专题58 变压器 电能的输送(分层练习)-【鼎力高考】2025年高三物理一轮复习多维度精讲导学与分层专练

专题58 变压器 电能的输送 （单选基础练+多选提升练+计算综合练） 一、基础练（单选题） 1．如图所示，一个理想变压器的原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈两端a、b接正弦式交流电源。在原线圈前串联一个规格为“熔断电流0.2A、电阻5Ω”的保险丝，与原线圈并联的电压表的示数稳定为220V，电压表为理想电表，若电路可以长时间正常工作，下列说法正确的是（　　） A．通过电阻R的最大瞬时电流为2A B．变压器的输出功率最大值为442W C．保证保险丝不断的电阻R的最小值为11Ω D．电阻R增大时，流经保险丝的电流也增大 2．某实验小组为了让两个“，”灯泡正常发光，他们利用手头器材设计了如图（a）、（b）两种电路。已知在（a）中自耦变压器的匝数比，所用交流电源频率为。下列说法正确的是（　　） A．在图（a）电路中流过灯泡的电流频率为 B．由图（a）定值电阻的阻值为 C．在两个电路中电阻消耗的功率之比为 D．将图中（a）电路改成（b）电路时，需要将自耦变压器的滑动端向N适当滑动 3．图甲是一种家用台灯的原理图，理想自耦变压器的a、b间接入220V的交流电，变压器线圈总匝数为1100匝，交流电流表A为理想电表，定值电阻R＝2500Ω，灯泡L的伏安特性曲线如图乙所示。当c、P之间线圈匝数为750匝时，则（　　） A．灯泡两端的电压约为47V B．通过电阻R的电流约为0.02A C．电流表的示数约为0.03A D．灯泡的功率为2.25W 4．含理想自耦变压器的电路图如图所示，、两端与电压有效值恒定的正弦交流电源相连，为定值电阻，为滑动变阻器，电流表、电压表均理想，最初变压器上的滑动触头位于处。下列说法正确的是（　　） A．仅将滑片向右移动，则电压表的示数将增大 B．仅将由滑动到，则电流表的示数减小 C．仅改变的位置，若电流表示数增大，则原线圈上电流的峰值增大 D．仅改变的位置，若电流表示数增大，则消耗的功率增大 5．如图所示为一简易发电机与理想变压器原线圈相接的简化图，发电机转子为电阻、面积的100匝矩形导线框，导线框在磁感应强度为的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，转动周期为0.02s。理想变压器原、副线圈匝数比，定值电阻，R是滑动变阻器（阻值变化范围为），电压表和电流表均为理想交流电表，以下说法正确的是（　　） A．增加发电机转速，电压表示数不变 B．时，理想变压器的输出功率最大 C．理想变压器的最大输出功率为 D．理想变压器的输出功率最大时，电流表的示数为1.20A 6．城市用电通常分为高峰和低谷，某发电站为了保证功率稳定，采用了储能站在用电低谷时将多余电能储存起来。如图所示，发电机的输出电压，输出功率为500kW。降压变压器的原、副线圈匝数比，输电线总电阻。其余线路电阻不计，用户端电压，低谷耗电功率为88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．用电高峰时用户端消耗的功率为500kW B．用电低谷时，输电线上损失的功率为4.8kW C．用电低谷时，储能站储存电能的功率为408kW D．用电低谷时，升压变压器的匝数比为 7．如图所示为高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率恒为。升压变压器原、副线圈的匝数比为，在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为，电流表的示数为1A，输电线的总电阻。下列说法正确的是（    ） A．升压变压器的原线圈输入电压有效值为 B．电流互感器原线圈用细导线绕制 C．将滑动触头P上移，用户获得的电压将减小 D．用户获得的功率为49kW 8．如图是远距离输电的原理图，图中变压器为理想变压器，T1为升压变压器，其输入端接电压有效值恒定的正弦式交变电源，输电线的总电阻为定值r，T2为降压变压器，其输出端接阻值相等的恒定电阻R1、R2，开关S处于断开状态。下列说法中正确的是（　　） A．减小T1的原副线圈匝数比，其他条件不变，则输电线上损失的功率将减小 B．减小T1的原副线圈匝数比，增大T2的原副线圈匝数比，则电阻R1两端电压有可能不变 C．