专题强化训练二 变压器和远距离输电综合问题-2023-2024学年高二物理高分突破专题训练（人教版选择性必修第二册）

专题强化训练二：变压器和远距离输电综合问题一、单选题1．（2022·河北·模拟预测）为了研究输电线上的电阻对远距离输电的影响，某同学设计了如图所示电路，考虑到安全因素未加装升压变压器。交流发电机接在a、b之间（未画出），忽略发电机线圈的电阻。开动发电机，待输出电压稳定后，闭合开关S，下列说法正确的是（　　）A．若阻值调到某值（不为零）时，将滑片P向上滑动，则消耗的电功率将增加B．若阻值调到零时，将滑片P向上滑动，则消耗的电功率将增加C．若阻值调到某值（不为零）时，将滑片P向上滑动，则电压表示数将增加D．若阻值调到零时，将滑片P向上滑动，则电压表示数将增加2．（2022·全国·高三专题练习）一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻、和的阻值分别为、和，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为。该变压器原、副线圈匝数的比值为（　　）A．2 B．3 C．4 D．53．（2023·全国·高三专题练习）一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中理想变压器原、副线圈匝数之比为，电阻和的阻值分别为和，电流表、电压表都是理想交流电表，a、b输入端输入的电流如图乙所示，下列说法正确的是（　　）A．时，通过电阻的电流为0B．电流表的示数为C．电压表的示数为D．内，电阻产生的焦耳热为4．（2022·广东·高三学业考试）如图所示，理想变压器原线圈接电压为的正弦交流电，开关接1时，原、副线圈的匝数之比为，滑动变阻器接入电路的阻值为，电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法中正确的有（　　）A．变压器输入功率与输出功率之比为B．内滑动变阻器上产生的热量为C．仅将从1拨到2，电流表示数减小D．仅将滑动变阻器的滑片向下滑动，两电表示数均减小5．（2023·全国·高三专题练习）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2：1，原线圈接在u＝Umcos（ωt+φ）的交流电源上，副线圈接一定值电阻R0和滑动变阻器R，电流表、电压表均为理想交流电表。当滑动变阻器R的滑片P由a端向b端缓慢滑动时，下列说法中正确的是（　　）A．电流表A1、A2的示数之比为2：1B．电压表V1的示数逐渐变大C．电流表A2的示数逐渐变大D．原线圈的输入功率可能减小6．（2022·全国·高二）无线充电是近年发展起来的新技术，无线充电技术与变压器相类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量，如图甲所示，充电基座接上、家庭用交流电电压变化如图乙所示，受电线圈接上一个理想二极管给手机电池充电。下列说法正确的是（　　）A．乙图中的的大小为B．基座线圈和受电线圈通过互感实现能量传递C．手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失D．受电线圈交变电压的频率与基座线圈不相同7．（2023·全国·高三专题练习）特高压输电可使输送中的电能损耗大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为，在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用特高压输电，输电线上损耗的电功率变为，不考虑其他因素的影响，则（　　）A． B．C． D．8．（2022·江苏苏州·模拟预测）如图乙所示，在AB间接入甲图所示正弦交流电，通过理想变压器和二极管D1、D2给阻值R=20Ω的纯电阻负载供电，已知D1、D2为相同的理想二极管，正向电阻为0，反向电阻无穷大，变压器原线圈n1=110匝，副线圈n2=20匝，Q为副线圈中心抽头，为保证安全，二极管的反向耐压值至少为U0，设电阻R上消耗的热功率为P，则有（　　）A．U0=V，P=20W B．U0=40V，P=80WC．U0=V，P=20W D．U0=20V，P=20W9．（2022·广东·模拟预测）如图所示，通过可调自耦变压器给阻值为R、额定功率为P的电热器供电，在原线圈两端加上正弦交流电压，此时变压器原副线圈匝数比为10：1，闭合电键S后，发现定值电阻的功率只有0.64P，要使定值电阻能正常工作，应（　　）A．