資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
專題26 變壓器 電能的輸送
課標要求 知識要點 命題推斷
1.理解變壓器的原理，掌握理想變壓器原、副線圈的功率關系、電壓關系及電流關系，并會進行有關計算. 2.能利用功率、電壓、電流關系對變壓器進行動態分析. 3.會計算遠距離輸電問題中線路損失的功率和電壓． 考點一　理想變壓器基本關系的應用 考點二　理想變壓器的動態分析 考點三　遠距離輸電問題 題型：選擇題 1理想變壓器工作原理 2匝數比不變，負載發生變化 3匝數比變化，負載不變 4遠距離輸電原理及電壓功率損失 5遠距離輸電的動態分析問題
考點一　理想變壓器基本關系的應用
1．基本關系式
(1)功率關系：P入＝P出．
(2)電壓關系：只有一個副線圈時，＝；有多個副線圈時，＝＝＝….
(3)電流關系：只有一個副線圈時，＝.
由P入＝P出及P＝UI推出有多個副線圈時，U1I1＝U2I2＋U3I3＋….
2．制約關系
(1)電壓：副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數比決定．
(2)功率：原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定．
(3)電流：原線圈電流I1由副線圈電流I2和匝數比決定．
考點二　理想變壓器的動態分析
常見的理想變壓器的動態分析一般分匝數比不變和負載電阻不變兩種情況．
1．匝數比不變的情況(如圖所示)
(1)U1不變，根據＝，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，不論負載電阻R如何變化，U2不變．
(2)當負載電阻發生變化時，I2變化，輸出電流I2決定輸入電流I1，故I1發生變化．
(3)I2變化引起P2變化，P1＝P2，故P1發生變化．
　　
2．負載電阻不變的情況(如圖所示)
(1)U1不變，發生變化，故U2變化．
(2)R不變，U2變化，故I2發生變化．
(3)根據P2＝，P2發生變化，再根據P1＝P2，故P1變化，P1＝U1I1，U1不變，故I1發生變化．
考點三　遠距離輸電問題
1．遠距離輸電的處理思路
對高壓輸電問題，應按“發電機→升壓變壓器→遠距離輸電線→降壓變壓器→用電器”，或按從“用電器”倒推到“發電機”的順序一步一步進行分析．
2．遠距離高壓輸電的幾個基本關系(以圖11為例)
圖11
(1)功率關系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P損＋P3.
(2)電壓、電流關系：＝＝，＝＝，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I線．
(3)輸電電流：I線＝＝＝.
(4)輸電線上損耗的電功率：P損＝I線ΔU＝IR線＝()2R線．
當輸送功率一定時，輸電電壓增大到原來的n倍，輸電線上損耗的功率就減小到原來的.
（2024 重慶模擬）如圖所示為某研究小組設計的非常規變壓器，該變壓器原線圈上由ac和bd兩條導線雙線繞制，均為n1匝，a、b、c、d為四個接頭。副線圈為單繞線，共n2匝。通過控制A、B接頭不同接法會得到不同的實驗效果。下列分析正確的是（　　）
A．若A接a，B接c，且將bc短接，負載R的電壓為零
B．若A從接a改接b，B從接c改接d，負載R消耗的電功率增加
C．若A接a，B接b，且將cd短接，原副線圈電壓之比
D．若A接a，B接d，且將bc短接，原副線圈電流之比
（2024 廣東三模）燃油汽車點火系統的基本結構如圖所示，主要部分由直流電源E、保護電容C、電阻R、理想變壓器、火花塞等構成，已知直流電源的電動勢為12V，火花塞內兩觸點之間要產生30kV電壓，才能產生電弧將油氣點燃，理想變壓器原、副線圈匝數之比為1：100，下列說法正確的是（　　）
A．開關S閉合時，電容C將進行充電
B．開關S閉合瞬間，變壓器副線圈兩端電壓最高可達30kV
C．開關S斷開瞬間，若要將油氣點燃，變壓器原線圈至少需產生300V電壓
