第60講 變壓器 電能的輸送（練習）（解析版）-2025版高考物理模擬精練+真題實戰(zhàn)演練

13/13第60講變壓器電能的輸送（模擬精練+真題演練）1．（2023·河北唐山·遷西縣第一中學校考二模）如圖甲所示的電路中，L1為標有“4V，2W”字樣的小燈泡，L2、L3為兩只標有“8V，6W”字樣的相同燈泡，變壓器為理想變壓器。已知三只燈泡均正常發(fā)光，則a、b端輸入電壓的最大值為（

）

A．24V B． C．28V D．【答案】D【詳解】L2、L3的額定電流所以變壓器副線圈輸出電流通過原線圈的電流等于L1的額定電流，即所以變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比副線圈兩端電壓等于L2和L3的額定電壓，有U2=8V，即原線圈兩端電壓，a，b端輸入電壓的有效值其最大值故選D。2．（2023·湖北武漢·華中師大一附中?？寄M預測）在圖（a）所示的交流電路中，電源電壓的有效值為20V，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，電阻、、阻值相同。通過理想電流表的電流隨時間t變化的正弦曲線如圖（b）所示。下列說法正確的是（）

A．交流電的頻率為100Hz B．理想電壓表的示數(shù)為4VC．的阻值為 D．副線圈的輸出功率為【答案】C【詳解】A．交流電的周期為0.02s，所以交流電的頻率為故A錯誤；B．根據(jù)變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系可知解得由于、阻值相同，所以電壓表示數(shù)為5V，故B錯誤；C．設三個電阻的阻值均為，根據(jù)閉合電路歐姆定律有將代入解得故C正確；D．副線圈的輸出功率為故D錯誤；故選C。3．（2023·河北秦皇島·青龍滿族自治縣第一中學校聯(lián)考三模）如圖所示，理想變壓器原線圈串聯(lián)電阻后接入電壓，原、副線圈的匝數(shù)比，電阻、，當滑動變阻器接入電阻時，理想電流表A的示數(shù)為4A，則（）

A．流過的電流為0.8A，頻率為100HzB．兩端的電壓為20V，周期為0.02sC．滑片P向上移動時，消耗的功率增大D．滑片P向上移動時，消耗的功率減小【答案】B【詳解】AB．依原線圈接入電壓的表達式可得頻率周期變壓器不改變交流電的頻率，兩端的電壓匝數(shù)比故原線圈輸入電壓；兩端的電壓流過的電流故A錯誤，B正確；C．滑片P向上移動時，接入電路的電阻增大，則流過的電流減小，副線圈和原線圈的電流均減小，電阻的電壓減小，消耗的功率減小，故C錯誤；D．阻值變大時，接入電壓不變，原線圈的輸入電壓將增大，副線圈的輸出電壓也增大，電流表A的示數(shù)增大，故消耗的功率將增大，故D錯誤。故選B。4．（2023·河北秦皇島·校聯(lián)考二模）如圖所示電路，交流電源能夠輸出穩(wěn)定電壓，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為2︰1，滑動變阻器、的最大阻值均為R。開始時兩滑動變阻器均處于最大阻值處，在移動滑片的過程中，下列說法正確的是（）

A．只將滑片由上向下移動，的功率先增大后減小B．只將滑片由上向下移動，的功率一直減小C．只將滑片由左向右移動，的功率先增大后減小D．只將滑片由左向右移動，的功率一直增大【答案】A【詳解】AB．從電能消耗效果來看，理想變壓器與副線圈電路可等效為一個純電阻，此純電阻兩端電壓為原線圈電壓、電流為原線圈電流，輸入功率等于副線圈電阻的熱功率，即，，又有，（N為理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比值），故等效電阻的最大值，可等效為交流電源的內(nèi)阻，其內(nèi)阻滑片由上向下移動時，等效電阻由4R逐漸減小至趨近于0，根據(jù)電源輸出功率與外電阻的關(guān)系，可知的功率先增大后減小，A正確，B錯誤；CD．的等效電阻等效為電源內(nèi)阻，即，滑片由左向右移動時，外電阻由R逐漸減小至趨近于0，根據(jù)電源輸出功率與外電阻的關(guān)系，可知的功率一直減小，CD錯誤。故選A。5．（2023·浙江杭州·校聯(lián)考二模）如圖所示，一理想變壓器原線圈可通過移動滑動觸頭P的位置改變接入電路的匝數(shù)，b為原線圈的中點。當P接a時，原、副線圈的匝數(shù)比為10:1，線圈L上的直流電阻不計。原線圈接的交流電，則（

