第十三章 第2讲　变压器　远距离输电 专项练习 -2027届高考物理一轮复习考点精讲

**基本信息** 聚焦变压器与远距离输电核心考点，通过高考真题与原创题结合，系统覆盖基础计算、实际应用及综合分析，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |变压器基础|4题（1、2、5、9）|基础计算与图像分析|匝数比推导电压关系，自耦变压器动态调节| |远距离输电|3题（6、7、10）|功率损失与电压关系|输电功率公式应用，损失功率计算| |综合应用|3题（3、4、8）|多器件组合与实际应用|多变压器电路分析，生产生活场景融合|

[课时通关精练(三十三)]　变压器　远距离输电 (选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟) 1.(2025·广西高考)某变压器输入正弦交流电的电压有效值为220 V，输出电压最大值为11 V，该变压器视为理想变压器，其原、副线圈匝数之比为(　　) A.20∶ B.20∶1 C.20∶1 D.1∶20 2.(2025·江西高考)某变压器的原线圈匝数未知，将9 V的正弦交流电输入原线圈。改变副线圈的匝数n，测得副线圈两端的电压U与匝数n之间的关系如图所示。若该变压器为理想变压器，则原线圈的匝数最接近(　　) A.110 B.160 C.210 D.310 3.图甲为小型发电机与理想变压器变压输电过程的示意图，图乙为该发电机产生的电动势随时间的变化规律。理想变压器的匝数比n1∶n2∶n3＝4∶1∶2，电阻R1阻值未知，电阻R2＝20 Ω，灯泡的额定电压为5 V，额定功率为5 W。不计发电机线圈内阻及交流电表A的内阻。若灯泡正常发光，下列说法正确的是(　　) A.t＝0.04 s时，通过发电机线圈的磁通量最大 B.电流表A的示数为 A C.电阻R1＝8 Ω D.发电机的输出功率为22 W 4.(生产生活融通题)如图所示是街头用变压器降压供电的示意图。输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压的波动忽略不计。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，滑动变阻器R代表用户用电器的总电阻。忽略变压器上的能量损耗，电表均为理想电表，当R的滑片向下移时，以下各表读数变化正确的是(　　) A.V2变大 B.V3变大 C.A1变小 D.A2变大 5.如图所示，将理想自耦变压器T的原线圈与交流电源相连，副线圈与滑动变阻器R、灯泡L和热敏电阻R1相连。已知热敏电阻的阻值随温度升高而减小，则能使灯泡变亮的是(　　) A.增大输入电压的频率 B.降低环境温度 C.将滑动变阻器滑片向左移动 D.将自耦变压器滑片向下移动 6. (原创＋生产生活融通)在远距离输电中，若输送的电功率、输电导线电阻均不变，将输电电压从110 V升高为2 200 V，则输电导线上的损失功率变为原来的(　　) A. B. C.20 D.400 7.发电站输出正弦交流电的功率为P＝150 kW，电压为U1＝300 V，利用如图所示的电路进行远距离输电，T1、T2均为理想变压器。已知输电线电阻R＝30 Ω，输电线上损失的功率ΔP＝3 kW，次级发电站两端的电压为U4＝300 V，则(　　) A.输电线上的电流I2＝100 A B.变压器T2原线圈的电压U3＝3×104 V C.变压器T1原、副线圈的匝数比为1∶50 D.变压器T2原、副线圈的匝数比为99∶1 8.(生产生活融通题)(2025·河北高考)2024年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站全面投产发电。如图，若该电站通过理想变压器调节输出电压U2时，输入电压U1保持不变。已知副线圈总匝数为n，分接头1、2间和2、3间的线圈匝数n12＝n23＝，开关S接3时输出电压的瞬时值u2＝Umsin ωt，则S接2时u2-t的图像为(　　) 9.(2025·安徽高考)某理想变压器的实验电路如图所示，原、副线圈总匝数之比n1∶n2＝1∶3，Ⓐ为理想交流电流表。初始时，输入端a、b间接入电压u＝12sin (100πt) V的正弦式交流电，变压器的滑动触头P位于副线圈的正中间，电阻箱R的阻值调为6 Ω。要使电流表的示数变为2.0 A，下列操作正确的是(　　) A.电阻箱R的阻值调为18 Ω B.副线圈接入电路的匝数调为其总匝数的 C.输入端电压调为u＝12sin (50πt) V D.输入端电压调为u＝6sin (100πt) V 10.