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考点十三：变压器——（2020—2023）四年高考物理真题专项汇编【新高考版】
一、单选题
1．我国1100 kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是( )
A.送电端先升压再整流 B.用户端先降压再变交流
C.1100 kV是指交流电的最大值 D.输电功率由送电端电压决定
2．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机的电压，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是( )
A.发电机输出的电流 B.输电线上的电流
C.降压变压器的匝数比 D.用户得到的电流
3．【2023年新课标综合卷】自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接12 V的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8 V的小灯泡.实际测得小灯泡两端电压为2.5 V.下列措施有可能使小灯泡正常发光的是( )
A.仅增加原线圈匝数
B.仅增加副线圈匝数
C.将原、副线圈匝数都增为原来的两倍
D.将两个3.8 V小灯泡并联起来接入副线圈
4．【2022年北京高考真题】某理想变压器的原线圈接在220 V的正弦交流电源上，副线圈输出电压为22 000 V，输出电流为300 mA.该变压器( )
A.原、副线圈的匝数之比为100:1
B.输入电流为30 A
C.输入电流的最大值为
D.原、副线圈交流电的频率之比为1:100
5．【2023年山东高考真题】某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压，输出功率500kW。降压变压器的匝数比，输电线总电阻。其余线路电阻不计，用户端电压，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是( )
A.发电机的输出电流为368A B.输电线上损失的功率为4.8kW
C.输送给储能站的功率为408kW D.升压变压器的匝数比
6．【2023年新课标综合卷】用一台理想变压器对电动汽车充电.该变压器原、副线圈的匝数比为1:2，输出功率为，原线圈的输入电压.关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是( )
A. B. C. D.
7．【2023年新课标综合卷】下图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器和降压变压器都认为是理想变压器，中间输电电路电阻为R，下列说法正确的有( )
A.输出电压与输入电压相等
B.输出功率大于输入功率
C.若用户接入的用电器增多，则R功率降低
D.若用户接入的用电器增多，则输出功率降低
8．【2020年北京高考真题】如图所示，理想变压器原线圈接在的交流电源上，副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后( )
A.电流表的示数减小 B.电压表的示数减小
C.电压表的示数不变 D.电流表的示数不变
9．【2022年浙江高考真题】下列说法正确的是( )
A.恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用
B.小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向
C.正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大
D.升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率
10．【2022年山东高考真题】如图所示的变压器，输入电压为220 V，可输出12 V、18 V、30 V电压，匝数为的原线圈中电随时间变化为。单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为0.1 V。将阻值为12 Ω的电阻R接在两端时，功率为12 W。下列说法正确的是( )
A.为1100匝，为220 V
B.间线圈匝数为120匝，流过R的电流为1.4 A
C.若将R接在两端，R两端的电压为18 V，频率为100 Hz
D.若将R接在两端，流过R的电流为2.5 A，周期为0.02 s
二、多选题
11．如图是工厂利用的交流电给36 V照明灯供电的电路，理想变压器原线圈匝数为1100，下列说法正确的是( )
A.电源电压有效值为 B.交变电流的周期为0.02 s
C.副线圈匝数为180 D.副线圈匝数为240
12．【2022年天津高考真题】如图所示，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，接入电压有效值不变的正弦交流电源.闭合开关S后( )
A.R的发热功率不变 B.电压表的示数不变
C.电流表的示数变大 D.电流表的示数变小
参考答案
1．答案：A
解析：由于变压器的工作原理是电磁感应现象，因此升压变压器和降压变压器原线圈两端的电压均为交流电压，所以送电端先升压再整流，用户端先变交流再降压，A正确，B错误；1100 kV指的是交流电的有效值，C错误；由远距离输电的原理可知，输电功率由用户端决定，D错误。
2．答案：C
解析：发电机输出的电流，选项A错误。输电线上的电流，选项B错误。升压变压器的副线圈输出电压，输电线损耗电压，降压变压器的原线圈电压，故降压变压器的匝数比，选项C正确。降压变压器的副线圈的输出功率，故用户得到的电流，选项D错误。
3．答案：B
解析：A.由知，仅增加原线圈匝数，副线圈的输出电压减小，不能使小灯泡正常发光，故A错误；B.由知，仅增加副线圈匝数，副线圈的输出电压增大，有可能使小灯泡正常发光，故B正确；C。由知，将原副线圈匝数都增为原来的两倍，但由于原线圈的电压不变，则副线圈的输出电压不变，不能使小灯泡正常发光，故C错误；D.将两个3.8V小灯泡并联，但由于原线圈的电压不变，则副线圈的输出电压不变，不能使小灯泡正常发光，故D错误；故选B。
4．答案：B
解析：由已知条件可得，原线圈两端电压，副线圈两端电压，由理想变压器电压与匝数之间的关系可得原、副线圈匝数之比，A错误；副线圈中的电流，由理想变压器电流与匝数之间的关系，解得，B正确；正弦交变电流最大值是有效值的倍，则输入电流最大值为，C错误；理想变压器不改变交流电的频率，故频率之比为1:1，D错误.
