提分集训(70)理想变压器的原理及应用(Word练习)-【金榜题名】2026年高考物理一轮总复习

[A级　练对点·固本] 对点练1　理想变压器的原理及应用 1．如图所示，一理想变压器的原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡L1和L2，当原线圈a、b端输入电压U为灯泡额定电压的7倍时，两灯泡均正常发光，则(　　) A.原、副线圈的匝数之比为7∶1 B.原、副线圈的匝数之比为6∶1 C.此时灯泡L1和L2的功率之比为7∶1 D.此时灯泡L1和L2的功率之比为6∶1 解析：选B　AB.灯泡正常发光，则其电压均为额定电压，因为输入电压U为灯泡额定电压的7倍，所以原线圈输入电压为灯泡额定电压的6倍，输出电压等于灯泡的额定电压，可知：原、副线圈匝数之比为6∶1，故A错误，B正确； CD.根据公式＝ 得a和b的电流之比为＝ 由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式P＝UI 可得：两者的电功率之比为1∶6，故CD错误． 故选B. 2．(2025·济南模拟)如图所示，理想变压器三个线圈的匝数比为n1∶n2∶n3＝4∶1∶1，电阻R1＝R2＝R3＝R.当A、B两接线柱接正弦交变电源时，R2的电流为I，则电源的输出功率为(　　) A.2I2R　　　　　　　　B．I2R C.3I2R D．18I2R 解析：选B　设R3两端电压为U，则R2两端电压为U2＝U＝U 原线圈两端的电压为U1＝U＝4U 又因为R2电流为I，则I＝＝ 则R3的电流为I3＝＝＝I 由U1I1＝U2I ＋ U3I3 则I1＝ 则电源的输出功率为 P＝IR＋I2R＋IR＝I2R 故选B. 对点练2　理想变压器的动态分析 3．理想变压器的副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中接入四个理想电表，导线电阻不计，如图．在下列操作中，描述正确的是(　　) A.若只增大原线圈匝数，则V1示数增大 B.若只增大副线圈匝数，则A1示数增大 C.若抽去变压器铁芯，V1与V2的比值不变 D.若将开关S闭合，A2示数将减小 解析：选B　A．原线圈电压U1由供电系统决定，与变压器无关，理论上变压器的任何变化都不能影响V1的示数，故A错误； B.增大副线圈匝数，副线圈电压U2增大，故V2示数增大，I2增大，I1增大，故B正确； C.抽去铁芯，感应电动势减小，V2减小，V1与V2的比值变大，故C错误； D.开关S闭合，副线圈总电阻减小，A2示数增大，故D错误． 故选B. 4．(多选)(2025·汕头一模)图乙是降压变压器，图甲给用户供电的电路示意图，R0表示输电线的总电阻，假设用户端为纯电阻用电器，总电阻为R.若变压器视为理想变压器、输入电压恒定，电表视为理想电表，当用户使用的用电器减少时，则(　　) A.用户总电阻R减少 B.电流表A1示数减小 C.用电器R两端电压升高 D.电压表V2示数增大 解析：选BC　A．当用户使用的用电器减少时，用户总电阻R增加，选项A错误； CD.变压器初级电压一定，则次级电压一定，即电压表V2示数不变，次级电阻变大，则次级电流减小，R0上的电压变小，则用电器R两端电压升高，选项C正确，D错误； B.因次级电流减小，则根据变压器匝数与电流的关系可知，初级电流减小，即电流表A1示数减小，选项B正确． 故选BC. 5．(多选)(2025·广东模拟)如图所示为理想变压器，原、副线圈匝数比为2∶1，原线圈接交流电压u＝220sin (100πt)V，图中电压表和电流表为理想电表，R1为负温度系数的热敏电阻(当温度升高时阻值减小)，则正确的是(　　) A.交流电压的有效值是220 V B.电压表示数是110 V C.当R1处温度降低时，电压表示数不变 D.当R1处温度降低时，此变压器的输入功率将变小 解析：选CD　A．交流电压的有效值是 U＝＝＝110 V 所以A错误； B.电压表示数是 U2＝U1＝×110＝55 V 所以B错误； C.根据理想变压器的原副线圈电压关系，可知副线电压与负载电阻无关，所以当R1处温度降低时，电压表示数不变，则C正确； D.当R1处温度降低时，电阻阻值增大，电流减小，则此变压器的输出功率将变小，根据理想变压器原副线圈功率关系可知，变压器的输入功率也将变小，所以D正确； 故选CD. 对点练3　电能的输送 6．图甲为远距离交流输电的简化原理图．图乙所示的电压u经升压变压器升压后，用总电阻为r的两条输电线送到降压变压器．已知输电线路中的电流为I1，降压变压器输出端的电流为I2，输电线两端的电压分别为U2、U3，则(　　) A.交流电u的有效值是500 V B.用户端交流电的频率是100 Hz C.输电线上损失的功率为I1U3 D.降压变压器输出端的电压为U3 解析：选D　A．交流电u的有效值是 u有＝＝250 V 故A错误； B.用户端交流电的频率是 f＝＝Hz＝50 Hz 故B错误； C.