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2026届高考物理一轮基础复习训练
61 变压器　电能的输送
一、单项选择题
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8.8 kW，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. ，
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
如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，电阻。当、两接线柱接正弦交流电源时，流过的电流为，则正弦交流电源的输出功率为（　　）
A.
B.
C.
D.
电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示。其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上。则电流互感器（　　）
A. 是一种降压变压器
B. 能测量直流电路的电流
C. 原、副线圈电流的频率不同
D. 副线圈的电流小于原线圈的电流
如图所示为家庭用电电路的简化电路图，理想变压器原线圈接交流电源，副线圈并联连接若干用电器，不计导线的电阻。当接入更多的用电器并正常工作时，电流表的示数将（　　）
A. 减小
B. 增大
C. 不变
D. 无法确定
钳形电流表由电流互感器和电流表组合而成，常用来测量电流强度很大的电流，其原理如图所示。若原线圈与副线圈的匝数比为1∶500，电流表的示数为1 A，则（　　）
A. 钳形电流表能够用来测量直流电的电流
B. 被测电路电流的有效值为500 A
C. 被测电路电流的平均值为500 A
D. 被测电路电流的最大值为500 A
如图所示电路中，理想变压器原线圈两接线柱间的交流电压的有效值不变，两灯泡、规格完全相同，在以下各种操作中各电路元件都没有损坏，下列说法正确的是（　　）
A. 仅使滑片下移，电流表示数变大
B. 仅使滑片下移，变压器原线圈中的电流变大
C. 仅使滑片自变阻器端向端移动，灯泡中的电流一直增大
D. 仅使滑片自变阻器端向端移动，电流表示数一直增大
如图1，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。如图2，原线圈与交流电源连接，副线圈与负载连接。已知，原、副线圈的匝数分别为、，原线圈的输入功率为、电压为、电流为、频率为，副线圈的输出功率为、电压为、电流为、频率为。下列说法正确的是（　　）
A. 若变压器为理想变压器，且，则，
B. 若变压器为理想变压器，且，则，
C. 若仅考虑产生的磁场不能完全局限在铁芯内，则
D. 若仅考虑变压器线圈通过电流时会发热，则
二、多项选择题
如图是某型号发电机给外电路供电的工作示意图，已知线圈在均匀的辐向磁场中运动时会切割磁感线，产生足够大感应电动势，两灯泡、完全相同，变压器可视为理想变压器，匝数，不考虑线圈的自感现象。下列说法正确的是（　　）
A. 若线圈单方向做匀速运动，只有发光
B. 若线圈单方向做匀速运动，和均发光
C. 若线圈做简谐运动，和均发光，且更亮
D. 若线圈做简谐运动，和均发光，且更亮
图示电路中，变压器为理想变压器，、接在电压有效值不变的交流电源两端，为定值电阻，为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表的示数增大了0.2 A，电流表的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是（　　）
A. 电压表示数增大
B. 电压表、示数均增大
C. 该变压器起升压作用
D. 变阻器滑片是沿的方向滑动
如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头来调节，在副线圈两端连接了定阻电阻和滑动变阻器，为滑动变阻器的滑片。在原线圈上加一电压为的正弦交流电，则（　　）
A. 保持的位置不动，将向上滑动时，电流表读数变大
B. 保持的位置不动，将向上滑动时，电流表读数变小
C. 保持的位置不动，将向上滑动时，电流表读数变大
D. 保持的位置不动，将向上滑动时，电流表读数变小
如图为理想的自耦变压器，其中为变压器上的滑动触头，为滑动变阻器上的滑片，电流表为理想电表，若输入电压一定，则（　　）
A. 不动，向下滑动时，一直在减小
B. 不动，顺时针转动一个小角度时，和的比值增大
C. 不动，顺时针转动一个小角度时，电流表读数在增大
D. 顺时针转动一个小角度，同时向下滑动时，小灯泡的亮度可以不变
如图甲所示是一个简易发电机模型，正方形线圈的边长为、匝数为，电阻忽略不计。线圈置于匀强磁场中，且绕垂直于磁感线的转轴转动。发电机通过理想变压器对外工作，变压器原、副线圈的匝数比，电路中小灯泡完全相同且电阻恒定，电压表为理想电压表。若线圈以恒定角速度转动，闭合开关后，四盏灯都能发光，副线圈输出的电压如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A. 时刻，线圈平面与中性面重合
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 若断开开关，则电压表的示数变大
D. 若断开开关，则、、都变暗
三、非选择题
