變壓器、電能的輸送

1、學案正標題一、考綱要求1.理解變壓器的原理，掌握理想變壓器原、副線圈的功率關(guān)系、電壓關(guān)系及電流關(guān)系，并會進行有關(guān)計算.2.能利用功率、電壓、電流關(guān)系對變壓器進行動態(tài)分析.3.會計算遠距離輸電問題中線路損失的功率和電壓二、知識梳理1.理想變壓器（1）主要構(gòu)造：由原線圈、副線圈和鐵芯三部分組成（2）工作原理：電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象（3）基本關(guān)系式功率關(guān)系：P入P出電壓關(guān)系：只有一個副線圈時，；有多個副線圈時，.電流關(guān)系：只有一個副線圈時，.由P入P出及PUI推出有多個副線圈時，U1I1U2I2U3I3.2.幾種常用的變壓器（1）自耦變壓器調(diào)壓變壓器(2)互感器3.遠距離輸電（1）電路損失功率損失：設(shè)輸

2、電電流為I，輸電線的電阻為R，則功率損失為PI2R電壓損失：UIR減小功率損失和電壓損失，都要求提高輸電電壓，減小輸電電流（2）降低損耗的兩個途徑一個途徑是減小輸電線的電阻由電阻定律R可知，在輸電距離一定的情況下，為減小電阻，應(yīng)當用電阻率小的金屬材料制造輸電線此外，還要盡可能增加導線的橫截面積另一個途徑是減小輸電導線中的電流，由PIU可知，當輸送功率一定時，提高電壓可以減小輸電電流三、要點精析1.理想變壓器的基本特點：（1）無漏磁，故原、副線圈中的、相同（2）線圈無電阻，因此無電壓降，UEn.（3）根據(jù)得，套在同一鐵芯上的線圈，無論是原線圈，還是副線圈，該比例都成立，則有2.理想變壓器的基本關(guān)

3、系功率關(guān)系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，即P入P出電壓關(guān)系原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，即，與副線圈的個數(shù)無關(guān)電流關(guān)系只有一個副線圈時：有多個副線圈時：由P入P出得U1I1U2I2U3I3UnIn或I1n1I2n2I3n3Innn頻率關(guān)系f1f2，變壓器不改變交流電的頻率 3.關(guān)于理想變壓器的四點說明（1）變壓器不能改變直流電壓（2）變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的頻率（3）理想變壓器本身不消耗能量（4）理想變壓器基本關(guān)系中的U1、U2、I1、I2均為有效值4.理想變壓器的動態(tài)分析問題常見的理想變壓器的動態(tài)分析一般分匝數(shù)比不變和負載電阻不變兩種情況（1）

4、匝數(shù)比不變的情況(如圖甲所示)U1不變，根據(jù)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，不論負載電阻R如何變化，U2不變當負載電阻發(fā)生變化時，I2變化，輸出電流I2決定輸入電流I1，故I1發(fā)生變化I2變化引起P2變化，P1P2，故P1發(fā)生變化（2）負載電阻不變的情況(如圖乙所示)U1不變，發(fā)生變化，故U2變化R不變，U2變化，故I2發(fā)生變化根據(jù)P2，P2發(fā)生變化，再根據(jù)P1P2，故P1變化，P1U1I1，U1不變，故I1發(fā)生變化5.遠距離輸電的處理思路對高壓輸電問題，應(yīng)按“發(fā)電機升壓變壓器遠距離輸電線降壓變壓器用電器”，或按從“用電器”倒推到“發(fā)電機”的順序一步一步進行分析6.遠距離高壓輸電的幾個基本關(guān)系

5、(以下圖為例)（1）功率關(guān)系：P1P2，P3P4，P2P損P3.（2）電壓、電流關(guān)系：，U2UU3，I2I3I線（3）輸電電流：I線.（4）輸電線上損耗的電功率：P損I線UR線2R線當輸送功率一定時，輸電電壓增大到原來的n倍，輸電線上損耗的功率就減小到原來的.特別提醒：在遠距離輸電問題中，計算線路功率損耗時一般用P損R線，其原因是I線可以由公式P輸出I線U輸出求出，而P損UI線和P損則不常用，其原因是在一般情況下，U不易求出，且易將U和U輸出相混而造成錯誤7.輸電過程電壓和功率的辨析（1）輸電線上電壓損失和輸送電壓不能混用，如P損UIIU線(U或U線指輸電線電阻上的電壓降)，P損()2R(U指

6、輸送總電壓)（2）輸電過程的電壓關(guān)系：（3）輸電過程功率的關(guān)系：8.理想變壓器“四個決定關(guān)系”（1）電壓決定關(guān)系：輸入電壓U1決定輸出電壓U2，這是因為輸出電壓U2U1，當U1不變時，不論負載電阻R變化與否，U2不會改變（2）電流決定關(guān)系：輸出電流I2決定輸入電流I1.（3）功率決定關(guān)系：輸出功率P2決定輸入功率P1，也可簡記為“用決定供”（4）頻率關(guān)系：原、副線圈中電流的頻率相同9.遠距離輸電問題的“一圖、三個關(guān)系、一個結(jié)論”（1）“一圖”：輸電線路的簡化電路圖如圖所示（2）“三個關(guān)系”電流關(guān)系：輸電電流和負載的總電流相等電壓關(guān)系：UUUIR線U.功率關(guān)系：PPPI2R線P.（3）“一個結(jié)論