增大T2的原副线圈匝数比，其他条件不变，则远距离输电的效率将减小 D．将开关S闭合，其他条件不变，则电阻R1消耗的电功率不变 二、提升练（多选题） 9．如图甲所示，一电阻不计的单匝圆形线圈处于磁场中，图乙是穿过线圈的磁通量随时间按正弦规律变化的图像（规定磁感应强度垂直纸面向里时为正）。线圈右边与理想变压器的原线圈连接，已知理想变压器原、副线圈的匝数比，电阻、，D为理想二极管，取，下列说法正确的是（    ） A．时，圆形线圈中电流最大 B．时，圆形线圈中电流最大 C．内，流过的电荷量为0.001C D．原线圈的输入功率为 10．如图所示，理想变压器原线圈接有输出电压有效值恒为111V的交流电源，电源内阻不计，定值电阻、、的阻值分别为，滑动变阻器的最大阻值为。初始时滑动变阻器滑片位于中点，理想电流表的示数为，已知，下列说法正确的是（    ） A．变压器原、副线圈的匝数比为16：1 B．向右移动滑动变阻器滑片，电流表示数增大 C．向右移动滑动变阻器滑片，电压表示数增大 D．向左移动滑动变阻器滑片，变压器输出功率先减小后增大 11．如图所示，在制作变压器时，某同学将两个线圈绕在变压器铁芯的左右两个臂上，当通交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂。已知变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈的电阻，副线圈的电阻，定值电阻，理想电流表的量程足够大，原线圈接入有效值的正弦交流电压。下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数为0.22A B．原线圈中的电流为8.8A C．副线圈两端电压为440V D．副线圈损耗的电功率为0.968W 12．如图所示，理想变压器的原线圈匝数，原线圈与电压表V1并联，并通过一电流表A1接正弦交流电源；一个二极管和阻值为的负载电阻串联后接到匝数的副线圈两端，电压表V2与电阻并联；阻值为的负载电阻串联电流表A2后接到匝数的副线圈两端。已知，二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．电压表V1和V2的示数之比为5：1 B．减小负载电阻阻值，电流表A1示数变大 C．电流表A1和A2的示数之比为2:5 D．如果将二极管短路，电流表A1和A2的示数之比为2：5 13．如图所示的电路中，电表均为理想电表，变压器为可调的理想自耦式变压器，、为定值电阻，为滑动变阻器，在a、b两端输入有效值恒定的正弦交流电，则下列说法正确的是（　　） A．仅将P1向下移，电压表示数变大 B．仅将P1向下移，电流表示数变大 C．仅将P2向下移，电压表示数变小 D．仅将P2向下移，电流表示数变大 14．如图所示，一理想变压器，原线圈匝数为1000匝，闭合铁芯上绕有一个带有中心抽头的副线圈，从中心抽头1处将副线圈分成匝数相同的、两部分，变压器原线圈两端接电压为的交流电源，已知电流表、和电压表V均为理想电表，单刀双掷开关合向1时电流表、示数分别为0.25A和1.0A，下列说法正确的是（　　） A．整个副线圈的总匝数为250匝 B．开关接2时电压表示数为110V C．开关接2时电流表示数为1.0A D．开关接2与接1相比，电压表与电流表示数的比值不变 15．如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈匝数匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，经高压输电，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，两根输电导线的总电阻，变压器可视为理想变压器。已知升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。若用户区标有“，”的电动机恰能正常工作，下列说法正确的是（    ） A．流过电阻的电流为 B．电阻上损耗的电功率为 C．发电机的输出电压为 D．交流发电机线圈的热功率为 16．如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器T1、降压变压器T2均为理想变压器，T1、T2的原、副线圈匝数比分别为k1、k2。输电线间的总电阻为R0，可变电阻R为用户端负载。