第59講理想變壓器與電能的輸送

目錄

01模擬基礎(chǔ)練

【題型一】理想變壓器的原理及應(yīng)用

【題型二】理想變壓器的動態(tài)分析

【題型三】遠(yuǎn)距離輸電

02重難創(chuàng)新練

0

和性基砒維

【題型一】理想變壓器的原理及應(yīng)用

1.交流電壓表有一定的量度范圍，它的絕緣能力也有限，不能直接連到電壓過高的電路，電壓互感器可以

解決這一問題。電壓互感器的工作原理如圖所示，其原線圈的匝數(shù)較多，并聯(lián)在電路中，副線圈的匝數(shù)較

少，兩端接在電壓表上。關(guān)于電壓互感器，下列說法正確的是（）

A.原線圈電流的頻率大于副線圈電流的頻率B.原線圈電流的頻率小于副線圈電流的頻率

C.原線圈的電流大于副線圈的電流D.原線圈的電流小于副線圈的電流

2.三個規(guī)格相同的小燈泡（可視為純電阻）分別按照圖連接在理想變壓器的原、副線圈上，三個燈泡均能

正常發(fā)光，已知小燈泡的額定電流為2A,電阻為30,則仍兩點(diǎn)間的電壓為（）

3.如圖所示為無線充電寶給手機(jī)充電的工作原理圖。充電時，手機(jī)與阻值R=2Q的電阻串接于受電線圈兩

端c和力并置于充電寶內(nèi)的送電線圈正上方，送電線圈與受電線圈的匝數(shù)比為1：3,兩線圈自身的電阻

忽略不計。當(dāng)間接上3V的正弦交變電流后，手機(jī)兩端的輸入電壓為5V,流過手機(jī)的電流為1A,則

()

A.受電線圈cd兩端的輸出電壓為9V

B.防端的輸入功率為7W

C.流經(jīng)送電線圈的電流為3A

D.充電效率一定小于55.6%

4.如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比4：%=5:2,定值電阻R的阻值為22。，電表均為理想交

流電表，電源兩端輸出的交流電壓￡=220后$出100兀/0，貝!J()

5.如圖所示，為理想自耦變壓器，其中P為變壓器上的滑動觸頭，Q為滑動變阻器上的滑片，則以下說法

正確的是()

A.適當(dāng)調(diào)節(jié)變壓器上的滑動觸頭P,該自耦變壓器既可升壓也可降壓

B.滑片Q不動，滑動觸頭P逆時針轉(zhuǎn)動，電流表讀數(shù)變大

C.圖示位置，U2>Ut

D.滑動觸頭P不動，滑片Q緩慢向下滑動時，心一直在減小

6.如圖甲所示為半波整流電路，在理想變壓器的輸出電路中有一只理想整流二極管，已知原、副線圈的匝

數(shù)比為22:1,電阻火=10。，原線圈的輸入電壓隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，電表均為理想交流電表，則

甲

A.電壓表Vi的示數(shù)為7V

C.電流表A的示數(shù)約為0.05AD.原線圈的輸入功率為5W

7.在圖（a）所示的交流電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1,原線圈串聯(lián)電阻4后接交流電

源，4,鳥均為固定電阻，4=200。,4=20。，各電表均為理想電表。已知電阻凡中電流隨時間》變化的

(b)

A.電流表的示數(shù)為國B.原線圈中交流電頻率為500Hz

C.交流電源輸出電壓為200VD.電壓表的示數(shù)為20V

8.如圖甲所示是某燃?xì)庠铧c(diǎn)火裝置的原理圖。轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交流電壓，并加在

一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為名、內(nèi)，電壓表為交流電表。當(dāng)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引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w。根據(jù)上述原理，判斷下列

轉(zhuǎn)

換

器

A.開關(guān)閉合后電壓表的示數(shù)為5V

B.開關(guān)閉合后電壓表的示數(shù)為2.5V

C.變壓器原、副線圈的匝數(shù)滿足公>100。才能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火

