2019届物理二轮 理想变压器与远距离输电 专题卷（全国通用）

1.(2019·大连模拟)将u＝2202sin(100πt)V的电压输入如图所示的理想变压器的原线圈，原副线圈的匝数比为n1∶n2＝55∶1，R＝10 Ω。下列说法正确的是( )

A．该交流电的频率为100 Hz

B．闭合开关S后，电流表的读数为0.22 A C．闭合开关S后，电阻消耗的电功率为1.6 W D．断开开关S后，电流表的读数为0.22 A

解析：选C 根据输入电压瞬时值表达式u＝2202sin(100πt)V可知，输入交流电的频100π率f＝ Hz＝50 Hz，选项A错误；原线圈输入电压U1＝220 V，根据变压器变压公式，

2π副线圈输出电压为U2＝4 V，闭合开关S后，电阻R中电流为I2＝

U2＝0.4 A，电阻消耗电R

功率P＝U2I2＝4×0.4 W＝1.6 W，选项C正确；对于理想变压器，输入功率等于输出功率，由P＝U1I1可得I1＝0.007 3 A，选项B错误；断开开关S后，变压器输出功率为零，输入功率为零，所以电流表读数为零，选项D错误。

2．(多选)图甲是远距离输电线路的示意图，图乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则( )

A．发电机输出交流电压的有效值约为500 V B．用户用电器上交变电流的频率是100 Hz

C．输电线的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定 D．当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大

解析：选AD 由正弦交流电最大值和有效值的关系可知，发电机输出交流电压的有效值约为500 V，选项A正确。正弦交流电的周期为0.02 s，频率为50 Hz，用户用电器上交变电流的频率是50 Hz，选项B错误。输电线的电流由降压变压器原、副线圈的匝数比和用户用电器的总电阻决定，选项C错误。当用户用电器的总电阻减小时，降压变压器输出电流增大，输电线上电流增大，输电线上损失的功率增大，选项D正确。

3．(多选)如图所示，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电压表和电流表均为理想交流电表。从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝2202sin(100πt)V，则( )

A．电压表的示数为222 V B．在天逐渐变黑的过程中，电流表 C．在天逐渐变黑的过程中，电流表

的示数变小 的示数变大

D．在天逐渐变黑的过程中，理想变压器的输入功率变小

解析：选BD 原线圈中的输入电压为220 V，由原、副线圈的匝数比可得，副线圈中电压表的示数为22 V；在天逐渐变黑的过程中，光敏电阻的阻值变大，由于电压不变，所以电流表

的示数变小，则原线圈中电流表

的示数变小，输入功率也变小。综上分析

可知，选项B、D正确。

4．(多选)一理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2＝10∶1。原线圈输入的正弦交变电压如图所示，副线圈接入一阻值为22 Ω的电阻。下列说法正确的是( )

A．电阻中交变电流的方向每秒改变100次 B．原线圈中电流的有效值是0.14 A C．与电阻并联的交流电压表示数是22 V D．1 min内电阻产生的热量是2.64×103 J

解析：选AC 由交变电流电压图像可知其频率f＝50 Hz，而交变电流的方向在每个周期内改变两次，故A项正确；由题给图像可知，原线圈中正弦交变电流电压最大值为2202 n2V，所以有效值为220 V，由理想变压器变压规律可知，副线圈两端电压有效值U2＝U1＝

n122 V，所以电压表示数为22 V，C项正确；由欧姆定律可知，通过电阻的电流I2＝

U2＝ R

n2I21 A，由理想变压器的变流规律可知，I1＝＝0.1 A，B项错误；由焦耳定律可知，电阻在

n11 min内产生的热量Q＝I22Rt＝1.32×103 J，D项错误。

5．(2018·大同二模)某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向R0＝11 Ω的纯电阻用电器供电。已知输电线的总电阻R＝10 Ω，T2的原、副线圈匝数比为4∶1，用电器两端的电压为u＝2202sin(100πt)V，将T1、T2均视

为理想变压器。下列说法正确的是( )

A．降压变压器的输入功率为4 400 W B．升压变压器中电流的频率为100 Hz C．输电线消耗的功率为500 W

D．当用电器的电阻减小时，输电线消耗的功率减小

解析：选A 由题可知，用电器两端电压有效值为220 V，交流电频率f＝

ω100π＝ Hz2π2π

U22

＝50 Hz，由电功率公式可知，降压变压器输出功率P2＝＝4 400 W，理想变压器输入功

R0率与输出功率相等，故A项正确；理想变压器不改变交变电流的频率，B项错误；由变压U1n1规律＝，可知降压变压器输入电压为880 V，由电功率定义式P＝UI可知，降压变压器

U2n2输入电流为I＝5 A，由焦耳定律可知，输电线电阻消耗的功率P＝I2R＝250 W，C项错误；当用电器的电阻减小时，输出功率增大，故降压变压器输入功率增大，从而输入电流增大，再由P＝I2R可知，输电线R消耗的功率增大，D项错误。

6．(多选)国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1 400座。变电站起变换电压作用的设备是变压器，如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝2002·sin(100πt)V，电压表、电流表都为理想电表。下列判断正确的是( )

A．输入电压有效值为200 V，电流频率为50 Hz

B．S打到a处，当变阻器的滑片向下滑动时，两电压表的示数都增大 C．S打到a处，当变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小

D．若变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，电压表V2和电流表A1的示数都减小 2002

解析：选AD 输入电压的最大值U1m＝2002 V，有效值U1＝ V＝200 V，由

2瞬时值表达式知，角速度ω＝100π rad/s，频率f＝

ω100π＝ Hz＝50 Hz，故A正确；S打2π2π

到a处，滑片向下滑动，原线圈电压不变，原、副线圈匝数比不变，副线圈电压不变，副线圈电阻减小，电流增大，电流表A2示数增大，故B、C错误；若变阻器的滑片不动，S由a

处打到b处，副线圈匝数减少，输入电压不变，输出电压减小，电压表V2示数减小，输出U22

功率P2＝R减小，根据输入功率等于输出功率，P1＝U1I1减小，U1不变，则I1减小，即电流表A1的示数减小，故D正确。

7.(2019·沧州联考)如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为u＝2202sin(100πt)V的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“22 V,22 W”的灯泡10个，灯泡均正常发光。除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是( )

A．变压器原、副线圈匝数比为102∶1 B．电流表示数为1 A C．电流表示数为10 A

D．副线圈中电流的频率为5 Hz

解析：选B 由原线圈电压瞬时值表达式可知，原线圈输入电压有效值为220 V，交变1ω

电流的频率f＝T＝＝50 Hz，D项错误；副线圈上灯泡正常发光，说明副线圈输出电压有

2πn1U1效值为22 V，由理想变压器变压规律可知，＝＝10，A项错误；由灯泡电功率P＝UI

n2U2可知，通过每只灯泡的电流为1 A，故副线圈输出电流为10 A，由理想变压器变流规律可知，I2＝10，所以原线圈中电流的有效值为1 A，B项正确，C项错误。 I1

8．(多选)如图甲所示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝5∶1，电阻R＝20 Ω，L1、L2为规格相同的两个小灯泡，S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示。现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光。下列说法正确的是( )

A．输入电压u的表达式u＝202 sin(50πt)V B．只断开S2后，L1、L2均正常发光 C．只断开S2后，原线圈的输入功率减小 D．若将S1换接到2，R消耗的电功率为0.8 W

解析：选CD 交变电流的瞬时表达式u＝Umsin ωt，由题图乙可以看出Um＝202 V，