U1、I1分别表示电压表V1、电流表A1的示数，输入电压U保持不变，当负载电阻R减小时，理想电压表V2的示数变化的绝对值为ΔU，理想电流表A2的示数变化的绝对值为ΔI，下列说法正确的是（　　） A．R0 B． C．电压表V1示数增大 D．电流表A1的示数增加了 三、综合练（计算题） 17．图甲和图乙所示是手动式手电筒内振动式发电机的两个截面图，半径为0.02m、匝数为100的线圈a所在位置的磁感应强度大小。线圈a接原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器，给额定电流为0.5A的灯泡供电。推动手柄使线圈a沿轴线往复运动，线圈a中电动势随时间按正弦规律变化，如图丙所示。线圈a及导线电阻不计。求： （1）图丙中电动势的表达式； （2）若手动发电的效率为20%，灯泡正常发光，手动做功的平均功率是多少；（结果保留2位有效数字） （3）线圈a往复运动过程中的最大速度。 18．某贫困山区利用当地丰富的水利资源修建了小型水力发电站，为当地脱贫攻坚发挥了巨大作用。已知水电站发电机的输出功率为，发电机的电压为。通过升压变压器升压后向远处输电，两根输电线的总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降低为。要求在输电线上损失的功率控制在。输电线路如图所示，请你设计两个理想变压器的匝数比。为此，请你计算： （1）降压变压器输出的电流I为多少（结果用分数表示）？输电线上通过的电流是多少？ （2）输电线损失的电压为多少？升压变压器输出的电压是多少？ （3）两个变压器的原、副线圈的匝数比和各应等于多少？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题58 变压器 电能的输送 （单选基础练+多选提升练+计算综合练） 一、基础练（单选题） 1．如图所示，一个理想变压器的原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈两端a、b接正弦式交流电源。在原线圈前串联一个规格为“熔断电流0.2A、电阻5Ω”的保险丝，与原线圈并联的电压表的示数稳定为220V，电压表为理想电表，若电路可以长时间正常工作，下列说法正确的是（　　） A．通过电阻R的最大瞬时电流为2A B．变压器的输出功率最大值为442W C．保证保险丝不断的电阻R的最小值为11Ω D．电阻R增大时，流经保险丝的电流也增大 【答案】C 【详解】A．根据题意，熔断电流为0.2A，知原线圈电流为。由 解得 瞬时最大值为 故A错误； D．由于原线圈电压决定副线圈电压，所以原线圈电压不变时，副线圈电压也不变，当电阻R增大时，由欧姆定律 知副线圈电流减小，则原线圈电流也减小，故D错误； BC．由A选项中知副线圈电流最大值为，由电压与匝数关系式 解得 保证保险丝不断的电阻R的最小值为 理想变压器的输出功率为 故B错误，C正确。 故选C。 2．某实验小组为了让两个“，”灯泡正常发光，他们利用手头器材设计了如图（a）、（b）两种电路。已知在（a）中自耦变压器的匝数比，所用交流电源频率为。下列说法正确的是（　　） A．在图（a）电路中流过灯泡的电流频率为 B．由图（a）定值电阻的阻值为 C．在两个电路中电阻消耗的功率之比为 D．将图中（a）电路改成（b）电路时，需要将自耦变压器的滑动端向N适当滑动 【答案】C 【详解】A．变压器只改变交变电流的电压，不改变频率，则在图（a）电路中流过灯泡的电流频率为，故A错误； B．由题意可知灯泡的额定电流 由变压器的电压规律有 ， 所以有 由电路知识有 解得 故B错误； C．在图（a）电路中电阻消耗的功率 在（b）电路中电阻消耗的功率 所以 故C正确； D．在（b）电路中 所以 所以应将自耦变压器的移动端向M适当滑动，故D错误。 故选C。 3．图甲是一种家用台灯的原理图，理想自耦变压器的a、b间接入220V的交流电，变压器线圈总匝数为1100匝，交流电流表A为理想电表，定值电阻R＝2500Ω，灯泡L的伏安特性曲线如图乙所示。当c、P之间线圈匝数为750匝时，则（　　） A．灯泡两端的电压约为47V B．通过电阻R的电流约为0.02A C．电流表的示数约为0.03A D．灯泡的功率为2.25W 【答案】D 【详解】AB．由理想变压器电压与匝数关系，可得副线圈的输出电压为 U2＝150V 对于副线圈，设灯泡的电压为U，电流为I，由闭合电路欧姆定律可得 即 将解析式画入灯泡的U－I图中，如答图所示，由图中交点可得U＝75V，I＝0.03A，故AB错误； C．