7、”輸電電壓增加為原來的n倍，輸電線路的功率損耗變?yōu)樵瓉淼?10.理想變壓器模型模型概述理想變壓器是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的具體應(yīng)用，在忽略漏磁的基礎(chǔ)上，利用法拉第電磁感應(yīng)定律改變原線圈的電壓，使電壓升高或降低而達到生活中靈活應(yīng)用的儀器模型種類四、典型例題1.(2015新課標I-16).理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3：1，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接有電壓為220V的正弦交流電源上，如圖所示，設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為U,原、副線圈回路中電阻消耗的功率之比為k，則AU=66V，k=1/9BU=22V，k=1/9CU=66V，k=1/3DU=22V，k=1/3【答案】A【

8、解析】根據(jù)理想變壓器的原理：原、副線圈電壓比等于線圈匝數(shù)比即U1:U2=n1 : n2，當副線圈電壓U2 =U，得原線圈電壓U1 =" 3U," 理想變壓器能量不損耗有P1=P2 , 即U1I1=U2I2， I2="U/R" ,得到I1 =  根據(jù)串聯(lián)電路的特點有：U源=U1+I1R ，聯(lián)立并將U源=220V數(shù)據(jù)代入可得：U=66V;原、副線圈回路中的電阻消耗的功率根據(jù)P = I2R ,電阻相等，可得功率之比k="1/9" ,故選項A正確?！究键c】理想變壓器、歐姆定律、電阻的串聯(lián)、閉合電路的歐姆定律、電功率2.【2015廣東

9、-15】圖為氣流加熱裝置的示意圖，使用電阻絲加熱導氣管，視變壓器為理想變壓器，原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變，調(diào)節(jié)觸頭P，使輸出電壓有效值由220V降至110V。調(diào)節(jié)前后A副線圈中的電流比為1:2B副線圈輸出功率比為2:1C副線圈的接入匝數(shù)比為2:1D原線圈輸入功率比為1:2【答案】C【解析】通過調(diào)節(jié)觸頭P，使輸出電壓有效值由220V降至110V，輸出電壓減少為原來的一半，根據(jù)歐姆定律I =" U/R" ，在電阻不變時，調(diào)節(jié)前后副線圈輸出電流之比為I2前：I2后= U2前：U2后=" 2" ：1 ，選項A錯誤；根據(jù)理想變壓器原理U1 :

10、U2 = n1 : n2，在原線圈電壓和匝數(shù)不變的情況下，副線圈接入匝數(shù)也應(yīng)該變?yōu)樵瓉淼囊话?，接入匝?shù)比n2前：n2后= U2前：U2后=" 2" ：1 ，選項C正確；根據(jù)功率P="UI" ，得到調(diào)節(jié)前后副線圈輸出功率之比P2前：P2后= U2前I2前：U2后I2后=" 4" ：1，選項B錯誤；原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，所以原線圈的輸入功率之比P1前：P1后= P2前：P2后=" 4" ：1，選項D錯誤?！究键c】理想變壓器3.【2015福建-15】圖為遠距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器

11、T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2 。在T的原線圈兩端接入一電壓的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r ，不考慮其它因素的影響，則輸電線上損失的電功率為(   )                                  

12、;                     【答案】C【解析】原線圈電壓的有效值：，根據(jù)可求：，又因為是理想變壓器，所以T的副線圈的電流功率等于輸入功率P，所以輸電線上電流，導線上損耗的電功率，所以C正確，A、B、D錯誤。4.【2015安徽-16】圖示電路中，變壓器為理想變壓器，a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端，R0為定值電阻，R為滑動變阻器。現(xiàn)將變阻器的滑片從一個位置滑動到另一個

13、位置，觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2A，電流表A2的示數(shù)增大了0.8A。則下列說法正確的是A電壓表V1示數(shù)增大B電壓表V2、V3示數(shù)均增大C該變壓器起升壓作用D變阻器滑片是沿的方向滑動【答案】D【解析】電流表示數(shù)增大，說明滑動變阻器接入電路的阻值減小，故應(yīng)從c向d滑動，故D正確；電壓表V1、V2示數(shù)不變，故A、B錯誤；原副線圈中的電流和匝數(shù)成反比，即n1I1=n2I2，電流變化時，n1I1=n2I2，故，應(yīng)是降壓變壓器，C錯誤?？键c：考查理想變壓器和電路知識。5.【2015江蘇-1】一電器中的變壓器可視為理想變壓器，它將220V交變電流改為110V，已知變壓器原線圈匝數(shù)為800，則副線圈匝