D．開關S斷開后，電容器將先放電后充電
（2024 南通三模）街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖如圖。輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，輸電線總電阻為R0，變阻器R代表用戶用電器的總電阻。若變壓器視為理想變壓器，且輸入電壓保持不變，理想電流表的示數為I，理想電壓表的示數為U，當滑片下移（相當于用戶的用電器增加）時（　　）
A．I減小 B．U減小
C．R0消耗的功率減小 D．變壓器輸入功率減小
（2024 五華區校級模擬）如圖所示，理想變壓器原線圈與定值電阻R0＝7.5Ω串聯后接在電壓U0＝48V的交流電源上，副線圈接理想電壓表、電流表和滑動變阻器R，R的最大阻值為100Ω，原、副線圈匝數比為1：2。現將滑動變阻器R的滑片P向下滑動，下列說法正確的是（　　）
A．電壓表示數變大
B．電源的輸出功率變小
C．當滑動變阻器的滑片P位于中點時，電流表的示數為2.4A
D．改變滑片P的位置，R獲得的最大功率為76.8W
（2024 沙坪壩區校級模擬）如圖甲所示電路中，變壓器為原、副線圈匝數之比5：1理想變壓器，電壓表和電流表均為理想表，a、b間接入圖乙所示電壓，R0、R1為定值電阻，R為滑動變阻器。現保持滑動變阻器滑片位置不變，將開關S由閉合到斷開，則（　　）
A．電壓表V2的示數恒為40V
B．若觀察到電流表A1的示數減小了2A，則電流表A2的示數減小了0.4A
C．電壓表V3示數變化量的大小與電流表A2示數變化量的大小的比值為R0
D．保持開關斷開，若再將滑動變阻器的滑片向上滑動，則電壓表V3與V1的比值變小
（2024 泰安三模）遠距離輸電的示意圖如圖所示，變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器的原、副線圈匝數比為，降壓變壓器的原、副線圈匝數比為，輸電線的總電阻為R＝200Ω.當用戶消耗的電功率為110kW時，入戶電壓U4＝220V，則升壓變壓器的原線圈的輸入電壓U1等于（　　）
A．465V B．316.5V C．232.5V D．216.5V
（2024 天心區校級模擬）如圖所示為某發電站輸電示意圖，發電機輸出電壓恒定，變壓器均為理想變壓器，在輸電線路的起始端接入甲、乙兩個理想互感器，甲、乙兩互感器原副線圈的匝數比分別為200：1和1：20，降壓變壓器原副線圈匝數比為200：1，電壓表的示數為220V，電流表的示數為5A，輸電線路總電阻r＝20Ω。則下列說法正確的是（　　）
A．互感器甲中圈內接入電流表，互感器乙圈內接入電壓表
B．輸電線路上損耗的功半約占輸電總功率的6%
C．用戶端的電壓U4為200V
D．用電高峰相對平時用電時，用戶端的電壓偏小
（2024 濟寧一模）某同學研究遠距離輸電的電路如圖所示，a、b端接入電壓為U0的交流電源，升壓變壓器T1和降壓變壓器T2均為理想變壓器，且兩變壓器的匝數比。已知R1、R2的阻值均為R0，R3的阻值為，電阻R1、R2消耗的功率相同，電表均為理想交流電表，下列說法正確的是（　　）
A．升壓變壓器T1的匝數比
B．電壓表的示數為
C．電流表的示數為
D．若R3斷路，電流表示數將增大
（2024 溫州三模）新安江水庫蓄水后，水位落差可達55m，如圖所示。已知落差處流量為5×105kg/s的水流沖擊水輪機發電，水流減少的機械能80%轉化為電能。發電機輸出電壓為11kV，水電站到用戶之間采用220kV高壓進行遠距離輸電，輸電線上損耗的功率不超過輸送功率5%，用戶所需電壓為220V。變壓器視為理想變壓器，下列說法正確的是（　　）
A．升壓變壓器原、副線圈匝數比為1：20
B．發電機的輸出功率為2.75×105kW
C．輸電線上電阻不能超過110Ω
D．降壓變壓器原、副線圈匝數比為1000：1
（2024 黃陂區校級二模）如圖所示為遠距離輸電模擬原理圖，變壓器均為理想變壓器，其中降壓變壓器的原、副線圈匝數之比為n。發電機輸出電壓不變，兩變壓器間輸電線的總電阻為R，降壓變壓器所接負載的等效電阻為R變，其余導線電阻不計。當R變變化時，理想電壓表V的示數變化為ΔU，理想電流表A的示數變化為ΔI，下列說法正確的是（　　）
