资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
专题26 变压器 电能的输送
课标要求 知识要点 命题推断
1.理解变压器的原理，掌握理想变压器原、副线圈的功率关系、电压关系及电流关系，并会进行有关计算. 2.能利用功率、电压、电流关系对变压器进行动态分析. 3.会计算远距离输电问题中线路损失的功率和电压． 考点一　理想变压器基本关系的应用 考点二　理想变压器的动态分析 考点三　远距离输电问题 题型：选择题 1理想变压器工作原理 2匝数比不变，负载发生变化 3匝数比变化，负载不变 4远距离输电原理及电压功率损失 5远距离输电的动态分析问题
考点一　理想变压器基本关系的应用
1．基本关系式
(1)功率关系：P入＝P出．
(2)电压关系：只有一个副线圈时，＝；有多个副线圈时，＝＝＝….
(3)电流关系：只有一个副线圈时，＝.
由P入＝P出及P＝UI推出有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋….
2．制约关系
(1)电压：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定．
(2)功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定．
(3)电流：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定．
考点二　理想变压器的动态分析
常见的理想变压器的动态分析一般分匝数比不变和负载电阻不变两种情况．
1．匝数比不变的情况(如图所示)
(1)U1不变，根据＝，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2不变．
(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化．
(3)I2变化引起P2变化，P1＝P2，故P1发生变化．
　　
2．负载电阻不变的情况(如图所示)
(1)U1不变，发生变化，故U2变化．
(2)R不变，U2变化，故I2发生变化．
(3)根据P2＝，P2发生变化，再根据P1＝P2，故P1变化，P1＝U1I1，U1不变，故I1发生变化．
考点三　远距离输电问题
1．远距离输电的处理思路
对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析．
2．远距离高压输电的几个基本关系(以图11为例)
图11
(1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3.
(2)电压、电流关系：＝＝，＝＝，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线．
(3)输电电流：I线＝＝＝.
(4)输电线上损耗的电功率：P损＝I线ΔU＝IR线＝()2R线．
当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的.
（2024 重庆模拟）如图所示为某研究小组设计的非常规变压器，该变压器原线圈上由ac和bd两条导线双线绕制，均为n1匝，a、b、c、d为四个接头。副线圈为单绕线，共n2匝。通过控制A、B接头不同接法会得到不同的实验效果。下列分析正确的是（　　）
A．若A接a，B接c，且将bc短接，负载R的电压为零
B．若A从接a改接b，B从接c改接d，负载R消耗的电功率增加
C．若A接a，B接b，且将cd短接，原副线圈电压之比
D．若A接a，B接d，且将bc短接，原副线圈电流之比
（2024 广东三模）燃油汽车点火系统的基本结构如图所示，主要部分由直流电源E、保护电容C、电阻R、理想变压器、火花塞等构成，已知直流电源的电动势为12V，火花塞内两触点之间要产生30kV电压，才能产生电弧将油气点燃，理想变压器原、副线圈匝数之比为1：100，下列说法正确的是（　　）
A．开关S闭合时，电容C将进行充电
B．开关S闭合瞬间，变压器副线圈两端电压最高可达30kV
C．开关S断开瞬间，若要将油气点燃，变压器原线圈至少需产生300V电压
D．开关S断开后，电容器将先放电后充电
（2024 南通三模）街头变压器通过降压给用户供电的示意图如图。输出电压通过输电线输送给用户，输电线总电阻为R0，变阻器R代表用户用电器的总电阻。若变压器视为理想变压器，且输入电压保持不变，理想电流表的示数为I，理想电压表的示数为U，当滑片下移（相当于用户的用电器增加）时（　　）
A．I减小 B．U减小
C．R0消耗的功率减小 D．变压器输入功率减小
（2024 五华区校级模拟）如图所示，理想变压器原线圈与定值电阻R0＝7.5Ω串联后接在电压U0＝48V的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，R的最大阻值为100Ω，原、副线圈匝数比为1：2。现将滑动变阻器R的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（　　）
A．电压表示数变大
B．电源的输出功率变小
C．当滑动变阻器的滑片P位于中点时，电流表的示数为2.4A
D．改变滑片P的位置，R获得的最大功率为76.8W
（2024 沙坪坝区校级模拟）如图甲所示电路中，变压器为原、副线圈匝数之比5：1理想变压器，电压表和电流表均为理想表，a、b间接入图乙所示电压，R0、R1为定值电阻，R为滑动变阻器。现保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关S由闭合到断开，则（　　）
A．电压表V2的示数恒为40V
B．若观察到电流表A1的示数减小了2A，则电流表A2的示数减小了0.4A
C．电压表V3示数变化量的大小与电流表A2示数变化量的大小的比值为R0
D．保持开关断开，若再将滑动变阻器的滑片向上滑动，则电压表V3与V1的比值变小
（2024 泰安三模）远距离输电的示意图如图所示，变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数比为，降压变压器的原、副线圈匝数比为，输电线的总电阻为R＝200Ω.当用户消耗的电功率为110kW时，入户电压U4＝220V，则升压变压器的原线圈的输入电压U1等于（　　）
A．465V B．316.5V C．232.5V D．216.5V
（2024 天心区校级模拟）如图所示为某发电站输电示意图，发电机输出电压恒定，变压器均为理想变压器，在输电线路的起始端接入甲、乙两个理想互感器，甲、乙两互感器原副线圈的匝数比分别为200：1和1：20，降压变压器原副线圈匝数比为200：1，电压表的示数为220V，电流表的示数为5A，输电线路总电阻r＝20Ω。则下列说法正确的是（　　）
A．互感器甲中圈内接入电流表，互感器乙圈内接入电压表
B．输电线路上损耗的功半约占输电总功率的6%
C．用户端的电压U4为200V
D．用电高峰相对平时用电时，用户端的电压偏小