将滑片P向上移。使原副线圈匝数比变为12：1B．将滑片P向上移，使原副线圈匝数比变为25：2C．将滑片P向下移，使原副线圈匝数比变为8：1D．将滑片P向下移，使原副线圈匝数比变为32：510．（2022·湖北·恩施市第一中学模拟预测）如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数之比，电阻，交变电源的电压随时间变化规律如图乙所示，、均为理想电流表。以下判断正确的是（    ）A．断开开关S时，原线圈中的电流随时间变化的规律为B．闭合开关S，电流表的示数为0.6AC．闭合开关S前后，的电功率之比为D．闭合开关S，原线圈输入功率增大11．（2023·全国·高三专题练习）输电能耗演示电路如图所示。左侧升压变压器原、副线圈匝数比为1：3，输入电压为7.5V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为10Ω。开关S接1时，右侧降压变压器原、副线圈匝数比为2：1，R上的功率为10W；接2时，匝数比为1：2，R上的功率为P。下列说法中正确的是（　　）A．接1时，左侧升压变压器副线圈两端电压为U2＝2.5VB．接1时，右侧降压变压器原线圈中的电流为I3＝2AC．导线总电阻r＝10ΩD．接2时，R上的功率P＝22.5W二、多选题12．（2023·全国·高三专题练习）如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器T1、降压变压器T2均为理想变压器，T1、T2的原、副线圈匝数比分别为k1、k2。输电线间的总电阻为R0，可变电阻R为用户端负载。U1、I1分别表示电压表V1、电流表A1的示数，输入电压U保持不变，当负载电阻R减小时，理想电压表V2的示数变化的绝对值为ΔU，理想电流表A2的示数变化的绝对值为ΔI，下列说法正确的是（　　）A．R0B． C．电压表V1示数增大D．电流表A1的示数增加了13．（2022·全国·模拟预测）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，为定值电阻，为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．下列说法中正确的是（　　）A．R处出现火警时副线圈两端电压减小B．R处出现火警时电阻消耗的电功率增大C．图乙中电压的有效值为D．因原线圈直接接在电源上，故原线圈中的电流不会因的变化而变化14．（2023·全国·高三专题练习）如图所示，一理想变压器原线圈连接正弦交流电源、电阻R1和电流表A1，副线圈连接电压表V、电流表A2和滑动变阻器R2，电路中电表均为理想电表，将滑动变阻器R2的滑片向下滑动过程中，下列说法正确的是（　　）A．电压表V示数不变B．电流表A1示数变小C．电流表A2示数变大D．电流表A1与电流表A2示数比值不变15．（2021·全国·高三专题练习）图中理想变压器的原、副线圈的匝数之比为2∶1，电阻R1=10Ω，R2=20Ω，两电表均为理想交流电表。若R1两端电压瞬时值表达式为u1=10sin100πtV，则下列说法正确的是（　　）A．电流表的示数为0.5A B．电压表示数为14.14VC．R2消耗的功率为20W D．原线圈输入交流电频率为100Hz16．（2022·福建·模拟预测）如图所示，发电机可输出频率一定、电压有效值恒为U的正弦交流电，变压器原、副线圈的匝数分别为，变压器可视为理想变压器。开始时开关断开，闭合，四个灯泡亮度相同。灯泡规格一样且不计灯丝电阻随温度的变化。下列说法正确的是（　　）A．变压器原、副线圈匝数比B．发电机输出电压U与一个灯泡两端电压的比为C．若开关闭合，则灯泡变亮，变暗D．若开关断开，则灯泡变暗，变亮17．（2022·广东·潮州市湘桥区铁铺中学模拟预测）某电路如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，在a、b端输入u=220sin 100πt（V）的正弦交流电压，甲、乙、丙三个灯泡均能正常发光，且三个灯泡的额定功率相等，则下列说法正确的是（　　）A．甲灯泡的额定电压约为73 VB．甲、丙两灯泡的额定电压相等C．乙、丙两灯泡的额定电流之比为1∶2D．通过丙灯泡的电流方向每秒改变50次18．（2022·全国·模拟预测）2021年下半年，全国多地为避免能源供应不足而影响民生，开始出台限产限电措施。