14、數(shù)為A200B400C1600D3200【答案】B【解析】根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律，可求副線圈匝數(shù)為400，所以B正確。6.【2015海南-10】如圖，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4:1，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負載電阻的阻值R=11R0，是理想電壓表；現(xiàn)將負載電阻的阻值減小為R=5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時電壓表讀數(shù)為5.0V，則A此時原線圈兩端電壓的最大值約為34VB此時原線圈兩端電壓的最大值約為24VC原線圈兩端原來的電壓有效值約為68VD原線圈兩端原來的電壓有效值約為48V【答案】AD【解析】當負載電阻的阻值減小為R=5R0

15、時，根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律，R兩端電壓為兩端電壓的5倍，因為電壓表測量R兩端的電壓，所以，故副線圈兩端電壓為，根據(jù)公式可得此時原線圈兩端電壓的有效值為=24V，所以此時原線圈兩端電壓的最大值約為，A正確，B錯誤；因為變化過程中變壓器的輸入電流不變，所以對于副線圈中變化前后電流也不變，則變化后電壓，變化前，所以，根據(jù)公式可得原線圈兩端原來的電壓有效值約為48V，D正確，C錯誤。7.【2015天津-6】如圖所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調(diào)節(jié)在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑動觸頭。在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，則A保持

16、Q的位置不變，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變大B保持Q的位置不變，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變小c保持p的位置不變，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變大D保持P的位置不動將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變小【答案】BC【解析】在原、副線圈匝數(shù)比一定的情況下，變壓器的輸出電壓由輸入電壓決定因此，當Q位置不變時，輸出電壓不變，此時P向上滑動，負載電阻值增大，則輸出電流減小，電流表的讀數(shù)I變小，故A錯誤，B正確；P位置不變，將Q向上滑動，則輸出電壓變大，輸出電流變大，則電流表的讀數(shù)變大，故C正確，D錯誤；故選：BC8.(2014·山東·17)如圖所示，將額定電壓為60 V的用電器，通過一理想變

17、壓器接在正弦交變電源上閉合開關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220 V和2.2 A以下判斷正確的是(  )A變壓器輸入功率為484 WB通過原線圈的電流的有效值為0.6 AC通過副線圈的電流的最大值為2.2 AD變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2113【答案】BD【解析】變壓器的輸入功率P1P2I2U22.2×60 W132 W，選項A錯誤；由得，選項D正確；由得I1I2×2.2 A0.6 A，選項B正確；根據(jù)I得通過副線圈的電流的最大值I2mI2 A，選項C錯誤9.(2014·廣東·19)如圖所

18、示的電路中，P為滑動變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓U1不變，閉合電鍵S，下列說法正確的是(  )AP向下滑動時，燈L變亮BP向下滑動時，變壓器的輸出電壓不變CP向上滑動時，變壓器的輸入電流變小DP向上滑動時，變壓器的輸出功率變大【答案】BD【解析】由于理想變壓器輸入電壓U1不變，原、副線圈匝數(shù)不變，所以輸出電壓U2也不變，燈L亮度不隨P的滑動而改變，故選項A錯誤，選項B正確P向上滑動時，滑動變阻器接入電路的電阻減小，負載總電阻R總減小，由I2知，通過副線圈的電流I2增大，輸出功率P2U2I2增大，再由知輸入電流I1也增大，故選項C錯誤，D正確10.(2014·新課標

19、·21)如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2.原線圈通過一理想電流表接正弦交流電源，一個二極管和阻值為R的負載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大，用交流電壓表測得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd，則(  )AUabUcdn1n2B增大負載電阻的阻值R，電流表的讀數(shù)變小C負載電阻的阻值越小，cd間的電壓Ucd越大D將二極管短路，電流表的讀數(shù)加倍【答案】BD【解析】變壓器的變壓比，其中U1、U2是變壓器原、副線圈兩端的電壓U1Uab，由于二極管的單向?qū)щ娞匦裕琔cdU2，選項A錯誤增大負載電阻的阻值R，負載的電功

20、率減小，由于P入P出，且P入I1Uab，所以原線圈上的電流I1減小，即電流表的讀數(shù)變小，選項B正確c、d端的電壓由輸入電壓Uab決定，負載電阻R的阻值變小時，Ucd不變，選項C錯誤根據(jù)變壓器上的能量關(guān)系有E輸入E輸出，在一個周期T的時間內(nèi)，二極管未短路時有UabI1T·0(U為副線圈兩端的電壓)，二極管短路時有UabI2TT，由以上兩式得I22I1，選項D正確11.（2014·浙江·15)如圖所示為遠距離交流輸電的簡化電路圖發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1.在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用

21、戶端的電流是I2.則(  )A用戶端的電壓為B輸電線上的電壓降為UC理想變壓器的輸入功率為rD輸電線路上損失的電功率為I1U【答案】A【解析】根據(jù)變壓器的工作原理、歐姆定律和電功率公式解決問題根據(jù)理想變壓器的工作原理，得I1U1I2U2，所以用戶端的電壓U2，選項A正確；輸電線上的電壓降UI1rUU1，選項B錯誤；變壓器的輸入功率P1I1UrI1U1，選項C錯誤；輸電線路上損失的功率PrI1(UU1)，選項D錯誤12.(2014·四川·1)如圖所示，甲是遠距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機輸出電壓隨時間變化的圖像，則(  )A用戶用電器上交流電的頻率是10