（2024 济宁一模）某同学研究远距离输电的电路如图所示，a、b端接入电压为U0的交流电源，升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器，且两变压器的匝数比。已知R1、R2的阻值均为R0，R3的阻值为，电阻R1、R2消耗的功率相同，电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（　　）
A．升压变压器T1的匝数比
B．电压表的示数为
C．电流表的示数为
D．若R3断路，电流表示数将增大
（2024 温州三模）新安江水库蓄水后，水位落差可达55m，如图所示。已知落差处流量为5×105kg/s的水流冲击水轮机发电，水流减少的机械能80%转化为电能。发电机输出电压为11kV，水电站到用户之间采用220kV高压进行远距离输电，输电线上损耗的功率不超过输送功率5%，用户所需电压为220V。变压器视为理想变压器，下列说法正确的是（　　）
A．升压变压器原、副线圈匝数比为1：20
B．发电机的输出功率为2.75×105kW
C．输电线上电阻不能超过110Ω
D．降压变压器原、副线圈匝数比为1000：1
（2024 黄陂区校级二模）如图所示为远距离输电模拟原理图，变压器均为理想变压器，其中降压变压器的原、副线圈匝数之比为n。发电机输出电压不变，两变压器间输电线的总电阻为R，降压变压器所接负载的等效电阻为R变，其余导线电阻不计。当R变变化时，理想电压表V的示数变化为ΔU，理想电流表A的示数变化为ΔI，下列说法正确的是（　　）
A．R变的触头向下滑动时，输电线上的损耗功率变小
B．R变的触头向下滑动时，电压表的示数变大
C．R变的触头向上滑动时，输电效率降低
D．||
题型1理想变压器工作原理
（2024 江苏一模）如图，变压器是理想变压器，电压表V1、V2为理想电表，定值电阻R1、R2阻值之比为1：2。在a、b端输入电压有效值不变的正弦交流电，R1、R2消耗的功率之比为8：1，则电压表V1、V2示数之比为（　　）
A．1：2 B．2：1 C．1：4 D．4：1
（2024 盐城模拟）如图所示，差动变压器式位移传感器的简化模型。两组匝数相等的副线圈上下对称分布，在ab端输入稳定的正弦式交流电，设输入电压为U1，输出电压为U2。初始时，铁芯两端与副线圈平齐，铁芯上下移动过程中始终有一端留在副线圈内，则（　　）
A．铁芯静止时，U1增大，U2也增大
B．铁芯静止时，U1增大，U2将减小
C．若U1不变，铁芯向上移动时，U2增大
D．若U1不变，铁芯向上移动时，U2减小
（2024 市中区校级模拟）如图所示为一个小型交流发电机的示意图，其线框ABCD匝数n＝100匝，面积为S＝0.022m2，总电阻r＝10Ω，绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，角速度ω＝100rad/s。已知匀强磁场磁感应强度，矩形线框通过滑环与理想变压器相连，副线圈与电阻相接，电表均为理想电表，电压表示数为U＝180V。从线框转至中性面位置开始计时，以下选项正确的是（　　）
A．线框中感应电动势的瞬时值表达式e＝220sin100t
B．电流表的示数18A
C．当原、副线圈匝数比为3：2时，电阻R的阻值为20Ω
D．当原、副线圈匝数比为3：2时，电阻R消耗的电功率320W
题型2匝数比不变，负载发生变化
（2024 东莞市校级三模）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，电源的输出电压u＝30sin100πt（V），定值电阻R1＝20Ω，R3＝2.5Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为5Ω，a、b为滑动变阻器的两个端点，所有电表均为理想电表。现将滑动变阻器滑片P置于b端，则（　　）
A．电流表示数为
B．电压表示数为10V
C．滑片P由b向a缓慢滑动，R3消耗的功率减小
D．滑片P由b向a缓慢滑动，变压器的输出功率减小
【解答】解：AB、题图的电路图可以等效为，
（2024 黑龙江三模）如图甲所示为理想变压器，其原、副线圈匝数比为6：1，电压表和电流表均为理想交流电表，Rt为NTC型热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，R为定值电阻。若变压器的输入电压随时间变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）
A．电压表示数为V
B．变压器原，副线圈的功率之比为6：1
C．变压器原、副线圈中的电流之比为6：1
D．Rt温度降低时，电压表的示数不变、电流表的示数变小
（2024 德阳模拟）如图（a）所示，理想变压器原副线圈匝数比为n1：n2＝10：1，原线圈输入正弦式交流电压如图（b）所示，副线圈电路中定值电阻R0＝10Ω，所有电表均为理想交流电表。下列说法正确的是（　　）
A．t＝0时刻，电流表A2的示数为零
B．1s内电流方向改变50次
C．滑片P向下移动过程中，电流表A2的示数增大，电流表A1的示数减小
D．当滑动变阻器接入电路的阻值为R＝10Ω时，滑动变阻器的功率最大且为12.1W
题型3匝数比变化，负载不变
（2024 山东模拟）一同学设计了一个稳压的电路如图所示，理想变压器的原线圈通过输电导线与电压为U0的交流电源相连，输电导线有一定阻值r，在副线圈上并联了用电器R0、滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑片。通过调节滑片P模拟电网负载变化，副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头Q调节，根据负载的变化调节Q改变副线圈接入电路的匝数实现用电器的电压稳定，电源电压不变，当负载滑动变阻器的滑片P向上移动时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表V示数变大
B．变压器铁芯中的磁通量变化率变大
C．原线圈中的电流减小，副线圈两端电压增大
D．为保证用电器R0两端电压不变，可以将副线圈上的触头Q上移
（2024 武侯区校级模拟）如图所示，是实验室用交流发电机和理想变压器组合给R0供电电路图。交流发电机的线圈内阻4Ω，产生电动势表达式为e＝20sin10πt（V）。当理想变压器原、副线圈匝数比为2：1时，该交流发电机的输出功率最大，连接电路的导线电阻均不计，则下说法正确的是（　　）
A．线圈转动频率为50Hz
B．t＝0时刻线圈位于图示位置
C．R0的电阻为1Ω
D．R0的电阻为2Ω
（2024 济南三模）如图所示，线圈abcd在匀强磁场中绕固定轴OO'匀速转动，产生的正弦式交流电通过自耦变压器给灯泡和滑动变阻器供电。已知线圈abcd的电阻不可忽略，自耦变压器可看作理想变压器，下列说法正确的是（　　）
A．图示时刻线圈abcd中感应电流大小为零
B．将滑动变阻器的滑片Q向上移动，灯泡变亮
C．将自耦变压器的滑片P逆时针转动，自耦变压器的输入电流变大
D．将滑动变阻器的滑片Q向上移动，自耦变压器的输出功率一定减小
题型4远距离输电原理及电压功率损失
