.電流表的讀數(shù)為0.01A【解析】選A。由圖乙可知,原線圈電壓的有效值為220V,副線圈接一“12V,22W”的電燈,恰好正常發(fā)光,則副線圈電壓有效值為12V,則原、副線圈的匝數(shù)比n1n2=U1U2=220V12V=553,選項(xiàng)A正確;原、副線圈的磁通量變化率相同,故比值為1∶1,選項(xiàng)B錯誤;電壓表示數(shù)為有效值,電壓表示數(shù)始終為12V,選項(xiàng)C錯誤;原、副線圈功率相等,則原線圈電流表示數(shù)為I1=3.(6分)通過一理想變壓器,經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P,原線圈兩端的電壓恒為U,輸電線路的總電阻為R。當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時(shí),輸電線路損耗的電功率為 ()A.PRkU B.C.PR2kU 【解析】選B。由題意可得,原線圈的電流為I=PU,則根據(jù)變壓器的電流關(guān)系可得,副線圈的電流為I0=Ik=PkU,則輸電線路損耗的電功率為P損=I04.(6分)(多選)(2023·汕頭模擬)心電圖儀是將心肌收縮產(chǎn)生的脈動轉(zhuǎn)化為電壓脈沖的儀器,其輸出部分可等效為一個不計(jì)內(nèi)阻的交流電源,其電壓U1會隨著心跳頻率發(fā)生變化。如圖所示,心電圖儀與一理想變壓器的初級線圈相連接,揚(yáng)聲器(等效為一個定值電阻)與一滑動變阻器連接在次級線圈兩端。下列說法正確的是 ()A.保持電壓U1不變,向左滑動滑片P,原線圈電流變大B.保持電壓U1不變,向右滑動滑片P,揚(yáng)聲器功率變大C.保持滑片P不動,當(dāng)U1變大時(shí),揚(yáng)聲器的功率變大D.保持滑片P不動,當(dāng)U1變大時(shí),原線圈的電流減小【解析】選A、C。保持電壓U1不變,又因?yàn)樵?、副線圈的匝數(shù)不變,所以副線圈兩端電壓不變;向左滑動滑片P,副線圈的總電阻減小,副線圈的電流變大,根據(jù)原、副線圈的匝數(shù)比與電流的關(guān)系可知原線圈電流變大,選項(xiàng)A正確;同理,保持電壓U1不變,向右滑動滑片P,副線圈總電阻變大,副線圈的電流減小,所以揚(yáng)聲器功率變小,選項(xiàng)B錯誤;保持滑片P不動,副線圈的電阻不變,當(dāng)U1變大時(shí),副線圈的電壓增大,所以副線圈中電流增大,揚(yáng)聲器的功率變大,選項(xiàng)C正確;保持滑片P不動,副線圈的電阻不變,當(dāng)U1變大時(shí),副線圈的電壓增大,所以副線圈中電流增大,根據(jù)原、副線圈匝數(shù)與電流的關(guān)系,可知原線圈的電流增大,選項(xiàng)D錯誤?！炯庸逃?xùn)練】(2023·廈門模擬)如圖所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=2∶1,原線圈接電壓隨時(shí)間變化規(guī)律為u=2202sin100πt(V)的交流電源,A1、A2、A3是三個理想電流表,定值電阻R1=55Ω,R2為滑動變阻器,則下列說法正確的是()A.電流表A2的示數(shù)為22AB.R2的滑片向上滑動的過程中,A1示數(shù)變小C.R2的滑片向上滑動的過程中,A3示數(shù)變小D.R2的滑片向上滑動的過程中,輸入端功率增大【解析】選D。依題意,原線圈電壓有效值為U1=Um2=220V,根據(jù)理想變壓器原、副線圈匝數(shù)和電壓的關(guān)系,可得U1U2=n1n2,解得U2=110V,則電流表A2的示數(shù)為I2=U2R1=2A,選項(xiàng)A錯誤;R2的滑片向上滑動的過程中,滑動變阻器接入電路的阻值減小,根據(jù)I3=U2R2可知A3示數(shù)變大,由5.(6分)(2023·唐山模擬)如圖,一理想變壓器的原線圈匝數(shù)固定,副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q調(diào)節(jié)。在原線圈一側(cè)接有一只交流電流表,副線圈一側(cè)由定值電阻R0和滑動變阻器R構(gòu)成如圖所示的電路。