D.變壓器原、副線圈的匝數(shù)滿足2>100。血才能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火

%

9.我國的特高壓輸電技術(shù)居世界第一，如圖所示，發(fā)電站輸出穩(wěn)定的電壓，經(jīng)升壓變壓器上升至特高壓進(jìn)

行遠(yuǎn)距離輸送，再經(jīng)過降壓變壓器T2降壓后供用戶端使用，用戶端電阻可分為持續(xù)用電用戶電阻（設(shè)為定

值電阻用）和靈活用電用戶電阻（設(shè)為可變電阻&）,輸電線電阻廠不可忽略，下列說法正確的是（）

A.用電高峰期時，相當(dāng)于國變大

B.用電高峰期時，用兩端電壓變大

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與兩端電壓更大

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

【題型二】理想變壓器的動態(tài)分析

10.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為20：1,6是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理

想電表，原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時值表達(dá)式為4=220j5sinl00mV,貝lj（）

A.單刀雙擲開關(guān)與。連接時，電壓表的示數(shù)為1IV

B.單刀雙擲開關(guān)與。連接，f時，電壓表的示數(shù)為11后

600

C.單刀雙擲開關(guān)由。扳向b,電壓表和電流表的示數(shù)均變大

D.單刀雙擲開關(guān)與。連接，在滑動變阻器觸頭尸向上移動的過程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小

11.如圖所示的電路中，P為滑動變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓U/不變，閉合開關(guān)S,下列

說法正確的是（）

A.P向下滑動時，燈L變亮

B.P向下滑動時，變壓器的輸出電壓不變

C.P向上滑動時，變壓器的輸入電流變小

D.P向上滑動時,變壓器的輸出功率變大

12.如圖甲所示，理想變壓器原線圈接圖乙所示的交變電流，原、副線圈的匝數(shù)比為1:4,副線圈電路中定

值電阻用、尺的阻值相等，6位于副線圈的中點(diǎn)，心位于滑動變阻器的中點(diǎn)。電路中的電表均為理想電表,

甲乙

A.電壓表的讀數(shù)約為72V

B.只將滑片《下移，電流表A的示數(shù)變大

C.閉合開關(guān)S,電壓表V的示數(shù)變小，原線圈輸入功率增大

D.開關(guān)S閉合時，將滑片鳥上移，電壓表V的示數(shù)變大

13.如圖所示的理想變壓器電路中，Ri、&、以為定值電阻，七為滑動變阻器，電壓表和電流表均為理想

交流電表，在。、6端接入有效值不變的正弦交流電，則下列說法正確的是（）

A.僅將滑片Pi向下移，電壓表和電流表示數(shù)均變大

B.僅將滑片Pi向下移，電阻處消耗的功率變大

C.僅將滑片P2向下移，電壓表和電流表示數(shù)均變大

D.僅將滑片P2向下移，電阻心消耗的功率變大

14.如圖所示，理想變壓器原線圈接在電壓恒定的交流電源上，圖中各電表均為理想電表，下列說法正確

的是（）

A.當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，氏消耗的功率變大

B.當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電壓表V示數(shù)變大

C.當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電流表Ai示數(shù)變小

D.若閉合開關(guān)S,則電流表Ai示數(shù)變大，A2示數(shù)變大

15.如圖所示，理想變壓器的副線圈匝數(shù)可調(diào)，端接輸出電壓有效值恒定的正弦交流電，電流表及電壓

表均可視為理想的交流電表，電表示數(shù)為5、4、5、i2,當(dāng)副線圈的滑片p向下滑動時，電表示數(shù)變化

量的絕對值為AU|、K\、AU?、AZ2,下列說法正確的是（）

A.比值?不變

B.比值力不變

D.比值曹變大

C.乘積變小

16.如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10:1,電流表、電壓表均為理想電表，凡是定

值電阻，R是光敏電阻（其阻值隨光強(qiáng)增大而減?。?，D為燈泡。輸入如圖乙所示的正弦交流電壓小下列

B.用光照射R時，電流表的示數(shù)變小

C.用光照射R時，電壓表的示數(shù)變大

D.用光照射R時，電壓表的示數(shù)變小

【題型三】遠(yuǎn)距離輸電

17.我國在電力輸送領(lǐng)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(guān)鍵設(shè)備，建成了世界電

