专题：变压器和远距离输电问题 基础夯实综合检测训练（A卷）-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

专题：变压器和远距离输电问题 基础夯实综合检测训练（A卷） 一、单选题 1．在学校科技节上，某小组制作了如图所示的装置。线圈A与手机的音频输出端连接，线圈B与音响连接，把线圈A放在线圈B附近后，手机开始播放音乐，音响发出由手机输出的音乐。下列说法正确的是（　　） A．线圈A中的电流是恒定电流 B．仅将线圈B远离线圈A，音响音乐的响度将变大 C．仅往线圈B中插入铁芯，音响音乐的响度将变小 D．仅增大线圈B的匝数，音响音乐的响度将变大 2．近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，主流运行频率为13.56MHz，可应用在饭卡、公交卡、银行卡、碰一碰支付中，上述NFC器件工作模式为被动模式，主设备（相当于变压器原线圈）利用电能在一定区域内形成射频场（电磁场，主要起作用的是磁场），距主设备越远，场衰减得越快，接收设备工作元件如图所示，进入射频场后，由芯片将接收到的数据解读出来，并自动进行后续流程，下列说法可能正确的是（　　） A．主设备加载数据过程，通过的电流不变 B．在工作区域靠外侧，因衰减射频场的频率减小 C．接收设备的线圈越小，芯片接收的信息越准确 D．接收设备在场中的速度越小，芯片接收信息越准确 3．2024年1月，六盘水市六枝电厂至钟山区500千伏线路工程成功投产。六枝电厂总装机容量（即输出功率）约为400万千瓦，设总装机容量和输电线的总电阻不变，相比于较早的约200千伏输电，升级为500千伏输电后，输电线上的电功率损耗约为升级前的多少倍（　　） A． B． C． D． 4．某型号手机充电器中的变压器原、副线圈匝数比为．若原线圈上加有最大电压值为的正弦交流电，则副线圈上可获得电压的有效值可能为（    ） A． B． C． D． 5．一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220 V交变电压改变为110 V。已知变压器原线圈匝数为1200，则副线圈匝数为（　　） A．200 B．400 C．600 D．1200 6．某同学的电动自行车充电器是一输入电压为220V，输出电压为48V的变压器（可视为理想变压器），由于副线圈烧坏了，为修复该充电器，该同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上绕了5匝线圈，如图所示，将原线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈两端电压为2V.则（　　）    A．该充电器原、副线圈上每匝两端电压为0.5V B．该充电器原线圈有1100匝 C．被烧坏的副线圈有120匝 D．被烧坏的副线圈有240匝 7．如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数分别为n1和n2，原线圈接在正弦式交变电源上，副线圈接有一灯泡L。为了检测理想变压器的相关数据，变压器的铁芯上还接有一匝数为2匝的电压互感器，电压表为理想交流电压表。已知电路稳定时小灯泡恰好正常发光，电压互感器中电压表的示数为U0，下列说法正确的是（　　） A．小灯泡的额定电压为 B．正弦式交变电源的电压有效值为 C．原线圈的输入功率大于副线圈的输出功率 D．原、副线圈两端的电压之比 8．北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念。国家体育馆“鸟巢”隐藏着一座年发电量比较大的太阳能光伏发电系统，假设该发电系统的输出电压恒为200V，通过理想变压器向远处输电，如图，所用输电线的总电阻为10Ω，升压变压器原、副线圈匝数比为1：20，下列说法正确的是（　　）    A．若该发电系统输送功率为，则输电线损失的功率为 B．若该发电系统输送功率为，用户获得220V电压，则降压变压器原、副线圈的匝数比为200：11 C．若用户消耗功率减少，则升压变压器输出电压减少 D．若用户消耗功率增加，则用户电路两端电压减少 9．如图为含有理想变压器的电路，图中电流表均为理想电表，三个灯泡电阻相同且不变。变压器原线圈两端接入有效电压为18V的正弦交流电，开关S闭合时，均能发光。当开关S断开后，电流表A1示数改变了0.3A，A2示数改变了0.6A，则下列说法正确的是（　　） A．变压器原副线圈的匝数比为1︰3 B．开关S断开后，副线圈两端的输出电压变大 C．开关S断开后，灯泡L1的功率变大 D．开关S断开后，灯泡L2的功率变大 10．如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比2:1，，，电流表为理想交流电表，原线圈接到有效值为U的交变电压上时，电流表示数为2A，下列分析正确的是（    ） A．