專題30交變電流與變壓器目錄TOC\o"1-3"\h\u題型一交變電流的產生和描述 1類型1正弦式交變電流的產生及變化規律 1類型2交變電流的有效值的求解 9類型3交變電流“四值”的理解和計算 15題型二變壓器及其應用 23類型1實驗：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系 23類型2變壓器基本物理量的分析與計算 30類型3原線圈接入負載電阻的變壓器問題分析 35類型4兩種特殊的變壓器模型 44類型4理想變壓器的動態分析 50題型三遠距離輸電模型分析 61題型一交變電流的產生和描述【解題指導】1．交變電流的產生往往與交變電流圖像結合出題，要能將交變電流的圖像與線圈的轉動過程一一對應起來，分析電流、電動勢、磁通量的變化規律.2.交流電氣設備上所標的電壓值和電流值、交流電壓表和電流表的測量值都是交變電流的有效值，只有正弦式交變電流的峰值才是有效值的eq\r(2)倍．類型1正弦式交變電流的產生及變化規律1．交變電流的變化規律(線圈在中性面位置開始計時)規律物理量函數表達式圖像磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt電動勢e＝Emsinωt＝nωBSsinωt電壓u＝Umsinωt＝eq\f(REm,R＋r)sinωt電流i＝Imsinωt＝eq\f(Em,R＋r)sinωt2.書寫交變電流瞬時值表達式的步驟(1)確定正弦交變電流的峰值，根據已知圖像讀出或由公式Em＝nωBS求出相應峰值。(2)明確線圈的初始位置，找出對應的函數關系式。①線圈從中性面位置開始計時，則i－t圖像為正弦函數圖像，函數表達式為i＝Imsinωt。②線圈從垂直于中性面的位置開始計時，則i－t圖像為余弦函數圖像，函數表達式為i＝Imcosωt。1．如圖所示，交流發電機的矩形線框共有匝，總電阻，。繞垂直于磁場方向的對稱軸以的轉速勻速轉動，給的電阻供電。線框所在勻強磁場的磁感應強度，其處于中性面時開始計時，則（）A．電阻R兩端的最大電壓為40VB．通過R的電流方向在內改變1次C．在內外力至少對系統做功πJD．在內通過線框導線橫截面的電荷量為【答案】D【詳解】A．線圈產生感應電動勢的最大值為根據閉合電路歐姆定律可知電阻R兩端的最大電壓為故A錯誤；B．交變電流的周期為可知通過R的電流方向在內改變2次。故B錯誤；C．線圈產生感應電動勢的有效值為在內外力對系統做功的最小值為整個電路消耗的電能，即故C錯誤；D．依題意，可得此時線圈平面與中性面夾角為60°，則在內通過線框導線橫截面的電荷量為故D正確。故選D。2．圖甲為交流發電機的示意圖，磁場可視為水平方向的勻強磁場，線圈繞垂直于磁場的水平軸沿逆時針方向勻速轉動，電阻，線圈電阻，電流表內阻不計。從圖示位置開始計時，P、Q間輸出的電壓u隨時間t變化的關系圖像如圖乙所示，下列說法正確的是（）A．電阻R中的電流方向每分鐘變化3000次B．線圈轉動的角速度為C．圖示位置為感應電動勢最大的位置D．電流表示數為22A【答案】C【詳解】A．交流電的周期為T=0.02s，一個周期內電流方向改變2次，則每秒鐘電流方向變化100次，則電阻R中的電流方向每分鐘變化6000次，選項A錯誤；B．線圈轉動的角速度為選項B錯誤；C．圖示位置線圈平面與中性面垂直，此時磁通量為零，磁通量的變化率最大，感應電動勢最大，選項C正確；D．電流表示數為選項D錯誤。故選C。3．如圖1所示，abcd為100匝的正方形閉合金屬線圈，邊長為L，線圈整體處于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，繞著與磁場垂直且與線圈共面的軸勻速轉動。圖2是在勻速轉動過程中穿過該線圈的磁通量隨時間按正弦規律變化的圖像，則下列說法正確的是（）A．線圈產生的最大電動勢為B．若線圈邊長，則磁感應強度大小為C．時感應電動勢最小D．時線圈中的電流改變方向【答案】C【詳解】A．線圈產生的最大電動勢為故A錯誤；B．若線圈邊長，則由解得故B錯誤；C．時磁通量變化率最小，所以感應電動勢最小。故C正確；D．時圖像斜率正負值不變，所以線圈中的電流不改變方向。故D錯誤。故選C。4．圖甲是交流發電機的示意圖，兩磁極之間的磁場可視為勻強磁場，金屬線圈ABCD繞轉軸勻速轉動，A為電流傳感器（與計算機相連），為定值電阻，線圈電阻為，其余電阻不計。圖乙為計算機上顯示的電流數據隨時間變化的圖像。下列說法中正確的是（）A．金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時感應電動勢為0，對應圖乙中或時刻B．金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時感應電動勢最大，對應圖乙中或時刻C．、時刻穿過線圈的磁通量的絕對值最小，磁通量的變化率最大D．、時刻穿過線圈的磁通量的絕對值最小，磁通量的變化率最大【答案】D【詳解】AB．圖甲所示位置線圈平面與磁場垂直，即為中性面，此時的感應電動勢為0，回路中的感應電流為0，對應圖乙中或時刻，故AB錯誤；C．結合上述，、時刻線圈處于中性面，穿過線圈的磁通量的絕對值最大，由于此時的感應電動勢為0，則此時的磁通量的變化率最小，故C錯誤；D．根據圖乙可知，、時刻的感應電流最大，即此時的感應電動勢最大，則此時線圈平面與中性面垂直，即線圈平面平行于磁場方向，穿過線圈的磁通量的絕對值最小，由于此時感應電動勢最大，則此時磁通量的變化率最大，故D正確。故選D。5．風能是一種清潔無公害的可再生能源，我國風力發電發展迅猛，截至2023年6月底，中國風電裝機容量約3.9億千瓦。某種風力發電機的原理如圖所示，發電機線圈固定，磁體在葉片的驅動下繞線圈對稱軸轉動。兩磁體間的磁場可視為勻強磁場，圖示時刻磁場和線圈平行。圖示時刻（