2023年3月7日，美国物理学家称其实现了常温超导，超导临界温度达到了21℃，但是后来经过世界上众多实验室反复验证而无法实现，宣告这是一错误发现。超导现象发现至今已超过百年，但依然前路艰辛，如果能够实现常温超导，用超导体代替常规导线输电将会节约大量的电能。如图所示的远距离输电示意图，若发电机的功率为100 kW，输出电压为250 V，用户电压220 V，升压变压器匝数比，降压变压器匝数比，若用超导体代替常规导线，可以节省的功率为
如图所示，匝矩形线圈以转速绕轴匀速转动，轴与线圈平面共面且与磁场方向垂直，磁场的磁感应强度为，线圈面积为，线圈电阻为，线圈两个末端分别通过电刷与理想自耦变压器相连，为变压器上的滑动触头，为滑动变阻器上的滑片，电压表和电流表均为理想电表，求：
从图示位置开始计时，线圈中的感应电压瞬时值表达式。
某小型发电站高压输电的示意图如图所示。已知升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器的输入功率为20 kW，用户获得的功率为19.75 kW，输电线的总电阻为10 Ω。在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数之比为1∶10。求：
（1）电流表的示数；
（2）升压变压器的输出电压
（3） 用电高峰期，为了让用户能够正常用电，该如何操作，说明理由。
风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示，风车阵中发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 Ω。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
（1）在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；
（2）用户得到的电功率。
一、单项选择题
答案：A
解析：
原线圈输入电压的有效值，频率。
理想变压器功率守恒，，原线圈电流。
由，得，频率不变，A正确。
答案：B
解析：
实际副线圈电压，需增大副线圈电压。
根据，增加副线圈匝数可提高，B正确。
增加原线圈匝数会降低，A错误；匝数同倍增加，电压比不变，C错误；并联灯泡不改变电压，D错误。
答案：A
解析：
设副线圈电压为，则，副线圈功率。
原线圈电压，原线圈电流，原线圈输入功率，A正确。
答案：D
解析：
电流互感器原线圈匝数少、副线圈匝数多，是升压变压器（电压），A错误。
变压器工作原理是电磁感应，不能测直流电，B错误。
理想变压器不改变频率，C错误。
由，，故，D正确。
答案：B
解析：
接入更多用电器，副线圈总电阻减小，副线圈电压不变（原线圈电压不变，匝数比不变），故副线圈电流增大。
由，原线圈电流增大，电流表示数增大，B正确。
答案：B
解析：
钳形电流表基于变压器原理，不能测直流电，A错误。
由，得（有效值），B正确，C、D错误。
答案：B
解析：
仅使下移，副线圈匝数增大，增大，副线圈电流增大，原线圈电流增大，电流表示数（测原线圈电流）变大，A错误，B正确。
仅使向端移动，滑动变阻器接入电阻增大，副线圈总电阻增大，电流减小，电流减小，电流表示数减小，C、D错误。
答案：C
解析：
理想变压器不改变频率，，A错误。
时，，由得，B错误。
漏磁导致，C正确。
线圈发热不影响电压比，，D错误。
二、多项选择题
答案：AC
解析：
线圈单方向匀速运动时，产生直流电，变压器不能工作，故发光、不发光，A正确，B错误。
线圈做简谐运动时，产生交流电，、均发光。，副线圈电压更高，更亮，C正确，D错误。
答案：CD
解析：
原线圈电压不变，示数不变，A错误。
设匝数比，则，由得，即，为升压变压器，C正确。
副线圈电流增大，分压增大，（两端电压）减小，（副线圈电压）不变，B错误。
电流增大，说明减小，滑片沿滑动，D正确。
答案：BC
解析：
不动，上滑，增大，副线圈总电阻增大，电流减小，原线圈电流减小，电流表示数变小，A错误，B正确。
不动，上滑，增大，增大，副线圈功率增大，原线圈电流增大，电流表示数变大，C正确，D错误。
答案：BD
解析：
不动，不变（），A错误。
不动，顺时针转动，减小，增大，副线圈电压减小，电流减小，B正确，C错误。
转动使变化，滑动使变化，可保持灯泡功率不变，亮度不变，D正确。
答案：AB
解析：
时，，副线圈电动势为0，原线圈电动势为0，线圈在中性面，A正确。
副线圈电压最大值，原线圈电压最大值。由，（），得，B正确。
断开，副线圈总电阻增大，电流减小，原线圈电流减小，线圈电动势不变，电压表测原线圈电压，示数不变，C、D错误。
三、非选择题
解：
升压变压器输出电压。
输电电流。
常规输电损失功率，但题目未给线，通过降压变压器求：
降压变压器输入电压。
电压损失，。
超导无损失，计算得，，故答案为。
解：
线圈转速，角速度，图示位置为中性面，感应电动势瞬时值。
最大值，故。
解析：
（1）损失功率。
由损线，得。
电流互感器线表，故表。
（2）升压变压器输出功率，输出电压线。
（3）增大降压变压器原线圈匝数（或减小副线圈匝数），用电高峰期，用户电流增大，输电线上电压损失增大，降压变压器输入电压降低，需调节匝数使输出电压保持220 V。
解析：
（1）损失功率损，由损线得线。
升压变压器输出电压线，匝数比。
电压损失线，降压变压器输入电压，匝数比。
（2）用户得到的功率用。

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