A．R變的觸頭向下滑動時，輸電線上的損耗功率變小
B．R變的觸頭向下滑動時，電壓表的示數變大
C．R變的觸頭向上滑動時，輸電效率降低
D．||
題型1理想變壓器工作原理
（2024 江蘇一模）如圖，變壓器是理想變壓器，電壓表V1、V2為理想電表，定值電阻R1、R2阻值之比為1：2。在a、b端輸入電壓有效值不變的正弦交流電，R1、R2消耗的功率之比為8：1，則電壓表V1、V2示數之比為（　　）
A．1：2 B．2：1 C．1：4 D．4：1
（2024 鹽城模擬）如圖所示，差動變壓器式位移傳感器的簡化模型。兩組匝數相等的副線圈上下對稱分布，在ab端輸入穩定的正弦式交流電，設輸入電壓為U1，輸出電壓為U2。初始時，鐵芯兩端與副線圈平齊，鐵芯上下移動過程中始終有一端留在副線圈內，則（　　）
A．鐵芯靜止時，U1增大，U2也增大
B．鐵芯靜止時，U1增大，U2將減小
C．若U1不變，鐵芯向上移動時，U2增大
D．若U1不變，鐵芯向上移動時，U2減小
（2024 市中區校級模擬）如圖所示為一個小型交流發電機的示意圖，其線框ABCD匝數n＝100匝，面積為S＝0.022m2，總電阻r＝10Ω，繞垂直于磁場的軸OO'勻速轉動，角速度ω＝100rad/s。已知勻強磁場磁感應強度，矩形線框通過滑環與理想變壓器相連，副線圈與電阻相接，電表均為理想電表，電壓表示數為U＝180V。從線框轉至中性面位置開始計時，以下選項正確的是（　　）
A．線框中感應電動勢的瞬時值表達式e＝220sin100t
B．電流表的示數18A
C．當原、副線圈匝數比為3：2時，電阻R的阻值為20Ω
D．當原、副線圈匝數比為3：2時，電阻R消耗的電功率320W
題型2匝數比不變，負載發生變化
（2024 東莞市校級三模）如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數比為2：1，電源的輸出電壓u＝30sin100πt（V），定值電阻R1＝20Ω，R3＝2.5Ω，滑動變阻器R2的最大阻值為5Ω，a、b為滑動變阻器的兩個端點，所有電表均為理想電表。現將滑動變阻器滑片P置于b端，則（　　）
A．電流表示數為
B．電壓表示數為10V
C．滑片P由b向a緩慢滑動，R3消耗的功率減小
D．滑片P由b向a緩慢滑動，變壓器的輸出功率減小
【解答】解：AB、題圖的電路圖可以等效為，
（2024 黑龍江三模）如圖甲所示為理想變壓器，其原、副線圈匝數比為6：1，電壓表和電流表均為理想交流電表，Rt為NTC型熱敏電阻，其阻值隨溫度升高而減小，R為定值電阻。若變壓器的輸入電壓隨時間變化的關系如圖乙所示，則下列說法正確的是（　　）
A．電壓表示數為V
B．變壓器原，副線圈的功率之比為6：1
C．變壓器原、副線圈中的電流之比為6：1
D．Rt溫度降低時，電壓表的示數不變、電流表的示數變小
（2024 德陽模擬）如圖（a）所示，理想變壓器原副線圈匝數比為n1：n2＝10：1，原線圈輸入正弦式交流電壓如圖（b）所示，副線圈電路中定值電阻R0＝10Ω，所有電表均為理想交流電表。下列說法正確的是（　　）
A．t＝0時刻，電流表A2的示數為零
B．1s內電流方向改變50次
C．滑片P向下移動過程中，電流表A2的示數增大，電流表A1的示數減小
D．當滑動變阻器接入電路的阻值為R＝10Ω時，滑動變阻器的功率最大且為12.1W
題型3匝數比變化，負載不變
（2024 山東模擬）一同學設計了一個穩壓的電路如圖所示，理想變壓器的原線圈通過輸電導線與電壓為U0的交流電源相連，輸電導線有一定阻值r，在副線圈上并聯了用電器R0、滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑片。通過調節滑片P模擬電網負載變化，副線圈接入電路的匝數可通過滑動觸頭Q調節，根據負載的變化調節Q改變副線圈接入電路的匝數實現用電器的電壓穩定，電源電壓不變，當負載滑動變阻器的滑片P向上移動時，下列說法正確的是（　　）
A．電壓表V示數變大