）A．感應電動勢最小 B．感應電動勢最大C．電流方向由指向 D．電流方向由指向【答案】BD【詳解】AB．題圖示時刻磁場和線圈平行。穿過線圈的磁通量為零，磁通量的變化率最大，感應電動勢最大，故A錯誤，B正確；CD．根據楞次定律可知，圖示時刻電流方向由指向，故C錯誤，D正確。故選BD。6．如圖是一手搖發電機，其原理可簡化為矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的中心軸OO'勻速轉動，產生隨時間變化的感應電動勢。已知矩形線圈abcd的匝數為N，邊長，。線圈所在處磁感應強度為B。線圈的角速度為。當線圈轉動到如圖所示位置時，其平面與磁場方向平行。(1)求線圈轉動到如圖位置時ab邊切割磁感線產生的感應電動勢大小并判斷ab兩端電勢的高低；(2)從線圈處于如圖位置開始計時，t時刻線圈轉至截面圖中虛線所示位置，推導t時刻線圈產生的感應電動勢大小為；【答案】(1)，B端電勢高(2)【詳解】（1）ab邊切割磁感線產生的電動勢可得B端電勢高。（2）線圈勻速轉動過程中，ab，cd邊都切割磁感線產生感應電動勢，總電動勢為兩邊產生的電動勢之和，即，如圖經過時間t，ab邊繞OO'轉過的角度此時ab邊的速度方向如圖中所示v與磁場方向的垂直分量根據電磁感應定律，在ab邊上產生的感應電動勢大小為又由此可得類型2交變電流的有效值的求解1．正弦交變電流的有效值的計算I＝eq\f(Im,\r(2))，U＝eq\f(Um,\r(2))，E＝eq\f(Em,\r(2))。2．非正弦交變電流的有效值的計算(1)根據電流的熱效應，抓住“三同”：“相同時間”內“相同電阻”上產生“相同熱量”，利用公式Q＝I2Rt和Q＝eq\f(U2,R)t可分別求得一個周期內產生的熱量，即得電流和電壓的有效值。(2)若圖像部分是正弦(或余弦)式交變電流，其中的eq\f(1,4)周期(必須是從零至最大值或從最大值至零)和eq\f(1,2)周期部分可直接應用正弦式交變電流有效值與最大值間的關系I＝eq\f(Im,\r(2))、U＝eq\f(Um,\r(2))求解。1．如圖為一交變電流的圖像，圖中曲線是正弦曲線的一部分，該交變電流電動勢的有效值為（

）A． B． C． D．【答案】B【詳解】根據交流電的有效值的定義可知解得即交變電流電動勢的有效值為，B正確。故選B。2．如圖所示，磁感應強度為B的勻強磁場與紙面垂直，虛線表示勻強磁場的邊界，一半徑為r、圓心角為的扇形單匝線框圓心O在邊界線上。當線框圍繞圓心O在紙面內以角速度勻速轉動時，線框中產生交變電動勢的有效值為（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】設線框轉動周期為T，而線框轉動一周中只有進、出磁場過程才產生感應電動勢，因此一周之內產生感應電動勢的時間此時感應電動勢的大小為，根據有效值的定義有所以感應電動勢的有效值為故選B。3．如圖是某交變電流的圖像，這一交變電流的電流有效值為（

）A． B．3A C． D．【答案】A【詳解】設這一交變電流的電流有效值為，根據有效值定義可得解得故選A。4．如圖甲所示，兩個完全相同的正方形線圈，在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的同一根軸勻速轉動，轉軸位于磁場邊界處。線圈P以一條邊為轉軸，線圈Q以中心線為轉軸，分別產生的電流隨時間變化的圖像如圖乙、丙所示，則兩線圈中電流的有效值之比為（

）A． B． C． D．【答案】B【詳解】根據電流的熱效應，可得解得由丙圖可知則兩線圈中電流的有效值之比故選B。5．如圖為某交流電電流隨時間變化的圖像，其有效值為（）A． B． C． D．【答案】D【詳解】根據電流的熱效應，可得解得故選D。6.如圖，虛線MN左側空間存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B?。與MN共面的單匝金屬線框abcd以MN為軸勻速轉動，角速度大小為ω。已知正方形線框邊長為L，回路阻值為R，ad邊與MN之間的距離為,，則線框回路中電流的有效值為（）A． B． C． D．【答案】D【詳解】根據法拉第電磁感應定律可知，線框ad邊在磁場中運動時，回路中的感應電流最大為線框bc邊在磁場中運動時，回路中的感應電流最大為可得線框轉動過程中回路中的感應電流隨時間變化如圖所示

設回路中電流的有效值為I，則有解得故選D。7．如圖所示，兩條相同的半圓弧形光滑金屬導軌固定在絕緣水平桌面上，半圓弧的直徑為d，間距為L，兩半圓弧面豎直且平行，導軌最高點到水平桌面的距離等于半徑，最低點O、的連線與導軌所在豎直面垂直，整個空間存在著磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場，導軌左端連接一阻值為R的電阻。現使一電阻為r的金屬棒從導軌左端最高點，以恒定的速率沿導軌運動到右端最高點，運動過程中金屬棒始終與平行且與兩導軌接觸良好，則在金屬棒從左端最高點運動到右端最高點的過程中，下列說法正確的是（

）A．金屬棒中電流方向始終由N到MB．金屬棒中電流大小始終不變C．金屬棒所受安培力始終做負功D．回路中產生的焦耳熱為【答案】ACD【詳解】AC．在金屬棒從左端最高點運動到右端最高點的過程中，根據右手定則可知，金屬棒中電流方向始終由N到M，金屬棒所受安培力一直水平向左，金屬棒所受安培力始終做負功，故AC正確；BD．經過時間，金屬棒在圓弧上轉過的角度為此時金屬棒產生的電動勢為回路中電流為可知金屬棒中電流大小發生變化，根據正弦式交流電可知，電流的有效值為則在金屬棒從左端最高點運動到右端最高點的過程中，回路中產生的焦耳熱為故B錯誤，D正確。故選ACD。類型3交變電流“四值”的理解和計算交變電流“四值”的比較物理量物理含義重要關系適用情況及說明瞬時值交變電流某一時刻的值e＝Emsinωti＝Imsinωt計算線圈某時刻的受力情況峰值最大的瞬時值Em＝nωBSIm＝eq\f(Em,R＋r)討論電容器的擊穿電壓有效值跟交變電流的熱效應等效的恒定電流的值E＝eq\f(Em,\r(2))U＝eq\f(Um,\r(2))I＝eq\f(Im,\r(2))適用于正(余)弦式交變電流(1)交流電流表和電壓表的讀數(2)計算與電流的熱效應有關的量(如電功、電功率、電熱等)(3)電氣設備“銘牌”上所標的值(4)保險絲的熔斷電流為有效值平均值交變電流圖像中圖線與時間軸所圍的面積與時間的比值eq\o(E,\s\up6(－))＝BLeq\o(v,\s\up6(－))eq\o(E,\s\up6(－))＝neq\f(ΔΦ,Δt)eq\o(I,\s\up6(－))＝eq\f(\o(E,\s\up6(－)),R＋r)計算通過導線橫截面的電荷量1.交流發電機的示意圖如圖甲所示（為了方便觀察，只畫了其中一匝線圈，線圈電阻不計）。圖甲中兩磁極之間產生的磁場可近似為勻強磁場。矩形線圈ABCD在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸勻速轉動，線圈ABCD通過金屬滑環及兩個導體電刷與外電路連接。從某時刻開始計時，交流發電機產生的交變電流隨時間變化的圖像如圖乙所示。下列判斷正確的是（）