若在原線圈上加一電壓為U的交流電,則下列說法正確的是 ()A.保持Q位置不動,將P向下滑動時(shí),電流表的讀數(shù)變大B.保持Q位置不動,將P向下滑動時(shí),電流表的讀數(shù)不變C.保持P位置不動,將Q向下滑動時(shí),電流表的讀數(shù)變大D.保持P位置不動,將Q向下滑動時(shí),電流表的讀數(shù)不變【解題指導(dǎo)】解答本題的關(guān)鍵在于P位置不動時(shí),總電阻不變,Q不動時(shí)輸出電壓不變?！窘馕觥窟xA。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;當(dāng)Q位置不動時(shí),副線圈輸出電壓U2不變,此時(shí)P向下滑動,滑動變阻器R接入電路的電阻減小,則副線圈輸出電流I2變大,根據(jù)輸入功率等于輸出功率有U1I1=U2I2,可知原線圈電流I1變大,則電流表的讀數(shù)變大,選項(xiàng)A正確,B錯誤;P位置不動,將Q向下滑動時(shí),副線圈的匝數(shù)n2減少,根據(jù)U2=n2n1U1,可知副線圈輸出電壓U2減小,則副線圈輸出電流I2變小,根據(jù)輸入功率等于輸出功率有U1I1=U2I2,可知原線圈電流【加固訓(xùn)練】(2023·菏澤模擬)在離變壓器較遠(yuǎn)的地方,用戶電壓會明顯低于正常值220V,甚至家用電器不能正常工作。該地居民常常會用調(diào)壓器來調(diào)整電壓,其原理圖如圖所示。交變電壓從ab端輸入,由cd端輸出連接到家用電器R,滑片P可以上、下滑動。調(diào)壓器視為理想變壓器,匝數(shù)n2<n1=n3,下列說法正確的是 ()A.此調(diào)壓器既能升壓也能降壓B.此調(diào)壓器只能升壓C.若滑片P向上滑動,則家用電器R兩端的電壓減小D.若滑片P向下滑動,則家用電器R的功率會增大【解析】選A。由理想變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系可得U1U2=n1n2,U2U3=n2n3,而n1>n2,n2<n3,所以此調(diào)壓器既能升壓也能降壓,選項(xiàng)A正確,B錯誤;若滑片P向上滑動,U2增大,由U2U3=n2n3,n2、n3均不變,所以U3增大,即家用電器R兩端的電壓增大,選項(xiàng)C錯誤;若滑片P向下滑動,6.(6分)(2023·天津等級考)如圖為輸電線為用戶輸電的示意圖,電路中升壓變壓器T1和降壓變壓器T2都認(rèn)為是理想變壓器,中間輸電電路電阻為R,下列說法正確的有 ()A.T1輸出電壓與T2輸入電壓相等B.T1輸出功率大于T2輸入功率C.若用戶接入的用電器增多,則R的功率降低D.若用戶接入的用電器增多,則T2的輸出功率降低【解析】選B。由于輸電過程中電阻R要產(chǎn)生熱量,會損失功率,故T1輸出功率大于T2輸入功率、T1輸出電壓大于T2輸入電壓,選項(xiàng)A錯誤,B正確;由于輸入電壓不變,所以變壓器T1的輸出電壓不變,隨著用戶接入的用電器增多,導(dǎo)致用戶端的等效電阻變小,電流變大,則T2的輸入電流變大,根據(jù)P損=I2R可知R的功率增大,選項(xiàng)C錯誤;用戶接入電路的用電器增多,用電器消耗功率增大,即T2的輸出功率增大,選項(xiàng)D錯誤。【加固訓(xùn)練】1.如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖,升壓變壓器、降壓變壓器均為理想變壓器,升壓變壓器的輸出電壓為U、輸出功率為P,輸電線電阻為R,則 ()A.U一定時(shí),增加用戶的用電器,輸電線路輸送效率減小B.U一定時(shí),R減小,其消耗的功率增大C.P一定時(shí),U減小,輸電線路輸送效率增大D.P一定時(shí),U升高,R消耗的功率增大【解析】選A。增加用戶的用電器,降壓變壓器副線圈電流變大,根據(jù)理想變壓器原理I1I2=n2n1,降壓變壓器原線圈的電流增大,也就是輸電線上的電流增大,輸電線路輸送效率η=U-IRU,即輸電線路輸送效率減小,選項(xiàng)A正確;U一定時(shí),設(shè)降壓變壓器等效電阻為r,原線圈中電流為I=UR+r,由P=I2R=(UR+r)2R可知,R減小,其消耗的功率可能增大、減小或不變,選項(xiàng)B錯誤;P一定時(shí),U減小,由I=PU,輸電線路中電流增大,由P=I2R,輸電導(dǎo)線損耗功率變大,由η2.