（2024 和平区二模）“西电东送”是国家重大工程。如图为某水电站远距离输电的原理图，发电厂输出的电压恒为U，通过升压变压器将电压升高至kU向远处输电，在用户端用降压变压器把电压仍降为U供用户使用，下列说法正确的是（　　）
A．降压变压器原线圈匝数为副线圈匝数的k倍
B．若用户功率增大，则输电线上损失的功率也增大
C．若用户功率增大，升压变压器的输出电压也增大
D．若用户功率增大，降压变压器的输出电压也增大
（2024 河北二模）如图所示为远距离输电的示意图，图中的K1为升压变压器，K2为降压变压器，变压器的原线圈接电压恒定的交流电源。为了提高输电效率，在输电电路中接入整流器（将交流整流为直流）和逆变器（将直流逆变为交流），用户增多时相当于滑动变阻器的滑动触头P向上滑动，则下列说法正确的是（　　）
A．用户得到的是交流电
B．高压输电的目的是为了增加输电电流
C．用户增多时，输电电流减小
D．用户增多时，输电线上损失的电压减小
（2024 青岛模拟）直流特高压输电可以减少感抗和容抗的损耗，该技术已成为我国“西电东送”战略的技术基础，如图为特高压输电示意图，升压变压器T1、降压变压器T2均为理想变压器，整流及逆变等过程不计能量损失且有效值不变。若直流输电线的总电阻R＝10Ω，T2匝数之比n3：n4＝53：25。结合图中信息，下列说法正确的是（　　）
A．图中“500kV”指交流电的峰值
B．直流输电线损失的电压为40kV
C．输电功率为4.24×109W
D．当用户负载增加时，用户端增加的功率大于T1输出端增加的功率
题型5远距离输电的动态分析问题
（多选）（2024 香坊区校级四模）某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机输出的电压恒定，通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻为R，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4：1，它的副线圈两端的交变电压如图乙所示。若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是（　　）
A．降压变压器T2原线圈的输入电压为55V
B．降压变压器T2的输入功率与输出功率之比为1：1
C．升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压
D．当用户端用电量增大时，发电机输出的功率也增大
（多选）（2024 漳州三模）如何有效地提高能源利用率是人类所面临的一项重要任务。如图是远距离输电示意图，变压器T1、T2均为理想变压器，T2原、副线圈的匝数之比为100：1，负载两端电压u4随时间t变化规律为，下列说法正确的是（　　）
A．交流电源输出的交流电频率为50Hz
B．T2原线圈两端的电压有效值等于220kV
C．若T1输入电压不变，负载消耗总功率变大，则T1副线圈两端的电压不变
D．若T1输入电压不变，负载消耗总功率变大，则输电线上消耗的电功率变小
（多选）（2024 天津模拟）高考期间，为保障考场用电，供电部门为学校配备应急供电系统，输电电路如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.25m2，匝数n＝100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，其输出端通过电刷与升压变压器的原线圈相连，图中电压表示数为250V，降压变压器原、副线圈的匝数之比为5：1，降压变压器的副线圈接入到考场供电，两变压器间的输电线等效电阻R＝20Ω，变压器均为理想变压器。学校有44个考场用电，用电设备额定工作电压均为U＝220V，每个考场的正常用电功率P＝500W。当44个考场正常用电，下列说法正确的是（　　）
A．线框绕轴OO'的转速为3000r/min
B．输电线上损失的电压为400V
C．升压变压器原、副线圈匝数之比为1：8
D．发电机的输出功率为28kW中小学教育资源及组卷应用平台
专题26 变压器 电能的输送
课标要求 知识要点 命题推断
1.理解变压器的原理，掌握理想变压器原、副线圈的功率关系、电压关系及电流关系，并会进行有关计算. 2.能利用功率、电压、电流关系对变压器进行动态分析. 3.会计算远距离输电问题中线路损失的功率和电压． 考点一　理想变压器基本关系的应用 考点二　理想变压器的动态分析 考点三　远距离输电问题 题型：选择题 1理想变压器工作原理 2匝数比不变，负载发生变化 3匝数比变化，负载不变 4远距离输电原理及电压功率损失 5远距离输电的动态分析问题
考点一　理想变压器基本关系的应用
1．基本关系式
(1)功率关系：P入＝P出．
(2)电压关系：只有一个副线圈时，＝；有多个副线圈时，＝＝＝….
(3)电流关系：只有一个副线圈时，＝.
由P入＝P出及P＝UI推出有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋….
2．制约关系
(1)电压：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定．
(2)功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定．
(3)电流：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定．
考点二　理想变压器的动态分析
常见的理想变压器的动态分析一般分匝数比不变和负载电阻不变两种情况．
1．匝数比不变的情况(如图所示)
(1)U1不变，根据＝，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2不变．
(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化．
(3)I2变化引起P2变化，P1＝P2，故P1发生变化．
　　
2．负载电阻不变的情况(如图所示)
(1)U1不变，发生变化，故U2变化．
(2)R不变，U2变化，故I2发生变化．
(3)根据P2＝，P2发生变化，再根据P1＝P2，故P1变化，P1＝U1I1，U1不变，故I1发生变化．
考点三　远距离输电问题
1．远距离输电的处理思路
对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析．
2．远距离高压输电的几个基本关系(以图11为例)
图11
(1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3.
(2)电压、电流关系：＝＝，＝＝，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线．
(3)输电电流：I线＝＝＝.
(4)输电线上损耗的电功率：P损＝I线ΔU＝IR线＝()2R线．
当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的.
