12、回路2和回路3，由變壓器原理可得：線圈3(匝數(shù)為n3)和線圈4(匝數(shù)為n4)中各個量間的關(guān)系是＝，＝，P3＝P4。
3．掌握一個守恒
能量守恒關(guān)系式P1＝P損＋P4。
4．輸送電流
I2＝＝＝。
5．功率損失
P損＝ΔU·I線＝＝IR線＝P2－P3。
[例3] (2017·河南商丘二模)(多選)如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器。升壓變壓器T1的原、副線圈匝數(shù)之比n1∶n2＝1∶10，在T1的原線圈兩端接入一正弦交流電，輸電線的總電阻為2 Ω，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比n3∶n4＝10∶1，若T2的“用電設(shè)備”兩端的電壓U4＝200 V，且“用電
13、設(shè)備”消耗的電功率為10 kW，不考慮其他因素的影響，則下列說法正確的是( )
A．T1的副線圈兩端電壓的最大值為2010 V
B．T2的原線圈兩端的電壓為2000 V
C．輸電線上損失的電功率為50 W
D．T1的原線圈輸入的電功率為10.1 kW
解析 對于降壓變壓器T2，副線圈上的輸出電流I4＝＝＝50 A，依據(jù)＝，＝，可得U3＝2000 V，I3＝5 A，B正確。輸電線上損耗電壓U損＝I3r＝10 V，損耗功率P損＝U損I3＝50 W，C正確。在輸電回路中U2＝U3＋U＝2010 V，所以變壓器T1的副線圈兩端電壓的最大值為2010 V，A正確。根據(jù)變壓器的功率關(guān)系且I
14、3＝I2，所以原線圈輸入的電功率P輸入＝U1I1＝U2I2＝U2I3＝2010×5 W＝10.05 kW，D錯誤。
答案 ABC
正確計算輸電線上損耗的電壓和功率，利用原、副線圈基本量之間的關(guān)系和功率關(guān)系求解。
1．(人教版選修3－2 P50·T3改編)從發(fā)電站輸出的功率為220 kW，輸電線的總電阻為0.05 Ω，用110 V和11 kV兩種電壓輸電。兩種情況下輸電線上由電阻造成的電壓損失之比為( )
A．100∶1 B．1∶100 C．1∶10 D．10∶1
答案 A
解析 由題意知輸電線上的電流I＝，則輸電線的總電阻造成的電壓損失ΔU＝Ir＝，故＝＝＝＝，故選
15、A。
2．如圖所示是發(fā)電廠通過升壓變壓器進(jìn)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(shè)發(fā)電廠輸出的電壓一定，兩條輸電線總電阻用R0表示，變阻器R相當(dāng)于用戶用電器的總電阻，當(dāng)用電器增加時，相當(dāng)于R變小，則當(dāng)用電進(jìn)入高峰時( )
A．電壓表V1、V2的讀數(shù)均不變，電流表A2的讀數(shù)增大，電流表A1的讀數(shù)減小
B．電壓表V3、V4的讀數(shù)均減小，電流表A2的讀數(shù)增大，電流表A3的讀數(shù)減小
C．電壓表V2、V3的讀數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值不變
D．線路損耗功率不變
答案 C
解析 當(dāng)用電進(jìn)入高峰時，發(fā)電
16、機(jī)的輸出功率P1增大，又發(fā)電廠輸出的電壓一定，即U1一定，也就是電壓表V1的示數(shù)不變，根據(jù)I1＝可得I1增大，再根據(jù)＝，＝，由于不變，可得U2不變(即V2的讀數(shù)不變)、I2增大(即A2的讀數(shù)增大)，則P損(IR0)變大，U損(I2R0)也變大，U3(U2－U損)減小，即V3讀數(shù)減小，由＝，＝，I2＝I3，且不變，分析可得U4變小、I4變大，即V4、A3讀數(shù)分別減小、增大，A、B、D錯誤；而電壓表V2、V3的讀數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值是輸電線的電阻，是不變的，C正確。
1．有一理想變壓器，副線圈所接電路如圖所示，燈L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡。當(dāng)S斷開時，燈L1正常發(fā)光。S閉
17、合后，下列說法正確的是( )
A．電阻R消耗的電功率增大
B．燈L1、L2都能正常發(fā)光
C．原線圈的輸入功率減小
D．原、副線圈的電流比減小
答案 A
解析 當(dāng)S閉合后，由變壓器電壓與匝數(shù)比關(guān)系＝，可知副線圈電壓U2不變，而電路的電阻減小，所以副線圈的電流增大，由P＝I2R知R消耗的功率增大，故A正確；當(dāng)S閉合后，電路的電阻減小，副線圈的電流增大，所以電阻R的電壓增大，而副線圈電壓U2不變，所以燈泡兩端的電壓減小，燈L1、L2都不能正常發(fā)光，故B錯誤；由于副線圈中負(fù)載電阻減小，消耗的功率為P＝，故消耗的功率增大，又因為輸入功率等于輸出功率，故原線圈的輸入功率增大，C錯誤；由電