壓等級最高、輸電能力最強(qiáng)的交直流輸電網(wǎng)絡(luò)。如圖為遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)簡化情景圖，已知發(fā)電廠輸出的交

流電壓為口，理想升壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為匕，理想降壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為斤2,高壓輸電

線的總阻值為設(shè)用戶（負(fù)載）是純電阻，且阻值為R,則輸電效率為（）

升壓變壓器降壓變壓器

k?RgRi2n“2〃

A.-r2—xlOO%B,-r1—xlOO%C.,2xlOO%D.~^xlOO%

k^R+rk；R+rk；R+k^7r

18.如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，電路中的升壓變壓器Ti和T2為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓恒定,

輸電線上的電阻R不變。若用戶接入的用電器增多，則下列物理量一定減少的是（）

A.升壓變壓器的輸出電壓B.輸電線損失的功率

C.加在用戶兩端的電壓D.降壓變壓器的輸出功率

19.太陽能光伏發(fā)電是一種新型清潔能源，我國光伏裝機(jī)容量已突破3億千瓦。一光伏發(fā)電站輸出電壓恒

為250V,現(xiàn)準(zhǔn)備向遠(yuǎn)處輸電，輸電示意圖如圖所示。若該發(fā)電站的輸出功率為1.1X105W,該發(fā)電站到用

戶之間采用5500V高壓進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，輸電線的總電阻為11。，用戶獲得220V電壓。變壓器視為理想變

壓器，下列說法正確的是（）

A.升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1：20

B.輸電線上損失的功率為4.4xl（）2w

C.降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為24：1

D.若用戶消耗的功率增大，則用戶電路兩端的電壓4也增大

20.如圖甲所示為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，圖中的變壓器均為理想變壓器，輸電線的總電阻廠=100。，降壓變

壓器所接用戶的用電器可等效為圖中的滑動變阻器R,用電器增加時相當(dāng)于滑動觸頭向下滑動。已知用戶的

額定電壓為4=220V,降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比%:4=50：1,升壓變壓器原線圈所接電壓如圖乙

所示，用戶在正常情況下，消耗的總功率為［=llkW,下列說法正確的是（）

A.發(fā)電廠的輸出功率為llkW

B.升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為〃=2：111

C.用電器增加時，用戶得到的電壓增大

D.用電器增加時，輸電效率升高

1.（多選）小明設(shè)計了臺燈的兩種調(diào)光方案，電路圖分別如圖甲，乙所示，圖中額定電壓為6V燈泡的電阻

恒定，R為滑動變阻器，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為〃八犯。原線圈兩端接電壓為220V的交流電，

滑片P可調(diào)節(jié)燈泡L的亮度，P在R最左端時，甲、乙圖中燈泡L均在額定功率下工作，則（）

A.m：n2=110：3

B.當(dāng)P滑到R中點(diǎn)時，圖甲中L功率比圖乙中的小

C.當(dāng)P滑到R最左端時，圖甲所示電路比圖乙更節(jié)能

D.圖甲中L兩端電壓的可調(diào)范圍比圖乙中的大

2（多選）.某種感溫式火災(zāi)報警器如圖甲所示，其簡化的工作電路如圖乙所示。變壓器原線圈接電壓有效

值恒定的交流電源。副線圈連接報警系統(tǒng)，其中凡為熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小，凡為滑動變

阻器，A為定值電阻。當(dāng)警戒范圍內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，環(huán)境溫度升高達(dá)到預(yù)設(shè)值時，報警裝置（圖中未畫出）通

