课时检测训练52 变压器 远距离输电-（Word练习）【勤径学升】2026年高考物理一轮总复习课时检测训练（人教版2019）

课时检测训练52　变压器　远距离输电 对应学生用书P455 对点练1　理想变压器原理和应用 1．手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中(　　) A．送电线圈中电流产生的磁场是恒定的 B．受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变 C．送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递 D．手机和基座无须导线连接，这样传递能量没有损失 解析　由于送电线圈输入的是正弦式交变电流，是周期性变化的，因此产生的磁场也是周期性变化的，A、B错误；根据变压器原理，原、副线圈是通过互感现象实现能量传递，因此送电线圈和受电线圈也是通过互感现象实现能量传递，C正确；手机与机座无须导线连接就能实现充电，但磁场能有一部分以电磁波辐射的形式损失掉，因此这样传递能量是有能量损失的，D错误。 答案　C 2．一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈。在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2。当滑动触头与a间的匝数等于滑动触头与b间的匝数时(　　) A．U2＞U1 B．U2＝2U1 C．U2＝U1 D．2U2＝U1 解析　当滑动触头与a间的匝数等于滑动触头与b间的匝数时，原线圈匝数n1等于副线圈匝数n2的2倍，则＝＝，即2U2＝U1，故选D。 答案　D 3.(多选)(2024·海南卷)电动汽车充电站变压器输入电压为10 kV，输出电压为220 V，每个充电桩输入电流16 A，设原副线圈匝数分别为n1、n2，输入正弦交流电的频率为50 Hz，则下列说法正确的是(　　) A.交流电的周期为0.02 s B.原副线圈匝数比n1∶n2＝11∶500 C.输出的最大电压为220 V D.若10台充电桩同时使用，输入功率为35.2 kW 解析　交流电的周期为T＝＝ s＝0.02 s，A正确；根据理想变压器原、副线圈的电压与线圈匝数的关系可得，原、副线圈匝数比为＝＝＝，B错误；输出的最大电压为U2m＝U2＝220 V，C错误；若10台充电桩同时使用，输出功率为P2总＝10U2I2＝10×220×16 W＝35 200 W＝35.2 kW，变压器不改变功率，故输入功率为P1总＝P2总＝35.2 kW，D正确。 答案　AD 对点练2　理想变压器的动态分析 4．如图甲，理想变压器原、副线圈匝数比为22∶1，接线柱a、b所接正弦交流电压u随时间t变化规律如图乙所示。变压器副线圈接有一火警报警系统，其中R1为定值电阻，R2为热敏电阻，其电阻随温度升高而增大。下列说法中正确的是(　　) A．电压表示数为10 V B．此交变电源的频率为0.5 Hz C．出现火警时，电流表示数增大 D．出现火警时，电压表示数增大 解析　理想变压器有＝，其中电压值为交流电的有效值U1＝ V＝220 V，则＝，解得U2＝10 V，但R1与R2共用10 V，则R2两端电压小于10 V，电压表测R2两端电压，故A错误；由ut图像可知，周期T＝0.02 s，其中f＝，解得电源频率f＝50 Hz，故B错误；出现火警时，随温度升高，R2的阻值变大，R2两端分得的电压变大，电压表示数增大，在U2与R1不变的情况下，I2变小，I2决定I1，则I1应变小，电流表示数应变小，故C错误，D正确。 答案　D 5.(2024·浙江6月选考)理想变压器的原线圈通过a或b与频率为f、电压为u的交流电源连接，副线圈接有三个支路，如图所示。当S接a时，三个灯泡均发光，若(　　) A.电容C增大，L1灯泡变亮 B.频率f增大，L2灯泡变亮 C.RG上光照增强，L3灯泡变暗 D.S接到b时，三个灯泡均变暗 解析　电容增大，对交流电的阻碍作用减小，则L1灯泡变亮，故A正确；频率f增大，则电感的阻碍作用增大，则L2灯泡变暗，故B错误；光照增强，光敏电阻阻值减小，由于各支路两端电压不变，则通过L3灯泡的电流增大，变亮，故C错误；S接到b时，根据变压比可知，副线圈电压增大，则三个灯泡均变亮，故D错误。 