13.2 变压器 电能的输送 专项训练-2026届高三物理一轮考点题组分层练

13.2 变压器 电能的输送 考点一　变压器原理与规律 1 题组1：变压器的原理与规律 1 题组2：原线圈含用电器的变压器电路 2 题组3：含二极管的变压器 3 考点二　理想变压器的动态分析 4 题组1：负载变化，匝数比不变 4 题组2：负载不变，匝数比变化 5 考点三　远距离输电问题 6 题组1：远距离输电回路与基本关系 6 题组2：远距离输电的动态分析 7 考点四　特殊变压器 8 题组1：互感器 8 题组2：自耦变压器 9 13.2 变压器 电能的输送 考点一　变压器原理与规律 题组1：变压器的原理与规律 1. （单选）如图所示为无线充电宝给手机充电的工作原理图。充电时，手机与阻值的电阻串接于受电线圈两端和，并置于充电宝内的送电线圈正上方，送电线圈与受电线圈的匝数比为，两线圈自身的电阻忽略不计。当间接上的正弦交变电流后，手机两端的输入电压为，流过手机的电流为，则(    ) A. 受电线圈两端的输出电压为 B. 端的输入功率为 C. 流经送电线圈的电流为 D. 充电效率一定小于 2. （多选）在停车场新建了一座电动汽车充电站。将配电电压为的正弦式交流电通过变压器降至，将充电桩连接到变压器的副线圈上。若变压器可视为理想变压器，每一个充电桩的输入电流为，则下列说法正确的是(    ) A. 变压器原、副线圈的匝数比 B. 加在每个充电桩两端电压的最大值为 C. 若台充电桩同时使用，则变压器原线圈中的电流为 D. 若台充电桩同时使用，变压器的输入功率为 3. （多选）如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比电表均为理想交流电表，灯泡电阻不变、两端所接交变电压如图乙所示。下列说法正确的是(    ) A. 电流频率为 B. 电流表的读数为 C. 时产生该正弦交流电的线圈正处于中性面位置 D. 变压器输入功率为 题组2：原线圈含用电器的变压器电路 4. （单选）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，、两端接入一内阻不计的交流电源，其电压随时间变化的图像如图乙所示。已知电压表、电流表均为理想电表，当电阻箱的阻值调至时，电阻箱消耗的功率最大，最大功率为 A. B. C. D. 5. （多选）如图所示，、端连接一个稳压交流电源，理想变压器的原线圈上接有阻值为的定值电阻，副线圈上接有最大阻值为的滑动变阻器，原、副线圈匝数之比为，电表均为理想电表。初始时，滑动变阻器的滑片处于正中间位置，滑片移动过程中，电流表、电压表示数变化量的绝对值分别为、，下列说法正确的是 A. 若滑片下移，电压表和电流表的示数均增大 B. 若滑片上移，滑动变阻器消耗的功率逐渐增大 C. 滑片移动过程中 D. 若滑片上移，电源输出功率先减小后增大 6. （多选）在图示电路中，理想变压器的原、副线圈匝数比为，电阻，。已知通过的电流，下列说法正确的是(    ) A. 通过的电流为 B. 、两端电压的有效值为 C. 若、两端电压保持不变，仅减小的阻值，则消耗的电功率增大 D. 若、两端电压保持不变，仅减小的阻值，则两端的电压减小 题组3：含二极管的变压器 7. （单选）手机充电器能够将交流电转换成低压直流电，某同学设计了如图所示的电路图进行研究。已知理想变压器原、副线圈匝数比为，理想二极管具有单向导电性电阻可忽略不计，原线圈输入的交流电，定值电阻，电表均为理想电表，下列关于电路的分析正确的是(    ) A. 电压表示数为 B. 电流表的示数为 C. 定值电阻消耗的功率为 D. 定值电阻在内产生的热量为 8. （多选）如图所示，某直流电源经交直转换后输出交流电，经理想变压器升压后，当点火针和金属板间的电压峰值达到，就会引发电火花。已知原副线圈的匝数分别为、，为理想二极管正向导通时电阻为零，反向截止时电阻无限大，则下列说法正确的是(    ) A. 引发电火花的频率为 B. C. 引发电火花的频率为 D. 考点二　理想变压器的动态分析 题组1：负载变化，匝数比不变 1. （单选）我国农村地区幅员辽阔，在人烟稀少的地区，一台低压变压器的供电半径可达左右，这使得远离变压器的用户由于输电线的电阻较大导致供电电压偏低。某同学为了研究这种现象设计了如图所示的电路，图中为理想降压变压器，对用户供电，甲用户离变压器很近，输电线电阻不计，乙用户距变压器，丙用户距变压器，、为两段低压输电线的等效电阻，可认为，、、是三个用户正在工作的用电器的等效电阻，且，为丙用户未接入的用电器，用、、分别表示、、两端的电压，输入电压的有效值不变，下列说法正确的是(    ) A. B. C. 若闭合，不变，、均增大 D. 