为了研究远距离输电时输电导线的总电阻对电路的影响，某学校兴趣小组设计了如图所示的电路。间接入正弦交流发电机，发电机输出电压保持不变。用滑动变阻器接入的电阻模拟输电导线的总电阻，变压器可视为理想变压器，为两个规格相同的灯泡且其电阻可视为不变，开始时开关S处于闭合状态。下列说法正确的是（　　）A．当滑动变阻器滑片P向右滑动时，两灯泡均变亮B．当滑动变阻器滑片P向右滑动时，间输出的总功率变小C．当开关S断开时，灯泡变亮D．当开关S断开时，变压器的输出功率变小19．（2022·辽宁鞍山·高二阶段练习）如图所示是远距离输电示意图，电站的输出电压U1=250 V，输出功率P1=100 kW，输电线电阻R=8 Ω。则进行远距离输电时，下列说法中正确的是（　　）A．若电站的输出功率突然增大，则升压变压器的输出电压增大B．若电站的输出功率突然增大，则降压变压器的输出电压减小C．输电线损耗比例为5%时，所用升压变压器的匝数比为n1:n2=1:16D．用10000 V高压输电，输电线损耗功率为8000 W20．（2022·重庆·模拟预测）如图所示，交流电源输出电压恒定，两个变压器为理想变压器，各个灯泡规格相同，当开关断开时发现除L6外其他灯泡发光亮度相同。关于此电路下列说法正确的是（　　）A．n1：n2=1：4B．n3：n4=1：3C．开关闭合稳定后L1变暗，L2变亮D．开关闭合稳定后L3、L4、L5均变暗21．（2022·河北·模拟预测）如图所示，理想变压器原线圈接在的交流电源上，各电表均为理想电表，当的滑片向下滑动时，电表的示数变化的大小为，则（    ）A．电压表的示数不变 B．电流表的示数变小C．比值不变 D．比值变小三、解答题22．（2022·全国·高三课时练习）如图甲、乙所示，理想变压器对电器供电，其输入电压（V），电器RL与RL'的参数分别为“220 V，1100 W”和“220 V，440 W”，输电线的总电阻r=2 Ω。若两图中电器都能正常工作。求：（1）图甲中电阻r的功率；（2）图甲、图乙中的输入功率；（3）图甲中原、副线圈匝数比n1∶n2；图乙中原、副线圈匝数比n1'∶n2'。23．（2022·全国·高二课时练习）人们利用发电机把天然存在的各种形式的能（水能、风能、煤的化学能……）转化为电能。为了合理利用这些能源，发电站要修建在靠近这些天然资源的地方。但是，用电的地方往往很远。因此，需要高压输送线路把电能输送到远方。如果某发电站将U=6 000 V的电压直接加在高压输送线路的入端向远方供电，且输送的电功率为P=800 kW。则此时安装在高压输送线路的入端和终端的电能表一昼夜读数就相差ΔE=9 600 kW·h。（1）求此种情况下，高压线路的输电效率。（2）若要使此高压输电线路的输电效率为98%，则需要在发电站处安装一个变压比是多少的变压器？24．（2023·全国·高三专题练习）如图所示，变压器原、副线圈的匝数分别为，，原线圈与水平放置的间距的光滑金属导轨相连，导轨处于方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中，副线圈接阻值的电阻，原线圈串联一阻值也为的电阻，与导轨接触良好且始终垂直导轨的阻值、质量的导体棒在外力的作用下运动，其速度随时间变化的关系式为，已知导轨电阻和变压器的能量损耗均不计，导轨足够长，导体棒运动过程中不会与其他用电器相碰，电表均为理想的交流电表。求：（1）电压表和电流表的的示数；（2）变压器铁芯中磁通量变化率的最大值；（3）在的时间内外力做的功。25．（2022·北京·一模）如图所示为一个小型交流发电机的示意图，其线框ABCD匝数n=100匝，面积为S=0.02m2，总电阻r=10Ω，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，角速度ω=100rad/s。已知匀强磁场磁感应强度B=T，矩形线框通过滑环与理想变压器相连，副线圈与电阻相接，电表均为理想电表，电压表示数为U=180V。从线框转至中性面位置开始计时，求：（1）线框中感应电动势的瞬时值表达式；（2）电流表的示数；（3）当原、副线圈匝数比为2：1时，电阻R的阻值及消耗的电功率。26．（2022·湖北武汉·高二）如图所示，作为北京奥运会主场馆之一的国家体育馆“鸟巢”拥有9.1万个座位，其扇型屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感，还隐藏着一座太阳能光伏发电系统，供给体育馆内的照明灯等使用。假如该发电系统的输出功率为1×105 W，输出电压250 V，现准备向远处输电，输电示意图如下所示。