（2024 重庆模拟）如图所示为某研究小组设计的非常规变压器，该变压器原线圈上由ac和bd两条导线双线绕制，均为n1匝，a、b、c、d为四个接头。副线圈为单绕线，共n2匝。通过控制A、B接头不同接法会得到不同的实验效果。下列分析正确的是（　　）
A．若A接a，B接c，且将bc短接，负载R的电压为零
B．若A从接a改接b，B从接c改接d，负载R消耗的电功率增加
C．若A接a，B接b，且将cd短接，原副线圈电压之比
D．若A接a，B接d，且将bc短接，原副线圈电流之比
【解答】解：A、若A接a，B接c，且将bc短接，原线圈的匝数为 n1匝，负载R的电压不为零，故A错误；
C、若A接a，B接b，且将cd短接，就会造成原线圈的电流方向相反，从而穿过原线圈上的磁通量为零，副线圈两端电压则为零，故C错误；
B、若A从接a改接b，B从接c改接d，原线圈的匝数为 n1匝，负载R的电压不变，那么负载R消耗的电功率不变，故B错误；
D、若A接a，B接d，且将bc短接，原线圈的匝数为 2n1匝，原副线圈电流之比等于匝数反比，即
故D正确。
故选：D。
（2024 广东三模）燃油汽车点火系统的基本结构如图所示，主要部分由直流电源E、保护电容C、电阻R、理想变压器、火花塞等构成，已知直流电源的电动势为12V，火花塞内两触点之间要产生30kV电压，才能产生电弧将油气点燃，理想变压器原、副线圈匝数之比为1：100，下列说法正确的是（　　）
A．开关S闭合时，电容C将进行充电
B．开关S闭合瞬间，变压器副线圈两端电压最高可达30kV
C．开关S断开瞬间，若要将油气点燃，变压器原线圈至少需产生300V电压
D．开关S断开后，电容器将先放电后充电
【解答】解：A．开关S闭合时，电容C被短路，不会充电，故A错误；
B．开关S闭合瞬间，变压器原线圈两端电压不会超过电源的电动势，理想变压器原、副线圈匝数之比为1：100，根据变压器电压与匝数比关系可知，副线圈两端电压不超过1200V，故B错误；
C．开关S断开瞬间，变压器副线圈两端电压可达30kV，根据变压器电压与匝数比关系可知，则原线圈至少需产生300V自感电压，故C正确；
D．开关S断开后，由于变压器原线圈发生自感，电容器将先充电再放电，故D错误。
故选：C。
（2024 南通三模）街头变压器通过降压给用户供电的示意图如图。输出电压通过输电线输送给用户，输电线总电阻为R0，变阻器R代表用户用电器的总电阻。若变压器视为理想变压器，且输入电压保持不变，理想电流表的示数为I，理想电压表的示数为U，当滑片下移（相当于用户的用电器增加）时（　　）
A．I减小 B．U减小
C．R0消耗的功率减小 D．变压器输入功率减小
【解答】解：A、当滑片下移时，变压器输出电路的总电阻减小，根据欧姆定律得：
则副线圈电流增大，理想变压器原副线圈电流比等于匝数反比，有：
则理想电流表的示数增大，故A错误；
B、根据串并联规律得：U2＝I2R0+U
U2不变，电流I2增大，则理想电压表的示数U减小，故B正确；
C、根据
可知R0消耗的功率增大，故C错误；
D、变压器输入功率为P输入＝U1I1
输入电压不变，则输入功率增大，故D错误。
故选：B。
（2024 五华区校级模拟）如图所示，理想变压器原线圈与定值电阻R0＝7.5Ω串联后接在电压U0＝48V的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，R的最大阻值为100Ω，原、副线圈匝数比为1：2。现将滑动变阻器R的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（　　）
A．电压表示数变大
B．电源的输出功率变小
C．当滑动变阻器的滑片P位于中点时，电流表的示数为2.4A
D．改变滑片P的位置，R获得的最大功率为76.8W
【解答】解：A．根据变压器原理
，
变压器副线圈的等效电阻为
滑动变阻器R的滑片P向下滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，副线圈等效电阻减小，原线圈总电流增大，R0两端的电压增大，原线圈两端的电压减小，根据变压比可知，副线圈两端的电压减小，电压表示数变小，故A错误；
B．电源的输出功率为
P＝U0I1
原线圈总电流增大，电源的输出功率变大，故B错误；
C．当滑动变阻器的滑片P位于中点时，则
R＝50Ω
根据闭合电路的欧姆定律
U0＝I1（R0+R效）
解得
I1＝2.4A
根据变流比
解得电流表的示数为
I2＝1.2A
故C错误；
D．将定值电阻R0看成电源内阻，当变压器副线圈的等效电阻等于电源等效内阻时，R获得的功率最大，即
R效＝R0＝7.5Ω
时，R获得的最大功率为
故D正确。
故选：D。
（2024 沙坪坝区校级模拟）如图甲所示电路中，变压器为原、副线圈匝数之比5：1理想变压器，电压表和电流表均为理想表，a、b间接入图乙所示电压，R0、R1为定值电阻，R为滑动变阻器。现保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关S由闭合到断开，则（　　）
A．电压表V2的示数恒为40V
B．若观察到电流表A1的示数减小了2A，则电流表A2的示数减小了0.4A
C．电压表V3示数变化量的大小与电流表A2示数变化量的大小的比值为R0
D．保持开关断开，若再将滑动变阻器的滑片向上滑动，则电压表V3与V1的比值变小
【解答】解：A、由图乙可知原线圈两端电压：，原副线圈两端电压与匝数的关系为：，可得副线圈两端电压：，电压表V2测的是副线圈两端电压，所以示数恒为，故A错误；
B、原副线圈中电流与匝数的关系为：，由数学知识可得：，已知ΔI1＝2A
代入数据可得：ΔI2＝10A，故B错误。
C、副线圈两端电压：U2＝I2R0+U3，U2不变，可得，故C正确。
D、保持开关断开，将滑动变阻器的滑片向上移动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，由可知副线圈中电流减小，根据U2＝I2R0+U3，可知电压表V3的示数变大，而电压表V1的示数不变，所以电压表V3的示数与电压表V1的示数的比值变大，故D错误。
故选：C。