若闭合，不变，、均减小 2. （单选）如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈与滑动变阻器相连，交流电压表和交流电流表均可视为理想电表，变压器的滑片向端滑动，则(    ) A. 电压表的示数增大 B. 电流表的示数增大 C. 变压器的输出功率减小 D. 变压器的输入功率不变 3. （多选）如图所示，小型发电机线圈固定，共有匝，线圈电阻不计，发电机通过旋转磁极发电，旋转方向如图所示，旋转速度为，通过线圈的最大磁通量为，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，电流表和电压表均为理想电表，负载电阻，滑动变阻器，下列说法正确的是(    ) A. 电压表的示数为 B. 电压表的示数为 C. 将滑动变阻器的滑片向下移，电流表的示数减小 D. 将滑动变阻器的滑片向下移，电压表的示数增大 题组2：负载不变，匝数比变化 4. （单选）如图为一种自耦调压器的结构示意图，线圈均匀绕在铁芯上，通过滑片可调节副线圈匝数。、间输入电压为，副线圈上接有个电动机，为线圈、的中点。电动机的内阻，额定电压，额定功率。则(    ) A. 当滑片向上移动时，原线圈的电流将变小 B. 当滑片向上移动时，电动机的损耗功率将减小 C. 当滑片置于处时，电动机两端的电压为 D. 当滑片置于处时，电动机的输出功率为 5. （多选）如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头调节，副线圈回路接有滑动变阻器、定值电阻和、开关。处于闭合状态，在原线圈电压不变的情况下，为提高的热功率，可以(    ) A. 保持不动，滑动变阻器的滑片向端滑动 B. 将向端移动，滑动变阻器的滑片位置不变 C. 将向端移动，滑动变阻器的滑片向端滑动 D. 将向端移动，滑动变阻器的滑片向端滑动 6. （多选）如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为：，是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，除以外其余电阻不计。从某时刻开始单刀双掷开关掷向，在原线圈两端加上如图乙所示交变电压，则下列说法中正确的是(    ) A. 当开关与连接时，电压表的示数为 B. 当开关与连接时，滑动变阻器触片向下移，电压表示数不变，电流表的示数变大 C. 开关由扳到时，副线圈电流表示数变为原来的倍 D. 当单刀双掷开关由拨向时，副线圈输出电压的频率变为原来倍 考点三　远距离输电问题 题组1：远距离输电回路与基本关系 1. （单选）某发电厂原来用的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到输电，输入功率都是。若输电线路的电阻为，变压器为理想变压器。下列说法正确的是(    ) A. 根据公式，提高电压后输电线上的电压损失变为原来的倍 B. 根据公式，提高电压后输电线上的电流增大为原来的倍 C. 根据公式，提高电压后输电线上的功率损失减小为原来的 D. 根据公式，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的倍 2.水电站是具有发电、灌溉、供水和旅游等综合经济效益的综合性水利工程，如图所示，水电站用一交流发电机组向远处电动机供电。已知发电机线圈的面积，匝数，匀强磁场的磁感应强度大小，线圈匀速转动的角速度，用电器与线圈串联。输电导线的总电阻，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。电动机正常工作且铭牌上标有“、”字样。 求输电线路上的发热功率； 若发电机线圈电阻可忽略不计，求用电器消耗的功率。 3.绿色环保、低碳出行已经成为一种时尚，新能源汽车越来越受市民的喜爱，正在加速“驶入”百姓家。如图为电动汽车安装充电桩的电路，已知总电源的输出电压为，输电线的总电阻，变压器视为理想变压器，其中降压变压器的匝数比为，汽车充电桩获得的电压为，用户获得的功率为，求： 输电线上的电流； 升压变压器的匝数比。 题组2：远距离输电的动态分析 4. （单选）某同学借助如图所示的电路，探究电网输电的规律。电路中升压变压器原线圈接电压恒定的交流电源，变压器均可视为理想变压器，电表均可视为理想电表，则下列说法中正确的是 A. 仅将向上调，电压表示数会增大 B. 仅将向上调，电流表示数会减小 C. 若用户增多，电网负荷增大，要想用电器正常工作，应将向下调 D. 