所用输电线的总电阻为8 Ω，要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%。用户获得220 V电压，求应选用匝数比多大的升压变压器和降压变压器？27．（2022·江苏·南京外国语学校高二期末）如图所示，理想变压器的原副线圈匝数分别为n1、n2，在原副线圈的回路中分别接有阻值为R1、R2的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电上。（1）若，求原副线圈两端的电压比；（2）若，，求原线圈两端的电压；（3）若，则为多大时，副线圈两端能获得最大电压，最大电压为多少。28．（2022·青海·玉树藏族自治州第二民族高级中学高二期中）某水电站发电机的输出功率为100 kW，发电机的电压为250V．通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V．要求在输电线上损失的功率控制为5 KW．请你设计两个变压器的匝数比．为此，请你计算：（1）降压变压器输出的电流是多少?输电线上通过的电流是多少?（2）输电线上损失的电压是多少?升压变压器输出的电压是多少?（3）两个变压器的匝数比各应等于多少?29．（2022·江苏·海门中学高二期中）如图甲所示为手摇发电机的实物模型，其工作原理可简化为如图乙所示：匀强磁场的磁感应强度大小为T，矩形线圈的总电阻为0.3Ω、匝数为50匝、面积为0.1，可绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动。将这台手摇发电机接在理想变压器的原线圈上，副线圈接有规格均为“220V，110W”的灯泡，如图丙所示，现在匀速摇动发电机，使两灯泡均正常发光，已知理想变压器的原、副线圈匝数之比为，电压表为理想交流电表，其余电阻均不计。求：（1）理想交流电压表的读数；（2）手摇发电机匀速转动的角速度。30．（2021·山东烟台·高二期中）如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为，电阻接在原线圈回路中，滑动变阻器（滑动变阻器阻值变化范围为）和电阻串联接在副线圈回路中，已知电阻，，原线圈一侧接在电压恒为的正弦交流电源上。开始时，调节滑动变阻器的触头，使变阻器接入电路电阻值为0。求：（1）此时电阻和消耗的功率之比；（2）此时变压器副线圈两端的电压；（3）若调节滑动变阻器触头，能够使变压器输出功率达到最大值，当变阻器接入电路的阻值为多少时，变压器输出功率最大？最大值为多少？31．（2022·辽宁·东北育才学校高二）某个小型水电站发电机的输出功率为，发电机的电压为。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的双线总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为。要求输电效率（即用户得到的功率与发电机发出的功率之比）达到96%，也就是说在输电线上损失的功率控制在4kW，用户得到的功率为96kW。为此需要设计两个变压器的匝数比。请你计算：（1）升压变压器输入的电流为多少？输电线上通过的电流是多少？（2）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为多少？（3）两个变压器的匝数比各应等于多少？参考答案：1．B【详解】BD．若阻值调到零时，则无论怎么调节的阻值，电压表示数不变，由可知，将滑片P向上滑动，的阻值减小，则消耗的电功率将增加，B正确，D错误；AC．设电压表示数为，若阻值调到某值（不为零）时，则有设原、副线圈匝数比为则有联立解得故减小，则减小；功率可知当时，最大，由于题中未给出与的大小关系，故无法确定的变化，故AC错误。故选B。2．B【详解】设原、副线圈的匝数比为k，原线圈的电流为，则有副线圈的电流为原线圈的电压因为电源电压的有效值恒定，所以有代入数据则有解得故选B。3．A【详解】A．由题图乙可知，在的前后，原线圈中的电流不变化，则副线圈中没有感应电流，所以通过电阻的瞬时电流为0，故A正确；B．设电流表的示数为，则有求得故B错误；C．原线圈中只有交流部分电流才能输出到副线圈中，故副线圈中电流最大值为，设副线圈交流电的有效值为，则求得因此电压表的示数为故C错误；D．在内，电阻产生的焦耳热为故D错误。故选A。4．B【详解】A．根据理想变压器的特点可知，变压器的输入功率与输出功率相等，故A错误；B．