答案　A 对点练3　远距离输电 6．如图所示，某小型电厂向用户高压输电，输电线的总电阻R＝5 Ω，在用户端通过变压器降压，降压变压器的原副线圈匝数比n1∶n2＝20∶1。若降压变压器的输出功率为88 kW，输出电压为220 V，则发电厂发电机的输出功率为(　　) A．88 kW B．90 kW C．92 kW D．94 kW 解析　根据题意，由公式P＝UI可得，降压变压器的输出电流为I2＝ A＝400 A，由电流与线圈匝数关系可得，降压变压器的输入电流为I1＝I2＝20 A，则输电线损失的功率为ΔP＝I12R＝2 kW，则发电厂发电机的输出功率为P0＝ΔP＋P＝90 kW，故选B。 答案　B 7．为了减小电能输送过程中的损耗，高压送电是当前最有效的方式。将200 V、100 kW的交流电按照如图所示电路输送给用户，线路上总电阻R＝4 Ω，降压变压器原副线圈的匝数比为195∶11，用户获得电压为220 V，升压变压器原副线圈的匝数比为(　　) A．1∶25 B．1∶20 C．1∶10 D．1∶5 解析　设通过用户的总电流为I4，根据理想变压器原副线圈电流关系可得输电线上的电流为I3＝I4＝I4，根据理想变压器原副线圈电压关系可得U3＝U4＝×220 V＝3 900 V，根据理想变压器原副线圈功率相等的关系可得P1＝I32R＋U3I3，代入数据解得I3＝25 A或I3＝－100 A(舍去)，升压变压器原线圈的电流为I1＝＝ A＝500 A，则升压变压器原副线圈的匝数比为＝＝＝，所以B正确，A、C、D错误。 答案　B 8.随着经济发展，在寒冬来临时，用电需求增加，当火力发电供应紧张时，通过远距离调度方式，会及时将其他地区的风力发电、太阳能发电并入电网保障电力供应。如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，两个变压器均为理想变压器。当用户用电器增加(假设所有用电器均可视为纯电阻)，下列说法正确的是(　　) A.降压变压器的输出电流I4减小 B.输电线上损失的功率减小 C.升压变压器的输出电压U2增大 D.发电厂输出的总功率增大 解析　根据原、副线圈电压比等于匝数比可得＝，可得升压变压器的输出电压为U2＝U1，由于匝数不变，发电厂输出电压恒定不变，可知升压变压器的输出电压U2不变，故C错误；设输电线电阻为R线，用户端总电阻为R，在高压传输电路上，有U2＝U3＋I2R线，又＝，＝，I4＝，联立可得U2＝(R＋R线)I4，当用户用电器增加，可知R减小，则降压变压器的输出电流I4增大，故A错误；根据＝，由于I4增大，可知I2增大，输电线上损失的功率为P损＝IR线，可知输电线上损失的功率增大，故B错误；根据＝，由于I2增大，可知I1增大，发电厂输出的总功率为P出＝U1I1，可知发电厂输出的总功率增大，故D正确。 答案　D 9．(多选)(2023·海南卷)下图是工厂利用u＝220sin 100πt（V）的交流电给36 V照明灯供电的电路，变压器原线圈匝数为1 100匝，下列说法正确的是(　　) A．电源电压有效值为220 V B．交变电流的周期为0.02 s C．副线圈匝数为180匝 D．副线圈匝数为240匝 解析　电源电压的有效值U＝ V＝220 V，A错误；交流电的周期T＝＝ s＝0.02 s，B正确；根据＝，得副线圈匝数n2＝n1＝×1 100＝180匝，C正确，D错误。故选 BC。 答案　BC 10．自耦变压器在高铁技术中被广泛应用。如图所示，一理想自耦变压器接在u＝Umsin 100πt的正弦交流电压上，P为滑动触头，初始位置位于线圈CD的中点G，A1和A2为理想交流电表，R为定值电阻，下列说法正确的是(　　) A．将P向下滑动，A1的示数将变小 B．将P向上滑动，A2的示数将变大 C．将P下滑到GD的中点，电阻R的功率将变为原来的4倍 D．将P上滑到CG的中点，电阻R的功率将变为原来的 解析　将P下滑时，电阻R两端电压变大，A1示数变大，同理，将P向上滑动，A2的示数将变小，A、B错误；若将P向下滑动至GD的中点，原、副线圈的电压比将由1∶2变为1∶4，电阻R的电压将变为原来2倍，故功率变为原来的4倍，C正确；若将P向上滑动到CG的中点，原、副线圈的电压比将从1∶2变为3∶4，电阻R的电压将变为原来的，电阻R的功率将变为原来的，D错误。 