演示“夜深了，灯更亮了”，应将变阻器的滑片向上调，电流表示数减小而电压表示数不变 5. （多选）下图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器和降压变压器都认为是理想变压器，中间输电电路电阻为，下列说法正确的有(    ) A. 输出电压与输入电压相等 B. 输出功率大于输入功率 C. 若用户接入的用电器增多，则功率降低 D. 若用户接入的用电器增多，则输出功率增大 6. （多选）如图所示为远距离输电示意图，各变压器均视为理想变压器，若发电机的输出电压不变。在用电高峰时可等效为用户的总电阻减小，电路中所标物理量变化正确的是(    ) A. 降压变压器的输出电压增大 B. 输电线上的电流增大 C. 输电线上损失的电压减小 D. 升压变压器的输出电压不变 考点四　特殊变压器 题组1：互感器 1. （多选）如图所示为某小型电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率为。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，输电线的总电阻为，下列说法正确的是(    ) A. 将滑动触头下移，用户获得的电压将增大 B. 采用高压输电可以减小输电线中的电流 C. 用户获得的功率为 D. 升压变压器的输出电压 2. （多选）“西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，如图为模拟远距离高压输电示意图。已知升压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为和，各互感器和电表均为理想状态，则下列说法正确的是(    ) A. 电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流作用 B. 若电压表的示数为，电流表的示数为，则线路输送电功率为 C. 若保持发电机输出电压和用户数不变，仅将滑片下移，则输电线损耗功率增大 D. 若发电机输出电压一定，仅增加用户数，为维持用户电压不变，可将滑片上移 题组2：自耦变压器 3. （单选）如图所示为理想自耦变压器与负载连接的电路，原线圈输入交流电的电压恒定不变。现闭合开关，电动机开始工作，则(    ) A. 闭合后，副线圈输出电压增大 B. 闭合后，电阻两端的电压减小 C. 闭合后，原线圈输入功率减小 D. 滑动触头向下移动，灯可能恢复到原来的亮度 4. （单选）如图甲所示，虚线磁场边界左侧有一竖直向下的匀强磁场磁感应强度为，一正方形线框边长为，匝数为，不计线框内阻从图示位置绕水平上边为轴顺时针匀速转动，以角速度为进入磁场区域。现将该线框产生的交流电接入图乙电路的端，定值电阻阻值为，电阻为，忽略灯丝电阻随温度的变化，为理想交流电流表，为理想二极管，为理想自耦变压器上的滑动触头，为滑动变阻器上的滑片。下列说法正确的是(    ) A. 线框转动切割产生的电动势最大值为 B. 电流表的读数为 C. 不动，向下滑动时，减小 D. 顺时针转动一个小角度，同时向下滑动时，小灯泡的亮度可以不变 学科网（北京）股份有限公司 $ 13.2 变压器 电能的输送 考点一　变压器原理与规律 1 题组1：变压器的原理与规律 1 题组2：原线圈含用电器的变压器电路 3 题组3：含二极管的变压器 5 考点二　理想变压器的动态分析 6 题组1：负载变化，匝数比不变 6 题组2：负载不变，匝数比变化 9 考点三　远距离输电问题 11 题组1：远距离输电回路与基本关系 11 题组2：远距离输电的动态分析 13 考点四　特殊变压器 14 题组1：互感器 14 题组2：自耦变压器 16 13.2 变压器 电能的输送 考点一　变压器原理与规律 题组1：变压器的原理与规律 1. （单选）如图所示为无线充电宝给手机充电的工作原理图。充电时，手机与阻值的电阻串接于受电线圈两端和，并置于充电宝内的送电线圈正上方，送电线圈与受电线圈的匝数比为，两线圈自身的电阻忽略不计。当间接上的正弦交变电流后，手机两端的输入电压为，流过手机的电流为，则(    ) A. 受电线圈两端的输出电压为 B. 端的输入功率为 C. 流经送电线圈的电流为 D. 充电效率一定小于 【答案】D  【解析】A.根据题意，受电线圈两端的输出电压为 故A错误； B.根据题意知 故判断送电线圈与受电线圈非理想线圈，因为 故端的输入功率大于，故B错误； C.根据项分析知，送电线圈与受电线圈非理想线圈，故 解得流经送电线圈的电流 故C错误； D.如果是理想变压器，则根据电压与匝数比的关系知受电线圈两端的输出电压为 电路的总的输入功率为  ，电池产生的热功率为  ，故充电效率 故D正确。 故选D。 2. （多选）在停车场新建了一座电动汽车充电站。