課后限時(shí)集訓(xùn)28 變壓器 電能的輸送

課后限時(shí)集訓(xùn)（二十八）

（時(shí)間：40分鐘）

［4組基礎(chǔ)鞏固練］

1.（2020?北京高考）如圖所示，理想變壓器的原線圈接在?=220^2sin

100MV）的交流電源上，副線圈接有R=55Q的負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比

為4：1,電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（）

A.原線圈的輸入功率為220>/2W

B.電流表的讀數(shù)為1A

C.電壓表的讀數(shù)為55V

D.通過電阻R的交變電流的頻率是100Hz

C［理想變壓器原線圖所接電源電壓有效值為Ui=220V,由變壓器的變壓

原理有伏=￡,又〃I：〃2=4：1,解得S=55V,則電壓表的示數(shù)為55V,C

正確；由歐姆定律得，副線圈的電流為/2=今=黃A=1A,則副線圖的輸出功

率為P2=S/2=55X1W=55W,又變壓器的輸入功率等于輸出功率，故原線圈

Pi55

的輸入功率等于55W,A錯(cuò)誤；由Pi=Ui/i得人=萬==A=0.25A,則電流

表的示數(shù)為0.25A,B錯(cuò)誤；由交流電壓的表達(dá)式可知，該交流電的頻率為50Hz,

而變壓器不能改變交流電的頻率，故流過定值電阻K的交變電流的頻率為50Hz,

D錯(cuò)誤。］

2.一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為100：1,原線圈輸入電壓的變化規(guī)

律如圖甲所示，副線圈所接電路如圖乙所示，P

為滑動(dòng)變阻器的觸頭。則下列說法正確的是()

A.副線圈輸出電壓的頻率為50Hz

B,副線圈輸出電壓的有效值為3.1V

C.P向左移動(dòng)時(shí)，原、副線圈的電流比減小

D.P向左移動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出功率增加

A［周期7=2義1()一2頻率/=50Hz,A正確；原線圈輸入電壓的有效值

為瑞V=220V,所以，副線圈輸出電壓的有效值為/IV=2.2V,B錯(cuò)誤；根

據(jù)Uih=lhh,所以"售=%不變，c錯(cuò)誤；變壓器的輸出功率尸2=號(hào)，P向

12(71IIIK

左移動(dòng)時(shí)，電阻變大，變壓器的輸出功率減小，D錯(cuò)。］

3?一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓表達(dá)式為in=100(卜"?sin1007rr(V),通過匝數(shù)

比為4：1的理想降壓變壓器給若干盞“220V60W”的燈泡供電，如圖所示。

輸電線總電阻r=10。，其他電阻不計(jì)，為了保證燈泡正常發(fā)光，接入電路的燈

泡數(shù)量為()

A.44B.176

C.195D.783

B［設(shè)接入燈泡的數(shù)量為/I,每盞燈的額定電流為/=［=黑A=?A,

U11

流過原、副線圈的電流分別為?〃和〃/,燈泡的額定電壓為U,原線圈兩端的電

壓為U原=4U=880V,發(fā)電機(jī)輸出的電壓有效值U1=1000

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V,輸電線損耗電壓原=（1000-880）V=120V,由（7技=

=120V,解得〃=176,選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。］

4.（2020?浙江7月卷?T“）如圖所示，某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率P=100

kW,發(fā)電機(jī)的電壓Ui=250V,經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻K線

=8在用戶端用降壓變壓器把電壓降為口=220V。已知輸電線上損失的功

率〃線=5kW,假設(shè)兩個(gè)變壓器均是理想變壓器，下列說法正確的是（）

A,發(fā)電機(jī)輸出的電流1i=40A

B.輸電線上的電流/線=625A

C.降壓變壓器的匝數(shù)比〃3：〃4=190：11

D.用戶得到的電流/4=455A

C［發(fā)電機(jī)輸出的電流/=?=嗎片°3A=400A,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；輸電線