A．時刻，線圈處于中性面位置B．線圈中產生交變電流的有效值為C．線圈中交變電流的方向在1s內改變100次D．線圈從圖甲所示位置轉過90°的過程中，流經電阻R的電荷量為【答案】C【詳解】A．由題圖乙可知，時刻，電流具有最大值，線圈處于與中性面垂直的位置，故A錯誤；B．由題圖乙知，線圈中產生正弦交變電流的最大值則電流的有效值故B錯誤；C．由題圖乙可知，正弦交流電的周期頻率由于在一個周期內交變電流的方向改變兩次，所以交變電流方向在1s內改變100次，故C正確；D．線圈從題圖甲所示位置轉過90°的過程中，流經電阻R的電荷量又其中聯立解得故D錯誤。故選C。2.如圖所示，矩形線圈面積為S、匝數為N，線圈電阻為r，在磁感應強度為B的勻強磁場中繞OO′軸以角速度ω勻速轉動，外電路電阻為R，在線圈由圖示位置轉過90°的過程中，下列說法正確的是()A．圖示位置為中性面B．電壓表的示數NωBSC．電流表的示數為eq\f(NωBS,R)D．通過電阻R的電荷量為q＝eq\f(NBS,R＋r)【答案】AD【解析】圖示位置線圈平面與磁感線垂直，所以圖示位置為中性面，故A正確；線圈在磁場中轉動，產生的電動勢的最大值為Em＝NωBS，電動勢的有效值為E＝eq\f(NωBS,\r(2))，電壓表測量的是電路的外電壓的有效值，所以電壓表的讀數為U＝eq\f(E,R＋r)R＝eq\f(NωBSR,\r(2)（R＋r）)，故B錯誤；電流表的示數I＝eq\f(E,r＋R)＝eq\f(NωBS,\r(2)（r＋R）)，故C錯誤；由eq\o(E,\s\up6(－))＝Neq\f(ΔΦ,Δt)，eq\o(I,\s\up6(－))＝eq\f(\o(E,\s\up6(－)),R＋r)，q＝eq\o(I,\s\up6(－))Δt，得通過電阻R的電荷量q＝eq\f(NBS,R＋r)，故D正確。3.圖（a）為一交流發電機示意圖，線圈abcd在勻強磁場中繞固定軸OO'沿順時針方向勻速轉動，圖（b）是該發電機的電動勢已隨時間t按余弦規律變化的圖像。已知線圈電阻為2.5Ω，定值電阻R=10Ω，電表均為理想交流電表。由此可以判定（）A．電流表讀數為0.8AB．電壓表讀數為10VC．t=0.1s時刻，穿過線圈的磁通量最大D．0~0.05s內，通過電阻R的電荷量為0.04C【答案】A【詳解】A．由圖b可知，線圈產生的感應電動勢的最大值為V，周期T=0.2s，線圈產生的感應電動勢的有效值V根據閉合電路的歐姆定律可知A故A正確；B．電壓表的示數故B錯誤；C．t=0.1s時刻，線圈產生的感應電動勢最大，此時線圈位于與中性面垂直位置，故穿過線圈的磁通量為零，故C錯誤；D．線圈轉動的角速度rad/s線圈產生的最大感應電動勢故＝Wb0～0.05s內，通過電阻R的電荷量為＝0.036C故D錯誤故選A。4.圖甲是一臺小型發電機的結構示意圖，線圈逆時針轉動，產生的電動勢e隨時間t變化的正弦規律圖像如圖乙所示。發電機線圈的電阻r＝1Ω，外接燈泡的電阻為5Ω。則（）A．圖甲中線圈所處位置的電動勢最大B．理想電壓表的示數為6VC．線圈轉動的角速度為50rad/sD．線圈轉動產生電動勢的表達式（V）【答案】AD【詳解】A．由圖甲可知此時線圈位于中性面的垂面位置，線圈的電動勢最大，故A正確；B．感應電動勢有效值為發電機線圈的電阻r＝1Ω，外接燈泡的電阻為5Ω，根據閉合電路歐姆定律可知理想電壓表的示數為5V，故B錯誤；C．根據圖乙可知周期線圈轉動的角速度為rad/s故C錯誤；D．線圈轉動產生電動勢的表達式（V）故D正確。故選AD。5.如圖1所示為風力發電的簡易模型，在風力作用下，風葉帶動與桿固定連接的永久磁鐵轉動，磁鐵下方的線圈與電壓傳感器相連。在兩種不同風速下，傳感器顯示的電壓隨時間變化的圖像分別如圖2中的圖線、所示，下列說法正確的是（）