将配电电压为的正弦式交流电通过变压器降至，将充电桩连接到变压器的副线圈上。若变压器可视为理想变压器，每一个充电桩的输入电流为，则下列说法正确的是(    ) A. 变压器原、副线圈的匝数比 B. 加在每个充电桩两端电压的最大值为 C. 若台充电桩同时使用，则变压器原线圈中的电流为 D. 若台充电桩同时使用，变压器的输入功率为 【答案】CD  【解析】A.由变压器的原理可知，A错误； B.由正弦交流电的电压最大值与有效值的关系可知，加在每个充电桩的最大电压，B错误； C.若个充电桩同时使用，副线圈的总电流，根据变压器的原理可知，解得原线圈的电流，C正确； D.根据上述分析可得，台充电桩同时使用时，变压器的输入功率，D正确。 故选：。 3. （多选）如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比电表均为理想交流电表，灯泡电阻不变、两端所接交变电压如图乙所示。下列说法正确的是(    ) A. 电流频率为 B. 电流表的读数为 C. 时产生该正弦交流电的线圈正处于中性面位置 D. 变压器输入功率为 【答案】CD  【解析】A.由乙图可知，交变电流的周期为  ，则交变电流的频率为，故A错误； B.根据乙图可知，线圈输入电压的有效值为，根据变压器电压比等于匝数比可得，可得电压表读数为，由欧姆定律可得电流表读数，故B错误； C.由乙图可知，  时，电动势为零，可知该时刻产生该正弦交流电的线圈正处于中性面位置，故C正确； D.副线圈的电流为  ，则变压器输入功率为，故D正确。 故选CD。 题组2：原线圈含用电器的变压器电路 4. （单选）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，、两端接入一内阻不计的交流电源，其电压随时间变化的图像如图乙所示。已知电压表、电流表均为理想电表，当电阻箱的阻值调至时，电阻箱消耗的功率最大，最大功率为 A. B. C. D. 【答案】C  【解析】解：由乙图可知电动势的有效值为 ， 此变压器原线圈有负载，利用等效法，可以将副线圈电阻等效到原线圈上，根据题意，当电阻箱的阻值调至  时，电阻箱消耗的功率最大，可知等效电阻与原线圈上连接的电阻的阻值相同，所以原线圈两端的电压为 ， 根据原副线圈两端的电压之比等于原副线圈匝数比，可知 ， 所以电阻箱消耗的最大功率  ，故C正确，ABD错误。 5. （多选）如图所示，、端连接一个稳压交流电源，理想变压器的原线圈上接有阻值为的定值电阻，副线圈上接有最大阻值为的滑动变阻器，原、副线圈匝数之比为，电表均为理想电表。初始时，滑动变阻器的滑片处于正中间位置，滑片移动过程中，电流表、电压表示数变化量的绝对值分别为、，下列说法正确的是 A. 若滑片下移，电压表和电流表的示数均增大 B. 若滑片上移，滑动变阻器消耗的功率逐渐增大 C. 滑片移动过程中 D. 若滑片上移，电源输出功率先减小后增大 【答案】BC  【解析】把变阻器接入到原线圈的电路中和电阻串联，其等效电阻为，即，等效电路图如下图所示 A、若滑片下移，则变阻器接入电路的电阻减小，即减小，则通过电阻、的电流增大，加在两端的电压，则减小，所以电压表和电流表的示数均减小，故A错误； B、把电阻看作电源内阻的一部分，当电源内阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大，所以当时，滑动变阻器消耗的功率最大，因为滑动变阻器的最大阻值为，所以的最大阻值为，即滑片滑倒最上端时变阻器消耗的功率最大，所以若滑片上移，滑动变阻器消耗的功率一直增大，故B正确； C、设原线圈的电压和电流分别为和，电压表和电流表是示数分别为和，根据理想变压器圆、副线圈电压、电流规律可得，，联立解得，因为不变，所以，故C正确； D、若滑片上移，则变阻器接入电路的电阻变大，相应的等效电阻也增大，则原线圈中的电流减小，根据可知，电源的输出功率减小，故D错误。 6. （多选）在图示电路中，理想变压器的原、副线圈匝数比为，电阻，。已知通过的电流，下列说法正确的是(    ) A. 通过的电流为 B. 、两端电压的有效值为 C. 若、两端电压保持不变，仅减小的阻值，则消耗的电功率增大 D. 若、两端电压保持不变，仅减小的阻值，则两端的电压减小 【答案】BC  【解析】、通过的电流最大值为，则有效值为，根据并联电路的规律可知，通过的电流有效值为，副线圈的输出电流：，根据变流比可知，原线圈的输入电流：，两端电压为，副线圈两端电压：，根据变压比可知，原线圈的输入电压：，则、两端电压：，故A错误，B正确； C、若、两端电压保持不变，仅减小的阻值，根据闭合电路欧姆定律可知，副线圈的输出电流增大，根据变流比可知，原线圈的输入电流增大，则消耗的电功率增大，故C正确； D、若、两端电压保持不变，仅减小的阻值，则原线圈输入电压增大，根据变压比可知，副线圈输出电压增大，则两端的电压增大，故D错误。 