(多選)(2023·沈陽模擬)如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖,變壓器均為理想變壓器,升壓變壓器T1的原、副線圈匝數(shù)比為k1,降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)比為k2。升壓變壓器原線圈兩端接入電壓u=2U0sinωt的交流電源,用戶的總電阻為R(可視為純電阻),輸電線的總電阻為2r,不考慮其他因素的影響,下列說法正確的是 ()A.輸電線上損失的電壓為rB.用戶獲得的電壓為kC.輸電線上損失的電功率為2D.用戶消耗的電功率為k【解析】選B、C。升壓變壓器原線圈電壓有效值為U1=U0,升壓變壓器副線圈兩端電壓U2=U1k1=U0k1,輸電線上損失的電壓ΔU=I2×2r,降壓變壓器原線圈兩端電壓U3=U2-ΔU,降壓變壓器副線圈兩端電壓U4=U3k2,又U4=I4R,I3=I4k2,I2=I3,聯(lián)立解得ΔU=2rU0k1(【綜合應(yīng)用練】7.(6分)(2023·郴州模擬)如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=10∶1,原線圈接有電流表A1,副線圈電路接有電壓表V、電流表A2、滑動變阻器R等。所有電表都是理想交流電表,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,當(dāng)原線圈接入如圖乙所示的交變電壓時(shí),下列說法正確的是 ()A.電壓表V的讀數(shù)為88VB.燈泡L兩端電壓的有效值為222VC.當(dāng)滑動變阻器R的滑片P向下滑動時(shí),兩電流表的示數(shù)均減小D.原線圈接入的交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=440sin100πt(V)【解題指導(dǎo)】解答本題要抓住四個“根據(jù)”【解析】選B。由圖乙可知理想變壓器原線圈輸入電壓的有效值為440V,根據(jù)U1U2=n1n2,可得副線圈的輸出電壓U2=44V,電壓表V的示數(shù)為有效值,即為44V,選項(xiàng)A錯誤;設(shè)燈泡L兩端電壓的有效值為U',燈泡L的阻值為r,交變電流的周期為T,根據(jù)交變電流有效值的定義有U22r·T2=U'2rT,解得U'=222V,選項(xiàng)B正確;當(dāng)滑動變阻器R的滑片P向下滑動時(shí),滑動變阻器R接入電路的阻值減小,則由歐姆定律可知電流表A2的示數(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A1【加固訓(xùn)練】(2023·梅州模擬)在圖甲所示的交流電路中,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為2∶1,電阻R1=R2=4Ω,R3為滑動變阻器,A為理想交流電流表。電源電壓u隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化,如圖乙所示,下列說法正確的是 ()A.滑片P向下移動時(shí),電流表示數(shù)不變B.滑片P向下移動時(shí),通過電阻R3的電流減小C.當(dāng)R3=4Ω時(shí),電流表的示數(shù)為4AD.當(dāng)R3=4Ω時(shí),電源的輸出功率為48W【解析】選C。等效電路如圖所示。當(dāng)滑片P向下移動時(shí),滑動變阻器的阻值減小,則等效電阻阻值減小,等效電阻分壓減小,根據(jù)變壓器原理可知,副線圈兩端電壓減小,即電阻R2兩端電壓減小,根據(jù)歐姆定律可知,電流表示數(shù)減小,選項(xiàng)A錯誤;將R1等效為電源內(nèi)阻,滑片P向下移動時(shí),電阻R3減小,等效電路中電流增大,又因?yàn)榱鬟^R2的電流減小,所以電阻R3的電流增大,選項(xiàng)B錯誤;設(shè)原副線圈兩端電壓分別為U1和U2,等效電阻阻值R等=U1I1=n1n2·U2n2n1·I2=n12n22·U2I2=n12n22·8.(6分)(2024·開封模擬)如圖所示的電路中變壓器為理想變壓器,其原、副線圈接入電路的匝數(shù)可分別通過滑動頭P1、P2調(diào)節(jié)。圖中L是小燈泡,R1、R2均為滑動變阻器,a、b端接入有效電壓恒定的正弦交變電流,現(xiàn)要使燈泡L的亮度增加,下列舉措可行的是()A.僅將P1上移 B.僅將P2下移C.僅將P3左移 D.僅將P4右移【解析】選D。原線圈兩端電壓不變,僅將P1上移,則線圈匝數(shù)比n1n2增大,由于U1U2=n1n2,故可知副線圈兩端的電壓減小,P3未動則分壓比不變,由此可知燈泡L兩端的電壓減小,燈泡變暗,故A錯誤;原線圈兩端電壓不變,僅將P2下移,則線圈匝數(shù)比n1n2增大,由于U1U2=n19.(6分)我國是目前世界上唯一用特高壓輸電技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電的國家,也是全球特高壓輸電線最長、核心專利最多、技術(shù)最完備的國家。如圖是交流特高壓遠(yuǎn)距離輸電的原理圖,假定在遠(yuǎn)距離輸電過程中,等效理想變壓器T1的輸入功率P0=2.2×108W,輸入電壓U0=11kV,輸電線上的電流I1=200A,輸電線中的功率損失為輸入功率P0的4%。則 ()A.U1=1100VB.R線=1.0×103ΩC.U1與U2的差與輸電功率無關(guān)D.變壓器T1的原、副線圈匝數(shù)比為1∶100【解析】選D。根據(jù)電功率的計(jì)算公式P0=U1I1,代入數(shù)據(jù)解得U1=1.1×106V,選項(xiàng)A錯誤;根據(jù)電功率的計(jì)算公式P=4%P0=I12R線,代入數(shù)據(jù)解得R線=220Ω,選項(xiàng)B錯誤;根據(jù)電功率的計(jì)算公式P0=U1I1,可知輸電功率不同時(shí),輸電線的電流不同,從而影響U1與U2的差,選項(xiàng)C錯誤;變壓器T1中,根據(jù)原、副線圈電壓之比與線圈匝數(shù)之比關(guān)系可知n0n1【加固訓(xùn)練】(2023·煙臺模擬)在如圖所示的電路中,交流電源輸出50Hz、電壓有效值為220V的正弦式交流電,通過副線圈n2、n3分別向10只標(biāo)有“12V1.5A”的燈泡和“36V5A”的電動機(jī)供電,原線圈所接燈泡L的額定電壓為40V,副線圈n2的匝數(shù)為60匝。電路接通后,各用電器都恰好正常工作。則下列說法中正確的是()A.交流電源的輸出功率為360WB.燈泡L的額定電流為2.0AC.副線圈n2所接燈泡中的電流方向每秒鐘改變50次D.原線圈n1的匝數(shù)為1100匝,副線圈n3的匝數(shù)為180匝【解析】選B。根據(jù)電壓與匝數(shù)的關(guān)系有U1U2=n1n2,U1=(220-40)V=180V,解得n1=U1n2U2=900。根據(jù)U2U3=n2n3,解得n3=U3n2U2=180,副線圈n2中的電流I2=10×1.5A=15A,副線圈n3中的電流I3=5A。根據(jù)電流匝數(shù)關(guān)系有I1n1=I2【情境創(chuàng)新練】10.(16分)(2023·煙臺模擬)水力發(fā)電是獲得清潔能源的重要途徑之一。有一條河流,水的流量為Q=2m3/s,落差h=5m,水的密度為ρ=1.0×103kg/m3,現(xiàn)利用其發(fā)電,若發(fā)電機(jī)的總效率為η1=50%,輸出電壓為U1=240V,輸電線的總電阻為R=30Ω,為滿足用電的需求,使用戶獲得220V的電壓,此時(shí)輸電線上允許損失的電功率與發(fā)電機(jī)輸出電功率的比值為η2=6%。(取g=10N/kg)(1)求輸電線中的電流I;答案:(1)10A【解析】(1)發(fā)電機(jī)的輸出功率P總=η1ρQgh=5×104W輸電線上的電流用I表示,則電功率損失P損=I2R所以輸電線中的電流為I=P損R=P總(2)分別求輸電線路使用的理想升壓變壓器和降壓變壓