A．、兩圖線對應的磁鐵轉速之比為B．產生交流電的電壓最大值為C．產生交流電的電壓的瞬時值表達式為D．產生交流電可以直接加在擊穿電壓為的電容器上【答案】AC【詳解】A．由可知轉速與周期成反比，則故A正確；B．由可得可得生交流電的電壓最大值為故B錯誤；C．產生交流電的電壓的瞬時值表達式為代值可得故C正確；題型二變壓器及其應用【解題指導】1.變壓器聯系著兩個電路：原線圈電路、副線圈電路．原線圈在原線圈電路中相當于一用電器，副線圈在副線圈電路中相當于電源.2.變壓器的輸入電壓決定輸出電壓，但輸入電流、功率卻由輸出電流、功率決定.類型1實驗：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系裝置圖實驗說明低壓交流電源，所用電壓不要超過12V①原理：采用控制變量法。n1、U1一定，研究n2和U2的關系；n2、U1一定，研究n1和U2的關系。②誤差：漏磁，原、副線圈中的焦耳熱損耗，鐵芯中有磁損耗，產生渦流。③安全：使用交流電壓擋測電壓時，先用最大量程擋測試，大致確定電壓后再選擇適當的擋位進行測量1．某學習小組在探究變壓器原、副線圈電壓和匝數關系的實驗中，采用了可拆式變壓器，鐵芯B安裝在鐵芯A上形成閉合鐵芯，將原、副線圈套在鐵芯A的兩臂上，如圖所示：(1)下列說法正確的是（）A．為保證實驗安全，原線圈應接低壓直流電源B．變壓器中鐵芯是整塊硅鋼C．保持原線圈電壓及匝數不變，可改變副線圈的匝數，研究副線圈的匝數對輸出電壓的影響D．變壓器正常工作后，電能由原線圈通過鐵芯導電輸送到副線圈(2)實驗過程中，變壓器的原、副線圈選擇不同的匝數，利用多用電表測量相應電壓，記錄如下，由數據可知n1一定是（填“原”或“副”）線圈的匝數。根據表格中的數據，在實驗誤差允許的范圍內，可得出原、副線圈兩端電壓與匝數的關系。n1/匝100100200200n2/匝200400400800U1/V2.11.955.222.35U2/V4.288.0010.609.64(3)學習小組觀察實驗室中一降壓變壓器的兩個線圈的導線，發現導線粗細不同，結合以上實驗結論，應將較細的線圈作為（填“原”或“副”）線圈。【答案】(1)C(2)副原、副線圈兩端電壓U與匝數n成正比(3)原【詳解】（1）A．變壓器改變的是交流電壓，因此原線圈不能接低壓直流電源，故A錯誤；B．因為變壓器的工作原理是電磁感應，如果變壓器鐵芯是用整塊鐵芯，則在電磁的作用下，會產生很大的渦流發熱，當熱量達到一定程度時，會損壞鐵芯和線圈，故不能用整塊硅鋼，故B錯誤；C．研究變壓器電壓和匝數的關系，用到控制變量法，可以先保持原線圈電壓、匝數不變，改變副線圈匝數，研究副線圈匝數對副線圈電壓的影響，故C正確；D．變壓器的工作原理是電磁感應現象，若不計各種損耗，在原線圈上將電能轉化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉化成電能，鐵芯起到傳遞磁場能的作用，而不是靠鐵芯導電來傳輸電能，故D錯誤。故選C。（2）[1]為保證實驗安全，實驗中要求原線圈匝數大于副線圈匝數，故由數據可知n1一定是副線圈的匝數；[2]由表可知，原、副線圈兩端電壓與匝數n成正比，則（3）[1]理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，因為是降壓變壓器，所以副線圈的電壓小于原線圈的電壓，而功率又相等，所以副線圈的電流大于原線圈的電流，為了減少功率損失，根據電阻定律可知副線圈應用較粗的銅導線繞制，故應將較細的線圈作為原線圈。2．在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系”實驗中，兩個學習小組采用了如圖甲所示的可拆式變壓器進行研究，原、副線圈的電壓由電壓傳感器獲得。（1）下列說法正確的是。A．變壓器工作時，通過鐵芯導電把電能由原線圈輸送到副線圈B．變壓器工作時在原線圈上將電能轉化為磁場能，在副線圈上將磁場能轉化為電能C．理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，沒有能量損失D．變壓器副線圈上不接負載時，原線圈兩端電壓為零（2）第一組同學將變壓器正確組裝好，如圖乙所示。連接到圖乙中的電源，閉合電源開關，發現原線圈兩端電壓傳感器有示數，但無論如何調節電源的電壓旋鈕，副線圈兩端電壓傳感器均無示數，經檢查導線和各連接處均無斷路，則最可能的原因是。A．接入的電源電壓不夠大

B．連接了電源ab間的直流電C．副線圈匝數太少（3）第二組同學正確組裝變壓器后，記錄數據如下：原線圈（匝）100100400400副線圈（匝）200800200800原線圈電壓（伏）1.961.504.062.80副線圈電壓（伏）3.9011.82.005.48（4）第二組同學繼續探究實驗，把2.0V的學生電源cd接到原線圈“0”“100”接線柱，副線圈接到“200”“800”接線柱，則接在副線圈兩端的傳感器示數最有可能是。A．1.0V

B．2.0V

C．11.5V

D．15.8V【答案】BCBC【詳解】（1）[1]A．變壓器是通過互感工作，而不是通過鐵芯導電把電能由原線圈輸送到副線圈，故A錯誤；B．變壓器工作時在原線圈上將電能轉化為磁場能，在副線圈上將磁場能轉化為電能，故B正確；C．理想變壓器忽略能量損失，原線圈輸入功率全部轉到副線圈輸出功率，故C正確；D．變壓器的原線圈兩端電壓由發電機提供，則副線圈上不接負載時，原線圈兩端電壓不變，不為0，故D錯誤。故選BC。（2）[2]由于原線圈有電壓，副線圈無電壓，且電路連接完好，最可能的是第一組同學在連接電源的時候連接的是間的直流電源。當電路連接完好，原線圈接直流電壓時，副線圈的磁通量不變，無感應電動勢。故選B。（4）[3]若為理想變壓器，則解得考慮到不是理想電壓器，有漏磁現象，則副線圈的電壓應略小于12V，所以最有可能的是11.5V。故選C。3．某學習小組在探究變壓器原、副線圈電壓和匝數關系的實驗中，采用了可拆式變壓器，鐵芯B安裝在鐵芯A上形成閉合鐵芯，將原、副線圈套在鐵芯A的兩臂上，如圖所示。(1)除圖中的器材外，下列器材中還需要的是______（填儀器前的字母）；A．干電池 B．磁鐵 C．低壓交流電源D．多用電表 E．直流電壓表 F．直流電流表(2)下列說法正確的是______。A．為確保實驗安全，實驗中要求原線圈匝數小于副線圈匝數B．變壓器中的鐵芯都是由柱狀硅鋼塊制成C．變壓器正常工作后，電能由原線圈通過鐵芯導電輸送到副線圈D．保持原線圈電壓及匝數不變，可改變副線圈的匝數，研究副線圈的匝數對輸出電壓的影響(3)實驗中發現原、副線圈匝數的比值與電壓之比有微小差別，出現這種情況的原因是。【答案】(1)CD(2)D(3)見解析【詳解】（1）變壓器的工作原理是互感現象，需要使用低壓交流電源，不需要磁鐵與干電池。實驗中，產生的是交流電，測量電壓與電流需要用交流電表，即需要多用表，不需要直流電壓表與直流電流表。故選CD。（2）A．根據電壓匝數關系有可知，為確保實驗安全，實驗中要求原線圈匝數大于副線圈匝數，即變壓器起到降壓作用，故A錯誤；B．為了減小渦流影響，變壓器中的鐵芯是由彼此絕緣的塊狀硅鋼片疊加制成，故B錯誤；C．變壓器正常工作后，電路中的能量并非由原線圈通過鐵芯導電輸送到副線圈，而是通過空間的電磁場，從導體的原線圈傳遞給副線圈，故C錯誤；D．根據電壓匝數的關系可知，保持原線圈電壓及匝數不變，可通過改變副線圈的匝數，研究副線圈的匝數對輸出電壓的影響，故D正確。故選D。（3）實驗中發現原、副線圈匝數的比值與電壓之比有微小差別，出現這種情況的原因是變壓器工作時有能量損失，導致原、副線圈匝數的比值與電壓之比有微小差別。4．有一個教學用的可拆變壓器，如圖甲所示，它有兩個外觀基本相同的線圈、（內部導線電阻率、橫截面積相同），線圈外部還可以繞線。(1)某同學用一多用電表的同一倍率歐姆擋先后測量了、線圈的電阻值，指針分別對應圖乙中的、位置，由此可推斷（選填“”或“”）線圈的匝數較多。(2)該實驗中輸入端所接電源最適合的是_____。A．220V交流電源 B．220V直流電源C．12V以內低壓直流電源 D．12V以內低壓交流電源(3)如果把它看作理想變壓器，現要測量線圈的匝數，提供的器材有：一根足夠長的絕緣導線、一只多用電表和低壓交流電源。請完成實驗步驟的填空：a．用絕緣導線在線圈的外部或變壓器的鐵芯上繞制匝線圈；b．將線圈與低壓交流電源相連接；c．用多用電表的擋分別測量線圈的輸入電壓和繞制線圈的輸出電壓；d．則線圈的匝數為（用題目中的物理符號表示）。【答案】(1)A(2)D(3)交流電壓【詳解】（1）根據電阻定律，電阻率和橫截面積相同時，導線越長，電阻越大，A線圈電阻比B的大，故A線圈匝數較多。（2）為保證學生安全，應用12V以內低壓交流電源，故選D。（3）[1]變壓器輸入輸出都是交流電，所以要用交流電壓擋測輸入和輸出電壓。[2]根據變壓器原、副線圈的電壓比等于匝數比解得類型2變壓器基本物理量的分析與計算1．基本關系式(1)功率關系：P入＝P出．(2)電壓關系：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2).(3)電流關系：只有一個副線圈時eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1).(4)頻率關系：f出＝f入．2．理想變壓器的制約關系電壓原線圈電壓U1和匝數比決定副線圈電壓U2，U2＝eq\f(n2,n1)U1功率副線圈的輸出功率P出決定原線圈的輸入功率P入，P入＝P出電流副線圈電流I2和匝數比決定原線圈電流I1，I1＝eq\f(n2,n1)I23.含有多個副線圈的變壓器計算具有兩個或兩個以上副線圈的變壓器問題時，需注意三個關系：電壓關系：eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)＝…＝eq\f(Un,nn)功率關系：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn電流關系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋…＋nnIn1.某燃氣灶點火裝置的原理圖如圖甲所示。轉換器將直流電壓轉換為圖乙所示的正弦交流電壓，并加在理想變壓器的原線圈上。變壓器原、副線圈的匝數比為k，電壓表為理想交流電壓表。當變壓器副線圈電壓的瞬時值大于5000V時，就會在鋼針和金屬板間弓發火花進而點燃氣體。下列說法正確的是（）