故选：。 题组3：含二极管的变压器 7. （单选）手机充电器能够将交流电转换成低压直流电，某同学设计了如图所示的电路图进行研究。已知理想变压器原、副线圈匝数比为，理想二极管具有单向导电性电阻可忽略不计，原线圈输入的交流电，定值电阻，电表均为理想电表，下列关于电路的分析正确的是(    ) A. 电压表示数为 B. 电流表的示数为 C. 定值电阻消耗的功率为 D. 定值电阻在内产生的热量为 【答案】C  【解析】A.根据变压器原、副线圈电压之比等于匝数之比有，得副线圈两端的电压，由于二极管具有单向导电性，只有半个周期有电流，故，解得电压表示数为，故A错误 B.电流表的示数，故B错误 C.定值电阻消耗的功率，故C正确 D.定值电阻在内产生的热量，故D错误。 8. （多选）如图所示，某直流电源经交直转换后输出交流电，经理想变压器升压后，当点火针和金属板间的电压峰值达到，就会引发电火花。已知原副线圈的匝数分别为、，为理想二极管正向导通时电阻为零，反向截止时电阻无限大，则下列说法正确的是(    ) A. 引发电火花的频率为 B. C. 引发电火花的频率为 D. 【答案】AB  【解析】、理想二极管单向导电，引发电火花的频率与交流电的频率相同，即，选项A正确，选项C错误 、由于引发电火花时的电压峰值为瞬时值，需满足， 解得，选项B正确，选项 D错误。 考点二　理想变压器的动态分析 题组1：负载变化，匝数比不变 1. （单选）我国农村地区幅员辽阔，在人烟稀少的地区，一台低压变压器的供电半径可达左右，这使得远离变压器的用户由于输电线的电阻较大导致供电电压偏低。某同学为了研究这种现象设计了如图所示的电路，图中为理想降压变压器，对用户供电，甲用户离变压器很近，输电线电阻不计，乙用户距变压器，丙用户距变压器，、为两段低压输电线的等效电阻，可认为，、、是三个用户正在工作的用电器的等效电阻，且，为丙用户未接入的用电器，用、、分别表示、、两端的电压，输入电压的有效值不变，下列说法正确的是(    ) A. B. C. 若闭合，不变，、均增大 D. 若闭合，不变，、均减小 【答案】D  【解析】、设原、副线圈匝数分别为、，由理想变压器的电压特点可知， 由题意可知，电路中保持不变，由图可知，，，又有， 根据并联电路特点可得， 因为，所以由上式可知，上述结论结合式可得  又，由三式可得，故AB错误。 、闭合后，根据并联电路特点可知，、并联电阻之和，小于，所以闭合后，、、、的和电阻减小，设和电阻为，由欧姆定律可得，所以增大，再结合可得减小。又，通过电流减小，结合式得通过电流增大，又有得减小。故C错误，D正确。 故选D。 2. （单选）如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈与滑动变阻器相连，交流电压表和交流电流表均可视为理想电表，变压器的滑片向端滑动，则(    ) A. 电压表的示数增大 B. 电流表的示数增大 C. 变压器的输出功率减小 D. 变压器的输入功率不变 【答案】C  【解析】A.变压器的滑片向端滑动，根据  ，电压表的示数不变，A错误； B.变压器的滑片向端滑动，变大，不变，电流表的示数增小，B错误； C.变压器的滑片向端滑动，变大，不变，电流表的示数增小，根据  ，变压器的输出功率减小，C正确； D.根据  ，变压器的输入功率变小，D错误。 故选C。 3. （多选）如图所示，小型发电机线圈固定，共有匝，线圈电阻不计，发电机通过旋转磁极发电，旋转方向如图所示，旋转速度为，通过线圈的最大磁通量为，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，电流表和电压表均为理想电表，负载电阻，滑动变阻器，下列说法正确的是(    ) A. 电压表的示数为 B. 电压表的示数为 C. 将滑动变阻器的滑片向下移，电流表的示数减小 D. 将滑动变阻器的滑片向下移，电压表的示数增大 【答案】BC  【解析】线圈转动角速度为  线圈产生的感应电动势最大值为  则原线圈输入电压为  副线圈输出电压为  可知电压表的示数为，故A错误，B正确； 将滑动变阻器的滑片向下移，滑动变阻器接入电路阻值增大，副线圈总电阻增大，根据欧姆定律可知，副线圈电流  减小，根据  可知，原线圈电流  减小，则电流表的示数减小，故C正确，D错误。 故选BC。 题组2：负载不变，匝数比变化 4. （单选）如图为一种自耦调压器的结构示意图，线圈均匀绕在铁芯上，通过滑片可调节副线圈匝数。、间输入电压为，副线圈上接有个电动机，为线圈、的中点。