18、流與匝數(shù)關(guān)系＝，知變壓器原、副線圈的匝數(shù)不變，故原、副線圈中電流之比不變，故D錯誤。
2．如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，A、V均為理想電表，R為光敏電阻(其阻值隨光強(qiáng)增大而減小)，L1和L2是兩個完全相同的燈泡。原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電壓u，下列說法正確的是( )
A．電壓u的頻率為100 Hz
B．電壓表V的示數(shù)為22 V
C．當(dāng)光強(qiáng)增大時，變壓器的輸入功率變大
D．當(dāng)L1的燈絲燒斷后，V示數(shù)變小
答案 C
解析 電壓的頻率f＝＝50 Hz，A錯誤；原線圈電壓有效值U1＝220 V，由＝＝得U2＝22 V，電壓表測量L2電壓，所以電壓表
19、的示數(shù)小于22 V，B錯誤；當(dāng)光強(qiáng)變大時，R的阻值減小，總電阻減小，電流變大，總功率變大，則變壓器輸入功率變大，C正確；當(dāng)L1燈燒絲斷后，因副線圈電壓不變，則L2上的電壓不變，則V的示數(shù)不變，D錯誤。
3．如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時值表達(dá)式為u1＝220sin100πt(V)，則( )
A．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時，電壓表的示數(shù)為22 V
B．當(dāng)t＝ s時，c、d間的電壓瞬時值為110 V
C．單刀雙擲開關(guān)與a連接，在滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中，電壓表
20、和電流表的示數(shù)均變小
D．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時，電壓表和電流表的示數(shù)均變小
答案 A
解析 當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時，原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，原線圈兩端的電壓有效值U1＝ V＝220 V，根據(jù)＝，代入數(shù)據(jù)得U2＝22 V，故電壓表的示數(shù)為22 V，A正確；當(dāng)t＝ s時，c，d間電壓的瞬時值為 u＝220sin100π× V＝110 V，故B錯誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接，滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中，滑動變阻器電阻的阻值變大，電壓不變，電流表示數(shù)減小，故C錯誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時，原線圈匝數(shù)減小，根據(jù)＝，所以U2變大，電壓表和電流表的讀數(shù)均變大，故D錯誤。
4．(
21、2017·河北定州周練)如圖，利用理想變壓器進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，發(fā)電廠的輸出電壓恒定，輸電線路的電阻不變，當(dāng)用電高峰到來時( )
A．輸電線上損耗的功率減小
B．電壓表V1的示數(shù)減小，電流表A1增大
C．電壓表V2的示數(shù)增大，電流表A2減小
D．用戶功率與發(fā)電廠輸出功率的比值減小
答案 D
解析 當(dāng)用電高峰到來時，用戶消耗的功率變大，則電流表A2讀數(shù)變大，輸電線上的電流變大，輸電線上損耗的功率、電壓都變大，A錯誤；電流表A1增大，因為發(fā)電廠的輸出電壓恒定，則升壓變壓器的輸出電壓也不變，即電壓表V1的示數(shù)不變，B錯誤；輸電線上的電壓損失變大，故降壓變壓器的初級電壓減小，由理想變壓器
22、的電壓與匝數(shù)成正比得次級電壓也減小，即電壓表V2的示數(shù)減小，C錯誤；用戶消耗的功率占發(fā)電廠輸出總功率的比例＝1－＝1－，因為輸電線上的電流增大，則電壓損失ΔU增大，U1不變，所以用戶消耗的功率占發(fā)電廠輸出總功率的比例減小，故D正確。
