2025版高考物理大一輪復(fù)習(xí)第十一章第2講變壓器電能的輸送講義含解析教科版

PAGEPAGE1第2講變壓器、電能的輸送一、志向變壓器1.構(gòu)造如圖1所示，變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成的.圖1(1)原線圈：與溝通電源連接的線圈，也叫初級(jí)線圈.(2)副線圈：與負(fù)載連接的線圈，也叫次級(jí)線圈.2.原理電流磁效應(yīng)、電磁感應(yīng).3.志向變壓器原、副線圈基本量的關(guān)系志向變壓器(1)沒(méi)有能量損失(繞線無(wú)電阻、鐵芯無(wú)渦流)(2)沒(méi)有磁通量損失(磁通量全部集中在鐵芯中)基本關(guān)系功率關(guān)系依據(jù)能量守恒可得：原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，即P入＝P出電壓關(guān)系原、副線圈的電壓之比等于其匝數(shù)之比，公式：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，與負(fù)載、副線圈的個(gè)數(shù)無(wú)關(guān)電流關(guān)系(1)只有一個(gè)副線圈時(shí)：eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)(2)有多個(gè)副線圈時(shí)：由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I(xiàn)3U3＋…＋I(xiàn)nUn或I1n1＝I2n2＋I(xiàn)3n3＋…＋I(xiàn)nnn頻率關(guān)系f1＝f2(變壓器不變更交變電流的頻率)

4.幾種常用的變壓器(1)自耦變壓器——調(diào)壓變壓器，如圖2甲(降壓作用)、乙(升壓作用)所示.圖2(2)互感器eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(電壓互感器n1>n2：把高電壓變成低電壓，,如圖丙所示.,電流互感器n1<n2：把大電流變成小電流，,如圖丁所示.))自測(cè)1關(guān)于志向變壓器，下列說(shuō)法正確的是()A.變壓器只對(duì)變更的電流起作用，對(duì)恒定電流不起作用B.變壓器不但能變更交變電流的電壓，還能變更交變電流的頻率C.正常工作的變壓器，當(dāng)副線圈與用電器斷開(kāi)時(shí)，副線圈兩端無(wú)電壓D.變壓器副線圈并聯(lián)更多的用電器時(shí)，原線圈輸入的電流隨之減小答案A二、電能的輸送如圖3所示，若發(fā)電站輸出電功率為P，輸電電壓為U，用戶(hù)得到的電功率為P′，用戶(hù)的電壓為U′，輸電線總電阻為R.圖31.輸出電流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(P′,U′)＝eq\f(U－U′,R).2.電壓損失(1)ΔU＝U－U′(2)ΔU＝IR3.功率損失(1)ΔP＝P－P′(2)ΔP＝I2R＝(eq\f(P,U))2R4.削減輸電線上電能損失的方法(1)減小輸電線的電阻R.由R＝ρeq\f(l,S)知，可加大導(dǎo)線的橫截面積、采納電阻率小的材料做導(dǎo)線.(2)減小輸電線中的電流.在輸電功率肯定的狀況下，依據(jù)P＝UI，要減小電流，必需提高輸電電壓.自測(cè)2eq\x(教材P50第3題改編)從發(fā)電站輸出的功率為220kW，輸電線的總電阻為0.05Ω，用110V和11kV兩種電壓輸電.兩種狀況下輸電線上由電阻造成的電壓損失之比為()A.100∶1B.1∶100C.1∶10D.10∶1答案A解析由題意知輸電線上的電流I＝eq\f(P,U)，則輸電線的總電阻造成的電壓損失ΔU＝Ir＝eq\f(Pr,U)，故eq\f(ΔU1,ΔU2)＝eq\f(U2,U1)＝eq\f(11×103,110)＝eq\f(100,1)，故選A.命題點(diǎn)一志向變壓器原理的應(yīng)用例1(2024·全國(guó)卷Ⅰ·16)一含有志向變壓器的電路如圖4所示，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3Ω、1Ω和4Ω，為志向溝通電流表，U為正弦溝通電壓源，輸出電壓的有效值恒定.當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為I；當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為4I.該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為()圖4A.2B.3C.4D.5答案B解析開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電路如圖甲所示，原、副線圈的電流比eq\f(I,I2)＝eq\f(n2,n1)，通過(guò)R2的電流I2＝eq\f(In1,n2)，副線圈的輸出電壓U2＝I2(R2＋R3)＝eq\f(5In1,n2)，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得原線圈兩端的電壓U1＝5Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))2，則U＝U1＋I(xiàn)