电动机的内阻，额定电压，额定功率。则(    ) A. 当滑片向上移动时，原线圈的电流将变小 B. 当滑片向上移动时，电动机的损耗功率将减小 C. 当滑片置于处时，电动机两端的电压为 D. 当滑片置于处时，电动机的输出功率为 【答案】D  【解析】当滑片向上移动时，电动机两端的电压变大，流过电动机的电流变大，电动机损耗功率变大，副线圈电流变大，根据变压器电流比与匝数比之间的关系，则原线圈的电流将变大，选项AB错误； D.当滑片置于处时，变压器次级电压等于初级电压，则电动机两端电压有效值为，则，正好正常工作，则，电动机输出功率为，选项D正确； C.当滑片置于处时，电动机两端的电压为，选项C错误。 故选D。 5. （多选）如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头调节，副线圈回路接有滑动变阻器、定值电阻和、开关。处于闭合状态，在原线圈电压不变的情况下，为提高的热功率，可以(    ) A. 保持不动，滑动变阻器的滑片向端滑动 B. 将向端移动，滑动变阻器的滑片位置不变 C. 将向端移动，滑动变阻器的滑片向端滑动 D. 将向端移动，滑动变阻器的滑片向端滑动 【答案】AC  【解析】A.保持不动，根据理想变压器的性质可知副线圈中电压不变，当滑动变阻器的滑片向端滑动时，与  串联后的总电阻减小，电流增大，根据  可知此时热功率增大，故A正确； B.将向端移动，副线圈匝数变小，故副线圈两端电压变小，滑动变阻器的滑片位置不变时，通过  的电流减小，故热功率减小，故B错误； C.将向端移动，副线圈匝数增加，故副线圈两端电压变大，滑动变阻器的滑片向端滑动，与  串联后的总电阻减小，电流增大，此时热功率增大，故C正确； D.将向端移动，副线圈匝数减少，故副线圈两端电压变小，滑动变阻器的滑片向端滑动，与  串联后的总电阻增大，电流减小，此时热功率减小，故D错误。 故选AC。 6. （多选）如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为：，是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，除以外其余电阻不计。从某时刻开始单刀双掷开关掷向，在原线圈两端加上如图乙所示交变电压，则下列说法中正确的是(    ) A. 当开关与连接时，电压表的示数为 B. 当开关与连接时，滑动变阻器触片向下移，电压表示数不变，电流表的示数变大 C. 开关由扳到时，副线圈电流表示数变为原来的倍 D. 当单刀双掷开关由拨向时，副线圈输出电压的频率变为原来倍 【答案】AB  【解析】A、当开关与连接时，原副线圈匝数比为：：。分析图乙，根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，原线圈输入电压为，根据，可得副线圈输出电压，则电压表的示数为，故A正确； B、当开关与连接时，滑动变阻器触片向下移，阻值减小，原线圈输入电压不变，匝数不变，则副线圈输出电压不变，电压表示数不变，根据闭合电路欧姆定律可知，副线圈输出电流增大，则电流表的示数变大，故B正确； C、开关由扳到时，原副线圈匝数比为：，根据，知副线圈输出电压变为原来的倍，根据欧姆定律可知，副线圈电流表示数变为原来的倍，故C错误； D、当单刀双掷开关由拨向时，原线圈匝数的变化，不会改变频率，故当单刀双掷开关由扳向时，副线圈输出电压的频率不变，故D错误。 故选：。 考点三　远距离输电问题 题组1：远距离输电回路与基本关系 1. （单选）某发电厂原来用的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到输电，输入功率都是。若输电线路的电阻为，变压器为理想变压器。下列说法正确的是(    ) A. 根据公式，提高电压后输电线上的电压损失变为原来的倍 B. 根据公式，提高电压后输电线上的电流增大为原来的倍 C. 根据公式，提高电压后输电线上的功率损失减小为原来的 D. 根据公式，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的倍 【答案】C  【解析】输电线上的电流为 可知提高电压后输电线上的电流减小为原来的  。输电线上的电压损失为 可知提高电压后输电线上的电压损失变为原来的  ，故AB错误； 根据公式，提高电压后输电线上的功率损失减小为原来的  ，故C正确，D错误。 故选C。 2.水电站是具有发电、灌溉、供水和旅游等综合经济效益的综合性水利工程，如图所示，水电站用一交流发电机组向远处电动机供电。已知发电机线圈的面积，匝数，匀强磁场的磁感应强度大小，线圈匀速转动的角速度，用电器与线圈串联。