如图所示是某同学模拟远距离输电的实验示意图，矩形线圈abcd电阻不计，面积S＝0.02 m2，匝数N＝200匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的OO'轴以角速度ω＝10π rad/s匀速转动。已知磁感应强度大小B＝ T，输电线路等效电阻R＝10 Ω，输电功率保持P＝400 W不变，电压表是理想交流电压表，升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器。 (1)求t＝2 s时电压表的示数； (2)若用户得到的功率为360 W，求升压变压器T1原、副线圈的匝数比。 学科网（北京）股份有限公司 $ [课时通关精练(三十三)]　变压器　远距离输电 (选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟) 1.(2025·广西高考)某变压器输入正弦交流电的电压有效值为220 V，输出电压最大值为11 V，该变压器视为理想变压器，其原、副线圈匝数之比为(　　) A.20∶ B.20∶1 C.20∶1 D.1∶20 解析：选C。变压器输出电压有效值为U2＝ V＝11 V，则变压器原、副线圈的匝数比＝＝＝，C正确。 2.(2025·江西高考)某变压器的原线圈匝数未知，将9 V的正弦交流电输入原线圈。改变副线圈的匝数n，测得副线圈两端的电压U与匝数n之间的关系如图所示。若该变压器为理想变压器，则原线圈的匝数最接近(　　) A.110 B.160 C.210 D.310 解析：选C。设原线圈的匝数为n1，根据＝，可得n1＝U1，由题图可知当U＝3 V时，n＝72，代入可得n1＝×9＝216，故C最接近。 3.图甲为小型发电机与理想变压器变压输电过程的示意图，图乙为该发电机产生的电动势随时间的变化规律。理想变压器的匝数比n1∶n2∶n3＝4∶1∶2，电阻R1阻值未知，电阻R2＝20 Ω，灯泡的额定电压为5 V，额定功率为5 W。不计发电机线圈内阻及交流电表A的内阻。若灯泡正常发光，下列说法正确的是(　　) A.t＝0.04 s时，通过发电机线圈的磁通量最大 B.电流表A的示数为 A C.电阻R1＝8 Ω D.发电机的输出功率为22 W 解析：选A。由乙图可知，t＝0.04 s时，感应电动势为0，磁通量的变化率为零，此时磁通量最大，A正确；原副线圈满足U1∶U2∶U3＝n1∶n2∶n3，n1I1＝n2I2＋n3I3，原线圈回路满足U1＝E－I1R1，其中E＝，I2＝，U3＝I3R2，联立解得E＝22 V，I3＝0.5 A，I1＝0.5 A，R1＝4 Ω，B、C错误；发电机的输出功率为P＝I1E，解得P＝11 W，D错误。 4.(生产生活融通题)如图所示是街头用变压器降压供电的示意图。输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压的波动忽略不计。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，滑动变阻器R代表用户用电器的总电阻。忽略变压器上的能量损耗，电表均为理想电表，当R的滑片向下移时，以下各表读数变化正确的是(　　) A.V2变大 B.V3变大 C.A1变小 D.A2变大 解析：选D。根据变压器电压比等于匝数比＝，由于原线圈输入电压U1不变，所以副线圈输出电压U2不变，则V2表读数不变，A错误；当R的滑片向下移时，R接入电路阻值减小，根据欧姆定律可得I2＝，可知副线圈电流I2变大，则A2表读数变大；根据U2＝I2R0＋U3，可知V3表读数变小，B错误，D正确；根据变压器电流比等于匝数比的反比＝，可知原线圈电流I1变大，则A1表读数变大，C错误。 5.如图所示，将理想自耦变压器T的原线圈与交流电源相连，副线圈与滑动变阻器R、灯泡L和热敏电阻R1相连。已知热敏电阻的阻值随温度升高而减小，则能使灯泡变亮的是(　　) A.增大输入电压的频率 B.降低环境温度 C.将滑动变阻器滑片向左移动 D.将自耦变压器滑片向下移动 解析：选B。增大输入电压的频率，原线圈两端的电压U不变，根据电压与匝数的关系，可知副线圈两端的电压U2不变，故灯泡不会变亮，A错误；降低环境温度，热敏电阻的阻值增大，故副线圈的总电阻增大，因原线圈两端的电压U不变，根据电压与匝数的关系，可知副线圈两端的电压U2不变，故副线圈的电流减小，则滑动变阻器R两端的电压减小，根据U2＝UR＋UL可知灯泡两端的电压UL增大，则灯泡变亮，B正确；将滑动变阻器滑片向左移动，滑动变阻器R的有效阻值增大，则副线圈的总电阻增大，因原线圈两端的电压U不变，根据电压与匝数的关系，可知副线圈两端的电压U2不变，故副线圈的电流减小，灯泡与热敏电阻并联部分的电阻不变，故并联部分的电压减小，所以灯泡变暗，C错误；将自耦变压器滑片向下移动，副线圈的匝数n2减小，根据＝，因U1、n1不变，可知副线圈两端的电压U2减小，故灯泡两端的电压减小，灯泡变暗，D错误。 