2024年高考物理第一轮复习讲义(有解析)：第十二章 第2讲 变压器 电能的输送

2024年高考物理第一轮复习讲义（有解析）：第十二章第2讲变压器电能的输送

【A级——夯实基础】

1．(2023·浙江1月选考)如图所示，甲、乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中。甲图中变压器原、副线圈的匝数比为k1，电压表读数为U，乙图中变压器原、副线圈的匝数比为k2，电流表读数为I。则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为()

A．k1U，k2I B．k1U，

C．，k2I D．，

解析：根据理想变压器的电压和电流规律有＝k1，＝，解得甲图中高压线电压为U0＝k1U，乙图中高压线电流为I0＝，故B正确，A、C、D错误。

答案：B

2．在探究变压器的线圈两端电压与匝数的关系时，某同学分别在可拆变压器的铁芯上绕制了两个线圈，如图所示，线圈a连接到学生电源的交流输出端，线圈b与小灯泡相连接。两线圈的电阻均可忽略不计。闭合电源开关，他发现小灯泡发光很微弱。为了适当提高小灯泡的亮度，下列方法可行的是()

A．适当减少线圈a的匝数

B．适当减少线圈b的匝数

C．将交流输出电压适当减小

D．将线圈a改接在直流输出端

解析：为了适当提高小灯泡的亮度，即增大变压器副线圈的电压，因为变压器的规律是＝，所以U2＝，减少线圈a的匝数，即减小n1，可增大U2，故A正确；适当减少线圈b的匝数n2，U2减小，则不可以，故B错误；将交流输出电压U1适当减小，U2减小，也不行，故C错误；将线圈a改接在直流输出端更不行，因为直流电不能在副线圈产生电流，故D错误。

答案：A

3．自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1 900匝，原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载R 上的功率为2．0 kW。设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为() A．380 V和5．3 A B．380 V和9．1 A

C．240 V和5．3 A D．240 V和9．1 A

解析：对理想变压器，原、副线圈功率相同，故通过原线圈的电流I1＝＝A≈9．1 A，负载两端电压即为副线圈电压，由＝，即＝，可得U2＝380 V。

答案：B

4．(2022·江苏常州模拟)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，且n1

B．输电线损失的电功率为

C．提高输送电压U2，则输电线电流I2增大

D．电厂输送电功率为U2I2

解析：在输电线路上，U2＝I2R＋U3，所以I2<，故A错误；由于U2不是R两端的电压，所以输电线损失的电功率不是，故B错误；因为输送功率不变，根据P2＝U2I2可知，提高输送电压U2，则输电线电流I2减小，故C错误；因变压器为理想变压器，所以有P1＝P2＝U2I2，故D正确。

答案：D

6．在如图所示的电路中，理想变压器的输入端接一正弦交流电，保持电压U1不变，P为滑动变阻器的滑片，闭合开关S，下列说法正确的是()

A．只增加原线圈匝数，变压器的输出电压变大

B．只减少副线圈匝数，变压器的输出功率变小

C．只断开开关S时，变压器的输出电压变大

D．只将P向下滑动时，变阻器消耗的功率一定变大

解析：根据理想变压器电压和匝数的关系可知，增加原线圈匝数，则副线圈的输出电压减小，故A项错误；减少副线圈的匝数，则副线圈的输出电压减小，输出功率变小，故B项正确；断开开关S时，副线圈电阻增大，但匝数不变，变压器输入电压不变，则输出电压不变，故C项错误；将P向下滑动时，副线圈电阻增大，输出电压不变，将定值电阻R0与副线圈看成“电源”，定值电阻R0相当于电源内阻，当

外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，即变阻器消耗的功率最大，由于定值电阻R0与变阻器的阻值大小不清楚，所以无法确定变阻器功率变化情况，故D项错误。

答案：B

7．(2022·辽宁锦州模拟)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 V60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则()

A．电流表的示数为A

B．电源输出功率为1 200 W

C．电流表的示数为A

D．原线圈两端电压为11 V

解析：因为灯泡正常发光，所以副线圈两端的电压为220 V，根据P ＝UI可得副线圈中的电流I＝＝＝A，根据公式＝，可得原线圈中的电压U1＝×220 V＝4 400 V，根据＝可得原线圈中的电流I1＝× A＝A，即电流表示数为

A，故A、D错误，C正确；原、副线圈中的电功率相等，所以电源的输出功率为60 W，故B错误。

答案：C

8．某研究性学习小组的同学想用220 V交流电源作为某小型电器的电源。他先制作了一个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6 V的交流电源，于是他又添置了一台220 V/6 V的变压器，如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引

线比b、c引线粗。

(1)他不知道接法如何，也没有相应的说明书。你能帮他判断正确的接法是a、d端接________(选填“220 V”或“6 V”)。

(2)这台220 V/6 V的理想变压器接6 V的线圈匝数是300匝，则接220 V的线圈匝数是________匝。

解析：(1)因为理想变压器的输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据P＝UI可知，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，副线圈电线电阻要小，由公式R＝ρ知，引线要粗，故a、d 接6 V。

(2)根据变压器工作原理知＝，若理想变压器接6 V的线圈匝数是300匝，则接220 V的线圈匝数是11 000匝。

答案：(1)6 V(2)11 000

【B级——能力提升】

9．如图所示，一个匝数N＝100的线圈以固定转速50 r/s在匀强磁场中旋转，其产生的交变电流通过一匝数比n1∶n2＝10∶1的变压器给阻值R＝20 Ω的电阻供电，已知交流电压表的示数为20 V，从图示位置开始计时，则下列说法正确的是()

A．电阻R消耗的电功率为10 W

B．穿过线圈平面的最大磁通量为Wb

C．t＝0时刻流过线圈的电流不为零

D．t＝0．002 5 s时刻穿过线圈平面的磁通量为Wb

解析：电阻R上消耗的电功率P＝＝20 W，A项错误；变压器原线圈