（2024 泰安三模）远距离输电的示意图如图所示，变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数比为，降压变压器的原、副线圈匝数比为，输电线的总电阻为R＝200Ω.当用户消耗的电功率为110kW时，入户电压U4＝220V，则升压变压器的原线圈的输入电压U1等于（　　）
A．465V B．316.5V C．232.5V D．216.5V
【解答】解：降压变压器副线圈中的电流为
设输电线上的电流为I1，根据，解得I1＝5.5A
根据，解得U3＝20000V
输电线上损失的电压大小为ΔU＝I1R＝5.5×200V＝1100V
可知升压变压器副线圈两端的电压为U2＝U3+ΔU＝20000V+1100V＝21100V
根据，解得U1＝316.5V，故ACD错误，B正确。
故选：B。
（2024 天心区校级模拟）如图所示为某发电站输电示意图，发电机输出电压恒定，变压器均为理想变压器，在输电线路的起始端接入甲、乙两个理想互感器，甲、乙两互感器原副线圈的匝数比分别为200：1和1：20，降压变压器原副线圈匝数比为200：1，电压表的示数为220V，电流表的示数为5A，输电线路总电阻r＝20Ω。则下列说法正确的是（　　）
A．互感器甲中圈内接入电流表，互感器乙圈内接入电压表
B．输电线路上损耗的功半约占输电总功率的6%
C．用户端的电压U4为200V
D．用电高峰相对平时用电时，用户端的电压偏小
【解答】解：A.互感器甲并联在电路中，因此甲是电压互感器，故A错误；
BC.根据理想变压器电压与匝数比的关系，互感器原线圈两端电压
根据理想变压器电流与匝数比的关系，互感器原线圈中的电流
根据理想变压器的功率关系，输电功率
输电线上的损失功率
输电线路上损耗的功率约占输电总功率
输电线上的电压损失ΔU＝I2r＝100×20V＝2000V
降压变压器原线圈两端电压U3＝U2﹣ΔU＝44000V﹣2000V＝42000V
根据理想变压器电压与匝数比的关系，用户端电压
综上分析，故BC错误；
D.用电高峰期，用户增多，负载总电阻变小，通过降压变压器副线圈的电流变大；
根据理想变压器电路与匝数比的关系可知，通过降压变压器原线圈的电流变大，输电线上的电压损失变大，因此用户端的电压变小，故D正确。
故选：D。
（2024 济宁一模）某同学研究远距离输电的电路如图所示，a、b端接入电压为U0的交流电源，升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器，且两变压器的匝数比。已知R1、R2的阻值均为R0，R3的阻值为，电阻R1、R2消耗的功率相同，电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（　　）
A．升压变压器T1的匝数比
B．电压表的示数为
C．电流表的示数为
D．若R3断路，电流表示数将增大
【解答】解：A、已知R1、R2的阻值相等，消耗的功率相同，可知通过R1、R2的电流相等，设为I2，因R2的阻值为R0，R3的阻值为，R3、R2并联，则R3的电流为2I2，则降压变压器T2的次级电流为3I2。
对于降压变压器T2，由电流和匝数关系可知
则，故A错误；
B、升压变压器T1的初级电流为
由能量关系可知
U0I1＝2U4I2+U4 2I2
解得：
即电压表示数，故B错误；
C、电流表的示数I2等于通过R1的电流，则为，故C正确；
D、若R3断路，则T2次级电阻变大，相当于电网用电设备减少，总功率减少，电流减小，则初级电流减小，则电流表示数将减小，故D错误。
故选：C。
（2024 温州三模）新安江水库蓄水后，水位落差可达55m，如图所示。已知落差处流量为5×105kg/s的水流冲击水轮机发电，水流减少的机械能80%转化为电能。发电机输出电压为11kV，水电站到用户之间采用220kV高压进行远距离输电，输电线上损耗的功率不超过输送功率5%，用户所需电压为220V。变压器视为理想变压器，下列说法正确的是（　　）
A．升压变压器原、副线圈匝数比为1：20
B．发电机的输出功率为2.75×105kW
C．输电线上电阻不能超过110Ω
D．降压变压器原、副线圈匝数比为1000：1
【解答】解：A.升压变压器原副线圈匝数比为，故A正确；
B.根据题意，发电机的输出功率P80%，代入Q＝5×105kg/s，h＝55m，解得P＝2.2×105kW，故B错误；
C.输电线上的电流为I2A＝1000A，输电线上损耗的功率为P损＝P×5%＝2.2×105×5%kW＝1.1×104kW，又P损＝I2R，解得R＝11Ω，则输电线上电阻不能超过11Ω，故C错误；
D.由于输电线电压损失，使得降压变压器输入电压小于220kV，输出电压为220V，则原副线圈匝数比小于1000：1，故D错误。
故选：A。
（2024 黄陂区校级二模）如图所示为远距离输电模拟原理图，变压器均为理想变压器，其中降压变压器的原、副线圈匝数之比为n。发电机输出电压不变，两变压器间输电线的总电阻为R，降压变压器所接负载的等效电阻为R变，其余导线电阻不计。当R变变化时，理想电压表V的示数变化为ΔU，理想电流表A的示数变化为ΔI，下列说法正确的是（　　）
A．R变的触头向下滑动时，输电线上的损耗功率变小
B．R变的触头向下滑动时，电压表的示数变大
C．R变的触头向上滑动时，输电效率降低
D．||
【解答】解：AB、R变的触头向下滑动时，R变接入电路的阻值减小，电流表的示数增大，由于降压变压器的匝数比不变，则输电线上的电流增大，输电线上的损耗功率变大；又因为升压变压器输出电压U2不变，则降压变压器的输入电压减小，依据电压与匝数的关系知电压表的示数减小，故AB错误；
C、R变的触头向上滑动时，R变接入电路的阻值增大，输电线电流减小，则降压变压器的输入电压U3增大，输电效率为：，可知输电效率提高，故C错误；
D、设升压变压器副线圈两端的电压为U2，输电线路的电流为I3，则降压变压器原线圈两端的电压为：U3＝U2﹣I3R
根据电压与匝数之间的关系可得：
根据匝数与电流之间的关系可得：
联立可得：
由于升压变压器原线圈无负载，因此U2始终不变，则根据以上函数关系可知：，故D正确。
故选：D。
题型1理想变压器工作原理
（2024 江苏一模）如图，变压器是理想变压器，电压表V1、V2为理想电表，定值电阻R1、R2阻值之比为1：2。在a、b端输入电压有效值不变的正弦交流电，R1、R2消耗的功率之比为8：1，则电压表V1、V2示数之比为（　　）