A．副線圈輸出電壓一個周期內鋼針只能點火一次B．時，交流電壓表示數為零C．當k小于時，點火裝置才能點火D．轉換器輸出的交流電壓頻率為100Hz【答案】C【詳解】A．副線圈輸出電壓一個周期內電壓的瞬時值兩次大于5000V，即鋼針點火兩次，選項A錯誤；B．交流電壓表測量電壓的有效值，則時，示數不為零，選項B錯誤；C．因為則即當k小于時，點火裝置才能點火，選項C正確；D．轉換器輸出的交流電壓頻率為選項D錯誤。故選C。2.如圖所示為一含有理想變壓器的交流電路，，理想電流表的示數為1A，兩個標有“5V，10W”的燈泡正常發光，則下列說法正確的是（）

A．流過電阻R的電流為2A B．理想變壓器原、副線圈的匝數比為1:4C．原線圈兩端的電壓峰值為 D．原線圈的輸入功率為60W【答案】D【詳解】A．燈泡的額定電流為兩燈泡并聯，則流過電阻R的電流為A錯誤；B．根據B錯誤；C．副線圈電壓為根據解得則原線圈兩端的電壓峰值為，C錯誤；D．原線圈的輸入功率為D正確。故選D。3.如圖所示，理想變壓器輸入端、所接電壓隨時間的變化關系，燈泡上標有“”的字樣。定值電阻，。閉合開關后，燈泡正常發光，則理想變壓器原、副線圈的匝數比為（）

A． B． C． D．【答案】A【詳解】原線圈電壓燈泡正常發光，流過燈泡的電流副線圈電壓理想變壓器原、副線圈的匝數比為故選A。4.電動汽車充電站變壓器如圖所示，輸入電壓為10kV，輸出電壓為220V，每個充電樁輸入電流16A，設原副線圈匝數分別為、，輸入正弦交流的頻率為50Hz，則下列說法正確的是（）A．交流電的周期為50sB．原副線圈匝數比C．輸出的最大電壓為220VD．若10臺充電樁同時使用，輸入功率為160kW【答案】B【詳解】A．交流電的周期為故A錯誤；B．根據理想變壓器原副線圈的電壓與線圈匝數的關系可得，原副線圈匝數比為故B正確；C．輸出的最大電壓為故C錯誤；D．若10臺充電樁同時使用，輸出功率為變壓器不改變功率，故輸入功率為故D錯誤。故選B。類型3原線圈接入負載電阻的變壓器問題分析1.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數比，原線圈一側接入的交流電壓的瞬時值表達式為，定值電阻，電阻箱初始阻值為，燈泡阻值恒為。不計電流表內阻，下列說法正確的是（

）A．電流表的示數為B．逐漸增大的阻值，兩端電壓變大C．當時，變壓器的輸出功率最大D．若將換為理想二極管，則燈泡兩端電壓的有效值為【答案】C【詳解】A．初始時，和燈泡L并聯后的電阻為變壓器以及次級線圈負值的等效電阻為則原線圈電流為副線圈電流為由于電阻箱與燈泡電阻相等，所以電流表的示數為2.75A，故A錯誤；B．逐漸增大的阻值，則等效電阻變大，則原線圈電流減小，兩端電壓變小，故B錯誤；C．將等效為電源內阻，則當時，變壓器的輸出功率最大，即解得故C正確；D．若將換為導線，根據解得將換為理想二極管，由于二極管有單向導電性，則燈泡L兩端電壓的有效值將減小，小于，故D錯誤。故選C。2.如圖所示的理想變壓器電路中，電流表、電壓表均為理想交流電表，在a、b兩端輸入正弦交流電壓，三個定值電阻、、的阻值相等，變壓器原、副線圈的匝數比為3：2，則下列說法正確的是（