5．答案：C
解析：A.由题知，发电机的输出电压，输出功率500kW，则有
A错误；
BD.由题知，用户端电压，功率88kW，则有
联立解得
，，
则输电线上损失的功率为
且
再根据，解得
BD错误；
C.根据理想变压器无功率损失有
代入数据有
C正确。
故选C。
6．答案：A
解析：根据正弦式交流电中有效值和峰值的关系可知，原线圈的电压有效值为：
根据变压器的工作原理可得：
代入数据解得：
因为理想变压器原副线圈的功率相等，则
变压器无法改变电流的频率，则，故A正确，BCD错误；
故选：A。
7．答案：B
解析：AB.由于输电过程中电阻R要产生热量,会损失功率,故输出功率大于输入功率;输出电压大于输入电压,故A错误,B正确;
C.由于输入电压不变,所以变压器的输出变压不变,随着用户接入的用电器增多,导致用户端的等效电阻变小,则电流变大,根据可知R功率增大;故C错误;
D.用户接入电路的用电器越多,用电器消耗功率增大,即输出功率增大,故D错误。
故选B。
8．答案：A
解析：由结合题意可知，副线圈电压不变，即电压表的示数不变，故B错误。闭合开关后，根据“串反并同”可知，开关S所在支路电阻由“无穷大”变为R，与其并联的电流表示数减小，电压表示数减小，故A正确，C错误。流过副线圈干路电阻R的电流由于“串反”而变大，根据变压器电流关系可知，原线圈电流变大，即电流表示数变大，故D错误。
9．答案：B
解析：磁场对电流有力的作用，静止的电荷不会产生等效电流，所以恒定的磁场不会对其有力的作用，选项A错误；小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向，选项B正确；正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，磁通量变化率最小，此时电流为零，选项C错误；变压器中，考虑到漏磁因素，副线圈的磁通量变化率小于原线圈的磁通量变化率，选项D错误。
10．答案：D
解析：本题考查变压器的特点和原理。输入电压为220 V，根据理想变压器的变压规律有，将代入，解得，原线圈的交流电的电压与时间成余弦函数关系，故输入电压的最大值为,A项错误；将12 Ω的电阻接在两端时，功率为12 W，根据有，根据有，解得，根据欧姆定律，流过R的电流，B项错误；根据原、副线圈电压与匝数之间的关系可知，原线圈电压和匝数固定时，副线圈匝数越多，输出电压就越大，根据题意，，故，由于变压器不能改变交变电流的频率，所以副线圈的频率等于原线圈的频率，根据交流电原线圈电压表达式可知，交流电的角速度，故交流电的周期，则频率，C项错误；间的电压为30 V，若将R接在两端，根据欧姆定律，，而交流电周期,D项正确。
11．答案：BC
解析：由交流电的表达式可知，该交流电电压有效值为220 V，A错；交流电的周期，B对；根据理想变压器的变压规律有，代入数据得，C对，D错。
12．答案：BC
解析：将降压变压器和右侧电路等效为电阻，等效电阻，闭合开关S后，减小，等效电阻阻值减小，因为之间电压有效值不变，升压变压器匝数比不变，则电压表示数不变，流过等效电阻的电流增大，电流表、示数均变大，R的发热功率增大，A、D错误，B、C正确.

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