1/1

上的電流%=俄=）誓

A=25A,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；升壓變壓器的副線圖

輸出電壓」°甯"V=4X1伊V,輸電線損耗電壓AU=/性K=25X8V

=200V,降壓變壓器的原線明電壓S=U2-AU=3800V,故降壓變壓器的匝

數(shù)比竽=今=粵黑=書，選項(xiàng)C正確；降壓變壓器的副線圖的輸出功率尸4=

H41/4/NU1.1

尸3=尸一尸畿=95kW,故用戶得到的電流/4=#=",：°3A安431.8A,選項(xiàng)D

U4//U

錯(cuò)誤。］

5.（多選）在如圖甲所示的含有理想變壓器的電路中，變壓器原、副線圈匝

數(shù)比為20：1,圖中電表均為理想交流電表，R

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為光敏電阻（其阻值隨光強(qiáng)增大而減?。?，Li和L2是兩個(gè)完全相同的燈泡。

A.交流電的頻率為50Hz

B.電壓表的示數(shù)為22V

C.當(dāng)照射R的光強(qiáng)增大時(shí)，電流表的示數(shù)變大

D.若Li的燈絲燒斷后，電壓表的示數(shù)會(huì)變大

AC［由圖乙知，交流電的周期為7=2X10-2s,頻率片/=50Hz,選項(xiàng)

A正確；由父=乎得，〃2=軟71=』X220V=11V,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；照射區(qū)的光

U2〃2r11/U

增強(qiáng)時(shí)，R的阻值減小，由閉合電路歐姆定律知，通過副線圖的電流變大，由6

=譽(yù)知，通過原線圈的電流變大，故電流表的示數(shù)變大，選項(xiàng)C正確；由必=詈

S知，Li的燈絲燒斷后，S不變，故電壓表的示數(shù)不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。］

6.（多選）（2019?太原市三模）某50Hz的鉗形電流表的工作原理如圖所示。當(dāng)

通有交流電的導(dǎo)線從環(huán)形鐵芯的中間穿過時(shí)，與繞在鐵芯上的線圈相連的電表指

針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。不考慮鐵芯的漏磁及各種能量損耗，已知〃2=1000匝，當(dāng)用該

表測50Hz交流電時(shí)（）

A.電流表G中通過的是交變電流

B.若G中通過的電流為50mA,則導(dǎo)線中的被測電流為50A

C.若導(dǎo)線中通過的是10A矩形脈沖交流電，G中通過的電流是10mA

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D.當(dāng)用該表測量400Hz的電流時(shí)，測量值比真實(shí)值偏小

AB［變壓器只改變交流電電壓，不改變交流電的頻率，電流表G中通過的

仍是交變電流，A正確；根據(jù)變壓器原副線圈電流與匝數(shù)成反比：￡=扉/1=詈

/2=L^X0.05A=50A,B正確；若導(dǎo)線中通過的是10A矩形脈沖交流電，當(dāng)

電流方向不發(fā)生改變時(shí)，電流大小不變，副線圖中無感應(yīng)電流，C錯(cuò)誤；根據(jù)法

拉第電磁感應(yīng)定律和變壓器互感原理，改變交流電的頻率，不影響測量值的準(zhǔn)確

性，D錯(cuò)誤。］

7.（多選）國家電網(wǎng)公司推進(jìn)智能電網(wǎng)推廣項(xiàng)目建設(shè)，擬新建智能變電站1400

座。變電站起變換電壓作用的設(shè)備是變壓器，如圖所示，理想變壓器原線圈輸入

電壓〃=22S\/isiii100?n（V）,電壓表、電流表都為理想電表。則下列判斷正確的

是（）

A.輸入電壓有效值為200V,電流頻率為50Hz

B.S打到〃處，當(dāng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)時(shí)，兩電壓表示數(shù)都增大

C.S打到〃處，當(dāng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)時(shí)，兩電流表的示數(shù)都減小

D.若變阻器的滑片不動(dòng)，S由。打到。處，電壓表V2和電流表Ai的示數(shù)

都減小

AD［根據(jù)瞬時(shí)值表達(dá)式知，輸入電壓的最大值是Uim=20（h/iV,輸入電

壓的有效值Ui=型與回V=200V,角速度8=100兀rad/s,所以Hz

=50Hz,故A正確；S打到〃處，當(dāng)變阻器滑片向下滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸入電