）A．電流表A1與A2的示數之比為2：3B．電壓表V1與V2的示數之比為4：3C．電阻與消耗的功率之比為16：9D．a、b端的輸入功率與副線圈的輸出功率之比為3：2【答案】BC【詳解】A．副線圈端、并聯可得由變壓器電流和匝數的關系可得聯立可得電流表A1與A2的示數之比為故A錯誤；B．電壓表V1的示數為電壓表V2的示數為三個定值電阻、、的阻值相等，可得故B正確；C．電阻消耗的功率電阻消耗的功率可得故C正確；D．電阻消耗的功率a、b端的輸入功率與副線圈的輸出功率之比為故D錯誤。故選BC。3．理想變壓器原、副線圈所接的電路如圖甲所示，原、副線圈的匝數比為，其中定值電阻，兩電表為理想交流電表，原線圈兩端接有如圖乙所示的交流電。當時，原線圈的瞬時電壓為。斷開，電源消耗的電功率為；閉合，電源消耗的電功率為。則下列說法正確的是（）A．閉合、斷開，電壓表的示數為55VB．閉合，電流表的示數為4.0AC．斷開，電流表的示數為0.04AD．【答案】AD【詳解】A．由題圖乙可知，交流電的周期，則有角速度可得交流電的瞬時值表達式為當時，原線圈的瞬時電壓為，代入上式可得則有變壓器原線圈的電壓為由原、副線圈的電壓比與匝數比的關系可得由解得閉合、斷開，可知兩端電壓為，即電壓表的示數為，A正確；B．閉合，由歐姆定律可得副線圈中電流由變壓器原、副線圈的電流比與匝數成反比可得解得則有電流表的示數為，B錯誤；C．斷開，由歐姆定律可得副線圈中電流則電流表的示數為C錯誤；D．斷開，電源消耗的電功率為閉合，電源消耗的電功率為可得D正確。故選AD。4.如圖所示為某變壓器的工作示意圖，額定電壓為的燈泡正常發光，電阻R的阻值跟燈泡正常發光時的阻值一樣，理想變壓器原、副線圈匝數之比為，則輸入電壓U為（）

A． B． C． D．【答案】B【詳解】根據原、副線圈電壓表等于匝數比可得根據原、副線圈電流與匝數關系可得原線圈電流為則電阻上的電壓為則輸入電壓為故選B。5.理想變壓器原副線圈匝數之比為，原線圈上有一電阻，副線圈上電阻箱的阻值調整范圍是，使原線圈接在一交流電源上，若使的功率最大，則的阻值應調節為（

）

A．0.5R B．R C．1.5R D．2R【答案】D【詳解】設交流電源的輸出電壓為，原線圈電流為，原線圈電壓為，副線圈電流為，副線圈電壓為，則有，，，聯立可得解得可得的功率為根據基本不等式可知，當即的功率最大；但的阻值調整范圍是，故要使的功率最大，則的阻值應調節為。故選D。6.4個阻值相同的電阻R1、R2、R3和R4及理想變壓器按如圖所示連接，變壓器原、副線圈匝數比為1∶2，則以下說法正確的是（）A．R1和R2消耗的電功率之比為9∶4 B．R1和R3消耗的電功率之比為4∶1C．R2和R3消耗的電功率之比為1∶1 D．R2和R4消耗的電功率之比為1∶4【答案】C【詳解】A．設通過R2的電流為I，變壓器原、副線圈兩端電壓分U1、U2，通過原、副線圈的電流分別為I1、I2，則有，根據歐姆定律，可得，則通過R1的電流為3I。由功率可知R1和R2消耗的電功率之比為故A錯誤；B．由功率可知R1和R3消耗的電功率之比為故B錯誤；C．由功率可知R2和R3消耗的電功率之比為故C正確；D．由功率可知R2和R4消耗的電功率之比為故D錯誤。故選C。類型4兩種特殊的變壓器模型1．自耦變壓器：它只有一個線圈，其中的一部分作為另一個線圈，當交流電源接不同的端點時，它可以升壓也可以降壓。2．互感器電壓互感器電流互感器原理圖原線圈的連接并聯在高壓電路中串聯在交流電路中副線圈的連接連接電壓表連接電流表互感器的作用將高電壓變為低電壓將大電流變為小電流利用的公式eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)I1n1＝I2n21.如圖為可調壓式自耦變壓器，在電壓保持不變的情況下，滑片P順時針轉過適當角度，滑片向上移動適當距離，則（）

A．將增大B．將不變C．定值電阻的熱功率減小D．流經定值電阻的電流不變【答案】C【詳解】AB．由題意可知，滑片P順時針轉過適當角度，則副線圈的匝數n2減小，由，可知副線圈輸出電壓減小，副線圈兩端電壓與原線圈兩端電壓及匝數比有關，與副線圈電路的總電阻的大小無關，AB錯誤；CD．副線圈兩端電壓減小，滑片向上移動適當距離，可知滑動變阻器接入電路的電阻增大，則副線圈回路的總電阻增大，副線圈回路中電流減小，流經定值電阻的電流減小，由可知，定值電阻的熱功率減小，C正確，D錯誤。故選C。2.互感器又稱為儀用變壓器，是電流互感器和電壓互感器的統稱，用于測量或保護系統。如圖，P1、P2是測量交流高壓輸電參數的互感器（均視為理想變壓器），則P1、P2分別為（）

A．電壓互感器，電流互感器B．電流互感器，電壓互感器C．電流互感器，電流互感器D．電壓互感器，電壓互感器【答案】B【詳解】P1串聯在電路中，是電流互感器，P2并聯在電路中，是電壓互感器。故選B。3.如圖所示，電流互感器是一種測量大電流的儀器，將待測通電導線繞過鐵芯作為原線圈，副線圈兩端接在電流表上，則該電流互感器（