U的大小为40V B．通过R的电流有效值为2A C．若断路，电流表示数将变大 D．若断路，则R消耗的功率变小 二、多选题 11．下列有关描述，正确的是（　　） A．交变电流的大小一定随时间做周期性变化 B．置于磁场中的电荷一定会受到洛伦兹力 C．采用高压输电有利于减少输电线上的能量损失 D．闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流 12．远距离输电过程，我们常常采用高压输电。某风力发电站，通过远距离输送一定功率的交流电（　　） A．若仅将输送电压升高为原来的n倍，则输电线上的电功率损失为原来的 B．若仅将输送电压升高为原来的n倍，则输电线上的电功率损失为原来的原来的 C．若仅将高压输送电线的电阻降变为原来的倍，则输电线上的电功率损失为原来的倍 D．若仅将高压输送电线的电阻降变为原来的倍，则输电线上的电功率损失为原来的n2倍 13．图示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的变流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是：（　　）    A．电压表V1示数增大 B．电压表V2、V3示数均增大 C．该变压器起降压作用 D．变阻器滑片是沿c→d的方向滑动 14．在我国北方部分地区经常出现低温雨雪冰冻天气，高压输电线因结冰而造成严重损毁，如图所示。为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰。在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为ΔP；除冰时，需要输电线上热耗功率为9ΔP，若输电功率和输电线的电阻不变，则除冰时（　　） A．输电电流为3I B．输电电流为9I C．输电电压为3U D．输电电压为 15．遵义构皮滩水电站的电能输送简化示意图如图所示。输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4，变压器均视为理想变压器，发电机的输出电压不变。则下列说法正确的是（　　） A．升压变压器的输入功率等于降压变压器的输出功率 B．当发电机的输出功率一定时，升压是为了增加r两端的电压 C．若用电器实际总功率增大，输电线损耗的功率增大 D．若用电器实际总功率增大，r两端的电压增大 16．特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用400kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为，到达B处时电压下降了。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用2000kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为，到达B处时电压下降了。不考虑其他因素的影响，则下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 三、填空题 17．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，电阻R的阻值为55Ω，电流表、电压表均为理想电表。原线圈A、B端接入如图乙所示的正弦交流电压，电流表的示数为___________A，电压表的示数为___________V。 18．如图所示，理想变压器原线圈接入（V）的交变电压，副线圈上接有一个二极管和一个定值电阻，原、副线圈的匝数比为2：l，则副线圈输出电压的频率为_________，定值电阻两端电压的有效值为__________（用题目给的符号表示）。 19．远距离输电时，采用升压变压器使输送电压升高为原来的n倍，当输送电功率一定时，输电线路上因发热损耗的电功率将减少为原来的______。变压器线圈中的电流较大，所用的导线应当较粗。升压变压器的原线圈的漆包线比副线圈的漆包线______（填“粗”或“细”）。 20．某理想变压器的原副线圈匝数比为1:2，原线圈接在1.5V的干电池上，则副线圈两端电压为___________。 四、解答题 21．发电厂（站）要建在靠近能源的地方，而用电的地方却分布很广，大部分地方离电厂很远，故需要远距离输电，如何才能有效输送电能呢? 22．某发电站输出功率，用电阻的输电线向外输送电能。如果用的电压输电，输电线上损失的功率是多少？损失的电压是多少？如果改用的高压输电，输电线上损失的功率和电压又是多少？ 23．