由理想变压器的电流规律，可得 故C错误； D．灯泡的功率 P＝UI＝2.25W 故D正确。 故选D。 4．含理想自耦变压器的电路图如图所示，、两端与电压有效值恒定的正弦交流电源相连，为定值电阻，为滑动变阻器，电流表、电压表均理想，最初变压器上的滑动触头位于处。下列说法正确的是（　　） A．仅将滑片向右移动，则电压表的示数将增大 B．仅将由滑动到，则电流表的示数减小 C．仅改变的位置，若电流表示数增大，则原线圈上电流的峰值增大 D．仅改变的位置，若电流表示数增大，则消耗的功率增大 【答案】C 【详解】A．若仅将滑片向右移动，副线圈电压不变，由于滑动变阻器接入电路阻值变大，根据欧姆定律可知，副线圈的电流减小，电压表测量定值电阻两端的电压，由 可知，电压表的示数减小，A错误； B．若仅将由滑动到，副线圈匝数变大；原线圈电压不变，根据 可知副线圈电压变大，结合欧姆定律 可知，副线圈的电流变大，电流表的示数增大，B错误； C．根据变压器的原理可知，原副线圈的电流关系 解得 当仅改变的位置，若电流表示数增大，结合上述分析可知，副线圈匝数变大，故原线圈中电流的有效值增大，根据正弦交流电的峰值 故原线圈上电流的峰值增大，C正确； D．滑动变阻器消耗的功率 因滑动变阻器与定值电阻的数值关系不确定，因此若仅将向左滑动，滑动变阻器消耗的功率变化不能确定，D错误。 故选C。 5．如图所示为一简易发电机与理想变压器原线圈相接的简化图，发电机转子为电阻、面积的100匝矩形导线框，导线框在磁感应强度为的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，转动周期为0.02s。理想变压器原、副线圈匝数比，定值电阻，R是滑动变阻器（阻值变化范围为），电压表和电流表均为理想交流电表，以下说法正确的是（　　） A．增加发电机转速，电压表示数不变 B．时，理想变压器的输出功率最大 C．理想变压器的最大输出功率为 D．理想变压器的输出功率最大时，电流表的示数为1.20A 【答案】B 【详解】A．根据题意匝数N=100，线框面积S=20cm2，磁感应强度，角速度 设原、副线圈电流有效值分别为，根据交变电流电动势有效值 转速增加，角速度增大，则电动势有效值变大，原线圈有效电流变大，根据电流与匝数关系，可得副线圈电流 故增大，则副线圈电阻电压增大，故电压表示数变大，故A错误； B．将原线圈匝数部分等效为一个电阻，则根据能量守恒有 因为 整理得 则理想变压器的输出功率最大时，有 代入题中数据，解得 故B正确； C．以上分析可知，理想变压器的输出功率最大时，等效电阻等于内阻r，故最大输出功率为 代入题中数据，解得 故C错误； D．理想变压器的输出功率最大时，原线圈电流 则副线圈电流 故D错误。 故选 A。 6．城市用电通常分为高峰和低谷，某发电站为了保证功率稳定，采用了储能站在用电低谷时将多余电能储存起来。如图所示，发电机的输出电压，输出功率为500kW。降压变压器的原、副线圈匝数比，输电线总电阻。其余线路电阻不计，用户端电压，低谷耗电功率为88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．用电高峰时用户端消耗的功率为500kW B．用电低谷时，输电线上损失的功率为4.8kW C．用电低谷时，储能站储存电能的功率为408kW D．用电低谷时，升压变压器的匝数比为 【答案】D 【详解】A．发电机输出功率为500kW，储能站在用电高峰不工作，输电线上有能量（功率）损失，用户端得到的实际功率小于500kW，故A错误； B．用电低谷时，用户端得到88kW的功率，则有 根据变压器变压规律有 解得 ， 则输电线上损失的功率为 故B错误； C．根据能量守恒可知用电低谷时，储能站获得的功率为 但考虑到能量转化过程的损失，可知储能站储能功率小于408kW，故C错误； D．结合上述分析有 则 故D正确。 故选D。 7．如图所示为高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率恒为。升压变压器原、副线圈的匝数比为，在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为，电流表的示数为1A，输电线的总电阻。下列说法正确的是（    ） A．升压变压器的原线圈输入电压有效值为 B．