）

A．當P接b時，變阻器R兩端的電壓為B．當P接a時，通過原、副線圈截面的磁通量之比為10:1C．若將P由a向b滑動時，則變壓器的輸入功率增大D．若增大電源的頻率，則燈泡B將變亮【答案】C【詳解】A．當P接b時，原副線圈匝數(shù)比為5:1，原線圈的電壓為220V（指有效值），則變阻器R兩端的電壓為44V，故A錯誤；B．任何情況下，通過原、副線圈截面的磁通量之比總為1:1，故B錯誤；C．若將P由a向b滑動時，則副線圈電壓變大，變壓器輸出功率增大，則變壓器的輸入功率增大，故C正確；D．若增大電源的頻率，L的感抗增大，L上的自感（反）電動勢變大，則燈泡B兩端的電壓減小，則燈泡B將變暗，故D錯誤。故選C。6．（2023·北京海淀·?？寄M預測）如圖所示，理想變壓器輸入電壓保持不變。將滑動變阻器的滑動觸頭向下移動，下列判斷正確的是（）A．電表V1、V2的示數(shù)都不變B．電表V1、V2的示數(shù)都增大C．原線圈輸入功率減小D．電阻R0消耗的電功率增大【答案】D【詳解】AB．輸入電壓不變，匝數(shù)比不變，輸出電壓就不變，滑動變阻器滑片向下移動，其接入電路的阻值變小，副線圈中的電流就增大，電壓增大，原線圈電流也增大，所以示數(shù)不變，示數(shù)減小，示數(shù)增大，示數(shù)增大，AB錯誤；C．原線圈輸入電壓不變，輸入電流增大，由可知，則原線圈輸入功率增大，C錯誤；D．輸出電流增大，由可知消耗的電功率增大，D正確。故選D。7．（2023·江蘇揚州·揚州市新華中學?？既＃┤鐖D所示甲是產(chǎn)生交流電的示意圖，圖乙是其產(chǎn)生的正弦交流電輸入到圖丙的理想變壓器，變壓器的開關(guān)S接1時原、副線圈中的匝數(shù)之比為，二極管正向?qū)щ婋娮璨挥嫞须姳矶际抢硐腚姳?，則下列判斷正確的是（）A．電壓表的示數(shù)為10VB．若只將S從1撥到2，電流表示數(shù)增大C．在0~0.01s內(nèi)穿過線圈的磁通量變化為WbD．若只將滑動變阻器的滑片向下滑動，則電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)增大【答案】C【詳解】A．原線圈的電壓根據(jù)變壓比可知副線圈電壓由于二極管的單向?qū)щ娦?，所以根?jù)電流的熱效應可知解得電壓表的示數(shù)為故A錯誤；B．根據(jù)變壓比可知副線圈電壓若只將S從1撥到2，則增大，故副線圈電壓減小，副線圈電流減小，根據(jù)變流比可知因為增大且減小，故原線圈電流減小，電流表示數(shù)減小，故B錯誤；C．由圖乙知，電壓從零開始變化，故初始時刻處于中性面，經(jīng)過0.01s即一半周期，線圈轉(zhuǎn)動180°，因為開始后的周期電壓為正，則穿過線圈的磁通量變化為又因為解得故C正確；D．若只將滑動變阻器的滑片向下滑動，原線圈電壓不變，根據(jù)變壓比可知副線圈電壓不變，根據(jù)；則電壓表示數(shù)不變，負載電阻增大，則電流減小，電流表示數(shù)減小，故D錯誤。故選C。8．（2023·湖南郴州·郴州一中校聯(lián)考模擬預測）如圖甲所示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比，原線圈接有電流表，副線圈電路接有電壓表V、電流表、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，當原線圈接入如圖乙所示的交變電壓時，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C．當滑動變阻器R的滑片P向下滑動時，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值表達式為【答案】B【詳解】A．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)可得副線圈的輸出電壓電壓表V的示數(shù)為有效值，即為44V，A錯誤；B．設燈泡L兩端電壓的有效值為，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解得，B正確；C．當滑動變阻器R的滑片P向下滑動時，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的示數(shù)增大，因為理想變壓器輸入功率與輸出功率相等，所以電流表的示數(shù)也增大，C錯誤：D．根據(jù)可知原線圈接入的交變電壓的瞬時值表達式為，D錯誤。故選B。9．（多選）（2023·重慶巴南·重慶市實驗中學校聯(lián)考一模）如圖所示，理想變壓器的原、副線圈分別接理想電流表A、理想電壓表V，原線圈接輸出電壓恒定的交流電源，副線圈上通過輸電線接有一個燈泡L，一個電吹風M（內(nèi)阻與燈泡L相同），輸電線的等效電阻為R，副線圈匝數(shù)可以通過調(diào)節(jié)滑片P改變。S斷開時，燈泡L正常發(fā)光?；琍位置不動，當S閉合時，以下說法中正確的是（