快速铁路的电力机车供电系统如图所示，发电厂利用升压变压器将低压交流电的电压升至110 kV，牵引变电所利用降压变压器将电力系统输送来的高压交流电降至27.5 kV，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压不变，输电线的电阻R不能忽略。若机车功率增大，回答下列问题。 （1）升压变压器的输出电压将怎样变化？ （2）输电线上损耗的功率将怎样变化？ 24．如图甲所示，理想变压器原，副线圈匝数比，原线圈接在一电源上，副线圈接有一阻值的定值电阻。交流电压表和交流电流表均为理想电表。当电源电压随时间变化如图乙所示的正弦曲线时，求： （1）电压表示数； （2）电流表示数； （3）原线圈的输入功率。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《专题：变压器和远距离输电问题 基础夯实综合检测训练（A卷）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D B A C C A D C D 题号 11 12 13 14 15 16 答案 CD BC CD AD CD BC 1．D 【详解】A．要在线圈B中产生感应电流，线圈A中的电流一定是交变电流，A错误； B．仅将线圈B远离线圈A，减小了线圈B中的磁通量及其变化率，故音响音乐的响度将变小，B错误； CD．仅增大线圈B的匝数和插入铁芯，都增大了感应电动势，且线圈的电阻很小，音响音乐的响度将变大，C错误，D正确； 故选D。 2．D 【详解】A．由于主设备相当于变压器的原线圈，主设备加载不同数据过程，接收线圈上产生感应电流，根据互感现象，接收设备产生感应电流的同时，会反过来影响主设备，故通过主设备的电流会发生改变，A错误。 B．射频场的频率是由主设备决定的，距主设备距离较远时，通过主设备的电流产生的磁场的磁感应强度减小，但是频率不变，B错误。 C．接收设备线圈越小，单位时间通过接收线圈的磁通量的变化量越小，接收线圈产生的感应电动势（电流）越小，意味接收到的信号弱，可能难以解读，故芯片接收的信息不会更准确，C错误。 D．接收设备在场中的速度越小，它切割射频场产生的动生电动势（电流）就越小，感生电动势（电流）相对更稳定，稳定的合感应电动势有利于芯片更准确地解读接收到的数据信息，D正确。 故选D。 3．B 【详解】升级前，输电线上的电功率损耗为 升级后，输电线上的电功率损耗为 由可得 ， 其中 ， 联立可得 故输电线上的电功率损耗约为升级前的。 故选B。 4．A 【详解】若变压器为理想变压器，则有 其中原线圈电压有效值为 解得副线圈电压有效值为 由于实际变压器存在一定的能量损失，所以副线圈上可获得电压的有效值应小于。 故选A。 5．C 【详解】根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可得 可得副线圈匝数为 故选C。 6．C 【详解】AB．设该变压器的原线圈、副线圈和新绕线圈的匝数分别用n1、n2、n3表示，原线圈、副线圈和新绕线圈两端的电压分别用U1、U2和U3表示，则有该充电器原、副线圈上每匝两端电压为 又 得该充电器原线圈匝数为 匝=550匝 故AB错误； CD．同理可得 所以 匝=120匝 故C正确，D错误。 故选C。 7．A 【详解】A．根据变压器原理可知 得 故A正确； B．根据变压器原理可知 得 此为原线圈、也为正弦式交变电源的电压有效值，故B错误； CD．由于变压器是理想变压器，且电压表为理想交流电压表，无能量损失，则原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，又 得 故CD错误。 故选A。 8．D 【详解】A．根据 解得 U2=4000V 输电线路上电流为 则 故A错误； B．若该发电系统输送功率为，输电线路上电流为 输电线路上损失的电压为 降压变压器原线圈两端的电压为 U3=U2-U损=4000V-1000V=3000V 所以 故B错误； C．若用户消耗功率减少，根据 可知，输出电压不变，故C错误； D．若用户消耗功率增加，根据 P=U4I4 可知I4增大，根据 可知，输电线路上的电流增大，损失的电压增大，故降压变压器原线圈两端的电压减小，用户得的电压减小，故D正确。 故选D。 9．C 【详解】A．根据变压器电流与匝数的关系有 可得 故A错误； B．输入电压不变，根据变压器电压规律得输出电压不变，故B错误； CD．开关S断开后，副线圈电阻变大，输出电压不变，则通过灯泡L2的电流减少，故其功率减少，灯泡L1的电压增大，故其功率增大，故C正确，D错误。 故选C。 10．D 【详解】AB.因为和是并联，并联电阻 电流表示数 所以副线圈输出电压 又因为 所以通过电流有效值 设原线圈输入电压 得 又 故AB错误； CD.若R2断路，则副线圈连接电阻变大，电流表示数变小，原线圈的电流也变小，R消耗的功率变小，故C错误，D正确。 故选D。 11．CD 【详解】A．