输电导线的总电阻，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。电动机正常工作且铭牌上标有“、”字样。 求输电线路上的发热功率； 若发电机线圈电阻可忽略不计，求用电器消耗的功率。 【答案】解：设降压变压器原、副线圈的电流分别为  、  ，电动机正常工作，则 ， 根据理想变压器的原理有 ，解得 ， 根据焦耳定律可知 ，解得 ； 根据理想变压器的原理有 ，解得 ， 升压变压器副线圈两端电压 ， 根据理想变压器的原理有 ，解得 ， 根据理想变压器的原理有 ，解得 ， 线框产生的感应电动势的最大值 ， 线框产生的感应电动势 ， 用电器消耗的功率 ， 解得 。 3.绿色环保、低碳出行已经成为一种时尚，新能源汽车越来越受市民的喜爱，正在加速“驶入”百姓家。如图为电动汽车安装充电桩的电路，已知总电源的输出电压为，输电线的总电阻，变压器视为理想变压器，其中降压变压器的匝数比为，汽车充电桩获得的电压为，用户获得的功率为，求： 输电线上的电流； 升压变压器的匝数比。 【答案】解：降压变压器副线圈电流， 输电线上的电流。 降压变压器原线圈电压， 输电线上电压降， 升压变压器副线圈电压， 升压变压器的匝数比。 题组2：远距离输电的动态分析 4. （单选）某同学借助如图所示的电路，探究电网输电的规律。电路中升压变压器原线圈接电压恒定的交流电源，变压器均可视为理想变压器，电表均可视为理想电表，则下列说法中正确的是 A. 仅将向上调，电压表示数会增大 B. 仅将向上调，电流表示数会减小 C. 若用户增多，电网负荷增大，要想用电器正常工作，应将向下调 D. 演示“夜深了，灯更亮了”，应将变阻器的滑片向上调，电流表示数减小而电压表示数不变 【答案】B  【解析】A、仅将向上调，即升压变压器原线圈匝数增大，而原线圈输入电压恒定，根据，副线圈电压会减小，整个输电过程中，后续的用电器和电路结构不变，所以最终电压表示数会减小，故A错误。 B、由选项A可知，仅将向上调，升压变压器副线圈电压增大，整个输电过程中，后续的用电器和电路结构不变，所以最终输出电压增大，而电阻不变，则输出电流减小，所以输电电流也减小，电流表示数会减小，故B正确。 C、若用户增多，电网负荷增大，即总功率增大，在输电电压一定的情况下，输电电流增大，输电线上的电压损失增大，降压变压器原线圈输入电压会减小， 为使用电器正常工作，即降压变压器副线圈输出电压不变，减小，根据，降压变压器原线圈匝数不变，增大，也就是应将向上调，故C错误。 D、想演示“夜深了，灯更亮了”，意味着用户端用电器减少，总电阻增大，应将变阻器的滑片向上调，总电流减小，输电线上的电流也减小，输电线上的电压损失减小，降压变压器原线圈输入电压增大，副线圈输出电压也增大，则电流表示数减小，电压表示数变大，故D错误。 5. （多选）下图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器和降压变压器都认为是理想变压器，中间输电电路电阻为，下列说法正确的有(    ) A. 输出电压与输入电压相等 B. 输出功率大于输入功率 C. 若用户接入的用电器增多，则功率降低 D. 若用户接入的用电器增多，则输出功率增大 【答案】BD  【解析】由于输电过程中电阻要产生热量，会损失功率，故输出功率大于输入功率；输出电压大于输入电压，故 A错误，B正确； C.由于输入电压不变，所以变压器的输出变压不变，随着用户接入的用电器增多，导致用户端的等效电阻变小，则电流变大，根据，可知功率增大，故C错误； D.用户接入电路的用电器越多，用电器消耗功率增大，即输出功率增大，故 D正确。 故选BD。 6. （多选）如图所示为远距离输电示意图，各变压器均视为理想变压器，若发电机的输出电压不变。在用电高峰时可等效为用户的总电阻减小，电路中所标物理量变化正确的是(    ) A. 降压变压器的输出电压增大 B. 输电线上的电流增大 C. 输电线上损失的电压减小 D. 升压变压器的输出电压不变 【答案】BD  【解析】当用电高峰时，用户总功率增大，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，由可知输电线上的电压损失增大，发电机的输出电压不变，则不变，可知降压变压器的输入电压减小，所以用户得到的电压减小，故AC错误，BD正确； 故选：。 考点四　特殊变压器 题组1：互感器 1. （多选）如图所示为某小型电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率为。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，输电线的总电阻为，下列说法正确的是(    ) A. 