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A．電壓表讀數(shù)增大B．電流表讀數(shù)增大C．為使燈泡L正常發(fā)光，滑片P應向上滑動D．燈泡L與電吹風M消耗的電功率一定相同【答案】BC【詳解】A．滑片位置不動，當S閉合時，電阻變小，原線圈電壓及匝數(shù)比不變，副線圈電壓不變，電壓表讀數(shù)不變，故A錯誤；B．副線圈電壓不變，電阻變小，輸出功率變大，輸入功率變大，根據(jù)知電流表讀數(shù)變大，故B正確；C．副線圈電流變大，等效電阻兩端的電壓增大，并聯(lián)部分的電壓減小，為了使燈泡L正常發(fā)光，必須增大電壓，滑片應向上滑動，故C正確；D．電吹風除了內(nèi)阻的熱功率外可能還有輸出機械功率，即可知電吹風；燈泡L與電吹風M的電流不同，消耗電功率不相同，故D錯誤。故選BC。10．（多選）（2023·福建泉州·泉州五中?？家荒＃┤鐖D所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為2：1，原線圈接定值電阻、理想電流表A和理想電壓表，輸入電壓；副線圈接定值電阻，最大電阻為10Ω的滑動變阻器和理想電壓表。則下列說法正確的是（）

A．當滑動變阻器的滑片從下向上滑動時，通過的電流的頻率變大B．當滑動變阻器的滑片從下向上滑動時，電流表的讀數(shù)變化范圍為AC．當滑動變阻器的滑片從下向上滑動時，電壓表的讀數(shù)變化范圍為52~60VD．當滑動變阻器的滑片從下向上滑動時，電壓表的讀數(shù)變化范圍為0~20V【答案】CD【詳解】A．理想變壓器不改變交變電流的頻率，即通過的電流的頻率不變，故A錯誤；BC．輸入電壓的有效值由變壓器原、副線圈的電壓關(guān)系，得由電流關(guān)系，得聯(lián)立可得其變化范圍為，則電壓表的示數(shù)為其變化范圍為52~60V，故B錯誤，C正確；D．電壓表的示數(shù)為其變化范圍為0~20V，故D正確。故選CD。11．（多選）（2023·河南開封·統(tǒng)考一模）如圖為一理想變壓器，其中所接的4盞燈泡規(guī)格均為“，”。當接入電壓的電源時，4盞燈均正常發(fā)光。下列說法正確的是（）

A．原、副線圈的匝數(shù)比B．電流在時間內(nèi)改變50次方向C．D．變壓器的輸出功率為【答案】AC【詳解】B．交流電的頻率為50Hz，所以在1s時間內(nèi)方向要改變100次，B錯誤；A．4盞燈相同且均正常發(fā)光，所以加在燈泡兩端的電壓均為U，理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，則有（I、U分別為燈泡的額定電流和額定電壓），得根據(jù)；則有原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2∶n3=3∶1∶2，A正確；C．電源電壓的有效值為則V，C正確；D．變壓器的輸出功率等于副線圈各用電器功率之和，即三個燈泡的功率之和15W，D錯誤。故選AC。12．（多選）（2023·湖北武漢·華中師大一附中?？既＃┤鐖D所示，理想變壓器有兩個副線圈，原線圈與燈泡L1串聯(lián)后，接到輸出電壓恒定的正弦交流電源兩端?；瑒佑|頭P在R的中間處時，L1、L2、L3、L4恰好正常發(fā)光（忽略燈泡電阻的變化）。現(xiàn)將滑動觸頭P向下移動，原、副線圓的匝數(shù)均不變，則下列說法中正確的是（）

A．燈L1變暗 B．燈L2變暗 C．燈L3變亮 D．燈L4變亮【答案】BC【詳解】將滑動觸頭P向下移動，接入電路電阻變小，下面副線圈的電流I3變大，根據(jù)可知原線圈電流變大，燈L1變亮，對原線圈回路原線圈兩端電壓變小，原、副線圓的匝數(shù)均不變，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，燈L2兩端電壓變小，燈L2變暗。燈L4兩端電壓變小，燈L4變暗，因為下面副線圈的電流I3變大而通過燈L4的電流減小，所以通過燈L3的電流增大，燈L3變亮，故BC正確AD錯誤。故選BC。13．（多選）（2023·貴州黔東南·校考模擬預測）如圖，與連接在理想變壓器副線圈的兩端，且阻值相等。變壓器原線圈兩端接入恒定的正弦式交變電壓，原、副線圈匝數(shù)比，下列說法正確的是（）