R1＝5Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))2＋3I；開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電路如圖乙所示，原、副線圈的電流比eq\f(4I,I2′)＝eq\f(n2,n1)，通過(guò)R2的電流I2′＝eq\f(4In1,n2)，副線圈的輸出電壓U2′＝I2′R2＝eq\f(4In1,n2)，由eq\f(U1′,U2′)＝eq\f(n1,n2)可得原線圈兩端的電壓U1′＝4Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))2，則U＝U1′＋4IR1＝4Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))2＋12I，聯(lián)立解得eq\f(n1,n2)＝3，選項(xiàng)B正確.變式1(多選)(2024·全國(guó)卷Ⅲ·19)如圖5所示，志向變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b.當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光.下列說(shuō)法正確的是()圖5A.原、副線圈匝數(shù)比為9∶1B.原、副線圈匝數(shù)比為1∶9C.此時(shí)a和b的電功率之比為9∶1D.此時(shí)a和b的電功率之比為1∶9答案AD解析設(shè)燈泡的額定電壓為U0，兩燈泡均能正常發(fā)光，所以原線圈輸入端電壓為U1＝9U0，副線圈兩端電壓為U2＝U0，故eq\f(U1,U2)＝eq\f(9,1)，eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(9,1)，A正確，B錯(cuò)誤；依據(jù)公式eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可得，eq\f(I1,I2)＝eq\f(1,9)，由于小燈泡兩端的電壓相等，所以依據(jù)公式P＝UI可得，燈泡a和b的電功率之比為1∶9，C錯(cuò)誤，D正確.變式2(2024·河南省中原名校第六次模擬)如圖6所示，一志向變壓器，左右兩邊共接有額定電壓均為U的6盞完全相同的燈泡(額定功率均為P)，左端接在一電壓恒為U0的溝通電源兩端.此時(shí)6盞燈剛好正常發(fā)光.下列說(shuō)法中不正確的是()圖6A.該變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1∶2B.此時(shí)溝通電源輸出的功率為6PC.U0＝6UD.假如燈L6突然燒斷，燈L1和L2將變暗，而其余3盞燈將變得更亮答案A解析由于各盞燈相同且均正常發(fā)光，所以流過(guò)每盞燈的電流均相同，原線圈中的電流I1等于燈泡的額定電流I，而副線圈中的總電流為I2＝4I，故n1∶n2＝I2∶I1＝4∶1，A錯(cuò)誤；由于志向變壓器本身不消耗能量，所以溝通電源輸出功率為6盞燈的總功率6P，B正確；設(shè)原、副線圈兩端的電壓分別為U1、U2，則U2＝U，U0＝U1＋2U，而U1∶U2＝n1∶n2＝4∶1，代入得U0＝6U，C正確；當(dāng)燈L6突然燒斷，變壓器輸出的功率將減小，所以輸入功率也將減小，由P1＝U1I1得I1減小，所以燈L1和L2將變暗，同時(shí)因L1和L2分得的電壓減小，變壓器輸入端的電壓U1將增大，所以變壓器輸出的電壓也將增大，使其余3盞燈變得更亮，D正確.命題點(diǎn)二志向變壓器的動(dòng)態(tài)分析1.匝數(shù)比不變的狀況(如圖7)圖7(1)U1不變，依據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，輸入電壓U1確定輸出電壓U2，不論負(fù)載電阻R如何變更，U2不變.(2)當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變更時(shí)，I2變更，輸出電流I2確定輸入電流I1，故I1發(fā)生變更.(3)I2變更引起P2變更，P1＝P2，故P1發(fā)生變更.2.負(fù)載電阻不變的狀況(如圖8)圖8(1)U1不變，eq\f(n1,n2)發(fā)生變更，故U2變更.(2)R不變，U2變更，故I2發(fā)生變更.(3)依據(jù)P2＝eq\f(U\o\al(

2,2),R)，P2發(fā)生變更，再依據(jù)P1＝P2，故P1變更，P1＝U1I1，U1不變，故I1發(fā)生變更.例2(2024·天津理綜·4)教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流.利用該發(fā)電機(jī)(內(nèi)阻可忽視)通過(guò)志向變壓器向定值電阻R供電，電路如圖9所示，志向溝通電流表A、志向溝通電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P.若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，則()圖9A.R消耗的功率變?yōu)閑q\f(1,2)PB.電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閑q\f(1,2)UC.