根据原、副线圈的电压与匝数的关系有代入数据可得内滑动变阻器上产生的热量为故B正确；C．若只将从1拨到2，则减小，根据原、副线圈的电压与匝数的关系可知，副线圈的电压增大，副线圈中的电流增大，原线圈中的电流增大，即电流表示数变大，故C错误；D．仅将滑动变阻器的滑片向下滑动，原、副线圈的匝数比不变，原线圈输入电压不变，则副线圈的输出电压不变，即电压表示数不变，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，电流表的示数变小，故D错误。故选B。5．C【详解】A．根据原副线圈电流与匝数成反比得A错误；B．电压表V1测量原线圈电压，移动滑动变阻器，原线圈电压不变，B错误；C．根据可知副线圈电压不变，则滑动变阻器滑片P由a端向b端缓慢滑动时，电阻变小，电流变大，所以电流表A2的示数逐渐变大，C正确；D．变压器的原、副线圈的电压均不变，而副线圈电路总电阻减小，则输出功率一直增大，由于理想变压器输入功率和输出功率相等，变压器输入功率也一直变大，D错误。故选C。6．B【详解】A．充电基座接上有效值为E=220V的正弦交流电，由交流电的最大值A错误；B．无线充电利用的是电磁感应原理，所以送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，B正确；C．手机和基座无需导线连接，但有一定的磁损耗、焦耳热损失等，故这样传递能量有一定的损失，C错误；D．充电原理类似于变压器原理，不能改变交流电的频率，所以受电线圈交变电压的频率与基座线圈相同，D错误。故选B。7．B【详解】输电线上传输的功率满足则线路上损耗的功率为所以当输电电压提高一倍时，线路上的功率损耗变为故选B。8．C【分析】根据图像可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，二极管的作用是只允许正向的电流通过，再根据电压与匝数成正比即可求得结论。【详解】在AB间接入正弦交流电，变压器原线圈匝，副线圈匝，根据得有效值为：而二极管的反向耐压值至少为，它需要承受交流电的最大值，所以Q为副线圈正中央抽头，则电阻R两端电压为20V，所以电阻R消耗的热功率P为：故选C。9．C【详解】设原来原副线圈匝数比为，原线圈输入电压为U1，副线圈输出电压为U2，则故电阻R两端的电压为则设调节后的原副线圈的匝数比为n，则电阻R两端的电压为，则联立解得故选C。10．D【详解】A．由图乙可知，交变电源电压有效值为理想变压器原、副线圈匝数之比为副线圈电压为断开开关S，电流表的示数为由得故原线圈中的电流随时间变化的规律为故A错误；B．闭合开关S，电流表的示数为则电流表的示数为故B错误；C．闭合开关S之前，电流表的示数为0.6A，闭合开关S之后，电流表的示数为1.2A，故电阻的电功率之比为1∶4，故C错误；D．闭合开关S，副线圈总电阻变小，且不变，则变压器副线圈输出功率变大，理想变压器输入功率等于输出功率，则原线圈输入功率增大，故D正确。故选D。11．D【详解】A．开关S接1时，左侧升压变压器原、副线圈匝数比为1：3，输入电压为7.5V的正弦交流电，根据解升压变压器的副线圈电压为故A错误；B．开关S接1时，右侧降压变压器原、副线圈匝数比为2：1，R上的功率为10W，根据公式P＝I2R可知，电阻的电流为I4＝1A根据欧姆定律得：降压变压器的副线圈电压为U4＝IR＝1×10V＝10V根据匝数比可知U3:U4=2:1I3:I4=1:2解得，I3＝0.5A右侧降压变压器原线圈中的电流为0.5A，故B错误；C．因左侧升压变压器副线圈的电压为，右侧降压变压器原线圈的电压为，根据欧姆定律得故C错误；D．开关接2时，设输电电流为I，则右侧变压器的次级电流为0.5I；右侧变压器两边电压关系可知 解得I＝3A则R上的功率为P＝（0.5I）2R＝1.52×10W＝22.5W故D正确。故选D。12．BD【详解】A．设降压变压器T2原线圈电压为U3，副线圈电压为U2。根据题意可知，电阻R0两端的电压等于UR0＝U1﹣U3则A错误；B D．设降压变压器T2原线圈电压变化为ΔU3，则设降压变压器T2原线圈电流变化为ΔI3，则可得当负载电阻R减小时，电流表A1的示数增加了。根据欧姆定律可得即解得BD正确；C．输入电压不变，升压变压器T1原线圈匝数比不变，则升压变压器T1副线圈的电压不变，电压表V1示数不变，C错误。故选BD。13．BC【详解】AD．