22、0 HzB發(fā)電機輸出交流電的電壓有效值是500 VC輸電線上的電流只由降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定D當用戶用電器的總電阻增大時，輸電線上損失的功率減小【答案】D【解析】由ut圖像可知，交流電的周期T0.02 s，故頻率f50 Hz，選項A錯誤；交流電的電壓最大值Um500 V，故有效值U250 V，選項B錯誤；輸電線上的電流由降壓變壓器副線圈上的電阻和降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定，選項C錯誤；當用戶用電器的總電阻增大時，副線圈上的電流減小，根據(jù)，原線圈(輸電線)上的電流減小，根據(jù)PR得，輸電線損失的功率減小，選項D正確13.【2014·江蘇卷】遠距離輸電的原理圖如圖

23、所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線上的電阻為R，變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是（）ABI2CI1U1I22RDI1U1I2U2【答案】D【解析】根據(jù)變壓器的變壓原理，A項錯誤；，因為，B項錯誤；為電路輸入的總功率，為電線上損耗的功率，C項錯誤，D項正確。14.【2014·福建卷】圖為模擬遠距離輸電實驗電路圖，兩理想變壓器的匝數(shù)n1=n4n2=n3，四根模擬輸電線的電阻R1、R2、R3、R4的阻值均為R，A1、A2為相同的理想交流電流表，L1、L2為相同的小燈泡，燈絲電阻RL2R，忽略燈絲電阻隨溫度的變化。當

24、A、B端接入低壓交流電源時（）A.A1、A2兩表的示數(shù)相同B.L1、L2兩燈泡的量度相同C.R1消耗的功率大于R3消耗的功率D.R2兩端的電壓小于R4兩端的電壓【答案】D【解析】題圖中上面部分為高壓遠距離輸電的示意圖，下面為低壓輸電，在輸送功率一定的情況下，P=UI，U越大，I越小，則，A項錯誤；低壓供電時，輸送電流較大，電線上的電壓損失較多，燈泡兩端獲得電壓較小，亮度較暗，B項錯誤，D項正確；根據(jù)電功率的公式可知，R1消耗的功率小于R3消耗的功率，C項錯誤?？键c：遠距離輸電、變壓器的構(gòu)造和工作原理15.(2013·四川·2)用220 V的正弦交流電通過理想變壓器對一負載供

25、電，變壓器輸出電壓是110 V，通過負載的電流圖像如圖所示，則(  )A變壓器輸入功率約為3.9 WB輸出電壓的最大值是110 VC變壓器原、副線圈匝數(shù)比是12D負載電流的函數(shù)表達式i0.05sin(100t)A【答案】A【解析】由題意知：U1220 V，U2110 V，所以21，U2m110V，選項B、C均錯誤由圖像可知：I2m0.05 A，T0.02 s，則負載電流的函數(shù)表達式為i0.05sin(100t)A，選項D錯誤變壓器的輸入功率P1P2I2U2×110 W3.9 W，選項A正確16.(2013·廣東·16)如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1

26、n221，和均為理想電表，燈泡電阻RL6 ，AB端電壓u112sin 100t (V)下列說法正確的是(  )A電流頻率為100 HzB的讀數(shù)為24 VC的讀數(shù)為0.5 AD變壓器輸入功率為6 W【答案】D【解析】由2f100 rad/s得：f50 Hz，A錯有效值U112 V，又：得：U26 V，I21 A，選項B、C錯由能量守恒得P1P2U2I26 W，D選項對17.(2015·廣州模擬)下圖是遠距離輸電的示意圖，下列說法正確的是  (  )Aa是升壓變壓器，b是降壓變壓器Ba是降壓變壓器，b是升壓變壓器Ca的輸出電壓等于b的輸入電壓Da的輸出電壓等

27、于輸電線上損失的電壓【答案】A【解析】遠距離輸電先升壓，再降壓，選項A正確，B錯誤；由于輸電線有電壓損失，故a的輸出電壓等于b的輸入電壓與損失的電壓之和，選項C、D均錯18.如圖所示，半徑為L1 m的金屬圓環(huán)，其半徑Oa是銅棒，兩者電阻均不計且接觸良好今讓Oa以圓心O為軸，以角速度10 rad/s勻速轉(zhuǎn)動，圓環(huán)處于垂直于環(huán)面、磁感應(yīng)強度為B2 T的勻強磁場中從圓心O引出導線，從圓環(huán)上接出導線，并接到匝數(shù)比為n1n214的理想變壓器原線圈兩端則接在副線圈兩端的理想電壓表的示數(shù)為      (  )A40 VB20 VC80 VD0【答案