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID.通過(guò)R的交變電流頻率不變答案B解析發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，由E＝eq\f(nBSω,\r(2))知，原線圈中輸入電壓變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，頻率變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2).依據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，知U2變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，即U2＝eq\f(1,2)U，則通過(guò)R的電流變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，R消耗的功率P2＝eq\f(U\o\al(

2,2),R)＝eq\f(1,4)P，依據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，原線圈上的電流也變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，即電流表A的讀數(shù)變?yōu)閑q\f(1,2)I，故選B.變式3(多選)(2024·山東省臨沂市一模)如圖10甲所示的電路中，志向變壓器原、副線圈匝數(shù)比為20∶1，圖中電表均為志向電表，R為光敏電阻(其阻值隨光強(qiáng)增大而減小)，L1和L2是兩個(gè)完全相同的燈泡.原線圈接入如圖乙所示的正弦溝通電壓u，下列說(shuō)法正確的是()圖10A.溝通電壓的頻率為50HzB.電壓表的示數(shù)為11VC.當(dāng)照耀R的光強(qiáng)增大時(shí)，電流表的示數(shù)變大D.若L1的燈絲燒斷后，電壓表的示數(shù)會(huì)變小答案ABC解析由題圖乙可知溝通電壓周期T＝0.02s，所以頻率為f＝eq\f(1,T)＝50Hz，故A正確；原線圈接入電壓的最大值是220eq\r(2)V，所以原線圈接入電壓的有效值是U＝220V，志向變壓器原、副線圈匝數(shù)比為20∶1，所以副線圈兩端電壓是11V，所以電壓表的示數(shù)為11V，故B正確；R阻值隨光強(qiáng)增大而減小，依據(jù)I＝eq\f(U,R)知副線圈電流增加，副線圈輸出功率增加，依據(jù)能量守恒定律，可知原線圈輸入功率也增加，原線圈電流增加，所以電流表的示數(shù)變大，故C正確；當(dāng)L1的燈絲燒斷后，變壓器的輸入電壓不變，依據(jù)變壓比公式，輸出電壓也不變，故電壓表讀數(shù)不變，故D錯(cuò)誤.變式4(2024·山西省重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體期末)如圖11甲為志向變壓器的示意圖，其原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1，電壓表和電流表均為志向電表，Rt為阻值隨溫度上升而變小的熱敏電阻，R1為定值電阻.若發(fā)電機(jī)向原線圈輸入如圖乙所示的正弦溝通電.下列說(shuō)法中正確的是()圖11A.輸入變壓器原線圈的溝通電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝36eq\r(2)sin50πtVB.變壓器原、副線圈中的電流之比為4∶1C.t＝0.01s時(shí)，發(fā)電機(jī)的線圈平面位于中性面D.Rt溫度上升時(shí)，變壓器的輸入功率變小答案C解析由題圖乙可知溝通電壓最大值U＝36eq\r(2)V，周期T＝0.02s，可由周期求出角速度的值為eq\f(2π,0.02)rad/s＝100πrad/s，則可得溝通電壓u的瞬時(shí)值表達(dá)式u＝36eq\r(2)sin100πtV，故A錯(cuò)誤；依據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可知變壓器原、副線圈中的電流之比為1∶4，故B錯(cuò)誤；t＝0.01s時(shí)，瞬時(shí)值為零，發(fā)電機(jī)的線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，發(fā)電機(jī)的線圈平面位于中性面，故C正確；Rt處溫度上升時(shí)，阻值減小，電流表的示數(shù)變大，變壓器的輸入功率變大，故D錯(cuò)誤.命題點(diǎn)三遠(yuǎn)距離輸電1.理清三個(gè)回路遠(yuǎn)距離輸電電網(wǎng)間的基本結(jié)構(gòu)如圖12所示.輸電過(guò)程的電路被劃分為三個(gè)獨(dú)立的回路，即電源回路、輸送回路和用戶(hù)回路.在每個(gè)回路中，變壓器的原線圈是回路的用電器，而相應(yīng)的副線圈是下一個(gè)回路的電源，每個(gè)回路均可應(yīng)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的規(guī)律，而變壓器的電壓、電流、功率關(guān)系則是聯(lián)系不同回路的橋梁.圖122.