）A．電流表示數為電流的瞬時值 B．能測量直流輸電電路的電流C．原、副線圈電流的頻率不同 D．副線圈的電流小于原線圈的電流【答案】D【詳解】A．電流表示數為電流的有效值，故A錯誤；B．電流互感器不能測量直流輸電電路的電流，故B錯誤；C．原、副線圈電流的頻率相同，故C錯誤；D．根據變壓器原副線圈電流與匝數關系可得由于原線圈匝數小于副線圈匝數，可知副線圈的電流小于原線圈的電流，故D正確。故選D。4.如圖所示，一理想自耦變壓器線圈AB繞在一個圓環形閉合鐵芯上，左端輸入正弦交流電壓，、為相同的燈泡，其電阻均為且恒定不變，定值電阻的阻值為燈泡阻值的。當滑片P處于如圖所示位置時，AB端與PB端匝數比為，、閉合時，兩燈泡均正常發光。下列說法正確的是（）A．燈泡正常發光的電流為B．燈泡正常發光的電功率為C．、均閉合時，將P沿順時針方向轉動，一定變暗D．斷開，閉合，將P沿逆時針方向轉動（燈泡一直沒有損壞），定值電阻消耗的電功率一定變大【答案】C【詳解】A．S1、S2閉合時，副線圈電路的阻值則AB的等效電阻那么此時流過燈泡的電流故A錯誤；B．燈泡正常發光的功率為故B錯誤；C．P順時針轉動，減少，則變大，變大，則流過燈泡的電流變小，燈泡一定變暗，故C正確；D．斷開，閉合，則有P逆時針轉動，增多，則變小，由可減小到，討論的功率變化時，可將燈泡的電阻R看做電源的“等效內阻”，當時，的電功率最大，故D錯誤。故選C。5.如圖所示，L1和L2是高壓輸電線，甲、乙是兩只互感器，若已知n1∶n2＝1000∶1，n3∶n4＝1∶100，圖中電壓表示數為220V，電流表示數為10A，則高壓輸電線的送電功率為（）A．2.2×103W B．2.2×10-2W C．2.2×108W D．2.2×104W【答案】C【詳解】對互感器甲，高壓輸電線的送電電壓為對互感器乙，送電電流為所以高壓輸電線的送電功率為故選C。6.如圖所示的自耦變壓器為理想變壓器，R為定值電阻，在ab兩端輸入正弦交流電，將滑片P向下移動，使原線圈的匝數減少為原來的80%，則變壓器副線圈輸出電壓將會是原來的（）A．1.2倍 B．1.25倍 C．0.8倍 D．0.75倍【答案】B【詳解】由知所以當時，變壓器副線圈輸出電壓即變壓器副線圈輸出電壓將會是原來的1.25倍。故選B。類型4理想變壓器的動態分析1．匝數比不變、負載變化的情況(如圖)(1)U1不變，根據eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，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。(2)當負載電阻發生變化時，I2變化，輸出電流I2決定輸入電流I1，故I1發生變化。(3)I2變化引起P2變化，P1＝P2，故P1發生變化。2．負載電阻不變、匝數比變化的情況(如圖11)(1)U1不變，eq\f(n1,n2)發生變化，故U2變化。(2)R不變，U2變化，故I2發生變化。(3)根據P2＝eq\f(Ueq\o\al(2,2),R)，P2發生變化，再根據P1＝P2，故P1變化，P1＝U1I1，U1不變，故I1發生變化。1.如圖甲的理想變壓器原線圈接在一正弦交流電源上，電源電壓如圖乙所示，副線圈匝數可通過滑片P來調節。當滑片P處于圖示位置時，原、副線圈的匝數比，此時一額定功率為44W，額定電壓為220V的燈泡，發現其亮度低于正常亮度。燈泡電阻恒定，下列說法正確的是（

）A．該交流電源的頻率為100HzB．此時通過燈泡電流的有效值為0.2AC．燈泡兩端電壓表達式為D．將滑片P向下滑動，燈泡變亮【答案】C【詳解】A．由圖可知，得交流電的頻率為則角速度為故A錯誤；C．故原線圈電壓瞬時值有效值則副線圈電壓有效值燈泡兩端電壓表達式為故C正確；B．根據則故B錯誤；D．根據將滑片P向下滑動，燈泡變暗，故D錯誤。故選C。2．如圖所示，兩理想變壓器間接有電阻R，電表均為理想交流電表，a、b接入電壓有效值不變的正弦交流電源。閉合開關S后（）A．R的發熱功率不變B．電壓表的示數變大C．電流表A1的示數變大D．電流表A2的示數變小【答案】C【詳解】AC．閉合開關S后，負載電阻減小，匝數為n4的線圈輸出功率變大，匝數為n1的線圈輸入功率也變大，a、b兩端電壓有效值不變，由可知電流表A1的示數變大，根據因比值不變，I1變大，I2變大，所以R的發熱功率變大，故A錯誤，C正確；B．根據理想變壓器電壓比等于匝數比可知輸出電壓U2不變，電壓表的示數不變，故B錯誤；D．根據理想變壓器電流與匝數關系可得由于匝數均保持不變，I1增大，所以I2、I4增大，故電流表A2的示數變大，故D錯誤。故選C。3．如圖所示，理想變壓器原線圈與定值阻值。串聯后接在輸出電壓恒定的正弦交流電源a、b兩副線圈電路中接有電阻箱R和定值電阻，電流表、和電壓表、均為理想電表，增大電阻箱R的阻值，下列說法正確的是（）A．的示數增加 B．的示數增加C．的示數增加 D．的示數不變【答案】C【詳解】將變壓器的副線圈電阻等效在原線圈電路上，有則對原線圈電路由閉合電路的歐姆定律有A．增大電阻箱R的阻值，則變大，可知變小，即的示數變小，故A錯誤；D．電壓表所測電壓為因變小，則變大，即電壓表的示數變大，故D錯誤；B．由理想變壓器兩端的電流與匝數關系有因變小，則因變小，即的示數變小，故B錯誤；C．根據理想變壓器兩端的電壓與匝數關系有因變大，則變大，即的示數增加，故C正確。故選C。4.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數比為，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，，的最大值為2R，從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時值表達式為u1=220sin100πt（V），則（）

A．當單刀雙擲開關與a連接時，電壓表的示數為110VB．單刀雙擲開關與a連接，當滑動變阻器觸頭P在正中間時，消耗的功率最大C．當單刀雙擲開關由a扳向b時，當滑動變阻器觸頭P從正中間向下移動的過程中，消耗的功率增大D．單刀雙擲開關與a連接，在滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中，電壓表和電流表的示數均變小【答案】C【詳解】A．變壓器輸入電壓的最大值為V，故有效值為根據理想變壓器原、副線圈電壓關系有根據變壓器電路有解得可知電壓表的示數小于110V，A錯誤；B．單刀雙擲開關與a連接時，設原線圈電壓為，電流為，副線圈電壓為，電流為，消耗的功率為，則有又由于則有所以又由于解得，則有可知當時，消耗的功率為最大，B錯誤；C．刀雙擲開關由a扳向b，原副線圈匝數相等，則有消耗的功率為又由于所以又由于則有所以當滑動變阻器觸頭從正中間向下移動的過程中，從R減小到0，則P一直增大，C正確；D．單刀雙擲開關與a連接，滑動變阻器觸頭向上移，滑動變阻器接入電路的電阻變大，根據上述可知副線圈的電流減小，由原、副線圈匝數比和電流決定關系知，原線圈電流減小，電流表示數變小。同時上的電壓減小，則原線圈電壓增大，故副線圈電壓增大，則電壓表的示數增大，D錯誤。故選C。5.如圖所示，理想變壓器原線圈接的交流電，原、副線圈匝數比，已知定值電阻，，R是滑動變阻器，電壓表和電流表均為理想交流電表，以下說法正確的是（