5．(2017·浙江嘉興期末)(多選)某興趣小組利用如圖所示裝置給小燈泡供電。矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的水平勻強(qiáng)磁場中，線框電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，并通過變壓器給小燈泡供電。下列說法正確的是( )
A．圖示位置穿過線框的磁通量為零
B．圖示位置線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零
C．使用變壓器的目的是為了提高
23、輸出功率
D．若燈泡偏暗，可通過減少原線圈匝數(shù)來提高燈泡亮度
答案 BD
解析 圖示位置穿過線圈的磁通量最大，線圈平面與中性面重合，感應(yīng)電動勢為零，A錯誤，B正確；變壓器只能改變電壓，不能提高輸出功率，C錯誤；根據(jù)＝，當(dāng)U1不變時，可以減少原線圈的匝數(shù)n1可以增加副線圈的電壓U2，使偏暗的燈泡變亮，D正確。
6．(多選)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，R1＝20 Ω，R2＝30 Ω，C為電容器，已知通過R1的正弦交流電如圖乙所示，則( )
A．交流電的頻率為0.02 Hz
B．原線圈輸入電壓的最大值為200 V
C．電阻R1的電功率為10 W
D．通過R
24、2的電流始終為零
答案 BC
解析 根據(jù)變壓器原理可知原、副線圈中電流的周期、頻率相同，由題圖乙可知周期為T＝0.02 s、頻率為f＝＝50 Hz，A錯誤；由圖乙可知通過R1的電流最大值為Im＝1 A，根據(jù)歐姆定律可知其最大電壓為Um＝20 V，再根據(jù)原、副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比，可知原線圈輸入電壓的最大值為200 V，B正確；R1的電功率P＝IR1＝2×20 W＝10 W，C正確；電容C能通交流電，有電流通過R2，D錯誤。
7．(2017·山西太原模擬)(多選)如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，其中T1、T2為理想變壓器，r是輸電線電阻，燈L1、L2相同且阻值不變。現(xiàn)保持變壓器T1的輸入電壓
25、不變，滑片P位置不變，當(dāng)開關(guān)S斷開時，燈L1正常發(fā)光，則( )
A．僅閉合S，燈L1會變亮
B．僅閉合S，r消耗的功率會變大
C．僅將滑片P下移，r消耗的功率會變小
D．僅將滑片P上移，電流表示數(shù)會變小
答案 BD
解析 閉合S，負(fù)載電阻減小，變壓器T2副線圈電流增大，根據(jù)變流規(guī)律知，T2原線圈電流增大，即輸電線上電流增大，導(dǎo)線上損耗的電壓U＝Ir增大，損耗的功率P＝I2r增大，T2的輸入電壓U3＝U2－Ir減小，所以U4減小，即燈泡L1兩端電壓減小，變暗，故A錯誤、B正確；僅將滑片P下移，變壓器T1副線圈匝數(shù)增加(n2增加)，根據(jù)＝可知U2變大，所以變壓器T2的輸入電壓U3
26、增大，U4增大，再根據(jù)I4＝得負(fù)載電流增大，整個電路電流增大，r消耗的功率會變大，故C錯誤；僅將滑片P上移，同理可得輸電線電流減小，電流表示數(shù)會變小，故D正確。
8．(2018·福建廈門月考)(多選)如圖為學(xué)校配電房向各個教室的供電示意圖，T為理想變壓器，V1、A1為監(jiān)控室供電端的電壓表和電流表，V2、A2為監(jiān)控校內(nèi)變壓器輸出端的電壓表和電流表，R1、R2為教室的負(fù)載電阻，V3、A3為教室內(nèi)的監(jiān)控電壓表和電流表，配電房和教室間有相當(dāng)長的一段距離，則當(dāng)開關(guān)S閉合時，以下說法錯誤的是( )
A．電流表A1、A2和A3的示數(shù)都變大
B．只有電流表A1的示數(shù)變大
C．電壓表V3的示數(shù)變小
27、
D．電壓表V2和V3的示數(shù)都變小
答案 ABD
解析 當(dāng)開關(guān)閉合后，副線圈的總電阻變小，由于升壓變壓器的輸入電壓不變，則輸出電壓不變，即V2的示數(shù)不變，可知輸電線中的電流增大，即A2的示數(shù)增大，則輸電線上損失的電壓增大，可知用戶端得到的電壓減小，即V3的示數(shù)減小，所以通過R1的電流減小，即A3的示數(shù)減小，副線圈中電流決定原線圈中的電流，根據(jù)＝知，原線圈中的電流I1增大，所以A1的示數(shù)增大，故C正確，A、B、D錯誤。
9．(2016·江蘇高考)
如圖所示，一自耦變壓器環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈，將其接在a、b間作為原線圈。通過滑動觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈。在a、