由于原线圈电压不变，匝数比不变，副线圈两端电压不变，出现火警时R处温度升高，阻值减小，副线圈的电流增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈电流增大，电流表示数增大，AD错误；B．根据AD分析可知出现火警时副线圈的电流增大，电阻消耗的电功率增大，B正确；C．由电流热效应知，电压有效值 ，C正确。故选BC。14．CD【详解】ABC．将变压器、R1、电流表A1及电源等效成一个有内阻的电源，而电流表A2、电压表和R2为外电路，当滑动变阻器R2的滑片向下滑动过程中，相当于外电路的电阻减小，电流I2增大，即电流表A2的示数变大，根据原、副线圈电流与匝数的关系电流I2增大，I1增大，即电流表A1示数变大，R1的分压变大，则原线圈两端的电压U1变小，根据原、副线圈电压与匝数的关系原线圈两端的电压U1变小，U2变小，即电压表V示数变小，故AB错误，C正确；D．由于原、副线圈的电流之比为所以电流表A1与电流表A2示数比值不变，故D正确。故选CD。15．AC【详解】AB．电压示数为有效值，所以R1两端电压有效值为则R1中电流有效值则副线圈中电流有效值再由I1∶I2=n2∶n1=1∶2可知原线圈中电流有效值，即电流表示数I1=0.5A电压表示数是R2两端电压的有效值，则故A正确，B错误；C．R2消耗的功率故C正确；D．变压器不改变交流电的周期和频率，由R1两端电压瞬时值表达式可知原线圈输入交流电频率故D错误。故选AC。16．BD【详解】A．根据理想变压器的规律有可知原、副线圈匝数比为2：1，A错误；B．又故B正确；C．研究灯泡亮度变化时，可把变压器和其右侧电路等效为一个电阻，对理想变压器有当闭合开关时，等效电阻不变，灯泡被短路，总电阻减小，总电流增大，灯泡分压变大，变亮，等效电阻分压变大，即原线圈两端电压变大，灯泡变亮，C错误。D．当开关断开时，等效电阻变大，分压变大，即原线圈两端电压变大，灯泡变亮，灯泡的分压变小，变暗，D正确。故选BD。17．BC【详解】ABC.由公式 可知因为乙、丙两灯泡功率相等，则通过乙的电流通过甲的电流则甲两端的电压与丙的额定电压相等，得故A错误，BC正确；D.由公式得一个周期内电流方向改变2次，所以每秒电流方向改变100次，D错误。故选BC。【点睛】本题考查理想变压器的电压、电流与原、副线圈匝数的关系。18．AC【详解】A．设理想变压器原、副线圈的匝数分别为，电流分别为，电压分别为，副线圈的负载电阻设为R，有对理想变压器有把理想变压器原线圈等效为电阻，有等效电阻与滑动变阻器串联接入间，当滑动变阻器滑片P向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻r减小，间总电阻减小，间电压U一定，可知原线圈电流增大，副线圈电流也增大，所以两灯泡均变亮，故A正确；B．间输出的总功率当滑动变阻器滑片P向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻r减小，可知间输出的总功率变大，故B错误；C．当开关S断开时，副线圈的负载电阻R增大，原线圈等效电阻也增大，等效电阻分压变大，理想变压器原线圈两端电压变大，副线圈两端电压也变大，灯泡变亮，故C正确；D．可把滑动变阻器接入电路的电阻r视为电源内阻，变压器的输入功率当开关S断开时，R变为原来的2倍，也变为原来的2倍，但与r的大小关系未知，变压器的输入功率如何变化无法判定，故变压器的输出功率如何变化也无法判定，故D错误。故选AC。19．BC【详解】AB．电站的输出电压没有变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，电站的输出功率突然增大，则根据P=UI，输电线上的电流增大，根据U损=I线R，U3=U2-U损可知降压变压器的输入电压U3减小，降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压减小，故A错误，B正确；C．输电线损耗比例为5%时，根据ΔP=I线2R，ΔP=5%P1解得I线=25 A升压变压器原线圈的电流为I1==400 A升压变压器的匝数比为故C正确；D．输送电流为I′==10 A损失功率为ΔP′=I′2R=800 W故D错误。故选BC。20．AD【详解】AB．开关闭合前五个灯泡发光亮度相同，设每个灯泡电压为U、电流为I，右侧变压器原副线圈电流比为1：3，则n3：n4=3：1电压比也为3：1，原线圈电压为3U，所以左侧变压器的副线圈电压为3U+U=4U而左侧变压器的输入电压与L1电压相同为U，可知n1：n2=1：4故A正确，B错误；CD．