A．1：2 B．2：1 C．1：4 D．4：1
【解答】解：设原线圈中的电流为I1，副线圈中的电流为I2。根据定值电阻R1、R2之比为1：2，R1、R2消耗的功率之比为8：1，则
解得：
根据理想变压器输入功率等于输出功率，由P＝UI得
，故ABD错误，C正确。
故选：C。
（2024 盐城模拟）如图所示，差动变压器式位移传感器的简化模型。两组匝数相等的副线圈上下对称分布，在ab端输入稳定的正弦式交流电，设输入电压为U1，输出电压为U2。初始时，铁芯两端与副线圈平齐，铁芯上下移动过程中始终有一端留在副线圈内，则（　　）
A．铁芯静止时，U1增大，U2也增大
B．铁芯静止时，U1增大，U2将减小
C．若U1不变，铁芯向上移动时，U2增大
D．若U1不变，铁芯向上移动时，U2减小
【解答】解：CD．根据差动变压器式位移传感器的工作原理可知，当磁芯在中间位置时，输出电压不变，一旦向上或者向下移动，将在次级线圈间感应出差分电压，故铁芯向上或向下移动，U2都会增大，故C正确，D错误；
AB．铁芯静止不动，即使U1增大，但U2依然不变，故AB错误。
故选：C。
（2024 市中区校级模拟）如图所示为一个小型交流发电机的示意图，其线框ABCD匝数n＝100匝，面积为S＝0.022m2，总电阻r＝10Ω，绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，角速度ω＝100rad/s。已知匀强磁场磁感应强度，矩形线框通过滑环与理想变压器相连，副线圈与电阻相接，电表均为理想电表，电压表示数为U＝180V。从线框转至中性面位置开始计时，以下选项正确的是（　　）
A．线框中感应电动势的瞬时值表达式e＝220sin100t
B．电流表的示数18A
C．当原、副线圈匝数比为3：2时，电阻R的阻值为20Ω
D．当原、副线圈匝数比为3：2时，电阻R消耗的电功率320W
【解答】解：A.从中性面开始计时，正弦交流电的表达式有e＝nBSωsinωt＝1000.022×100sin100t（V）＝220sin100t（V），故A错误；
B.该交流电的电压有效值为EV＝220V，根据闭合电路的欧姆定律，电流表的读数为IA＝4A，故B错误；
CD.当原副线圈的匝数比为3：2时，变压器的输入功率为P入＝UI＝180×4W＝720W，变压器副线圈电压设为U2，则有，得U2＝120V，电阻R的功率P2＝P入＝720W，所以电阻RΩ＝20Ω，故C正确，D错误。
故选：C。
题型2匝数比不变，负载发生变化
（2024 东莞市校级三模）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，电源的输出电压u＝30sin100πt（V），定值电阻R1＝20Ω，R3＝2.5Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为5Ω，a、b为滑动变阻器的两个端点，所有电表均为理想电表。现将滑动变阻器滑片P置于b端，则（　　）
A．电流表示数为
B．电压表示数为10V
C．滑片P由b向a缓慢滑动，R3消耗的功率减小
D．滑片P由b向a缓慢滑动，变压器的输出功率减小
【解答】解：AB、题图的电路图可以等效为，
设原线圈两端电压为U1，副线圈两端电压为U2，又因为理想变压器原副线圈的功率相等，所以有：
根据变压器的变压规律：
整理有：
滑动变阻器滑片P置于b端时，滑动变阻器接入电路的电阻为零，此时：
Ω＝10Ω
电源的电压输出为：
因为电流表和电压表测量的为有效值，电源的有效值为U＝30V，电流表的示数为
IA＝1A
原线圈两端电压的有效值为：U1＝U﹣IR1
电压表测量的是副线圈两端的电压，即：
整理有：U2＝5V，故AB错误；
C、当滑片P从b向a缓慢滑动过程中，R2阻值变大，根据电流规律可知，总电阻变大，结合之前的分析可知，流过电阻R1的电流减小，由变压器规律，流过副线圈的电流也成比例减小，电阻R3不变，电流减小，根据P＝I2F，所以功率减小，故C正确；
D、由之前的分析，可以将电阻R1与电源放在一起，等效成新电源，其副线圈输出功率变为新电源的输出功率，有电源的输出功率的规律可知，当等效电阻等于新电源的内阻20Ω时，即R2＝2.5Ω，其输出功率最大，所以在滑片从b向a缓慢滑的过程中，副线圈的输出功率先增大，后减小，故D错误。
故选：C。
（2024 黑龙江三模）如图甲所示为理想变压器，其原、副线圈匝数比为6：1，电压表和电流表均为理想交流电表，Rt为NTC型热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，R为定值电阻。若变压器的输入电压随时间变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）
A．电压表示数为V
B．变压器原，副线圈的功率之比为6：1
C．变压器原、副线圈中的电流之比为6：1
D．Rt温度降低时，电压表的示数不变、电流表的示数变小
【解答】解：A．电压表测量变压器输出电压的有效值，由图乙可得变压器原线圈输入电压的有效值为
由理想变压器电压比等于匝数比可得
解得
U2＝6V
故电压表示数为6V，故A错误；
B．理想变压器原、副线圈的功率之比为1：1，故B错误；
C．由理想变压器电流比等于匝数比的反比可得
可知变压器原、副线圈中的电流之比为1：6，故C错误；
D．由变压器输入电压不变，根据
可知，副线圈输出电压不变，则电压表的示数不变；Rt温度降低时，Rt阻值增大，根据欧姆定律可知，副线圈电流I2减小，根据
可知原线圈电流减小，则电流表的示数变小，故D正确。
故选：D。
（2024 德阳模拟）如图（a）所示，理想变压器原副线圈匝数比为n1：n2＝10：1，原线圈输入正弦式交流电压如图（b）所示，副线圈电路中定值电阻R0＝10Ω，所有电表均为理想交流电表。下列说法正确的是（　　）
A．t＝0时刻，电流表A2的示数为零
B．1s内电流方向改变50次
C．滑片P向下移动过程中，电流表A2的示数增大，电流表A1的示数减小
D．当滑动变阻器接入电路的阻值为R＝10Ω时，滑动变阻器的功率最大且为12.1W
【解答】解：A.电流表测量电流的有效值，不为0，故A错误。
B.由图乙可知，周期T＝0.02s，一个周期电流方向改变2次，则1s内电流方向改变100次，故B错误。