6. (原创＋生产生活融通)在远距离输电中，若输送的电功率、输电导线电阻均不变，将输电电压从110 V升高为2 200 V，则输电导线上的损失功率变为原来的(　　) A. B. C.20 D.400 解析：选A。输送功率P＝UI，输电导线功率损失P损＝I2R＝，原电压U1＝110 V，现电压U2＝2 200 V，则＝20，损失功率变为原来的＝，A正确。 7.发电站输出正弦交流电的功率为P＝150 kW，电压为U1＝300 V，利用如图所示的电路进行远距离输电，T1、T2均为理想变压器。已知输电线电阻R＝30 Ω，输电线上损失的功率ΔP＝3 kW，次级发电站两端的电压为U4＝300 V，则(　　) A.输电线上的电流I2＝100 A B.变压器T2原线圈的电压U3＝3×104 V C.变压器T1原、副线圈的匝数比为1∶50 D.变压器T2原、副线圈的匝数比为99∶1 解析：选C。由ΔP＝R，解得输电线上的电流为I2＝＝＝10 A，A错误；根据理想变压器，对升压变压器P2＝P1＝P＝150 kW，根据功率公式，升压变压器副线圈两端电压U2＝＝1.5×104 V，根据理想变压器电压与匝数比的关系，可知变压器T1原、副线圈的匝数比为＝＝＝，C正确；导线上损失的电压ΔU＝I2R＝10×30 V＝300 V，变压器T2原线圈两端电压U3＝U2－ΔU＝1.5×104 V－300 V＝14 700 V，根据理想变压器电压与匝数比的关系，可知变压器T2原、副线圈的匝数比为＝＝＝，B、D错误。 8.(生产生活融通题)(2025·河北高考)2024年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站全面投产发电。如图，若该电站通过理想变压器调节输出电压U2时，输入电压U1保持不变。已知副线圈总匝数为n，分接头1、2间和2、3间的线圈匝数n12＝n23＝，开关S接3时输出电压的瞬时值u2＝Umsin ωt，则S接2时u2-t的图像为(　　) 解析：选D。根据理想变压器电压比与匝数比关系可知＝，＝，由于输入电压U1不变，可知＝，即＝，解得u2＝Umsin ωt，可知此时输出的交流电的周期为T＝，D正确。 9.(2025·安徽高考)某理想变压器的实验电路如图所示，原、副线圈总匝数之比n1∶n2＝1∶3，Ⓐ为理想交流电流表。初始时，输入端a、b间接入电压u＝12sin (100πt) V的正弦式交流电，变压器的滑动触头P位于副线圈的正中间，电阻箱R的阻值调为6 Ω。要使电流表的示数变为2.0 A，下列操作正确的是(　　) A.电阻箱R的阻值调为18 Ω B.副线圈接入电路的匝数调为其总匝数的 C.输入端电压调为u＝12sin (50πt) V D.输入端电压调为u＝6sin (100πt) V 解析：选B。电流表示数I＝＝，当R＝18 Ω时，I＝1 A，A错误；当n2'＝n2时，I＝2 A，B正确；当U1＝12 V时，I＝3 A，C错误；当U1＝6 V时，I＝1.5 A，D错误。 10.如图所示是某同学模拟远距离输电的实验示意图，矩形线圈abcd电阻不计，面积S＝0.02 m2，匝数N＝200匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的OO'轴以角速度ω＝10π rad/s匀速转动。已知磁感应强度大小B＝ T，输电线路等效电阻R＝10 Ω，输电功率保持P＝400 W不变，电压表是理想交流电压表，升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器。 (1)求t＝2 s时电压表的示数； (2)若用户得到的功率为360 W，求升压变压器T1原、副线圈的匝数比。 解析：(1)当t＝0时，矩形线圈平面平行于磁感线，线圈ab和cd正好垂直切割磁感线，所以t＝0时，感应电动势为最大值，大小为Em＝NBSω 解得Em＝4 V 因为线圈内阻不计，所以发电机输出的有效值即为感应电动势的有效值，所以 E＝＝4 V 即电压表的示数为4 V。 (2)由输电功率P＝400 W，用户得到的功率P'＝360 W，可知输电线路消耗的功率 ΔP＝P－P'＝400 W－360 W＝40 W 输电线路的电流I线满足ΔP＝×R 即I线＝＝ A＝2 A 升压变压器T1原线圈中的电流I满足关系 P＝UI 即I＝＝＝100 A 升压变压器T1原线圈中的电流I和副线圈中的电流I线的关系为n1I＝n2I线 所以＝＝＝＝1∶50。 答案：(1)4 V　(2)1∶50 学科网（北京）股份有限公司 $