抓住兩個(gè)物理量的聯(lián)系(1)志向的升壓變壓器聯(lián)系了電源回路和輸送回路，由志向變壓器原理可得：線圈1(匝數(shù)為n1)和線圈2(匝數(shù)為n2)中各個(gè)量間的關(guān)系是eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，P1＝P2，I1n1＝I2n2.(2)志向的降壓變壓器聯(lián)系了輸送回路和用戶(hù)回路，由志向變壓器原理可得：線圈3(匝數(shù)為n3)和線圈4(匝數(shù)為n4)中各個(gè)量間的關(guān)系是eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)，P3＝P4，I3n3＝I4n4.3.駕馭一個(gè)能量守恒定律發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并通過(guò)導(dǎo)線將能量輸送給線圈1，線圈1上的能量就是遠(yuǎn)程輸電的總能量，在輸送過(guò)程中，先被輸送回路上的導(dǎo)線電阻損耗一小部分，剩余的絕大部分通過(guò)降壓變壓器和用戶(hù)回路被用戶(hù)運(yùn)用消耗，所以其能量關(guān)系為P1＝P線損＋P用戶(hù).例3(2024·安徽省馬鞍山市質(zhì)檢)圖13甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，志向升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶1000，志向降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1000∶1，輸電線的總電阻為1000Ω，若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示，用戶(hù)端電壓為220V.下列說(shuō)法正確的是()圖13A.輸電線中的電流為3AB.電站輸出的功率為7500kWC.輸電線路損耗功率為90kWD.用戶(hù)端交變電流的頻率為100Hz答案BV，V，依據(jù)eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)，得降壓變壓器原線圈兩端的電壓U3＝eq\f(n3,n4)U4＝eq\f(1000,1)×220V＝2.2×105V，故輸電線上損失的電壓為ΔU＝U2－U3＝3×104V，則輸電線上的電流為I＝eq\f(ΔU,R)＝eq\f(3×104,1000)A＝30A，電站的輸出功率為P1＝P2＝U2I＝7500kW，輸電線路損耗功率為ΔP＝I2R＝900kW，由題圖乙可知，原線圈交變電流的周期為T(mén)＝0.02s，則頻率為f＝eq\f(1,T)＝50Hz，變壓器不會(huì)變更溝通電的頻率，故用戶(hù)端交變電流的頻率為50Hz，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤.變式5(多選)(2024·廣東省潮州市下學(xué)期綜合測(cè)試)遠(yuǎn)距離輸電線路簡(jiǎn)化如圖14所示，電廠輸送電功率不變，變壓器均為志向變壓器，圖中標(biāo)示了電壓和電流，其中輸電線總電阻為R，則()圖14A.I2<eq\f(U2,R)B.輸電線損失的電功率為eq\f(U\o\al(

2,2),R)C.提高輸送電壓U2，則輸電線電流I2增大D.電廠輸送電功率為U2I2答案AD解析在輸電線路上：U2＝I2R＋U3，所以I2<eq\f(U2,R)，故A正確；由于U2不是R兩端的電壓，所以輸電線損失的電功率不是eq\f(U\o\al(

2,2),R)，故B錯(cuò)誤；因?yàn)檩斔凸β什蛔?，依?jù)P2＝U2I2，可知提高輸送電壓U2，則輸電線電流I2減小，故C錯(cuò)誤；因變壓器為志向變壓器，所以有P1＝P2＝U2I2，故D正確.命題點(diǎn)四兩種特殊的變壓器模型1.自耦變壓器自耦變壓器(又稱(chēng)調(diào)壓器)，它只有一個(gè)線圈，其中的一部分作為另一個(gè)線圈，當(dāng)溝通電源接不同的端點(diǎn)時(shí)，它可以升壓也可以降壓，變壓器的基本關(guān)系對(duì)自耦變壓器均適用，如圖15所示.圖152.互感器分為電壓互感器和電流互感器，兩者比較如下：電壓互感器電流互感器原理圖原線圈的連接并聯(lián)在高壓電路中串聯(lián)在溝通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?yōu)榈碗妷簩⒋箅娏髯優(yōu)樾‰娏骼玫墓絜q\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)I1n1＝I2n2例4(2024·山東省菏澤市上學(xué)期期末)如圖16所示的調(diào)壓器，滑動(dòng)觸頭P和Q都可以調(diào)整，在輸入交變電壓肯定的條件下，要使輸出電壓增大，輸入電流增大，下列做法正確的是()圖16A.Q不動(dòng)，P向下移動(dòng)B.Q不動(dòng)，P向上移動(dòng)C.P不動(dòng)，Q向上移動(dòng)D.P不動(dòng)，Q向下移動(dòng)答案A解析Q不動(dòng)，變阻器的有效電阻不變，P向下移動(dòng)，原線圈匝數(shù)n1減小，輸入電壓U1不變，副線圈匝數(shù)n2不變，依據(jù)變壓器的變壓規(guī)律eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