28、】D【解析】由于Oa以圓心O為軸，以角速度10 rad/s勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢，變壓器鐵芯中磁通量不變，接在副線圈兩端的理想電壓表的示數(shù)為0，選項D正確19.(多選)電流互感器和電壓互感器如右圖所示，其中n1、n2、n3、n4分別為四組線圈的匝數(shù)，a、b為兩只交流電表，則   (  )AA為電流互感器，且n1n2，a是電流表BA為電壓互感器，且n1n2，a是電壓表CB為電流互感器，且n3n4，b是電流表DB為電壓互感器，且n3n4，b是電壓表【答案】AD【解析】由圖可知A為電流互感器，B為電壓互感器，因此a是電流表，b是電壓表，在A中，有I1n1I2n2

29、，要把大電流變?yōu)樾‰娏鳎衝2n1；在B中，有，要把高電壓變成低電壓，則有n3n4，綜上可知，A、D正確20.(多選)如圖所示，某理想變壓器的原線圈接一交流電，副線圈接如圖所示電路，開關(guān)S原來閉合，且R1R2，現(xiàn)將S斷開，那么交流電壓表的示數(shù)U、交流電流表的示數(shù)I、電阻R1上的功率P1及該變壓器原線圈的輸入功率P的變化情況正確的是             (  )AU增大BI增大CP1減小DP減小【答案】AD【解析】開關(guān)S由閉合到斷開時，負載的總電阻變大，變壓器的輸

30、出電壓U2不變，則輸出電流I2變小，R上的電壓變小，R1上的電壓變大，電阻R1上的功率P1，R1不變，U變大，則P1增大，故A正確、C錯誤由電流與匝數(shù)的關(guān)系可知電流表的示數(shù)I減小，B錯誤輸出電功率P出I2U2，U2不變，I2減小，則P出減小，輸入功率等于輸出功率，所以D正確21.如圖所示，接在照明電路中的自耦變壓器的副線圈上通過輸電線接有三個燈泡L1、L2和L3，輸電線的等效電阻為R.當滑動觸頭P向上移動一段距離后，下列說法正確的是             (  )

31、A等效電阻R上消耗的功率變大B三個燈泡都變亮C原線圈兩端的輸入電壓減小D原線圈中電流表示數(shù)減小【答案】D【解析】自耦變壓器的原、副線圈是同一個線圈，只是匝數(shù)不同而已由題意知原線圈是副線圈的一部分.，當P上移時，U1、n2不變，n1變大，U2變小，因負載電路結(jié)構(gòu)不變，因此負載上的總電流I2應(yīng)變小，R上消耗的功率變小，由串、并聯(lián)電路特點知三個燈泡都變暗，A、B都錯誤由于原線圈的輸入電壓由外部電路決定，是不變的，C錯誤；由P入P出，U1I1U2I2知，P出減小時，I1一定減小，電流表示數(shù)減小，D項正確22.隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對能源的需求也日益擴大，節(jié)能變得越來越重要某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一

32、特定用戶供電，用戶通過降壓變壓器用電，若發(fā)電廠輸出電壓為U1，輸電導線總電阻為R，在某一時段用戶需求的電功率為P0，用戶的用電器正常工作的電壓為U2.在滿足用戶正常用電的情況下，下列說法正確的是            (  )A輸電線上損耗的功率為B輸電線上損耗的功率為C若要減少輸電線上損耗的功率可以采用更高的電壓輸電D采用更高的電壓輸電會降低輸電的效率【答案】C【解析】設(shè)發(fā)電廠輸出功率為P，則輸電線上損耗的功率P損PP0，P損I2R，A、B項錯誤；采用更高的電壓輸電，可以減

33、小輸電線上的電流，故可以減少輸電線上損耗的功率，C項正確；采用更高的電壓輸電，輸電線上損耗的功率減少，用戶需求功率不變，則發(fā)電廠輸電效率增大，故可提高輸電的效率，D項錯誤23.(多選)如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是101，原線圈輸入交變電壓u100sin 50t(V)，在副線圈中串接有理想電流表和定值電阻R，電容器并聯(lián)在電阻R兩端，電阻阻值R10 ，關(guān)于電路分析，下列說法中正確的是           (  )A電流表示數(shù)是1AB電流表示數(shù)是AC電阻R消耗的電功率為10 WD

34、電容器的耐壓值至少是10V【答案】CD【解析】由變壓公式，副線圈輸出電壓為10 V，由于交變電流可以通過并聯(lián)在電阻R兩端的電容器，所以不能應(yīng)用歐姆定律計算電流表示數(shù)，選項A、B錯誤；電阻R消耗的電功率為P102/10 W10 W，選項C正確；副線圈輸出電壓最大值為10 V，電容器的耐壓值至少是10 V，選項D正確24.如圖所示，理想變壓器的原線圈接入u11000sin 100 t(V)的交變電壓，副線圈通過電阻r6 的導線對“220 V 880 W”的電器RL供電，該電器正常工作由此可知  (  )A原、副線圈的匝數(shù)比為501B交變電壓的頻率為100 H