B．變壓器鐵芯中的磁通量變化率變大
C．原線圈中的電流減小，副線圈兩端電壓增大
D．為保證用電器R0兩端電壓不變，可以將副線圈上的觸頭Q上移
（2024 武侯區校級模擬）如圖所示，是實驗室用交流發電機和理想變壓器組合給R0供電電路圖。交流發電機的線圈內阻4Ω，產生電動勢表達式為e＝20sin10πt（V）。當理想變壓器原、副線圈匝數比為2：1時，該交流發電機的輸出功率最大，連接電路的導線電阻均不計，則下說法正確的是（　　）
A．線圈轉動頻率為50Hz
B．t＝0時刻線圈位于圖示位置
C．R0的電阻為1Ω
D．R0的電阻為2Ω
（2024 濟南三模）如圖所示，線圈abcd在勻強磁場中繞固定軸OO'勻速轉動，產生的正弦式交流電通過自耦變壓器給燈泡和滑動變阻器供電。已知線圈abcd的電阻不可忽略，自耦變壓器可看作理想變壓器，下列說法正確的是（　　）
A．圖示時刻線圈abcd中感應電流大小為零
B．將滑動變阻器的滑片Q向上移動，燈泡變亮
C．將自耦變壓器的滑片P逆時針轉動，自耦變壓器的輸入電流變大
D．將滑動變阻器的滑片Q向上移動，自耦變壓器的輸出功率一定減小
題型4遠距離輸電原理及電壓功率損失
（2024 和平區二模）“西電東送”是國家重大工程。如圖為某水電站遠距離輸電的原理圖，發電廠輸出的電壓恒為U，通過升壓變壓器將電壓升高至kU向遠處輸電，在用戶端用降壓變壓器把電壓仍降為U供用戶使用，下列說法正確的是（　　）
A．降壓變壓器原線圈匝數為副線圈匝數的k倍
B．若用戶功率增大，則輸電線上損失的功率也增大
C．若用戶功率增大，升壓變壓器的輸出電壓也增大
D．若用戶功率增大，降壓變壓器的輸出電壓也增大
（2024 河北二模）如圖所示為遠距離輸電的示意圖，圖中的K1為升壓變壓器，K2為降壓變壓器，變壓器的原線圈接電壓恒定的交流電源。為了提高輸電效率，在輸電電路中接入整流器（將交流整流為直流）和逆變器（將直流逆變為交流），用戶增多時相當于滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動，則下列說法正確的是（　　）
A．用戶得到的是交流電
B．高壓輸電的目的是為了增加輸電電流
C．用戶增多時，輸電電流減小
D．用戶增多時，輸電線上損失的電壓減小
（2024 青島模擬）直流特高壓輸電可以減少感抗和容抗的損耗，該技術已成為我國“西電東送”戰略的技術基礎，如圖為特高壓輸電示意圖，升壓變壓器T1、降壓變壓器T2均為理想變壓器，整流及逆變等過程不計能量損失且有效值不變。若直流輸電線的總電阻R＝10Ω，T2匝數之比n3：n4＝53：25。結合圖中信息，下列說法正確的是（　　）
A．圖中“500kV”指交流電的峰值
B．直流輸電線損失的電壓為40kV
C．輸電功率為4.24×109W
D．當用戶負載增加時，用戶端增加的功率大于T1輸出端增加的功率
題型5遠距離輸電的動態分析問題
（多選）（2024 香坊區校級四模）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖甲所示，發電機輸出的電壓恒定，通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電，已知輸電線的總電阻為R，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數之比為4：1，它的副線圈兩端的交變電壓如圖乙所示。若將變壓器視為理想變壓器，則下列說法中正確的是（　　）
A．降壓變壓器T2原線圈的輸入電壓為55V
B．降壓變壓器T2的輸入功率與輸出功率之比為1：1
C．升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓
D．當用戶端用電量增大時，發電機輸出的功率也增大
（多選）（2024 漳州三模）如何有效地提高能源利用率是人類所面臨的一項重要任務。如圖是遠距離輸電示意圖，變壓器T1、T2均為理想變壓器，T2原、副線圈的匝數之比為100：1，負載兩端電壓u4隨時間t變化規律為，下列說法正確的是（　　）
A．交流電源輸出的交流電頻率為50Hz