电流互感器原线圈用细导线绕制 C．将滑动触头P上移，用户获得的电压将减小 D．用户获得的功率为49kW 【答案】D 【详解】A．电流互感器原线圈中的电流 升压变压器的输出电压 升压变压器原、副线圈的匝数比为，则 则 故A错误； B．电流互感器原线圈匝数比是1:10，由公式 可知原线圈电流大，所以接大电流应该用粗导线绕制，故B错误； C．将滑动触头P上移，减小了，降压变压器用户获得的电压 可知减小时增大，故C错误； D．输电线上损失的功率 用户获得的功率 所以 故D正确。 故选D。 8．如图是远距离输电的原理图，图中变压器为理想变压器，T1为升压变压器，其输入端接电压有效值恒定的正弦式交变电源，输电线的总电阻为定值r，T2为降压变压器，其输出端接阻值相等的恒定电阻R1、R2，开关S处于断开状态。下列说法中正确的是（　　） A．减小T1的原副线圈匝数比，其他条件不变，则输电线上损失的功率将减小 B．减小T1的原副线圈匝数比，增大T2的原副线圈匝数比，则电阻R1两端电压有可能不变 C．增大T2的原副线圈匝数比，其他条件不变，则远距离输电的效率将减小 D．将开关S闭合，其他条件不变，则电阻R1消耗的电功率不变 【答案】B 【详解】A．减小T1的原副线圈匝数比，其他条件不变时，由 可知T1的副线圈输出电压增大，由于输电线电阻和负载电阻以及T2的原副线圈匝数比不变，可知T1的副线圈电流增大，由 可知输电线上损失的功率将增大，故A错误； B．减小T1的原副线圈匝数比，则T1的副线圈输出电压增大；把T2的原副线圈与看成一个等效电阻，可知 增大T2的原副线圈匝数比，则等效电阻增大，T2的原线圈电压增大，所以当增大T2的原副线圈匝数比时，由 可知电阻两端电压有可能不变，故B正确； C．设T2原线圈电流为，副线圈电流为，则有 则远距离输电的效率为 增大T2的原副线圈匝数比，其他条件不变，远距离输电的效率将增大，故C错误； D．将开关S闭合，相当于T2的副线圈端总电阻减小，其他条件不变，可知电路消耗的总功率增大，则输电线上的电流增大，输电线电压损失增大，T2的原线圈电压减小，根据 可知电阻两端电压减小，则电阻消耗的电功率减小，故D错误。 故选B。 二、提升练（多选题） 9．如图甲所示，一电阻不计的单匝圆形线圈处于磁场中，图乙是穿过线圈的磁通量随时间按正弦规律变化的图像（规定磁感应强度垂直纸面向里时为正）。线圈右边与理想变压器的原线圈连接，已知理想变压器原、副线圈的匝数比，电阻、，D为理想二极管，取，下列说法正确的是（    ） A．时，圆形线圈中电流最大 B．时，圆形线圈中电流最大 C．内，流过的电荷量为0.001C D．原线圈的输入功率为 【答案】AD 【详解】AB．结合图乙可知 由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为 当时，圆形线圈中电动势最大，电流最大，时，圆形线圈中电动势为零，电流为零，A正确，B错误。 C．理想变压器原、副线圈的匝数比 则 可得副线圈两端的电压为 其中 联立可得 则内，流过的电荷量为 故C错误； D．在一个周期内电阻消耗的电能为 电阻消耗的电能为 故原线圈的输入功率为 D正确。 故选AD。 10．如图所示，理想变压器原线圈接有输出电压有效值恒为111V的交流电源，电源内阻不计，定值电阻、、的阻值分别为，滑动变阻器的最大阻值为。初始时滑动变阻器滑片位于中点，理想电流表的示数为，已知，下列说法正确的是（    ） A．变压器原、副线圈的匝数比为16：1 B．向右移动滑动变阻器滑片，电流表示数增大 C．向右移动滑动变阻器滑片，电压表示数增大 D．向左移动滑动变阻器滑片，变压器输出功率先减小后增大 【答案】BD 【详解】A．滑动变阻器滑片位于中点时，所在支路的总电阻为，电流为，则电流表所在支路两端电压为 即副线圈两端电压为 因为所在支路的电阻为，由并联电路特点可知副线圈回路的总电阻为 则通过副线圈电流为 由理想变压器规律可知 则可知副线圈回路的等效电阻为 原线圈回路电流为 且 解得变压器原、副线圈的匝数比为 故A错误； BC．由数学知识可知，当和所在支路的总电阻相等时，副线圈回路总电阻最大，此时滑动变阻器滑片右边的电阻值为，则向右移动滑动变阻器滑片，副线圈回路总电阻减小，则等效电阻减小，由串联分压规律可知，电压表示数减小，同理可知，向右移动滑动变阻器滑片，原线圈回路总电流增大，则副线圈回路总电流增大，又所在支路电流减小，可知电流表示数增大，故B正确，C错误； D．