過檢測通過用的電流觸發(fā)報警。下列說法正確的是（）

A.警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)火情時,副線圈兩端電壓不變

B.警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)火情時,原線圈輸入功率變小

c.通過定值電阻4的電流過大時，報警裝置就會報警

D.若要調(diào)低預(yù)設(shè)的報警溫度，可減小滑動變阻器凡連入電路的阻值

3.（多選）如圖甲所示為一可調(diào)壓式自耦變壓器，線圈均勻繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上，8之間輸入交

變電壓，撥動滑動觸頭P就可以調(diào)節(jié)輸出電壓。圖中變壓器視為理想變壓器，兩電表均為理想交流電表，

Ri=6Q、R尸5。。凡為總阻值為10。的滑動變阻器。現(xiàn)在CD兩端輸入圖乙所示正弦式交流電，下列說法正

確的是（）

A.若變壓器滑動觸頭尸撥至線圈中間位置，電壓表示數(shù)是18/V

B.若電壓表與電流表示數(shù)分別是10V和1A,變壓器原制線圈匝數(shù)比為9：7

C.當(dāng)滑動變阻器滑動觸頭向上滑動時，電壓表讀數(shù)變大，電流表讀數(shù)變小

D.當(dāng)變壓器滑動觸頭P順時針轉(zhuǎn)動時，電流表和電壓表示數(shù)均變小

4.（多選）如圖、理想調(diào)壓變壓器輸入端接正弦交流電源，工是燈泡，C是電容器，P是與線圈接觸良好的

滑片，S是開關(guān)，電表均為理想交流電表，下列說法正確的是（）

A.S接°,從M點(diǎn)至N點(diǎn)緩慢滑動P,電流表A的示數(shù)將減小

B.S接°,從M點(diǎn)至N點(diǎn)緩慢滑動P,燈泡的亮度將增大

C.S接6,從M點(diǎn)至N點(diǎn)緩慢滑動P,電壓表V的示數(shù)將減小

D.S接6,從M點(diǎn)至N點(diǎn)緩慢滑動P,電流表A的示數(shù)始終為零

5.（多選）“西電東送”是我國可持續(xù)快速發(fā)展的重要保證，如圖為模擬遠(yuǎn)距離高壓輸電示意圖。已知升壓變

壓器原、副線圈兩端的電壓分別為5和。2,降壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為4和。4。在輸電線

路的起始端接入兩個互感器，兩個互感器原、副線圈的匝數(shù)比分別為20:1和1:20,各互感器和電表均為理

想狀態(tài)，則下列說法正確的是（）

B.若電壓表的示數(shù)為200V,電流表的示數(shù)為5A,則線路輸送電功率為100kW

C.若保持發(fā)電機(jī)輸出電壓和用戶數(shù)■不變，僅將滑片。下移，則輸電線損耗功率增大

D.若發(fā)電機(jī)輸出電壓■一定，僅增加用戶數(shù)，為維持用戶電壓S不變，可將滑片P上移

6.（多選）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06兩端輸入正弦交流

電壓，三個定值電阻用、與、4的阻值相等，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3：2,則下列說法正確的是（）

A.電流表Ai與A2的示數(shù)之比為2：3

B.電壓表Vi與V2的示數(shù)之比為4：3

C.電阻4與K消耗的功率之比為16：9

D.°、6端的輸入功率與副線圈的輸出功率之比為3：2

7.（多選）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(shù)比為4：%=4:1,其中定值

電阻Ri=R,=%=110Q,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(dāng)公工s時，

600

原線圈的瞬時電壓為“=110亞V。斷開Sns2,電源消耗的電功率為4；閉合s：s2,電源消耗的電功率為

呂。則下列說法正確的是（）

A.閉合H、斷開S2，電壓表的示數(shù)為55V

B.閉合H、S2,電流表的示數(shù)為4.0A

C.斷開耳、S2,電流表的示數(shù)為0.04A

D.耳：￡=1:4

8.（多選）在停車場新建了一座電動汽車充電站。將配電電壓為3.3kV的正弦式交流電通過變壓器降至220V,

將充電樁連接到變壓器的副線圈上。若變壓器可視為理想變壓器，每一個充電樁的輸入電流1