C.当滑片P向下移动过程中，R减小，根据欧姆定律可知，电流表A2的示数增大，又，可知电流表A1的示数也增大，故C错误。
D.原线圈电压有效值为U1，根据变压器规律有
根据电功率公式
PR
根据数学方法可知R＝R0＝10Ω时，滑动变阻器的功率最大，代入数据解得P＝12.1W，故D正确。
故选：D。
题型3匝数比变化，负载不变
（2024 山东模拟）一同学设计了一个稳压的电路如图所示，理想变压器的原线圈通过输电导线与电压为U0的交流电源相连，输电导线有一定阻值r，在副线圈上并联了用电器R0、滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑片。通过调节滑片P模拟电网负载变化，副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头Q调节，根据负载的变化调节Q改变副线圈接入电路的匝数实现用电器的电压稳定，电源电压不变，当负载滑动变阻器的滑片P向上移动时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表V示数变大
B．变压器铁芯中的磁通量变化率变大
C．原线圈中的电流减小，副线圈两端电压增大
D．为保证用电器R0两端电压不变，可以将副线圈上的触头Q上移
【解答】解：AC.若滑动触头Q位置不变，当负载滑动变阻器的滑片P向上移动时，负载电阻变小，通过变压器副线圈的电流变大；
根据理想变压器电流与匝数比的关系，变压器原线圈中的电流变大；
根据欧姆定律结合串联电路的特点，变压器原线圈两端电压U1＝U0﹣I1r
由于原线圈中的电流I1增大，因此变压器原线圈两端电压减小，电压表的示数减小；
根据理想变压器电压与匝数比的关系，副线圈两端电压减小；
综上分析，故AC错误；
B.变压器原线圈两端电压减小，变压器铁芯中的磁通量变化率变小，故B错误；
D.根据理想变压器电压与匝数比的关系，副线圈两端电压；
由于U1减小，因此U2减小；为了使U2不变，应增大n2，即Q上移；
因此，为保证用电器R0两端电压不变，可以将副线圈上的触头Q上移，故D正确。
故选：D。
（2024 武侯区校级模拟）如图所示，是实验室用交流发电机和理想变压器组合给R0供电电路图。交流发电机的线圈内阻4Ω，产生电动势表达式为e＝20sin10πt（V）。当理想变压器原、副线圈匝数比为2：1时，该交流发电机的输出功率最大，连接电路的导线电阻均不计，则下说法正确的是（　　）
A．线圈转动频率为50Hz
B．t＝0时刻线圈位于图示位置
C．R0的电阻为1Ω
D．R0的电阻为2Ω
【解答】解：A.根据 可知，ω＝10πrad/s，则，故A错误；
B.根据电动势瞬时值表达式可知，当t＝0时，e＝0，线圈处于中性面位置，故B错误；
CD.根据 可知，电动势的有效值，根据闭合电路欧姆定律可知，结合发电机最大输出功率对应的条件，原线圈电流I1A＝2.5A，原线圈两端电压U120V＝10V，根据变压器的特点，得I2＝5A，副线圈的电压U2＝5V，根据R0Ω＝1Ω，故C正确，D错误。
故选：C。
（2024 济南三模）如图所示，线圈abcd在匀强磁场中绕固定轴OO'匀速转动，产生的正弦式交流电通过自耦变压器给灯泡和滑动变阻器供电。已知线圈abcd的电阻不可忽略，自耦变压器可看作理想变压器，下列说法正确的是（　　）
A．图示时刻线圈abcd中感应电流大小为零
B．将滑动变阻器的滑片Q向上移动，灯泡变亮
C．将自耦变压器的滑片P逆时针转动，自耦变压器的输入电流变大
D．将滑动变阻器的滑片Q向上移动，自耦变压器的输出功率一定减小
【解答】解：A、图示时刻ab、cd两边垂直切割磁感线，产生的感应电动势最大，则感应电流最大，故A错误；
B、设线圈abcd的内阻为r，副线圈的总电阻为R2，原线圈中的电流为I1，副线圈中电流为I2，设原副线圈的匝数之比为k，则：
理想变压器输入功率等于输出功率，则有：，联立方程可得：，将滑动变阻器的滑片Q向上移动，滑动变阻器有效电阻减小，则副线圈总电阻R2减小，可知I1增大，原线圈电压U1＝E﹣I1r，可知U1减小，根据原副线圈电压和匝数的关系：，可知U2减小，灯泡与副线圈并联，灯泡电压等于U2，所以灯泡变暗，故B错误；
C、将自耦变压器的滑片P逆时针转动，则n2增大，匝数比k减小，由可知自耦变压器的输入电流I1变大，故C正确；
D、把与闭合电路欧姆定律对比，可以把k2R2等效为外电路电阻R，当内外电阻相等时，变压器的输出功率最大，由于线圈abcd的内阻r与k2R2的大小未知，所以自耦变压器的输出功率不一定减小，故D错误。
故选：C。
题型4远距离输电原理及电压功率损失
（2024 和平区二模）“西电东送”是国家重大工程。如图为某水电站远距离输电的原理图，发电厂输出的电压恒为U，通过升压变压器将电压升高至kU向远处输电，在用户端用降压变压器把电压仍降为U供用户使用，下列说法正确的是（　　）
A．降压变压器原线圈匝数为副线圈匝数的k倍
B．若用户功率增大，则输电线上损失的功率也增大
C．若用户功率增大，升压变压器的输出电压也增大
D．若用户功率增大，降压变压器的输出电压也增大
【解答】解：A，升压变压器，副线圈匝数是原线圈匝数的k倍，但是由于输电线存在损耗，则降压变压器处原线圈电压比kU小，如果还是按照原副线圈k：1，则得到的电压也小于U，故A错误。
B，当用户功率增大时，电流变大，输电线的电流增大，P＝I2R，输电线损失功率增大，故B正确。
C，用户功率增大，升压变压器的输出电压不会受到影响。仍然是kU，故C错误。
D，用户功率增大，则用户的电流变大，输电线上的电流变大，输电线损耗的功率变大，则降压变压器输出电压会减小，故D错误。
故选：B。
（2024 河北二模）如图所示为远距离输电的示意图，图中的K1为升压变压器，K2为降压变压器，变压器的原线圈接电压恒定的交流电源。为了提高输电效率，在输电电路中接入整流器（将交流整流为直流）和逆变器（将直流逆变为交流），用户增多时相当于滑动变阻器的滑动触头P向上滑动，则下列说法正确的是（　　）
A．用户得到的是交流电
B．高压输电的目的是为了增加输电电流
C．用户增多时，输电电流减小
D．用户增多时，输电线上损失的电压减小