28、b間輸入電壓為U1的交變電流時，c、d間的輸出電壓為U2。在將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中( )
A．U2>U1，U2降低 B．U2>U1，U2升高
C．U2
29、匝數(shù)比為9∶1
B．原、副線圈匝數(shù)比為1∶9
C．此時a和b的電功率之比為9∶1
D．此時a和b的電功率之比為1∶9
答案 AD
解析 由題意知U＝10U燈，a、b均正常發(fā)光，則變壓器輸入電壓U1＝9U燈，而輸出電壓U2＝U燈，所以原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝U1∶U2＝9∶1；而I1∶I2＝n2∶n1＝1∶9，所以兩燈功率之比Pa∶Pb＝U燈I1∶U燈I2＝1∶9，選項A、D正確。
11.
(2016·四川高考)如圖所示，接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供電，如果將原、副線圈減少相同匝數(shù)，其他條件不變，則( )
A．小燈泡變亮
B．小燈泡變暗
C．原、副線圈兩端
30、電壓的比值不變
D．通過原、副線圈電流的比值不變
答案 B
解析 設(shè)原、副線圈減少的匝數(shù)均為n，則根據(jù)變壓比有，＝，＝，由于U2′＝U1，U2＝U1，因此U2′小于U2，即副線圈兩端的電壓變小，小燈泡變暗，A項錯誤、B項正確；由于匝數(shù)比變化，因此原、副線圈兩端電壓的比值和通過原、副線圈電流的比值均發(fā)生變化，C、D項錯誤。
12．(2015·天津高考)(多選)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和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑動觸頭。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
31、動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變大
B．保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變小
C．保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變大
D．保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變小
答案 BC
解析 保持Q的位置不動，則副線圈的輸出電壓不變，當(dāng)P向上滑動時，副線圈電路中的總電阻變大，副線圈中的電流減小，根據(jù)變流比可知，原線圈中的電流減小，因此電流表的讀數(shù)變小，A項錯誤、B項正確；保持P的位置不動，副線圈電路中的總電阻不變，當(dāng)Q向上移時，副線圈的匝數(shù)增多，由變壓比可知，副線圈的輸出電壓增大，副線圈中的電流增大，輸出功率增大，變壓器輸入功率增大，原線圈中的電流增大，電流表
32、讀數(shù)變大，C項正確、D項錯誤。
13．(2015·福建高考)如圖為遠(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u＝Umsinωt的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為( )
A. B.
C．422r D．422r
答案 C
解析 因為u＝Umsinωt，所以有U1＝，根據(jù)變壓器變壓規(guī)律有U2＝，根據(jù)P＝U2I2得I2＝＝，線路損失的功率為ΔP＝2Ir＝，所以C項正確，A、B、D項錯誤。
14．(2017·江蘇高考)(多選)某音響電路的簡化電路圖如圖所示，輸入信號既有高頻成分，也有低頻成分，則( )
A．電感L1的作用是通高頻
B．電容C2的作用是通高頻
C．揚聲器甲用于輸出高頻成分
D．揚聲器乙用于輸出高頻成分
答案 BD
解析 電感的特點是通低頻阻高頻，電容的特點是通高頻阻低頻，選項A錯誤、B正確；混合信號輸入后，高頻成分被L1阻礙，再經(jīng)C1過濾一部分，則通過揚聲器甲的是低頻成分，選項C錯誤；當(dāng)混合信號輸入后，電容C2讓高頻信號順利通過，電感L2不能過濾掉高頻成分，但可以過濾掉低頻成分，故通過揚聲器乙的是高頻成分，選項D正確。
18
（全國版）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第12章 交變電流 傳感器 第46課時 變壓器電能的輸送學(xué)案