壓不變，原、副線圖的匝數(shù)比不變，電壓表Vl示數(shù)不變，電壓表V2示數(shù)不變，

故B錯(cuò)誤；S打到〃處，滑片向下滑動(dòng)，變阻器電阻變小，副線圈電流增大，輸

出功率增大，輸入功率增大，輸入電壓不變，所以電流表Ai

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示數(shù)增大，故C錯(cuò)誤；若變阻器滑片不動(dòng)，S由。打到b處，副線圖電壓

變小，輸出功率、輸入功率都減小，由P1=UM1知，原線圖電流減小，即電壓

表V2和電流表Ai示數(shù)都減小，故D正確。］

8.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為/n:〃2=10：1,%力兩點(diǎn)

間的電壓為〃=220啦sinlOOm(V),R為可變電阻，尸為用鉛鋅合金制成的保險(xiǎn)

絲，其電阻可忽略不計(jì)，熔斷電流為2A。為使保險(xiǎn)絲不熔斷，可變電阻K連入

電路的最小阻值應(yīng)大于()

A.瞎。

c.11nD.11A/2Q

B［由。、〃兩點(diǎn)間的電壓為〃=22Msin100刊(V),可知變壓器原線圖輸

入電壓Ui=220V,根據(jù)變壓器變壓公式可得變壓器輸出電壓〃2=譽(yù)Ui=22V,

保險(xiǎn)絲爆斷電流為2A,原線圈中電流為11=2A時(shí)，由U“i=U2/2可得副線圈

中電流為/2=20A,此時(shí)保險(xiǎn)絲會(huì)熔斷。為保證保險(xiǎn)絲不熔斷，由歐姆定律可得

可變電阻R連入電路的最小限值應(yīng)大于詈=1.1。，選項(xiàng)B正確。］

9.如圖所示，某小型水電站的發(fā)電機(jī)輸出電壓為220V,正常情況下輸出

的總功率尸。=8.8X104W,為了減少遠(yuǎn)距離輸電過程中的電能損失，往往采用高

壓輸電。輸送電壓為腿=ll(MSsin2007r"V),輸電導(dǎo)線的總電阻為/*=5。，現(xiàn)

要使額定電壓為220V的用電器正常工作，下列說法正確的是()

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A.輸電線上的電流為220A

B.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比詈二；

C.用電器的額定功率尸=5.6X104w

D.用電器上的交流電的頻率是50Hz

C［由交流電瞬時(shí)值表達(dá)式〃=1lOoVlsin200n/(V),可得交流電頻率為

100Hz,電壓有效值為S=1100V,輸電線上的電流/=￡=80A,故A錯(cuò)誤；

降壓變壓器的輸入電壓S=U2—〃=700V,降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比圖=

〃4

黑=卷，故B錯(cuò)誤；用電器的額定功率尸=Po-R=5.6XlO4W,故C正確；

11.

變壓器不改變交流電的頻率，所以用電器上的交流電的頻率是100Hz,故D錯(cuò)

誤。］

［8組素養(yǎng)提升練］

10,(2020?山東高考?Ts)圖甲中的理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比m：〃2=

22：3,輸入端。、8所接電壓〃隨時(shí)間，的變化關(guān)系如圖乙所示。燈泡L的電阻

恒為15。，額定電壓為24V。定值電阻2=10。、&=5Q,滑動(dòng)變阻器A的

最大阻值為10。。為使燈泡正常工作，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻應(yīng)調(diào)節(jié)為

()

A.IQB.5。

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C?6。D.8。

A［由圖乙可知理想變壓器榆入電壓Ui=220V,應(yīng)用理想變壓器變壓公式

77=-=^,可得副線圈輸出電壓必=30Vo燈泡正常工作時(shí)，燈泡兩端電壓

為UL=24V,電流九=佚=1.6慶。設(shè)島兩端電壓為U,由U2=UL+U,可得

AL

r=6Vo由*十五號(hào)五=九，解得A=I。，選項(xiàng)A正確。］

H.某科技小組在實(shí)驗(yàn)室中研究遠(yuǎn)距離輸電。由于輸電線太長，他們將導(dǎo)線

每50m卷成一卷，共卷成8卷來代替輸電線路。第一次直接將輸電線與實(shí)驗(yàn)電

源及用電器相連，測得輸電線上的輸電電流和損失的功率為人、尸I;第二次采用

如圖所示的電路輸電，其中理想變壓器。與電源相連，其原、副線圈的匝數(shù)比

為?。骸?,理想變壓器乃與用電器相連，測得輸電線上的輸電電流和損失的功

率為“、P2o下列說法正確的是（）

A.第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)因?yàn)槎嘟恿藘蓚€(gè)變壓器，所以尸2>P1