B．T2原線圈兩端的電壓有效值等于220kV
C．若T1輸入電壓不變，負載消耗總功率變大，則T1副線圈兩端的電壓不變
D．若T1輸入電壓不變，負載消耗總功率變大，則輸電線上消耗的電功率變小
（多選）（2024 天津模擬）高考期間，為保障考場用電，供電部門為學校配備應急供電系統，輸電電路如圖所示，發電機的矩形線框ABCD處于磁感應強度大小為的水平勻強磁場中，線框面積S＝0.25m2，匝數n＝100匝，電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸OO'勻速轉動，其輸出端通過電刷與升壓變壓器的原線圈相連，圖中電壓表示數為250V，降壓變壓器原、副線圈的匝數之比為5：1，降壓變壓器的副線圈接入到考場供電，兩變壓器間的輸電線等效電阻R＝20Ω，變壓器均為理想變壓器。學校有44個考場用電，用電設備額定工作電壓均為U＝220V，每個考場的正常用電功率P＝500W。當44個考場正常用電，下列說法正確的是（　　）
A．線框繞軸OO'的轉速為3000r/min
B．輸電線上損失的電壓為400V
C．升壓變壓器原、副線圈匝數之比為1：8
D．發電機的輸出功率為28kW中小學教育資源及組卷應用平臺
專題26 變壓器 電能的輸送
課標要求 知識要點 命題推斷
1.理解變壓器的原理，掌握理想變壓器原、副線圈的功率關系、電壓關系及電流關系，并會進行有關計算. 2.能利用功率、電壓、電流關系對變壓器進行動態分析. 3.會計算遠距離輸電問題中線路損失的功率和電壓． 考點一　理想變壓器基本關系的應用 考點二　理想變壓器的動態分析 考點三　遠距離輸電問題 題型：選擇題 1理想變壓器工作原理 2匝數比不變，負載發生變化 3匝數比變化，負載不變 4遠距離輸電原理及電壓功率損失 5遠距離輸電的動態分析問題
考點一　理想變壓器基本關系的應用
1．基本關系式
(1)功率關系：P入＝P出．
(2)電壓關系：只有一個副線圈時，＝；有多個副線圈時，＝＝＝….
(3)電流關系：只有一個副線圈時，＝.
由P入＝P出及P＝UI推出有多個副線圈時，U1I1＝U2I2＋U3I3＋….
2．制約關系
(1)電壓：副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數比決定．
(2)功率：原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定．
(3)電流：原線圈電流I1由副線圈電流I2和匝數比決定．
考點二　理想變壓器的動態分析
常見的理想變壓器的動態分析一般分匝數比不變和負載電阻不變兩種情況．
1．匝數比不變的情況(如圖所示)
(1)U1不變，根據＝，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，不論負載電阻R如何變化，U2不變．
(2)當負載電阻發生變化時，I2變化，輸出電流I2決定輸入電流I1，故I1發生變化．
(3)I2變化引起P2變化，P1＝P2，故P1發生變化．
　　
2．負載電阻不變的情況(如圖所示)
(1)U1不變，發生變化，故U2變化．
(2)R不變，U2變化，故I2發生變化．
(3)根據P2＝，P2發生變化，再根據P1＝P2，故P1變化，P1＝U1I1，U1不變，故I1發生變化．
考點三　遠距離輸電問題
1．遠距離輸電的處理思路
對高壓輸電問題，應按“發電機→升壓變壓器→遠距離輸電線→降壓變壓器→用電器”，或按從“用電器”倒推到“發電機”的順序一步一步進行分析．
2．遠距離高壓輸電的幾個基本關系(以圖11為例)
圖11
(1)功率關系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P損＋P3.
(2)電壓、電流關系：＝＝，＝＝，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I線．
(3)輸電電流：I線＝＝＝.
(4)輸電線上損耗的電功率：P損＝I線ΔU＝IR線＝()2R線．
當輸送功率一定時，輸電電壓增大到原來的n倍，輸電線上損耗的功率就減小到原來的.