A．原線圈與副線圈中的電流有效值滿足B．兩個副線圈中電流有效值之比C．若電阻功率為P，則該交流電源輸出功率為5PD．若僅減小的阻值，可使原線圈中電流減小【答案】BC【詳解】A．根據(jù)理想變壓器輸入功率等于輸出功率有結(jié)合電壓比等于匝數(shù)比，即；聯(lián)立可得故A錯誤；B．根據(jù)，，可得故B正確；C．若電阻功率為，由；則電阻功率為，根據(jù)理想變壓器輸入功率等于輸出功率，則該交流電源輸出功率為，故C正確；D．若僅減小的阻值，由于，不變，則增大，不變，結(jié)合可得可知將增大，故D錯誤。故選BC。14．（多選）（2023·湖北·模擬預測）如圖甲，白鶴灘水電站是世界第二大水電站，共安裝16臺我國自主研制的全球單機容量最大功率百萬千瓦水輪發(fā)電機組。2021年6月28日，白鶴灘水電站首批機組投產(chǎn)發(fā)電，用500千伏特高壓向四川遠距離輸電。在遠距離輸電中，輸電線的電阻是不可忽略的，如圖乙，為白鶴灘水電站輸電線路原理圖，水電站輸出電壓穩(wěn)定的正弦交流電，升至特高壓U后向四川供電，輸送的總功率為P。用戶端理想變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，R1為輸電線總電阻，R2為不斷電用戶電阻（可視為定值電阻），R為可變用戶電阻（可視為可變電阻）。當可變電阻R減小時，電壓表和電流表示數(shù)變化的絕對值分別為ΔU、ΔI，電壓表和電流表均為理想電表，下列說法正確的是（

）A．B．C．對于原線圈回路，虛線框所圈部分的等效電阻為D．輸電線路上損耗的功率為【答案】BC【詳解】AB．設用戶端理想變壓器原副線圈兩端電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，則根據(jù)理想變壓器特點U1I1=U2I2；U1：U2=n1：n2可得；對原線圈電路有由上式可得，A錯誤，B正確；C．由結(jié)合，聯(lián)立可得，C正確；D．根據(jù)C中分析可知，虛線框所圈部分的等效電阻為R’，則R1上消耗功率為，D錯誤。故選BC。15．（多選）（2023·江西贛州·校聯(lián)考模擬預測）如圖所示為某小型發(fā)電站遠距離輸電示意圖，其中升壓變壓器輸入電壓保持不變，降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比為，輸電線路總電阻。為了安全測量輸電線路中的電壓和電流，現(xiàn)在輸電線路的起始端接入甲、乙兩個特殊的變壓器，甲、乙兩個變壓器中原副線圈匝數(shù)比一個是，另一個為，其中電壓表的示數(shù)為220V，電流表的示數(shù)為5A，以上變壓器均為理想變壓器。下列判斷正確的是（

）

A．圖中a為電壓表，b為電流表B．用戶端的電壓為220VC．輸電線路上損耗的功率約占輸電總功率的4.5%D．若用戶端接入的用電設備變多，電流表示數(shù)變小【答案】AC【詳解】A．對變壓器甲乙的連接方式分析可知，甲為電壓互感器，乙為電流互感器，故A正確；B．由變壓器甲可知由變壓器乙可知則用端的電壓故B錯誤；C．輸電線路上損耗的功率約占輸電總功率的故C正確；D．若用戶端接入的用電設備變多，降壓變壓器次級電阻減小，次級電流變大，輸電線上的電流變大，則電流表示數(shù)變大，故D錯誤。故選AC。16．（多選）（2023·寧夏銀川·銀川一中?？级＃┤鐖D所示是發(fā)電廠通過升壓變壓器進行高壓輸電，接近用戶端時再通過降壓變壓器降壓給用戶供電的示意圖（圖中變壓器均可視為理想變壓器，圖中電表均為理想交流電表）。設發(fā)電廠輸出的電壓一定，兩條輸電線總電阻用表示，變阻器R相當于用戶用電器的總電阻。當用電器增加時，相當于R變小，則當用電進入高峰時，下列說法正確的是（）A．電壓表、的讀數(shù)均不變，電流的讀數(shù)增大，電流表的讀數(shù)增大B．電壓表、的讀數(shù)均減小，電流的讀數(shù)增大，電流表的讀數(shù)減小C．電壓表、的讀數(shù)之差與電流表的讀數(shù)的比值不變D．線路損耗功率不變【答案】AC【詳解】A．發(fā)電廠輸出的電壓一定，升壓變壓器匝數(shù)比一定，根據(jù)變壓器匝數(shù)與電壓放入關(guān)系可知電壓表、的讀數(shù)均不變，而當用電進入高峰時，電阻減小，降壓變壓器副線圈回路中電流增大，而降壓變壓器的匝數(shù)比一定，根據(jù)電流與匝數(shù)的關(guān)系，，可知整個電路中電流都增大，因此電流表、的讀數(shù)都變大，故A正確；B．電路中電流增大，有可知輸電線上的電壓損失增大，因此電壓表、的讀數(shù)均減小，但電流表、的讀數(shù)均是增大的，故B錯誤；C．根據(jù)電路中電壓的關(guān)系可知而因