35、zC副線圈中電流的有效值為4 AD變壓器的輸入功率為880 W【答案】C【解析】用電器RL正常工作，可得副線圈里的電流I2A4 A，C正確；副線圈兩端的電壓U2I2rU(4×6220)V244 V，原、副線圈的匝數(shù)比，A錯誤；導線r消耗的電功率Prr96 W，P入P出880 W96 W976 W，D錯誤；由原線圈u11 000·sin 100t(V)可知交流電壓的頻率f50 Hz，B錯誤25.如圖甲、乙所示的兩個電路，當a，b兩端和e，f兩端分別加上220 V的交流電壓時，測得c，d間與g，h間的電壓均為110 V，若分別在c，d與g，h兩端加上110 V的交流電壓，則a、

36、b間與e、f間的電壓分別為  (  )A220 V 220 VB220 V 110 VC110 V 110 VD220 V 0【答案】B【解析】首先要搞清楚變壓器和滑動變阻器改變電壓的原理，a、b與c、d間的電壓比，總是與它們之間線圈的匝數(shù)成正比，與哪一個是原線圈無關(guān)，在e、f兩端加電壓時，變阻器fg，eg兩部分相當于串聯(lián)，g、h兩端電壓就是fg所分擔的電壓，在g、h兩端加電壓時，變阻器連入電路中的電阻仍是gh部分，eg部分的電壓等于0，因此，e、f間的電壓應(yīng)等于g、h間的電壓，應(yīng)選B.26.如圖所示，一正弦交流電瞬時值為e220sin 100t V，通過一個理想電流表，接

37、在一個理想變壓器兩端，變壓器起到降壓作用開關(guān)閉合前后，A、B兩端的電功率相等，以下說法正確的是(  )A流過r的電流方向每秒鐘變化50次B變壓器原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)C開關(guān)從斷開到閉合時，電流表示數(shù)變小DRr【答案】B【解析】由表達式知交流電的頻率為50 Hz，所以流過r的電流方向每秒鐘變化100次，A錯誤；降壓變壓器原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，B正確；開關(guān)從斷開到閉合時，副線圈電阻減小，電壓不變，所以副線圈電流增大，則原線圈電流即電流表示數(shù)變大，C錯誤；由已知條件無法判斷R的大小，D錯誤27.遠距離輸電線路的示意圖如圖所示，若發(fā)電機的輸出電壓不變，認為升壓變壓器和降壓變壓器都是理想

38、的，輸電線具有一定電阻，下列判斷錯誤的是(  )A升壓變壓器的輸出電壓總是大于降壓變壓器的輸入電壓B升壓變壓器的輸出功率總是大于降壓變壓器的輸入功率C隨著用戶用電功率增加，升壓變壓器原線圈中的電流變小D隨著用戶用電功率增加，降壓變壓器原線圈兩端的電壓變小【答案】C【解析】根據(jù)遠距離輸電知識知，輸電線上總要損失部分電壓U，所以升壓變壓器的輸出電壓大于降壓變壓器的輸入電壓，A正確輸電線上有功率損失，所以升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率，B正確用戶用電功率增加，那么電路中的電流變大，輸電線上損失的電壓U也會變大，輸送電壓一定時，那么降壓變壓器原線圈兩端的電壓就會變小，所以C錯誤

39、，D正確故選C.28.自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)已知變壓器線圈總匝數(shù)為1 900匝；原線圈為1 100匝，接在有效值為220 V的交流電源上當變壓器輸出電壓調(diào)至最大時，負載R上的功率為2.0 kW.設(shè)此時原線圈中電流的有效值為I1，負載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為(  )A380 V和5.3 AB380 V和9.1 AC240 V和5.3 AD240 V和9.1 A【答案】B【解析】由題圖并根據(jù)理想變壓器電壓比關(guān)系，代入數(shù)據(jù)解得副線圈兩端的電壓有效值U2380

40、V，因理想變壓器原、副線圈輸入和輸出的功率相等，即P入P出U1I1，解得I1A9.1 A，選項B正確，選項A、C、D錯誤29.如圖所示，理想變壓器原線圈輸入電壓uUmsint，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動變阻器和是理想交流電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；和是理想交流電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示下列說法正確的是(  )AI1和I2表示電流的瞬時值BU1和U2表示電壓的最大值C滑片P向下滑動過程中，U2不變，I1變大D滑片P向下滑動過程中，U2變小，I1變小【答案】C【解析】電路中交流電表的示數(shù)為有效值，故A、B項均錯誤；P向下滑動過程中，R變小，由于交流電源的輸出電壓和原

41、、副線圈匝數(shù)不變，U1、U2均不變，所以I2變大，由，得I1I2變大，故C項正確，D項錯誤30.普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測量電流，通常要通過電流互感器來連接，圖中電流互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少，工作時電流為Iab，cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多，工作時電流為Icd，為了使電流表能正常工作，則(  )Aab接MN、cd接PQ，IabIcdBab接MN、cd接PQ，IabIcdCab接PQ、cd接MN，IabIcdDab接PQ、cd接MN，IabIcd【答案】B【解析】高壓輸電線上的電流較大，測量時需把電流變小，即副線圈中的電流較小，由可知：n2較大，n1較小，所以ab接MN