（2024 重慶模擬）如圖所示為某研究小組設計的非常規變壓器，該變壓器原線圈上由ac和bd兩條導線雙線繞制，均為n1匝，a、b、c、d為四個接頭。副線圈為單繞線，共n2匝。通過控制A、B接頭不同接法會得到不同的實驗效果。下列分析正確的是（　　）
A．若A接a，B接c，且將bc短接，負載R的電壓為零
B．若A從接a改接b，B從接c改接d，負載R消耗的電功率增加
C．若A接a，B接b，且將cd短接，原副線圈電壓之比
D．若A接a，B接d，且將bc短接，原副線圈電流之比
【解答】解：A、若A接a，B接c，且將bc短接，原線圈的匝數為 n1匝，負載R的電壓不為零，故A錯誤；
C、若A接a，B接b，且將cd短接，就會造成原線圈的電流方向相反，從而穿過原線圈上的磁通量為零，副線圈兩端電壓則為零，故C錯誤；
B、若A從接a改接b，B從接c改接d，原線圈的匝數為 n1匝，負載R的電壓不變，那么負載R消耗的電功率不變，故B錯誤；
D、若A接a，B接d，且將bc短接，原線圈的匝數為 2n1匝，原副線圈電流之比等于匝數反比，即
故D正確。
故選：D。
（2024 廣東三模）燃油汽車點火系統的基本結構如圖所示，主要部分由直流電源E、保護電容C、電阻R、理想變壓器、火花塞等構成，已知直流電源的電動勢為12V，火花塞內兩觸點之間要產生30kV電壓，才能產生電弧將油氣點燃，理想變壓器原、副線圈匝數之比為1：100，下列說法正確的是（　　）
A．開關S閉合時，電容C將進行充電
B．開關S閉合瞬間，變壓器副線圈兩端電壓最高可達30kV
C．開關S斷開瞬間，若要將油氣點燃，變壓器原線圈至少需產生300V電壓
D．開關S斷開后，電容器將先放電后充電
【解答】解：A．開關S閉合時，電容C被短路，不會充電，故A錯誤；
B．開關S閉合瞬間，變壓器原線圈兩端電壓不會超過電源的電動勢，理想變壓器原、副線圈匝數之比為1：100，根據變壓器電壓與匝數比關系可知，副線圈兩端電壓不超過1200V，故B錯誤；
C．開關S斷開瞬間，變壓器副線圈兩端電壓可達30kV，根據變壓器電壓與匝數比關系可知，則原線圈至少需產生300V自感電壓，故C正確；
D．開關S斷開后，由于變壓器原線圈發生自感，電容器將先充電再放電，故D錯誤。
故選：C。
（2024 南通三模）街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖如圖。輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，輸電線總電阻為R0，變阻器R代表用戶用電器的總電阻。若變壓器視為理想變壓器，且輸入電壓保持不變，理想電流表的示數為I，理想電壓表的示數為U，當滑片下移（相當于用戶的用電器增加）時（　　）
A．I減小 B．U減小
C．R0消耗的功率減小 D．變壓器輸入功率減小
【解答】解：A、當滑片下移時，變壓器輸出電路的總電阻減小，根據歐姆定律得：
則副線圈電流增大，理想變壓器原副線圈電流比等于匝數反比，有：
則理想電流表的示數增大，故A錯誤；
B、根據串并聯規律得：U2＝I2R0+U
U2不變，電流I2增大，則理想電壓表的示數U減小，故B正確；
C、根據
可知R0消耗的功率增大，故C錯誤；
D、變壓器輸入功率為P輸入＝U1I1
輸入電壓不變，則輸入功率增大，故D錯誤。
故選：B。
（2024 五華區校級模擬）如圖所示，理想變壓器原線圈與定值電阻R0＝7.5Ω串聯后接在電壓U0＝48V的交流電源上，副線圈接理想電壓表、電流表和滑動變阻器R，R的最大阻值為100Ω，原、副線圈匝數比為1：2。現將滑動變阻器R的滑片P向下滑動，下列說法正確的是（　　）
A．電壓表示數變大
B．電源的輸出功率變小
C．當滑動變阻器的滑片P位于中點時，電流表的示數為2.4A
D．改變滑片P的位置，R獲得的最大功率為76.8W
【解答】解：A．根據變壓器原理
，
變壓器副線圈的等效電阻為
滑動變阻器R的滑片P向下滑動，滑動變阻器接入電路的阻值減小，副線圈等效電阻減小，原線圈總電流增大，R0兩端的電壓增大，原線圈兩端的電壓減小，根據變壓比可知，副線圈兩端的電壓減小，電壓表示數變小，故A錯誤；
B．電源的輸出功率為
P＝U0I1