将视为电源内阻，则当等效电阻阻值等于阻值时，变压器输出功率最大，设此时滑动变阻器滑片右侧阻值为，则有 作出向左移动滑动变阻器滑片的变化图像，如图 可知变压器输出功率先减小后增大，D正确。 故选BD。 11．如图所示，在制作变压器时，某同学将两个线圈绕在变压器铁芯的左右两个臂上，当通交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂。已知变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈的电阻，副线圈的电阻，定值电阻，理想电流表的量程足够大，原线圈接入有效值的正弦交流电压。下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数为0.22A B．原线圈中的电流为8.8A C．副线圈两端电压为440V D．副线圈损耗的电功率为0.968W 【答案】AD 【详解】C．当线圈1输入电压 时，穿过线圈2的磁通量为穿过线圈1的磁通量的一半，可得 解得 副线圈两端电压为 故C错误； A．根据欧姆定律，知电流表的示数为 故A正确； B．功率输入功率原线圈中的电流故B错误； D．副线圈损耗的电功率为 故D正确。 故选AD。 12．如图所示，理想变压器的原线圈匝数，原线圈与电压表V1并联，并通过一电流表A1接正弦交流电源；一个二极管和阻值为的负载电阻串联后接到匝数的副线圈两端，电压表V2与电阻并联；阻值为的负载电阻串联电流表A2后接到匝数的副线圈两端。已知，二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．电压表V1和V2的示数之比为5：1 B．减小负载电阻阻值，电流表A1示数变大 C．电流表A1和A2的示数之比为2:5 D．如果将二极管短路，电流表A1和A2的示数之比为2：5 【答案】BD 【详解】A．根据理想变压器副线圈两端电压与原线圈电压关系可得 设电压表示数为，根据有效值的定义可得 解得 所以电压表和的示数之比为 A错误； B．副线圈两端的电压不变，电阻减小，则电流增大，副线圈的功率增大，最后使得输入功率增大，所以电流表的示数增大，B正确； C．因为两副线圈匝数和负载相同，根据能量守恒可得 解得电流表和的示数之比为3：10，C错误； D．当没有二极管时 解得电流表和的示数之比为2:5，D正确。 故选BD。 13．如图所示的电路中，电表均为理想电表，变压器为可调的理想自耦式变压器，、为定值电阻，为滑动变阻器，在a、b两端输入有效值恒定的正弦交流电，则下列说法正确的是（　　） A．仅将P1向下移，电压表示数变大 B．仅将P1向下移，电流表示数变大 C．仅将P2向下移，电压表示数变小 D．仅将P2向下移，电流表示数变大 【答案】AB 【详解】A．仅将滑片P1向下移，原线圈匝数减小，根据可知，U2增大，根据欧姆定律可知副线圈总电流增大，R2分得电压增大，电压表的示数变大，故A正确； B．仅将P1向下移，副线圈两端电压增大，根据，可知负载消耗的功率增大，由，可知原线圈输入功率变大，由，可知电流表的示数变大，故B正确； CD．仅将滑片P2向下移，R2接入电路的电阻变大，根据欧姆定律，副线圈中的电流减小，R1两端的电压变小，电压表的示数变大，根据，电流表的示数变小，故CD错误。 故选AB。 14．如图所示，一理想变压器，原线圈匝数为1000匝，闭合铁芯上绕有一个带有中心抽头的副线圈，从中心抽头1处将副线圈分成匝数相同的、两部分，变压器原线圈两端接电压为的交流电源，已知电流表、和电压表V均为理想电表，单刀双掷开关合向1时电流表、示数分别为0.25A和1.0A，下列说法正确的是（　　） A．整个副线圈的总匝数为250匝 B．开关接2时电压表示数为110V C．开关接2时电流表示数为1.0A D．开关接2与接1相比，电压表与电流表示数的比值不变 【答案】BC 【详解】A．根据电流与匝数的关系可得 故 故整个副线圈的总匝数为 匝 故A错误； BC．当开关关K合向1时，根据 解得 故电阻为 变压器原线圈两端接电压有效值为，则开关接2时，根据 可得 示数为 故根据 解得示数为 故BC正确； D．当开关关K合向1时，电压表与电流表示数的比值为 故比值不相等，故D错误。 故选BC。 15．