42、，cd接PQ，IabIcd.選項B正確31.如圖所示，接在理想變壓器回路中的四個規(guī)格相同的燈泡都正常發(fā)光，那么，理想變壓器的匝數(shù)比n1n2n3為(  )A111B321C621D221【答案】B【解析】燈泡都正常發(fā)光，可得UAUBUCUD，所以U22U3.由理想變壓器的電壓關(guān)系得，可得n22n3.同理，燈泡都正常發(fā)光，功率相等，即PAPBPCPD，由PI2R得IAIBICID，即I1I2I3由功率關(guān)系U1I1U2I2U3I3，可得n1I1n2I2n3I3即n1n2n32n3n33n3.所以n1n2n3321.32.如圖甲所示為一自耦變壓器，變壓器的原線圈AB端輸入電壓如圖乙所示，副線

43、圈電路中定值電阻R011 ，電容器C的擊穿電壓為22 V，移動滑片P使電容器剛好不會被擊穿，所有電表均為理想電表，下列說法正確的是(  )A電壓表的示數(shù)為220 VB原、副線圈的匝數(shù)比為101C電流表的示數(shù)等于通過電阻R0的電流D原線圈AB端輸入電壓的變化規(guī)律為u311sin t V【答案】A【解析】由題圖乙知電壓的有效值即電壓表的示數(shù)為220  V，A正確；電容器的耐壓值為交流最大值，有效值為V11 V，所以原、副線圈的匝數(shù)比為101，B錯誤；電容器通交流電，所以電流表的示數(shù)大于通過電阻R0的電流，C錯誤；由題圖乙知交流電的周期為0.02 s所以角速度為100

44、rad/s，原線圈AB端輸入電壓的變化規(guī)律為u311sin 100tV，D錯誤33.如圖為遠距離輸電示意圖，發(fā)電機的輸出電壓U1和輸電線的電阻、理想變壓器匝數(shù)均不變，且n1n2n4n3.當用戶消耗的功率增大時，下列表述正確的是(  )A用戶的總電阻增大B用戶的電壓U4增加CU1U2U4U3D用戶消耗的功率等于發(fā)電機的輸出功率【答案】C【解析】當用戶消耗的功率增大時，用電器增多，總電阻減小，故A錯誤；當用電器增多時，功率增大，降壓變壓器的輸出電流增大，則輸電線上的電流增大，可知輸電線上的電壓損失增大，發(fā)電機的輸出電壓U1不變，則U2不變，可知降壓變壓器的輸入電壓減小，所以用戶得到的電壓

45、U4減小，故B錯誤；因為原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)之比，則，因為n1n2n4n3，所以U1U2U4U3，故C正確；用戶消耗的功率等于發(fā)電機的輸出功率減去輸電線上損失的功率，故D錯誤34.某水電站，用總電阻為2.5 的輸電線輸電給500 km外的用戶，其輸出電功率是3×106 kW，現(xiàn)用500 kV電壓輸電，則下列說法正確的是(  )A輸電線上輸送的電流大小為2.0×105 AB輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kVC若改用5 kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9×108 kWD輸電線上損失的功率為P，U為輸電電壓，r為輸電線的電阻【答案】B【解析】輸

46、電線上輸送的電流I6 000 A，A錯；輸電線上損失的電壓為UIr6 000×2.5 V1.5×104 V15 kV，B對；若改用5 kV的電壓輸電，則輸電線上輸送的電流I6×105 A，輸電線上損失的功率PI2r(6×105)2×2.5 W9×108 kW，表明電能將在線路上損耗完，則輸電線上損失的功率為3×106kW，C錯；D項中輸電線上損失的功率P，U應(yīng)為輸電線上損耗的電壓，而不是輸電電壓，D錯35.在遠距離輸電中，當輸電線的電阻和輸送的電功率不變時，那么(  )A輸電線路上損失的電壓與輸送電流成正比B輸送電

47、壓越高，輸電線路上損失的電壓越大C輸電線路上損失的功率跟輸送電壓的平方成反比D輸電線路上損失的功率跟輸電線上的電流成正比【答案】AC【解析】輸電線路上損失電壓UIr，在r一定時，U和I成正比若U越高，I，I越小，那么U越小輸電線路上損失的功率PI2r，當P一定時，I，所以P()2r，即P和U的平方成反比，跟I的平方成正比，故A、C正確36.圖甲為理想變壓器的示意圖，其原、副線圈的匝數(shù)之比為41，電壓表和電流表均為理想電表若發(fā)電機向原線圈輸入圖乙所示的正弦交流電，圖中RT為NTC型熱敏電阻(阻值隨溫度升高而變小)，R1為定值電阻下列說法中正確的是(  )A交流電壓u的表達式為u36si