B.通過該實(shí)驗(yàn)可以證明，提高輸電電流能減小遠(yuǎn)距離輸電的能量損失

C.若輸送功率一定，則?。篈=m：fi2

D.若輸送功率一定，則P2：Pk/：nl

C［第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)因?yàn)槎嘟恿藘蓚€(gè)變壓器，先提高了輸電電壓，減小了輸

電電流，輸電線上損失的電功率（P領(lǐng)=尸夫）減小，所以P2VP1,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；通

過該實(shí)驗(yàn)可以證明，提高輸電電壓，減小輸電電流，能減小遠(yuǎn)距離輸電的能量損

失，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若輸送功率一定，設(shè)輸送功率為P,電源電壓為U,第一次輸

電線中電流人=會(huì)第二次輸電，設(shè)Ti的輸出電壓為U2fP=U2htU：Ui=m：m

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,聯(lián)立解得/2：/1=M：肛，選項(xiàng)C正確；若輸送功率一定，由輸電線上損

失電功率尸根="R,可知尸2：Pi=B：/?=話：力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。］

12.理想變壓器原線圈接如圖甲所示的正弦交變電壓，變壓器原線圈匝數(shù)

〃i二270匝，尸是副線圈上的滑動(dòng)觸頭，當(dāng)P處于圖乙所示位置時(shí)，副線圈連入

電路的匝數(shù)〃2二135匝，電容器。恰好不被擊穿，燈泡L恰能正常發(fā)光，A是

滑動(dòng)變阻器。以下判斷正確的是（）

A.若向下移動(dòng)P,電容器所帶電荷量增加

B.若保持尸不動(dòng)，向下移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，燈泡變暗

C.若保持滑動(dòng)變阻器的滑片不動(dòng)，向下移動(dòng)P,燈泡變亮

D.電容器的擊穿電壓為11巾V

D［當(dāng)尸處于題圖乙所示位置時(shí)，副線圈兩端電壓的有效值為11V,電容

器C1恰好不被擊穿，若向下移動(dòng)P,電容器。兩端的電壓減小，由。=cu可

知，電容器所帶電荷量減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若保持尸不動(dòng)，向下移動(dòng)滑動(dòng)變阻

器的滑片，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，流過燈泡的電流變大，燈泡變亮，

選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若保持滑動(dòng)變阻器的滑片不動(dòng)，向下移動(dòng)P,則副線圈兩端的電

壓變小，燈泡變暗，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；交變電路中電容器是否被擊穿取決于電容器

兩端的交變電壓的最大值，根據(jù)變壓器原、副線圈兩端電壓關(guān)系，有”=平,

Umax!H2

得〃ma、2=U也V,由題意知選項(xiàng)D正確。］

13.如圖所示為一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為明原線圈接電壓為

〃=Uosin”，的正弦交流電，副線圈接有一個(gè)交流電流表和一個(gè)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)

的線圈電阻為R。當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一質(zhì)量為m的重物勻速上升時(shí)，電流表的示數(shù)

為I,重力加速度為g,求：

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⑴原線圈中的電流/。;

⑵電動(dòng)機(jī)的電功率P;

(3)重物勻速上升的速度十。

［解析］⑴由與=：，得原線圖中的電流1。=%

Uo

得電動(dòng)機(jī)兩端電壓5=電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P=UiI

⑵臉寸y[2n

_UoI_yf2UoI

y[2n2〃

(3)電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率為尸鵝=尸&輸出的機(jī)械功率為P=P-P熱，又由

0UMPR_3UL2〃IR)

,=可得重物勻速上升的速度為。=