【解答】解：A、由变压器的工作原理可知，变压器只能改变交流电的电压，变压器原线圈的电压为交流电，所以电流到达降压变压器前接入的为逆变器，即将直流变为交流，用户得到的是交流电，故A正确；
B、高压输电的目的是为了减小输电上能耗，即减小输电线上电流，故B错误；
C、用户增多时，消耗的总功率增大，则降压变压器副线圈的电流增大，由变压器的工作原理可知，输电电流增加，故C错误；
D、由ΔU＝Ir可知，用户增多时，输电电流增加，输电线上损失的电压增大，故D错误。
故选：A。
（2024 青岛模拟）直流特高压输电可以减少感抗和容抗的损耗，该技术已成为我国“西电东送”战略的技术基础，如图为特高压输电示意图，升压变压器T1、降压变压器T2均为理想变压器，整流及逆变等过程不计能量损失且有效值不变。若直流输电线的总电阻R＝10Ω，T2匝数之比n3：n4＝53：25。结合图中信息，下列说法正确的是（　　）
A．图中“500kV”指交流电的峰值
B．直流输电线损失的电压为40kV
C．输电功率为4.24×109W
D．当用户负载增加时，用户端增加的功率大于T1输出端增加的功率
【解答】解：A．图中“500kV”指交流电的有效值，故A错误；
B．根据变压器电压与匝数之比的关系有
直流输电线损失的电压为ΔU＝U2﹣U3
代入数据解得ΔU＝40kV，故B正确；
C．输电线的电流为
I
输电功率为P＝U2I
解得P＝4.4×109W
故C错误；
D．当用户负载增加时，电流增大，则输电线损失的功率增大，可知用户端增加的功率小于T1输出端增加的功率，故D错误；
故选：B。
题型5远距离输电的动态分析问题
（多选）（2024 香坊区校级四模）某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机输出的电压恒定，通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻为R，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4：1，它的副线圈两端的交变电压如图乙所示。若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是（　　）
A．降压变压器T2原线圈的输入电压为55V
B．降压变压器T2的输入功率与输出功率之比为1：1
C．升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压
D．当用户端用电量增大时，发电机输出的功率也增大
【解答】解：A．降压变压器T2的副线圈两端的交变电压如图乙所示，则有
根据理想变压器两端的电压比等于匝数比，有
解得
U3＝880V
即降压变压器T2原线圈的输入电压为880V，故A错误；
B．理想变压器忽略磁损、铜损和铁损，则变压器两端的电能相等，即降压变压器T2的输入功率与输出功率之比为1：1，故B正确；
C．在输电线路上满足
U2＝U损+U3
即升压变压器T1的输出电压大于降压变压器T2的输入电压，故C错误；
D．将用户电阻等效到输电线上，输电线上的电流为
发电机输出的电压恒定，可知升压变压器的输出电压U2不变，当用户端用电量增大时，即R用减小，输电电流I2增大，由
P1＝P2＝U2I2
则发电机输出的功率P1将增大，故D正确。
故选：BD。
（多选）（2024 漳州三模）如何有效地提高能源利用率是人类所面临的一项重要任务。如图是远距离输电示意图，变压器T1、T2均为理想变压器，T2原、副线圈的匝数之比为100：1，负载两端电压u4随时间t变化规律为，下列说法正确的是（　　）
A．交流电源输出的交流电频率为50Hz
B．T2原线圈两端的电压有效值等于220kV
C．若T1输入电压不变，负载消耗总功率变大，则T1副线圈两端的电压不变
D．若T1输入电压不变，负载消耗总功率变大，则输电线上消耗的电功率变小
【解答】解：A.变压器改变电压和电流，不改变频率，故电源的频率与的频率相同，则交流电源输出的交流电频率为fHz＝50Hz，故A正确；
B.由题意可知，降压变压器T2，副线圈两端电压的有效值为U4V＝220V，原线圈两端电压的有效值满足
解得T2原线圈两端的电压有效值为U3＝22000V＝22kV，故B错误；
CD.若T1输入电压不变，根据，可知T1副线圈两端的电压不变，负载消耗总功率变大，根据P＝IU，可知T2副线圈电流变大，根据
可知输电线上的电流变大，则消耗的电功率变大，故C正确，D错误。
故选：AC。
（多选）（2024 天津模拟）高考期间，为保障考场用电，供电部门为学校配备应急供电系统，输电电路如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.25m2，匝数n＝100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，其输出端通过电刷与升压变压器的原线圈相连，图中电压表示数为250V，降压变压器原、副线圈的匝数之比为5：1，降压变压器的副线圈接入到考场供电，两变压器间的输电线等效电阻R＝20Ω，变压器均为理想变压器。学校有44个考场用电，用电设备额定工作电压均为U＝220V，每个考场的正常用电功率P＝500W。当44个考场正常用电，下列说法正确的是（　　）
A．线框绕轴OO'的转速为3000r/min
B．输电线上损失的电压为400V
C．升压变压器原、副线圈匝数之比为1：8
D．发电机的输出功率为28kW
【解答】解：A、感应电动势的最大值为，又有ω＝2πn转，解得n转＝3000r/min，故A正确；
B、根据题意可知，每个考试用电的电流为I0AA，则降压变压器副线圈的电流为I4＝44I0＝44A＝100A，由电流与线圈匝数关系有，解得，输电线上的电流为I3＝20A，输电线上损失的电压为ΔU＝I3R＝20×20V＝400V，故B正确；
C、由电压与线圈匝数关系有，则降压变压器原线圈的输入电压为U3＝1100V，则升压变压器副线圈的电压为U2＝U3+ΔU＝1100V+400V＝1500V，升压变压器原、副线圈匝数之比为，故C错误；
D、由电流与线圈匝数的关系有，其中I2＝I3＝20A，则升压变压器输入电流为I1＝120A，发电机的输出功率P入＝I1UV＝20×1.5×103W＝30kW，故D错误。
故选：AB。

展开更多......

收起↑