输电线上损失的功率为 P损＝I1(U3－U2) 故C错误； D.对降压变压器研究 ＝，＝ 解得U4＝U3 故D正确． 故选D. 7．(2025·广东肇庆期末)特高压交流输电是指100 kV及以上的交流输电，具有输电容量大、距离远、损耗低等突出优势．远距离输送功率恒定的交流电时，若输送电压由原来的50 kV提高到200 kV的特高压，下列说法正确的是(　　) A.若输电线不变，输电线上的电流增大为原来的4倍 B.若输电线不变，输电线上损失的电压降低为原来的 C.若输电线不变，相同时间内，输电线上损失的电能降低为原来的 D.使用材料、粗细相同的输电线时，若使输电线上损失的功率不变，传输距离可提升到原来的4倍 解析：选B　A．输电功率 P＝U2I2 输电功率P恒定，由于输送电压由原来的50 kV提高到200 kV，则当输电电压升高到4U2，输电电流变为原来的，故A错误； B.损失电压 ΔU＝I2R线　I2变为原来的，ΔU变为原来的，故B正确； C.相同时间内，输电线上损失电能 ΔQ＝IR线t　I2变为原来的，输电线上损失电能变为原来的，故C错误； D.若输电线损失功率ΔP不变，I2变为原来的，根据ΔP＝IR线 可知R线变为原来的16倍，根据 R线＝ρ 输电距离变为原来的16倍，故D错误． 故选B. [B级　练综合·提分] 8．如图，有一发电机线框的面积S＝cm2，匝数n＝100匝，在B＝0.5T的匀强磁场中以角速度ω＝100π(rad/s)匀速转动．线框与一理想变压器连接，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1.R为一光敏电阻，光照强度越强其阻值越小．不计线框和导线的电阻，电表均为理想电表，处始时，灯泡正常发光．下列说法正确的是(　　) A.灯泡中电流的频率为25 Hz B.电压表的示数约为200 V C.灯泡的额定电压为20 V D.当照射R的光照射强度增强时，电流表的示数将变大 解析：选D　A．由发电机线框角速度 ω＝50π rad/s 可得f＝＝50 Hz 故A错误； B.发电机电动势峰值Em＝nBSω＝200 V 电压表的示数为U1＝200 V 故B错误； C.根据＝ 可得U2＝20 V 灯泡的额定电压为20 V，故C错误； D.当照射R的光照射强度增强时，其电阻变小，副线圈电压不变，根据欧姆定律可知电流表的示数变大，故D正确．故选D. 9．(2024·湖南高考)根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位．某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示．已知发电机转子以角速度ω匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻R0.当用户端接一个定值电阻R时，R0上消耗的功率为P.不计其余电阻，下列说法正确的是(　　) A.风速增加，若转子角速度增加一倍，则R0上消耗的功率为4P B.输电线路距离增加，若R0阻值增加一倍，则R0消耗的功率为4P C.若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则R0上消耗的功率为8P D.若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则R0上消耗的功率为6P 解析：选A 如图为等效电路图，设降压变压器的原副线圈匝数比为k∶1，则输电线上的电流为I2＝ 转子在磁场中转动时产生的电动势为 e＝NBSωsin ωt A.当转子角速度增加一倍时，升压变压器原副线圈两端电压都增加一倍，输电线上的电流变为I2′＝2I2，故R0上消耗的电功率变为原来的4倍，故A正确； C.升压变压器副线圈匝数增加一倍，副线圈两端电压增加一倍，输电线上的电流增加一倍，故R0上消耗的电功率变为原来的4倍，故C错误； B.若R0阻值增加一倍，输电线路上的电流 I2″＝R0消耗的功率 P3＝I·2R0≠4P 故B错误； D.若在用户端并联一个完全相同的电阻R，用户端电阻减为原来的一半，输电线上的电流为 I2‴＝＝R0消耗的功率 P4＝I‴R0≠6P 故D错误． 故选A. [C级　练加强·培优] 10．(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，三个泡均变暗 解析：选A　A．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； B.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； C.光敏电阻光照增强，阻值减小，由于各支路电压不变，则L3灯泡电流增大，变亮，故C错误； D.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． 故选A. 学科网（北京）股份有限公司 $$