将滑动触头下移，用户获得的电压将增大 B. 采用高压输电可以减小输电线中的电流 C. 用户获得的功率为 D. 升压变压器的输出电压 【答案】BC  【解析】A.将下移，降压变压器的原线圈匝数变多，即  变大，对于理想变压器，有，化简得，所以降压变压器的输出电压将减小，即用户获得的电压将减小，所以A错误； B.当输电功率不变时，增加升压变压器的输入电压，电流会减小。对于理想变压器，有，可知，输电线的电流会减小。所以采用高压输电可以减小输电线中的电流，所以B正确； 由电流互感器可得，输电线的电流为，由题意可知，升压变压器的输出功率为，则可得升压变压器的输出电压为，由题意及以上选项分析可得，输电线损耗的功率为，则用户获得的功率为，所以C正确D错误； 故选BC。 2. （多选）“西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，如图为模拟远距离高压输电示意图。已知升压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为和，各互感器和电表均为理想状态，则下列说法正确的是(    ) A. 电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流作用 B. 若电压表的示数为，电流表的示数为，则线路输送电功率为 C. 若保持发电机输出电压和用户数不变，仅将滑片下移，则输电线损耗功率增大 D. 若发电机输出电压一定，仅增加用户数，为维持用户电压不变，可将滑片上移 【答案】ACD  【解析】A.根据电压与匝数成正比知电压互感器起降压作用，根据电流与匝数成反比知电流互感器起减小电流作用，故A正确； B.电压互感器原线圈两端电压，电流互感器原线圈中的电流，对于理想变压器，线路输送电功率，故B错误； C.仅将滑片下移，相当于增加了升压变压器副线圈的匝数，根据理想变压器的规律，升压变压器副线圈两端的电压增大，降压变压器原线圈两端电压增大，副线圈两端电压增大，通过负载的电流，又用户数不变，即负载总电阻不变，则增大，降压变压器原线圈中的电流，匝数比不变，增大，根据，则输电线上损耗功率增大，故C正确； D.仅增加用户数，即负载总电阻减小，若降压变压器副线圈两端电压不变，则通过副线圈的电流增大。降压变压器原线圈中的电流增大。输电线上的电压损失增大。原线圈两端电压减小。根据可知，当减小时，减小可以使不变，所以要将降压变压器的滑片上移，故D正确。 故选ACD。 题组2：自耦变压器 3. （单选）如图所示为理想自耦变压器与负载连接的电路，原线圈输入交流电的电压恒定不变。现闭合开关，电动机开始工作，则(    ) A. 闭合后，副线圈输出电压增大 B. 闭合后，电阻两端的电压减小 C. 闭合后，原线圈输入功率减小 D. 滑动触头向下移动，灯可能恢复到原来的亮度 【答案】D  【解析】A. 闭合后，副线圈输出电压，则副线圈输出电压不变，选项A错误； 闭合后，副线圈中的总电阻减小，则副线圈中的总电流变大，电阻两端的电压变大，副线圈中消耗的功率变大，则原线圈的输入功率变大，选项 BC错误； D. 闭合后，电阻两端的电压变大，则灯泡两端电压减小，亮度变暗；若滑动触头向下移动，则原线圈的匝数减小，根据，可知，副线圈两端的电压变大，则灯泡两端电压会变大，即灯可能恢复到原来的亮度，选项 D正确。 故选D。 4. （单选）如图甲所示，虚线磁场边界左侧有一竖直向下的匀强磁场磁感应强度为，一正方形线框边长为，匝数为，不计线框内阻从图示位置绕水平上边为轴顺时针匀速转动，以角速度为进入磁场区域。现将该线框产生的交流电接入图乙电路的端，定值电阻阻值为，电阻为，忽略灯丝电阻随温度的变化，为理想交流电流表，为理想二极管，为理想自耦变压器上的滑动触头，为滑动变阻器上的滑片。下列说法正确的是(    ) A. 线框转动切割产生的电动势最大值为 B. 电流表的读数为 C. 不动，向下滑动时，减小 D. 顺时针转动一个小角度，同时向下滑动时，小灯泡的亮度可以不变 【答案】D  【解答】A.线框转动切割产生的电动势最大值为，故A错误； B.由图甲可知线框运动的半个周期内产生交变电流，由图乙可知由于二极管的存在，流过灯泡  的电流只有  正弦式电流流过；电流表的示数为流过电流表的有效值，根据有效值的定义有，其中，解得，故B错误； C.  不动，  向下滑动时，由于变压器的匝数比不变，可知电压  不变，故C错误； D.由欧姆定律知流过灯泡  的电流， 顺时针转动一个小角度，副线圈匝数减小，电压  减小；同时  向下滑动时，接入电路的电阻  减小，所以小灯泡  的亮度可能不变，故D正确。 故选D。 学科网（北京）股份有限公司 $