答案　C 11．(多选)在图甲所示的交流电路中，电源电压的有效值为220 V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2＝10 Ω，R3＝20 Ω，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A．所用交流电的频率为50 Hz B．电压表的示数为100 V C．电流表的示数为1.0 A D．变压器传输的电功率为15.0 W 解析　根据i2t图像可知T＝0.02 s，则所用交流电的频率f＝＝50 Hz，故A正确；副线圈两端电压U2＝I2R2＝×10 V＝10 V，由＝得原线圈两端电压U1＝100 V，电压表的示数U＝220 V－100 V＝120 V，故B错误；电流表的示数I＝＝ A＝0.5 A，故C错误；变压器传输的电功率P＝I22R2＋I2R3＝15.0 W，故D正确。 答案　AD 12．(2023·山东卷)某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1＝250 V，输出功率500 kW。降压变压器的匝数比n3∶n4＝50∶1，输电线总电阻R＝62.5 Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4＝220 V，功率88 kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是(　　) A．发电机的输出电流为368 A B．输电线上损失的功率为 4.8 kW C．输送给储能站的功率为 408 kW D．升压变压器的匝数比n1∶n2＝1∶44 解析 　由题知，发电机的输出电压U1＝250 V，输出功率500 kW，则有I1＝＝2×103 A，A错误；由题知，用户端电压 U4＝220 V，功率88 kW，则有＝＝，P′＝U4I4，联立解得I4＝400 A，I3＝8 A，U3＝11 000 V，则输电线上损失的功率为P损＝I32R＝4 kW，且U2＝U3＋I3R＝11 500 V，再根据＝，解得＝，BD错误；根据理想变压器无功率损失有P＝U2I3＋P储，代入数据有P储＝408 kW，C正确。故选 C。 答案　C 13．如图，理想变压器原线圈匝数为1 100匝，接有一阻值为R的电阻，电压表V1示数为110.0 V。副线圈接有一个阻值恒为RL的灯泡，绕过铁芯的单匝线圈接有一理想电压表V2，示数为0.10 V。已知RL∶R＝4∶1，则副线圈的匝数为(　　) A．225 B．550 C．2 200 D．4 400 解析　假设理想变压器原线圈的输入电压为U，根据理想变压器线圈两端电压之比为线圈匝数之比可知，原线圈两端电压和V2满足＝＝，解得原线圈输入电压为U＝220 V，理想变压器原副线圈电流之比等于线圈匝数的反比，原线圈电流I1和通过灯泡的电流I2满足＝，定值电阻R满足欧姆定律I1＝，则通过灯泡的电流为I2＝I1＝·，结合＝可知副线圈电压为U2＝I2RL＝··RL＝×4 V，原线圈与副线圈的电压之比等于线圈匝数之比＝，代入U2得＝＝，变形得n22＝4×1 100×1 100，解得副线圈的匝数为n2＝2 200。 答案　C 14.国家体育馆“鸟巢”内隐藏着一座太阳能光伏发电系统，供给体育馆内的照明灯等使用。假如该发电系统的输出功率为1×105 W，现准备向远处输电，输电示意图如图所示。所用输电线的总电阻为8 Ω，输电时在输电线上损失的电功率为输送电功率的5%。用户获得220 V电压。求： (1)降压变压器原、副线圈的匝数比。 (2)该发电系统能够供多少盏“220 V　50 W”的照明灯恰好正常工作。 解析　(1)输电线上损失的电功率为输送电功率的5%，输电线中的电流为I2， 则IR线＝5%×P， 得I2＝25 A， 降压变压器T2副线圈中电流I4，即为提供给所有用户的总电流I总， 用户获得的总功率为P用＝P－5%P＝95%P， 又P用＝U4I4，所以I4＝＝ A， 其原线圈中电流I3＝I2＝25 A， 降压变压器的匝数比＝＝。 (2)设有N盏灯能正常发光，则P用＝NP灯， 代入数据解得N＝1 900盏。 答案　(1)　(2)1 900盏 学科网（北京）股份有限公司 $$