知，副線圈的電壓增大，即輸出電壓增大，依據(jù)歐姆定律可知輸出電流增大，輸入電流隨之增大，故A正確；Q不動(dòng)，變阻器的有效電阻不變，P向上移動(dòng)，原線圈匝數(shù)n1增大，輸入電壓U1不變，副線圈匝數(shù)n2不變，依據(jù)變壓器的變壓規(guī)律eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知，副線圈的電壓變小，即輸出電壓變小，依據(jù)歐姆定律可知輸出電流減小，輸入電流隨之減小，故B錯(cuò)誤；若P不動(dòng)，則原線圈的匝數(shù)不變，依據(jù)變壓器的變壓規(guī)律eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知，副線圈的電壓不變，輸出電壓不變，Q向上移動(dòng)，接入電路的電阻變小，輸出電流變大，則輸入電流隨之變大，故C錯(cuò)誤；若P不動(dòng)，則原線圈的匝數(shù)不變，依據(jù)變壓器的變壓規(guī)律eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知，副線圈的電壓不變，輸出電壓不變，Q向下移動(dòng)，接入電路的電阻變大，輸出電流減小，則輸入電流隨之減小，故D錯(cuò)誤.例5(多選)(2024·山西省太原市三模)某50Hz的鉗形電流表的工作原理如圖17所示.當(dāng)通有溝通電的導(dǎo)線從環(huán)形鐵芯的中間穿過(guò)時(shí)，與繞在鐵芯上的線圈相連的電表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn).不考慮鐵芯的漏磁及各種能量損耗，已知n2＝1000匝，當(dāng)用該表測(cè)50Hz溝通電時(shí)()圖17A.電流表G中通過(guò)的是交變電流B.若G中通過(guò)的電流為50mA，則導(dǎo)線中的被測(cè)電流為50AC.若導(dǎo)線中通過(guò)的是10A矩形脈沖溝通電，G中通過(guò)的電流是10mAD.當(dāng)用該表測(cè)量400Hz的電流時(shí)，測(cè)量值比真實(shí)值偏小答案AB解析變壓器只變更溝通電電壓，不變更溝通電的頻率，電流表G中通過(guò)的仍是交變電流，A正確；依據(jù)變壓器原副線圈電流與匝數(shù)成反比：eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，I1＝eq\f(n2,n1)I2＝eq\f(1000,1)×0.05A＝50A，B正確；若導(dǎo)線中通過(guò)的是10A矩形脈沖溝通電，當(dāng)電流方向不發(fā)生變更時(shí)，電流大小不變，副線圈中無(wú)感應(yīng)電流，C錯(cuò)誤；依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和變壓器互感原理，變更溝通電的頻率，不影響測(cè)量值的精確性，D錯(cuò)誤.1.(2024·湖北省黃岡中學(xué)模擬)下列關(guān)于交變電流、變壓器和遠(yuǎn)距離輸電的說(shuō)法中不正確的是()A.志向變壓器的輸出電壓由輸入電壓和原副線圈匝數(shù)比確定B.交變電流的最大值是有效值的eq\r(2)倍C.降低輸電損耗有兩個(gè)途徑：減小輸電線的電阻和提高輸電電壓D.假如把升壓變壓器的原線圈串聯(lián)在電路中，副線圈的兩端接在一般的溝通電流表上，可以制成電流互感器答案B解析志向變壓器的輸出電壓由輸入電壓和原副線圈匝數(shù)比確定，選項(xiàng)A正確；正弦交變電流的最大值是有效值的eq\r(2)倍，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；降低輸電損耗有兩個(gè)途徑：減小輸電線的電阻和提高輸電電壓，選項(xiàng)C正確；假如把升壓變壓器的原線圈串聯(lián)在電路中，副線圈的兩端接在一般的溝通電流表上，可以制成電流互感器，選項(xiàng)D正確.2.(2024·河北省衡水中學(xué)模擬)如圖1所示為某山區(qū)小型電站輸電示意圖，發(fā)電廠發(fā)出U1＝220eq\r(2)sin100πt(V)的溝通電通過(guò)變壓器升壓后進(jìn)行高壓輸電，接近用戶(hù)時(shí)再通過(guò)降壓變壓器降壓給用戶(hù)供電，圖中高壓輸電線部分總電阻為r，負(fù)載端的電壓表是志向溝通電表，下列有關(guān)描述正確的是()圖1A.若開(kāi)關(guān)S1、S2都斷開(kāi)，則電壓表示數(shù)為零B.負(fù)載端所接收到溝通電的頻率為25HzC.深夜開(kāi)燈時(shí)燈特殊亮是因?yàn)楦邏狠旊娋€上電壓損失減小的原因D.用電高峰期燈泡較暗，可通過(guò)削減降壓變壓器副線圈的匝數(shù)來(lái)提高其亮度答案C解析S1、S2都斷開(kāi)時(shí)變壓器空載，副線圈兩端有電壓，電壓表示數(shù)不為零，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；變壓器不能變更溝通電的頻率，故負(fù)載端溝通電的頻率還是50Hz，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；深夜大部分用戶(hù)已關(guān)燈，干路中電流減小，線路損耗也減小，用戶(hù)得到的電壓較高，故此時(shí)開(kāi)燈時(shí)燈特殊光明，故選項(xiàng)C正確；用電高峰時(shí)，負(fù)載增多，負(fù)載總電阻減小，干路中電流增大，因此輸電線損耗電壓增大，導(dǎo)致降壓變壓器的輸入電壓降低，為提高負(fù)載電壓，可增大降壓變壓器的副線圈的匝數(shù)，使輸出電壓提高，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.3.