48、n 50t VBt0.01 s時，發(fā)電機線圈中穿過的磁通量最大CRT溫度升高時，變壓器的輸入功率變小DRT溫度升高時，電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變大【答案】BD【解析】原線圈接的是題圖乙所示的正弦交流電，由圖知最大電壓為36 V，周期為0.02 s，故角速度是100 rad/s，u36sin 100t V，故A錯誤t0.01 s時，感應(yīng)電動勢為0，線圈處于中性面位置，發(fā)電機線圈中穿過的磁通量最大，B正確RT溫度升高時，副線圈中的總電阻減小，由于原、副線圈兩端的電壓均不變，故電壓表示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變大，故輸出功率變大，理想變壓器的輸入、輸出功率相等，故輸入功率變大，C錯誤，D

49、正確37.如圖甲所示為一個小型電風扇的電路簡圖，其中理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比n1n2101，接線柱a、b接上一個正弦交變電源，電壓隨時間變化規(guī)律如圖乙所示，輸出端接有額定電壓均為12 V的燈泡和風扇電動機，電動機線圈電阻r2 .接通電源后，燈泡正常發(fā)光，風扇正常工作，則(  )A電阻R兩端的電壓是10 VB通過風扇電動機的電流是6 AC通過燈泡的交流電頻率是100 HzD風扇突然卡住的瞬間，燈泡變暗【答案】AD【解析】據(jù)題圖乙可知原線圈電壓的有效值為220 V，周期為0.02 s，故其頻率為50 Hz.由于理想變壓器原、副線圈的電壓跟匝數(shù)成正比，故副線圈兩端的電壓為22 V，又

50、額定電壓為12 V的燈泡正常發(fā)光，故電阻R兩端的電壓是10 V，A正確風扇電動機不是純電阻用電器，故風扇電動機線圈兩端的電壓小于12 V，通過風扇電動機的電流小于6 A，B錯誤變壓器不改變交流電的頻率，故通過燈泡的交流電頻率是50 Hz，C錯誤風扇突然卡住的瞬間，風扇電動機線圈兩端的電壓增大，通過風扇的電流增大，則副線圈干路電流增大，R兩端的電壓增大，由于原、副線圈匝數(shù)不變，故副線圈兩端的電壓不變，加在燈泡兩端的電壓減小，燈泡變暗，D正確38.某發(fā)電機說明書的部分內(nèi)容如表所示，現(xiàn)在用一臺該型號的柴油發(fā)電機給災(zāi)民臨時安置區(qū)供電，如圖所示發(fā)電機到安置區(qū)的距離是400 m，輸電線路中的火線和零線均為

51、某型號單股銅導線，該型號導線單位長度的電阻為2.5×104 .安置區(qū)家用電器的總功率為44 kW，當這些額定電壓為220 V的家用電器都正常工作時(  )型號××××最大輸出功率60 kW輸出電壓范圍220300 VA輸電線路中的電流為200 AB發(fā)電機實際輸出電壓是300 VC在輸電線路上損失的電功率為8 kWD如果該柴油發(fā)電機發(fā)的電是正弦式交變電流，則輸出電壓最大值是300 V【答案】AC【解析】額定電壓為220 V的家用電器都正常工作時，輸電線路中的電流I200 A，A正確發(fā)電機的實際輸出電壓為U發(fā)UIr260 V，B錯誤在輸電

52、線路上損失的電功率P損I2r8 kW，C正確如果該柴油發(fā)電機發(fā)的電是正弦式交變電流，則其輸出電壓最大值是260 V367.7 V，D錯誤39.如圖所示為一種變壓器的實物圖，根據(jù)其銘牌上所提供的信息，以下判斷正確的是    (  )A這是一個升壓變壓器B原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多C當原線圈輸入交流電壓220 V時，副線圈輸出直流電壓12 VD當原線圈輸入交流電壓220 V、副線圈接負載時，副線圈中電流比原線圈中電流小【答案】B【解析】根據(jù)銘牌上所提供的信息可知：變壓器的輸入電壓為220 V，輸出電壓為12 V，該變壓器為降壓變壓器，故選項A錯誤

53、，選項B正確；變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)，故變壓器的原、副線圈上的電壓都為交流電壓，選項C錯誤；由理想變壓器的輸出功率等于輸入功率，且原線圈的電壓大于副線圈的電壓，故副線圈接負載時，副線圈中電流比原線圈中電流大，選項D錯誤40. (2015·鄭州質(zhì)量檢測)(多選)如圖所示，一臺理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為n1n2401，在副線圈兩端接有“6 V 40 W”的電燈泡若燈泡正常發(fā)光，則下列說法中正確的是   (  )A在原、副線圈中，通過每匝線圈的磁通量時時刻刻都相同B通過原、副線圈的交變電流的頻率相同C變壓器輸入電壓的最大值為240 VD變壓器的輸入功率為40 W【答案】ABD【解析】由變壓器基本原理可知，理想變壓器原、副線圈中通過每匝線圈的磁通量都相等，通過原、副線圈的交變電流的頻率相同，所以選項A、B正確；因為燈泡正常發(fā)光，所以變壓器輸出電壓的有效值為6 V，由電壓關(guān)