）A．時，理想變壓器的輸出功率最大B．理想變壓器的最大輸出功率為C．理想變壓器的輸出功率最大時，電流表的示數為D．時，滑動變阻器消耗的功率最大【答案】AD【詳解】AB．根據題意，電源電動勢有效值如圖：假設原線圈中的電壓為，電流為，可認為虛線框中為等效電阻又，，求得①則電路可看成是由r和組成的電路，若使變壓器輸出功率最大，則的功率最大，根據根據基本不等式，當時，的輸出功率最大，此時由①式可得輸出的最大功率A正確，B錯誤；C．理想變壓器的輸出功率等于負載電阻總功率，則有可得故C錯誤；D．要使滑動變阻器上的功率最大，把r按照上述規則等效到副線圈中，有求得如圖所示：把虛線框看成是電源，內阻當時，滑動變阻器輸出功率最大，此時D正確。故選AD。6．如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數比為，圖中電表均為理想電表，R、L和D分別是光敏電阻（其阻值隨光強增大而減小）、電感線圈和燈泡．原線圈接入如圖乙所示的正弦式交流電，電壓為，下列說法正確的是（）A．交流電的頻率為50HzB．電壓表的示數為31VC．有光照射R時，電流表的示數變大D．抽出L中的鐵芯，燈泡D變亮【答案】ACD【詳解】A．由題圖乙可知，所以頻率故A項正確；B．電壓表測副線圈兩端電壓，原線圈接入電壓的最大值是，所以原線圈接入電壓的有效值理想變壓器原、副線圈匝數比為，所以有解得副線圈兩端電壓的有效值為22V，即電壓表的示數為22V，故B項錯誤；C．有光照射R時，R的阻值減小副線圈所在電路電流增大，由于理想變壓器所以電流表的示數變大，故C項正確；D．抽出L中的鐵芯，電感線圈的自感系數減小，電感線圈對交變電流的阻礙減小，所以燈泡D變亮，故D項正確。故選ACD。題型三遠距離輸電模型分析1．理清輸電電路圖的三個回路(如圖)(1)在電源回路中，P發電機＝U1I1＝P1.(2)在輸送回路中，I2＝I線＝I3，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R線，ΔP＝I22R線．(3)在用戶回路中，P4＝U4I4＝P用戶．2．抓住兩組關聯式(1)理想的升壓變壓器聯系著電源回路和輸送回路，由理想變壓器原理可得：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，P1＝P2.(2)理想的降壓變壓器聯系著輸送回路和用戶回路，由理想變壓器原理可得：eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)，eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3)，P3＝P4.3．掌握一個守恒觀念功率關系：P2＝ΔP＋P3，其中ΔP＝ΔU·I線＝I線2R線＝eq\f(ΔU2,R線).1．我國的特高壓輸電技術居世界第一，如圖所示，發電站輸出穩定的電壓，經升壓變壓器升至特高壓進行遠距離輸送，再經過降壓變壓器降壓后供用戶端使用，用戶端電阻可分為持續用電用戶電阻（設為定值電阻）和靈活用電用戶電阻（設為可變電阻），輸電線電阻不可忽略，下列說法正確的是（）A．用電高峰期時，相當于變大B．用電高峰期時，兩端電壓變大C．在不改變輸送電能總功率的前提下，對比普通的高壓輸電，使用特高壓輸電可以使兩端電壓更大D．在不改變輸送電能總功率的前提下，對比普通的高壓輸電，使用特高壓輸電會使輸電線上電能損耗升高【答案】C【詳解】A．因用電器都是并聯使用，因此在用電高峰時，用電器增加，相當于變小，故A錯誤；B．用電高峰期時，相當于變小，降壓變壓器副線圈的電流增大，由變壓器原理可知，降壓變壓器原線圈的電流增大，導致輸電線上的電壓降增大，發電站輸出電壓穩定，則有降壓變壓器的原線圈兩端電壓減小，副線圈輸出電壓減小，使兩端電壓變小，故B錯誤；CD．在不改變輸送電能總功率的前提下，由可知，使用特高壓輸電，輸電線上的電流大幅度減小，輸電線上的電壓降減小，則降壓變壓器原線圈兩端的電壓比普通的高壓輸電時高，則兩端電壓更大；輸電線上的電能損耗，因輸電線上電流減小，可知輸電線上電能損耗降低，故C正確，D錯誤。故選C。2．我國在電力輸送領域是世界上首屈一指的科技霸主，目前已研制成功了全套關鍵設備，建成了世界電壓等級最高、輸電能力最強的交直流輸電網絡。如圖為遠距離輸電系統簡化情景圖，已知發電廠輸出的交流電壓為，理想升壓變壓器的原副線圈匝數比為，理想降壓變壓器的原副線圈匝數比為，高壓輸電線的總阻值為。設用戶(負載)是純電阻，且阻值為，則輸電效率為（

）A． B． C． D．【答案】A【詳解】設降壓變壓器副線圈的端電壓為，由歐姆定律可得用戶的電流為對降壓變壓器，由理想變壓器的原理可得，結合綜合可得由能量守恒定律可得輸電效率為故選A。3．如圖為輸電線為用戶輸電的情景，電路中升壓變壓器和降壓變壓器都認為是理想變壓器，中間輸電電路電阻為R，下列說法正確的有（）A．輸出電壓與輸入電壓相等B．輸出功率大于輸入功率C．若用戶接入的用電器增多，則R功率降低D．若用戶接入的用電器增多，則輸出電壓降低【答案】BD【詳解】A．輸出電壓等于輸入電壓與電阻R上損失的電壓之和，A錯誤；B．輸出功率等于輸入功率與電阻R上損失的功率之和，所以輸出功率大于輸入功率，B正確；CD．若用戶接入的用電器增多，則用戶端的等效電阻減小，用戶端電流增大，根據降壓變壓器電流與匝數成反比，可知，通過電阻R的電流增大，根據可知，R功率增大，C錯誤；輸入電壓不變，所以輸出電壓不變，根據可知，R上損失的電壓增大，輸入電壓減小，根據降壓變壓器電壓與匝數成正比，可得，輸出電壓降低，D正確。故選BD。4．如圖為高鐵供電流程的簡化圖，牽引變電所的理想變壓器將電壓為U1的高壓電進行降壓；動力車廂內的理想變壓器再把電壓降至U4，為動力系統供電，此時動力系統的電流為I4，發電廠的輸出電流為I1；若變壓器的匝數n2=n3，則下列關系式正確的是（）A． B．C． D．【答案】AD【詳解】AB．由理想變壓器原、副線圈的電壓比等于匝數比，兩變壓器則有，可得，由題意可知，由于輸電線上有電壓降，因此則有，又有，可得故A正確，B錯誤；CD．由理