(2024·廣東省深圳市第一次調(diào)研)如圖2所示，a、b兩端接在正弦溝通電源上，原副線圈回路中A、B電阻的阻值相同，原副線圈匝數(shù)比為n1∶n2，下列說(shuō)法正確的是()圖2A.A、B電阻的電流之比為n1∶n2B.A、B電阻的電壓之比為n1∶n2C.A、B電阻的功率之比為n22∶n12D.原副線圈的電壓之比為1∶1答案C解析依據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可得A、B電阻的電流之比為n2∶n1，由于兩電阻相等，則A、B電阻的電壓之比為n2∶n1，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；依據(jù)P＝I2R可知，A、B電阻的功率之比為n22∶n12，選項(xiàng)C正確；原副線圈的電壓之比為eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.4.(多選)(2024·湖北省武漢市部分學(xué)校起點(diǎn)調(diào)研)含有志向變壓器的電路如圖3所示，L1、L2、L3為“24V2W”的燈泡，為志向溝通電壓表，a、b端接正弦溝通電壓源(輸出電壓的有效值恒定).當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，燈泡均正常發(fā)光.下列說(shuō)法正確的是()圖3A.變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶2B.電壓表的示數(shù)為72VC.變壓器的輸入功率為8WD.若在副線圈上再并聯(lián)一個(gè)相同的燈泡，燈泡L1可能會(huì)燒毀答案BD解析每個(gè)燈泡的額定電流：IL＝eq\f(PL,UL)＝eq\f(2,24)A＝eq\f(1,12)A，則原線圈的電流為I1＝eq\f(1,12)A，副線圈的電流為I2＝eq\f(1,6)A，則eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)＝eq\f(2,1)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；變壓器輸出電壓為24V，則依據(jù)匝數(shù)比可得輸入電壓為U1＝eq\f(n1,n2)U2＝48V，則電壓表讀數(shù)為48V＋24V＝72V，選項(xiàng)B正確；變壓器的輸入功率：P1＝U1I1＝4W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；副線圈上再并聯(lián)一個(gè)相同燈泡，則副線圈電流增大，則原線圈電流也增大，超過(guò)額定電流，燈泡L1可能燒毀，故D正確.5.(多選)(2024·廣東省惠州市質(zhì)檢)在家庭電路中，為了平安，一般在電能表后面的電路中安裝一個(gè)漏電開(kāi)關(guān)，其工作原理如圖4所示，其中甲線圈兩端與脫扣開(kāi)關(guān)限制器相連，乙線圈由兩條電線實(shí)行雙線法繞制，并與甲線圈繞在同一個(gè)矩形硅鋼片組成的鐵芯上.以下說(shuō)法正確的是()圖4A.當(dāng)用戶(hù)用電正常時(shí)，甲線圈兩端沒(méi)有電壓，脫扣開(kāi)關(guān)接通B.當(dāng)用戶(hù)用電正常時(shí)，甲線圈兩端有電壓，脫扣開(kāi)關(guān)接通C.當(dāng)用戶(hù)發(fā)生漏電時(shí)，甲線圈兩端沒(méi)有電壓，脫扣開(kāi)關(guān)斷開(kāi)D.當(dāng)用戶(hù)發(fā)生漏電時(shí)，甲線圈兩端有電壓，脫扣開(kāi)關(guān)斷開(kāi)答案AD解析正常狀態(tài)時(shí)，火線和零線中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)完全抵消，甲線圈中沒(méi)有電壓，脫扣開(kāi)關(guān)保持接通，A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)用戶(hù)發(fā)生漏電時(shí)，流過(guò)火線與零線的電流不相等，愛(ài)護(hù)器中火線和零線中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)不能完全抵消，會(huì)使甲線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，脫扣開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，C錯(cuò)誤，D正確.6.(多選)(2024·山西省晉城市第一次模擬)如圖5所示為某山區(qū)小型水電站的電能輸送示意圖，發(fā)電機(jī)輸出的電壓和輸電線路上的電阻恒定，用電器均為純電阻元件，當(dāng)用電高峰來(lái)臨時(shí)，下列推斷正確的是()圖5A.