开关闭合后，因电源输出电压不变，则L1亮度不变，负载增加，总电阻减小，电源总电流变大，L2变亮，则右侧变压器的输入及输出电压均变小，L3、L4、L5均变暗，故C错误、D正确；故选AD。21．AC【详解】AB．由于理想变压器的匝数比和输入的电压都不变，所以输出的电压也不变，即电压表的示数不变，滑动变阻器滑片向下滑动，副线圈总电阻减小，副线圈电流表的示数变大，故副线圈总输出功率变大，由于原、副线圈电压不变，故原线圈中的电流表的示数变大，故A正确，B错误；C．电压表测的是两端的电压，测得通过的电流，故由于为定值电阻，阻值不变，所以比值不变，故C正确；D．副线圈电压关系为故故所以比值不变，故D错误。故选AC。22．（1）50 W；（2）1150 W，1638 W；（3）2700∶23，1500∶13【详解】（1）根据P=UI可得，通过电器RL的电流图甲中输电线的总电阻r的功率为（2）图甲中变压器输出电压图甲输出功率等于输入功率RL'正常工作的电流为图乙中干路电流图乙中输出电压图乙中输出功率等于输入功率，即（3）由于输入电压则图甲中原、副线圈匝数比则图乙中原、副线圈匝数比23．（1）50%；（2）【详解】（1）此情况下，终端功率P'=P-=800 kW-=400 kW所以，输电效率η=×100%=×100%=50%（2）设高压输送线路的导线电阻为r，由题意知原来线路损耗P损1=r=400 kW且UI1=P现在线路损耗P损2=P×（1-98%）=r且U'I2=P解得24．（1），；（2）；（3）【详解】（1）由速度随时间变化的关系式可得故导体棒产生的感应电动势的最大值为电源电动势为电动势的有效值为设原线圈的输入电压为，副线圈的输出电压为，原线圈的输入电流为，副线圈的输出电流为，则对含有原线圈的回路由闭合电路欧姆定律有由变压器的工作原理可知对副线圈的回路，由欧姆定律有由以上式子可解得故电压表示数为电流表示数为（2）根据可知原线圈中磁通量变化率的最大值为其中解得（3）在时间内，电路产生的焦耳热根据能量守恒定律得故25．（1）；（2）2A；（3），360W【详解】（1）线圈中感应电动势的峰值由于从线框转至中性面位置开始计时，故瞬时值表达式为（2）感应电动势的有效值为线圈自身分到的电压为又 U线圈=Ir=20V所以电流表示数为（3）由于理想变压器P入=P出则电阻R上消耗的电功率为P=IU=360W设副线圈两端电压为U′，则有即所以26．，【详解】升压变压器原线圈中的电流当输电线上损失的电功率为输送电功率的5%时，输电线中的电流为，则所以升压变压器T1的匝数比为降压变压器T2副线圈中电流I4，即为提供给所有用户的总电流I总，用户获得的总功率为又所以其原线圈中电流降压变压器的匝数比为27．（1）；（2）；（3），【详解】（1）根据变压器原理（2）由于联立原线圈电路联立解得（3）设则分析原线圈电路当解得此时，副线圈两端能获得最大电压28．（1）25A（2）（3）；【详解】（1）用户得到的功率为；用户得到的电流就是降压变压器的输出电流I用=P用/U用="4.32×102" A输电线上流过的电流（2）输电线上损失的电压升压变压器的输出电压（3）升压变压器降压变压器29．（1）；（2）10rad/s【详解】（1）由题意可知副线圈两端电压为U2=220V，根据理想变压器变压规律可得原线圈两端电压，即理想交流电压表的读数为   ①（2）副线圈中的电流为   ②根据理想变压器变流规律可得原线圈中的电流为   ③设手摇发电机匀速转动的角速度为ω，则产生的感应电动势的最大值为   ④有效值为   ⑤根据闭合电路欧姆定律可得      ⑥联立①③④⑤⑥解得   ⑦30．（1）；（2）180V；（3）10Ω，1102.5W【详解】（1）根据理想变压器原副线圈匝数比和电流比的关系有电阻消耗的功率P=I2R所以（2）设原、副线圈两端的电压分别为U1、U2，电阻R1两端电压为U3，有U0=U1+U3又即U1=U2根据欧姆定律有U3=I1R1U2=I2R2则U3=U2联立以上各式代入数值解得U2=180V（3）设变阻器接入电路电阻为Rx，则有又输出功率P=(R2+ Rx)整理得P=当=R1，变压器输出功率最大,即Rx=R1=10Ω此时变压器最大输出功率为Pm==1102.5W31．（1）400A，20A；（2）；（3），【详解】（1）由解得升压变压器输入的电流为输电线上损失的功率解得输电线上通过的电流是（2）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为解得（3）由解得由于，可得，由可得