原線圈總電流增大，電源的輸出功率變大，故B錯誤；
C．當滑動變阻器的滑片P位于中點時，則
R＝50Ω
根據閉合電路的歐姆定律
U0＝I1（R0+R效）
解得
I1＝2.4A
根據變流比
解得電流表的示數為
I2＝1.2A
故C錯誤；
D．將定值電阻R0看成電源內阻，當變壓器副線圈的等效電阻等于電源等效內阻時，R獲得的功率最大，即
R效＝R0＝7.5Ω
時，R獲得的最大功率為
故D正確。
故選：D。
（2024 沙坪壩區校級模擬）如圖甲所示電路中，變壓器為原、副線圈匝數之比5：1理想變壓器，電壓表和電流表均為理想表，a、b間接入圖乙所示電壓，R0、R1為定值電阻，R為滑動變阻器。現保持滑動變阻器滑片位置不變，將開關S由閉合到斷開，則（　　）
A．電壓表V2的示數恒為40V
B．若觀察到電流表A1的示數減小了2A，則電流表A2的示數減小了0.4A
C．電壓表V3示數變化量的大小與電流表A2示數變化量的大小的比值為R0
D．保持開關斷開，若再將滑動變阻器的滑片向上滑動，則電壓表V3與V1的比值變小
【解答】解：A、由圖乙可知原線圈兩端電壓：，原副線圈兩端電壓與匝數的關系為：，可得副線圈兩端電壓：，電壓表V2測的是副線圈兩端電壓，所以示數恒為，故A錯誤；
B、原副線圈中電流與匝數的關系為：，由數學知識可得：，已知ΔI1＝2A
代入數據可得：ΔI2＝10A，故B錯誤。
C、副線圈兩端電壓：U2＝I2R0+U3，U2不變，可得，故C正確。
D、保持開關斷開，將滑動變阻器的滑片向上移動，滑動變阻器接入電路的阻值變大，由可知副線圈中電流減小，根據U2＝I2R0+U3，可知電壓表V3的示數變大，而電壓表V1的示數不變，所以電壓表V3的示數與電壓表V1的示數的比值變大，故D錯誤。
故選：C。
（2024 泰安三模）遠距離輸電的示意圖如圖所示，變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器的原、副線圈匝數比為，降壓變壓器的原、副線圈匝數比為，輸電線的總電阻為R＝200Ω.當用戶消耗的電功率為110kW時，入戶電壓U4＝220V，則升壓變壓器的原線圈的輸入電壓U1等于（　　）
A．465V B．316.5V C．232.5V D．216.5V
【解答】解：降壓變壓器副線圈中的電流為
設輸電線上的電流為I1，根據，解得I1＝5.5A
根據，解得U3＝20000V
輸電線上損失的電壓大小為ΔU＝I1R＝5.5×200V＝1100V
可知升壓變壓器副線圈兩端的電壓為U2＝U3+ΔU＝20000V+1100V＝21100V
根據，解得U1＝316.5V，故ACD錯誤，B正確。
故選：B。
（2024 天心區校級模擬）如圖所示為某發電站輸電示意圖，發電機輸出電壓恒定，變壓器均為理想變壓器，在輸電線路的起始端接入甲、乙兩個理想互感器，甲、乙兩互感器原副線圈的匝數比分別為200：1和1：20，降壓變壓器原副線圈匝數比為200：1，電壓表的示數為220V，電流表的示數為5A，輸電線路總電阻r＝20Ω。則下列說法正確的是（　　）
A．互感器甲中圈內接入電流表，互感器乙圈內接入電壓表
B．輸電線路上損耗的功半約占輸電總功率的6%
C．用戶端的電壓U4為200V
D．用電高峰相對平時用電時，用戶端的電壓偏小
【解答】解：A.互感器甲并聯在電路中，因此甲是電壓互感器，故A錯誤；
BC.根據理想變壓器電壓與匝數比的關系，互感器原線圈兩端電壓
根據理想變壓器電流與匝數比的關系，互感器原線圈中的電流
根據理想變壓器的功率關系，輸電功率
輸電線上的損失功率
輸電線路上損耗的功率約占輸電總功率
輸電線上的電壓損失ΔU＝I2r＝100×20V＝2000V
降壓變壓器原線圈兩端電壓U3＝U2﹣ΔU＝44000V﹣2000V＝42000V
根據理想變壓器電壓與匝數比的關系，用戶端電壓
綜上分析，故BC錯誤；
D.用電高峰期，用戶增多，負載總電阻變小，通過降壓變壓器副線圈的電流變大；
根據理想變壓器電路與匝數比的關系可知，通過降壓變壓器原線圈的電流變大，輸電線上的電壓損失變大，因此用戶端的電壓變小，故D正確。
故選：D。