用電器等效電阻R0變大B.升壓變壓器T1的輸出電壓變大C.降壓變壓器T2的輸出電壓變小D.輸電線路總電阻R上消耗的功率變大答案CD解析用電高峰來(lái)臨時(shí)，用電器增多，用電器并聯(lián)后的總電阻R0減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于升壓變壓器的輸入電壓肯定，則輸出電壓肯定，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；設(shè)輸電線的輸送電流為I，降壓變壓器的變壓比為k，升壓變壓器的輸出電壓為U，則U＝IR＋k2IR0，當(dāng)R0減小時(shí)，I增大，輸電線總電阻R消耗的功率PR＝I2R變大，選項(xiàng)D正確；降壓變壓器T2的輸入電壓等于U－IR，可以推斷此電壓減小，則輸出電壓也減小，選項(xiàng)C正確.7.(2024·山西省孝義市第一次模擬)圖6甲所示為一發(fā)電機(jī)的原理圖，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流接圖乙中志向變壓器的原線圈.已知變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為22∶1，發(fā)電機(jī)輸出電壓u隨時(shí)間t變更的規(guī)律如圖丙所示，發(fā)電機(jī)線圈電阻忽視不計(jì)，則()圖6A.電阻兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝10sin50πt(V)B.電壓表示數(shù)為10VC.若僅使發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速增大一倍，則變壓器副線圈輸出電壓的頻率增大一倍，而電壓表示數(shù)不變D.若僅使電阻R增加，則電流表示數(shù)不變答案B解析由題圖丙知：原線圈電壓的最大值U1m＝311V，原線圈電壓有效值U1＝eq\f(U1m,\r(2))＝220V，由U1∶U2＝n1∶n2知，副線圈電壓的最大值U2m≈14.1V，副線圈電壓有效值U2＝10V，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；若僅使發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速n增大一倍，則角速度ω增大一倍，依據(jù)Em＝NBSω可知，變壓器原線圈輸入電壓的頻率和最大值都增大一倍，原副線圈中電流的頻率相等，變壓器副線圈輸出電壓的頻率增大一倍，由U1∶U2＝n1∶n2知，副線圈輸出電壓增大一倍，電壓表讀數(shù)增大一倍，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；僅使電阻R增加，原線圈兩端的電壓和原副線圈匝數(shù)比不變，則副線圈輸出電壓不變，副線圈中電流減小，原副線圈匝數(shù)比不變，則原線圈中電流也減小，電流表示數(shù)減小，故D項(xiàng)錯(cuò)誤.8.(多選)(2024·山東省棗莊市二調(diào))如圖7所示，志向變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2＝10∶1，電阻R＝10Ω，兩只相同小燈泡L1、L2的規(guī)格均為“3V,1.5W”，S1為單刀雙擲開(kāi)關(guān).原線圈接正弦溝通電源.當(dāng)S1接1、S2閉合時(shí)，L2正常發(fā)光.設(shè)小燈泡的電阻值恒定.下列說(shuō)法正確的是()圖7A.原線圈所接正弦溝通電源的電動(dòng)勢(shì)最大值為30VB.只斷開(kāi)S2后，變壓器的輸出功率為0.75WC.將S1換接到2后，原線圈的輸入功率為90WD.將S1換接到2后，R的電功率為0.9W答案BD解析當(dāng)S1接1、S2閉合時(shí)，L2正常發(fā)光，副線圈的電壓為U2＝3V，依據(jù)原、副線圈電壓比等于匝數(shù)比即eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，解得原線圈的電壓為U1＝30V，原線圈所接正弦溝通電源的電動(dòng)勢(shì)最大值為Em＝30eq\r(2)V，故A錯(cuò)誤；兩只相同小燈泡阻值均為RL＝eq\f(U\o\al(

2,L),PL)＝6Ω，只斷開(kāi)S2后，變壓器的輸出功率為P2＝eq\f(U\o\al(

2,2),2RL)＝eq\f(32,2×6)W＝0.75W，故B正確；將S1換接到2后，R的電功率為PR＝eq\f(U\o\al(