交变电流的方向一定随时间做周期性变化，交变电流的大小不一定随时间做周期性变化，故A错误； B．置于磁场中的电荷，如果电荷相对于磁场处于静止状态，或运动方向与磁场方向平行，则电荷不会受到洛伦兹力作用，故B错误； C．采用高压输电，可以减小输电线上的电流，根据可知，输电线上的损失功率减小，有利于减少输电线上的能量损失，故C正确； D．闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，切割磁感线的导体产生电动势，由于构成回路，所以导体中会产生感应电流，故D正确。 故选CD。 12．BC 【详解】AB．若仅将输送电压升高为原来的n倍，则输电电流变为原来的倍，根据可知输电线上的电功率损失为原来的原来的，故A错误，B正确； CD．若仅将高压输送电线的电阻降变为原来的倍，则输电电流不变，根据可知输电线上的电功率损失为原来的倍，故C正确，D错误。 故选BC。 13．CD 【详解】A．由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，所以原线圈两端电压不变，则电压表V1示数不变，故A错误； B．根据理想变压器原、副线圈变压规律可知副线圈两端电压不变，则电压表V2示数不变；因为副线圈中电流增大，所以两端电压增大，则两端电压减小，即电压表V3示数减小，故B错误； C．该变压器原、副线圈匝数比为 所以该变压器起降压作用，故C正确； D．因为副线圈两端电压不变，电流增大，所以副线圈总电阻减小，滑动变阻器接入电路阻值减小，即变阻器滑片是沿c→d的方向滑动，故D正确。 故选CD。 14．AD 【详解】AB．高压线上的热耗功率为 若热耗功率变为9ΔP，则线 联立得，故A正确，B错误； CD．又输送功率不变 得，故C错误，D正确。 故选AD。 15．CD 【详解】A．由于输电线电阻有一定损耗功率，则升压变压器的输入功率大于降压变压器的输出功率，故A错误； B．当发电机的输出功率一定时，升压是为了减小输送电流，根据 可知输电线电阻r两端的电压减小，故B错误； CD．若用电器实际总功率增大，可知发电机的输出功率增大，根据 由于发电机的输出电压不变，则不变，又变压器的匝数比不变，可知升压变压器的输出电压不变，则输送电流增大，根据 ， 可知输电线损耗的功率增大，r两端的电压增大，故CD正确。 故选CD。 16．BC 【详解】导线上的功率损失为 损失的电压 则当输电电压从400kV升到2000kV时，输电线损失的功率变为原来的，即 损失的电压变为原来的，即 故选BC。 17． 2 110 【详解】[1][2]由图乙可知，原线圈输入电压有效值为 根据变压器电压比等于匝数比可得 则电压表的示数为；根据欧姆定律可得 则电流表的示数为。 18． 【详解】[1]由题可知原线圈输入的交流电的频率为，变压器不改变交变电流的频率，故副线圈输出电压的频率也为。 [2]原线圈两端电压的有效值为 根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系 解得副线圈两端电压的有效值为 副线圈中接有二极管，其有效值计算为 解得 19． 粗 【详解】[1]当输送电功率一定时，因发热损耗的电功率为 使输送电压升高为原来的n倍，因发热损耗的电功率为 [2]电压与匝数成正比，升压变压器的副线圈匝数较多，即 n1＜n2 电流与匝数成反比，故 I1＞I2 因为原线圈匝数少，电流较大，需要原线圈导线粗一些。 20．0 【详解】根据题意可知，原线圈接直流电，变压器不能工作，所以负线圈的输出电压为0V。 21．见解析 【详解】发电厂发出的电压不高，而用电的用户集中区与发电厂的距离又非常远，所以电就需要长距离运输，但是电在传输中会有损耗。为了降低损耗，需要在变电站提升电压再进行远距离输电，在入户前进行降低电压再入户，这样就可以有效输送电能了。 22．100kW；1kV；1kW；100V 【详解】根据，用的电压输电时的输电电流 输电线损失的功率 损失的电压 改用高压输电后，输电电流 输电线损失的功率 损失的电压 23．（1）不变；（2）增大 【详解】（1）发电厂的输出电压不变，升压变压器匝数比不变，根据变压比可知，升压变压器的输出电压不变； （2）升压变压器的输入功率等于输出功率，若机车功率增大，则升压变压器的输出功率增大，由公式可知升压变压器的输出电流增大，输电线上的功率损耗增大。 24．（1）15V；（2）1.5A；（3）22.5W 【详解】（1）由图乙知正弦交流电原线圈两端电压的有效值为 根据原副线圈电压比等于匝数比，可得 解得电压表示数为 （2）根据欧姆定律，电流表示数为 （3）原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则有 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $