一、单项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分，每小题只有一个选项符合题意)
1.(2012·潮州模拟)如图所示的理想变压器，对于原、副线圈，不一定相等的物理量是( )
A.交流电的最大值
B.磁通量的变化率
C.电功率
D.交变电流频率
2.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1＝20 Ω，R2＝30 Ω，C为电容器.已知通过R1的正弦式交流电如图乙所示，则( )
A.交流电的频率为0.02 Hz
B.原线圈输入电压的最大值为200 V
C.电阻R2的电功率约为6.67 W
D.通过R3的电流始终为零
3.(预测题)如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S闭合时( )
A.交流电压表V2和V3的示数一定都变小
B.交流电压表V3的示数变小
C.交流电流表A1、A2和A3的示数一定变大
D.只有A1的示数变大
4.(易错题)如图所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器.若已知变压比为1 000∶1，变流比为100∶1，并且知道电压表示数为220 V，电流表示数为10 A，则输电线的输送功率为( )
A.2.2×103 W B.2.2×10－2 W
C.2.2×108 W D.2.2×104 W
二、双项选择题(本大题共5小题，每小题8分，共40分，每小题有两个选项符合题意)
5.某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是( )
A.输电线上输送的电流大小为6×103 A
B.输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV
C.若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kW
D.输电线上损失的功率为ΔP＝U2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻
6.(2012·深圳模拟)发电机的输出电压为220 V，输出功率为44 kW，每条输电线电阻为0.2 Ω，则用户得到的电压U和电功率P分别为( )
A.U＝80 V B.P＝16 kW
C.U＝140 V D.P＝28 kW
7.(创新题)如图所示是一台家用台灯亮度调节原理图，自耦变压器接入正弦交流电压，电流表、电压表分别为理想交流电流表和理想交流电压表.若将调压端的滑动触头P向上移动，则( )
A.电压表V的示数变大
B.变压器的输出功率变小
C.电流表A的示数变小
D.电流表A的示数变大
8.(2011·山东高考)为保证用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图.保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压.某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示.以下正确的是( )[高考资源网]
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A.u2＝190sin(50πt) V
B.u2＝190sin(100πt) V[高考资源网KS5U.COM]
C.为使用户电压稳定在220 V，应将P适当下移
D.为使用户电压稳定在220 V，应将P适当上移
9.(易错题)如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，初级线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R＝44 Ω，电流表A1的示数为0.20 A.下列判断中正确的是( )
A.初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶1[高考资源网KS5U.COM]
B.初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶1
C.电流表A2的示数为1.0 A
D.电流表A2的示数为0.4 A
三、计算题(本大题共2小题，共36分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
10.(创新题)(16分)收音机的变压器的初级线圈有1 210匝，接在U1＝220 V的交流电源上，变压器有两个次级线圈.次级线圈Ⅱ的匝数为35匝，次级线圈Ⅲ的匝数是1 925匝.如果不计变压器自身的能量损耗，当变压器工作时，线圈Ⅱ的电流是0.3 A时，初级线圈的电流I1＝0.114 A.求线圈Ⅲ中电流和输出电压(电流的计算结果保留3位有效数字).
11.(2012·东莞模拟)(20分)在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失.有一个小型发电站，输送的电功率为P＝500 kW，当使用U＝5 kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差
4 800 kW·h.求：
(1)输电效率η和输电线的总电阻r；
(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输电？ks5u.com
答案解析
1.【解析】选A.根据理想变压器的工作原理，原、副线圈中磁通量变化率一定相等，交变电流频率一定相等.根据能量守恒，原、副线圈中电功率一定相等，但交流电的最大值不一定相等，故选A.
2.【解析】选C.由图乙可知交流电周期为0.02 s，频率为50 Hz，所以A错.副线圈电压最大值U2＝Im1R1＝20 V，由＝可知，原线圈电压的最大值U1＝
200 V，B错.R1和R2并联，P2＝≈6.67 W，故C正确；因电容器接交流电有充放电电流，故D错.
3.【解析】选B.在理想变压器中，因为U不变，故V2示数不变；闭合S时，负载电阻变小，副线圈中电流I2增大，A2示数增大，由P入＝P出，即I1U1＝I2U2可知A1示数增大，因为ab和cd导线的电阻不可忽略，V3改测R2两端电压，故V3示数变小.R1两端电压减小，故流过R1处的电流I3变小，A3示数变小，故B正确.
【变式备选】(双选)(2012·海口模拟)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u＝20sin100πt(V).氖泡在两端电压达到100 V时开始发光，下列说法中正确的有( )
A.开关接通后，氖泡的发光频率为100 Hz
B.开关接通后，电压表的示数为100 V
C.开关断开后，电压表的示数变大
D.开关断开后，变压器的输出功率不变
【解析】选A、B.由于副线圈电压由原线圈决定，则不论负载如何变化，电压表的读数不变，始终为有效值100 V，B正确，C错误；交流电每个周期内氖泡发光两次，每秒发光100次，则氖泡发光频率为100 Hz，A正确；开关断开后，负载电阻增大、电流减小，则变压器的输出功率减小，D错误.ks5u.com
4.【解析】选C.根据＝，＝得，U1＝2.2×105 V，I1＝1 000 A，所以输电线的输送功率P＝U1I1＝2.2×108 W，C正确.
5.【解析】选A、B.输出电功率P＝3×106 kW，输电电压U＝500 kV，则输电线上输送的电流大小I＝＝6×103 A，所以A正确；输电线上由电阻造成的电压损失ΔU＝Ir＝15 kV，所以B正确；输电线上损失的功率ΔP＝ΔUI＝r，所以D错误；若损失功率为ΔP＝9×108 kW时，ΔP远大于输出功率，不符合实际，故C错误.
6.【解析】选C、D.由P出＝U出I可得，输电电流I＝200 A，输电线上损耗的功率P线＝2I2R＝16 000 W＝16 kW，用户得到电功率P＝P出－P线＝28 kW，D项正确.输电线上损失的电压U线＝2IR＝80 V，用户得到电压U＝U出－U线＝140 V.C项正确.
7.【解析】选A、D.当滑动触头P向上移动时，自耦变压器 “副线圈”匝数增大，由＝可知“副线圈”两端电压增大，台灯的功率变大，A正确，B错误；由于理想变压器输入功率与输出功率相等，且输入电压不变，故电流表示数变大，C错误、D正确.
【总结提升】理想变压器动态分析的两种类型
(1)匝数比不变，原、副线圈的电压U1、U2不变，电流I1、I2，功率P1、P2随负载电阻的变化而变化.
(2)负载电阻不变，原线圈的电压U1不变，副线圈两端的电压U2、电流I1、I2，功率P1、P2随匝数比的变化而变化.
8.【解题指南】解答本题应注意以下三点：
(1)根据图象找出最大值、周期，写出瞬时值表达式.
(2)变压器原、副线圈的电压均为有效值.
(3)根据变压器中电压关系确定如何改变原线圈匝数.
【解析】选B、D.由图象可知，正弦式交变电压的最大值为190 V，其周期为0.02 s，可得其表达式为u2＝190sin(100πt)V，B选项正确，用户电压有效值为190 V＜220 V，在u1、n2不变的前提下通过改变n1来使u2增大，由＝可得应使n1减小，故应将P适当上移，D选项正确.
9.【解析】选B、C.对于理想变压器，P1＝U1I1＝220×0.20 W＝44 W，则负载电阻消耗的功率P2＝P1＝44 W，据P2＝，得U2＝＝ V＝44 V，则＝＝＝5，故B正确，A错误；A2的读数I2＝＝ A＝1 A，故C正确，D错误.
10.【解析】线圈Ⅱ两端的电压为：
U2＝U1＝×220＝6.36(V) (4分)
线圈Ⅲ两端的电压为：
U3＝U1＝×220＝350(V) (4分)
不计变压器自身的能量损耗，由能量转化和守恒定律
P1＝P2＋P3 I1U1＝I2U2＋I3U3 (4分)
I3＝＝0.066 2(A) (4分)
答案：0.066 2 A 350 V
11. 【解析】(1)输送功率P＝500 kW，一昼夜输送电能E＝Pt＝12 000 kW·h[Ks5u.com]
(2分)
输电线上损失的电能ΔE＝4 800 kW·h (2分)
终点得到的电能E′＝E－ΔE＝7 200 kW·h， (2分)
所以输电效率η＝＝60% (2分)
输电线上的电流I＝＝100 A (2分)
输电线损耗功率Pr＝I2r， (2分)
其中Pr＝＝200 kW (1分)
得r＝20 Ω.(2分)
(2)输电线上损耗功率Pr＝()2r∝ (2分)
原来Pr＝200 kW，现在要求Pr′＝10 kW， (1分)
解得输电电压应调节为U′＝22.4 kV. (2分)
答案：(1)60% 20 Ω (2)22.4 kV
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