2,2),R)＝0.9W，原線圈的輸入功率為P入＝PR＝0.9W，故C錯(cuò)誤，D正確.9.(2024·河南省濮陽(yáng)市其次次模擬)如圖8甲所示，一個(gè)電阻不計(jì)、邊長(zhǎng)為1m的正方形單匝線圈被固定，正方形線圈內(nèi)有一磁場(chǎng)與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變更的規(guī)律如圖乙所示，將線圈的兩端與志向變壓器原線圈相連，開(kāi)關(guān)閉合，副線圈接有定值電阻R0和磁敏電阻GMR(GMR的阻值隨所處空間磁場(chǎng)的增大而增大)，則下列說(shuō)法正確的是()圖8A.線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值為2VB.若使電阻R0消耗的功率增大，則滑動(dòng)觸頭P需上移C.當(dāng)開(kāi)關(guān)S由閉合到斷開(kāi)，副線圈中電流增大D.當(dāng)GMR處的磁場(chǎng)增加時(shí)，變壓器的輸入功率減小答案D解析磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t的變更關(guān)系為B＝0.02sin(100t)T，則ω＝eq\f(2π,T)＝100rad/s，所以產(chǎn)V，A錯(cuò)誤；滑動(dòng)觸頭P上移，R0兩端電壓減小，故其消耗的功率減小，B錯(cuò)誤；當(dāng)開(kāi)關(guān)S由閉合到斷開(kāi)時(shí)，副線圈削減一個(gè)支路，電流減小，C錯(cuò)誤；當(dāng)GMR處的磁場(chǎng)增加時(shí)，其阻值增大，副線圈的電功率eq\f(U2,R0)＋eq\f(U2,R)減小，故變壓器的輸入功率減小，D正確.10.(2024·遼寧省丹東市一模)如圖9所示的電路中，志向變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝11∶1，原線圈接u＝220eq\r(2)sin100πt(V)的溝通電，電阻R1＝2R2＝10Ω，D1、D2均為志向二極管(正向電阻為零，反向電阻為無(wú)窮大)，則副線圈電路中志向溝通電流表的讀數(shù)為()圖9A.3AB.2eq\r(5)AC.eq\r(10)AD.eq\r(3)A答案A解析由表達(dá)式知原線圈電壓有效值為220V，依據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，得副線圈兩端的電壓為U2＝U1eq\f(n2,n1)＝220×eq\f(1,11)V＝20V，因?yàn)槎O管具有單向?qū)щ娦?，電阻R1、R2半個(gè)周期有電流，半個(gè)周期電流為0，即I1＝eq\f(U2,R1)＝2A，I2＝eq\f(U2,R2)＝4A，依據(jù)熱效應(yīng)有：U2IT＝I12R1eq\f(T,2)＋I(xiàn)22R2eq\f(T,2)，解得：I＝3A，即電流表的示數(shù)為3A，故A正確.11.(2024·東北三省三校一模)如圖10甲所示，志向變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5∶1，R1＝R2＝R3＝10Ω，C為電容器.已知通過(guò)R1的正弦溝通電如圖乙所示，則()圖10A.副線圈輸出的溝通電的頻率為10HzB.原線圈輸入電壓的最大值為100eq\r(2)VC.電阻R3的電功率為20WD.通過(guò)R2的電流始終為零答案C解析依據(jù)變壓器原理可知原、副線圈中電流的周期、頻率相同，周期為T(mén)＝0.02s，頻率為f＝50Hz，故A錯(cuò)誤.由題圖乙可知通過(guò)R1的電流最大值為Im＝2A，依據(jù)歐姆定律可知其兩端最大電壓為Um＝20V，再依據(jù)原、副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比可知原線圈輸入電壓的最大值為100V，故B錯(cuò)誤；依據(jù)正弦溝通電的峰值和有效值關(guān)系及并聯(lián)電路特點(diǎn)可知電阻R3的電壓有效值為：U3＝eq\f(Um,\r(2))＝10eq\r(2)V，則電阻R3的電功率為P3＝eq\f(U\o\al(

2,3),R3)＝eq\f(10\r(2)2,10)W＝20W，選項(xiàng)C正確；因?yàn)殡娙萜饔型贤?、隔直流的作用，則有電流通過(guò)R2，故D錯(cuò)誤.12.(2024·華南師大附中三模)如圖11所示，一個(gè)小型水電站，其溝通發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1肯定，通過(guò)志向升壓變壓器T1和志向降壓變壓器T2向遠(yuǎn)處用戶(hù)供電，輸電線的總電阻為R.T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1，它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2；T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3，它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4.下列說(shuō)法正確的是()圖11A.當(dāng)用戶(hù)的用電器增多時(shí)，U2減小，U4變小B.當(dāng)用戶(hù)的用電器增多時(shí)，P1變大，P3減小C.輸電線上損失的功率為ΔP＝eq\f(U\o\al(

2,2),R)D.要減小線路的損耗，應(yīng)增大升壓變壓器的匝數(shù)比eq\f(n2,n1)，同時(shí)應(yīng)增大降壓變壓器的匝數(shù)比eq\f(n3,n4)答案D解析溝通發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1肯定，匝數(shù)不變，依據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1