如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈匝数匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，经高压输电，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，两根输电导线的总电阻，变压器可视为理想变压器。已知升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。若用户区标有“，”的电动机恰能正常工作，下列说法正确的是（    ） A．流过电阻的电流为 B．电阻上损耗的电功率为 C．发电机的输出电压为 D．交流发电机线圈的热功率为 【答案】BD 【详解】AB．电动机恰能正常工作，有 A=20A 根据理想变压器的变流比可知 解得 A 所以电阻上损耗的电功率为 W 故A错误，B正确； C．发电机的输出电压，即变压器的原线圈电压，有 联立可得：V 故C错误； D．升压变压器原线圈电流满足 其中 发动机输出功率为 W 根据能量守恒定律可知，交流发电机线圈的热功率为 W 故D正确； 故选BD。 16．如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器T1、降压变压器T2均为理想变压器，T1、T2的原、副线圈匝数比分别为k1、k2。输电线间的总电阻为R0，可变电阻R为用户端负载。U1、I1分别表示电压表V1、电流表A1的示数，输入电压U保持不变，当负载电阻R减小时，理想电压表V2的示数变化的绝对值为ΔU，理想电流表A2的示数变化的绝对值为ΔI，下列说法正确的是（　　） A．R0 B． C．电压表V1示数增大 D．电流表A1的示数增加了 【答案】BD 【详解】A．设降压变压器T2原线圈电压为U3，副线圈电压为U2。根据题意可知，电阻R0两端的电压等于 UR0＝U1﹣U3 则 A错误； B D．设降压变压器T2原线圈电压变化为ΔU3，则 设降压变压器T2原线圈电流变化为ΔI3，则 可得 当负载电阻R减小时，电流表A1的示数增加了。 根据欧姆定律可得 即 解得 BD正确； C．输入电压不变，升压变压器T1原线圈匝数比不变，则升压变压器T1副线圈的电压不变，电压表V1示数不变，C错误。 故选BD。 三、综合练（计算题） 17．图甲和图乙所示是手动式手电筒内振动式发电机的两个截面图，半径为0.02m、匝数为100的线圈a所在位置的磁感应强度大小。线圈a接原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器，给额定电流为0.5A的灯泡供电。推动手柄使线圈a沿轴线往复运动，线圈a中电动势随时间按正弦规律变化，如图丙所示。线圈a及导线电阻不计。求： （1）图丙中电动势的表达式； （2）若手动发电的效率为20%，灯泡正常发光，手动做功的平均功率是多少；（结果保留2位有效数字） （3）线圈a往复运动过程中的最大速度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由题图丙可知，则根据电动势的表达式可得 （2）原线圈两端电压的有效值为设副线圈两端电压的有效值为，根据理想变压器电压关系有设灯泡的额定电流为I2，则灯泡的功率为人对手电筒做功的功率为P，有联立解得 （3）设线圈a的半径为R，匝数为n，往复运动过程中的最大速度为，有解得 18．某贫困山区利用当地丰富的水利资源修建了小型水力发电站，为当地脱贫攻坚发挥了巨大作用。已知水电站发电机的输出功率为，发电机的电压为。通过升压变压器升压后向远处输电，两根输电线的总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降低为。要求在输电线上损失的功率控制在。输电线路如图所示，请你设计两个理想变压器的匝数比。为此，请你计算： （1）降压变压器输出的电流I为多少（结果用分数表示）？输电线上通过的电流是多少？ （2）输电线损失的电压为多少？升压变压器输出的电压是多少？ （3）两个变压器的原、副线圈的匝数比和各应等于多少？ 【答案】（1）；20A（2）100V；5000V（3）1:20；245：11 【详解】（1）用户得到的功率为 P=P1-∆P=98kW 用户得到的电压为U=220V，降压变压器输出的电流 输电线上通过的电流 （2）输电线损失的电压 升压变压器输出的电压 （3）两个变压器的原、副线圈的匝数比 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$