（2024 濟寧一模）某同學研究遠距離輸電的電路如圖所示，a、b端接入電壓為U0的交流電源，升壓變壓器T1和降壓變壓器T2均為理想變壓器，且兩變壓器的匝數比。已知R1、R2的阻值均為R0，R3的阻值為，電阻R1、R2消耗的功率相同，電表均為理想交流電表，下列說法正確的是（　　）
A．升壓變壓器T1的匝數比
B．電壓表的示數為
C．電流表的示數為
D．若R3斷路，電流表示數將增大
【解答】解：A、已知R1、R2的阻值相等，消耗的功率相同，可知通過R1、R2的電流相等，設為I2，因R2的阻值為R0，R3的阻值為，R3、R2并聯，則R3的電流為2I2，則降壓變壓器T2的次級電流為3I2。
對于降壓變壓器T2，由電流和匝數關系可知
則，故A錯誤；
B、升壓變壓器T1的初級電流為
由能量關系可知
U0I1＝2U4I2+U4 2I2
解得：
即電壓表示數，故B錯誤；
C、電流表的示數I2等于通過R1的電流，則為，故C正確；
D、若R3斷路，則T2次級電阻變大，相當于電網用電設備減少，總功率減少，電流減小，則初級電流減小，則電流表示數將減小，故D錯誤。
故選：C。
（2024 溫州三模）新安江水庫蓄水后，水位落差可達55m，如圖所示。已知落差處流量為5×105kg/s的水流沖擊水輪機發電，水流減少的機械能80%轉化為電能。發電機輸出電壓為11kV，水電站到用戶之間采用220kV高壓進行遠距離輸電，輸電線上損耗的功率不超過輸送功率5%，用戶所需電壓為220V。變壓器視為理想變壓器，下列說法正確的是（　　）
A．升壓變壓器原、副線圈匝數比為1：20
B．發電機的輸出功率為2.75×105kW
C．輸電線上電阻不能超過110Ω
D．降壓變壓器原、副線圈匝數比為1000：1
【解答】解：A.升壓變壓器原副線圈匝數比為，故A正確；
B.根據題意，發電機的輸出功率P80%，代入Q＝5×105kg/s，h＝55m，解得P＝2.2×105kW，故B錯誤；
C.輸電線上的電流為I2A＝1000A，輸電線上損耗的功率為P損＝P×5%＝2.2×105×5%kW＝1.1×104kW，又P損＝I2R，解得R＝11Ω，則輸電線上電阻不能超過11Ω，故C錯誤；
D.由于輸電線電壓損失，使得降壓變壓器輸入電壓小于220kV，輸出電壓為220V，則原副線圈匝數比小于1000：1，故D錯誤。
故選：A。
（2024 黃陂區校級二模）如圖所示為遠距離輸電模擬原理圖，變壓器均為理想變壓器，其中降壓變壓器的原、副線圈匝數之比為n。發電機輸出電壓不變，兩變壓器間輸電線的總電阻為R，降壓變壓器所接負載的等效電阻為R變，其余導線電阻不計。當R變變化時，理想電壓表V的示數變化為ΔU，理想電流表A的示數變化為ΔI，下列說法正確的是（　　）
A．R變的觸頭向下滑動時，輸電線上的損耗功率變小
B．R變的觸頭向下滑動時，電壓表的示數變大
C．R變的觸頭向上滑動時，輸電效率降低
D．||
【解答】解：AB、R變的觸頭向下滑動時，R變接入電路的阻值減小，電流表的示數增大，由于降壓變壓器的匝數比不變，則輸電線上的電流增大，輸電線上的損耗功率變大；又因為升壓變壓器輸出電壓U2不變，則降壓變壓器的輸入電壓減小，依據電壓與匝數的關系知電壓表的示數減小，故AB錯誤；
C、R變的觸頭向上滑動時，R變接入電路的阻值增大，輸電線電流減小，則降壓變壓器的輸入電壓U3增大，輸電效率為：，可知輸電效率提高，故C錯誤；
D、設升壓變壓器副線圈兩端的電壓為U2，輸電線路的電流為I3，則降壓變壓器原線圈兩端的電壓為：U3＝U2﹣I3R
根據電壓與匝數之間的關系可得：
根據匝數與電流之間的關系可得：
聯立可得：
由于升壓變壓器原線圈無負載，因此U2始終不變，則根據以上函數關系可知：，故D正確。
故選：D。
題型1理想變壓器工作原理
（2024 江蘇一模）如圖，變壓器是理想變壓器，電壓表V1、V2為理想電表，定值電阻R1、R2阻值之比為1：2。在a、b端輸入電壓有效值不變的正弦交流電，R1、R2消耗的功率之比為8：1，則電壓表V1、V2示數之比為（　　）
A．1：2 B．2：1 C．1：4 D．4：1
【解答】解：設原線圈中的電流為I1，副線圈中的電流為I2。根據定值電阻R1、R2之比為1：2，R1、R2消耗的功率之比為8：1，則
解得：
根據理想變壓器輸入功率等于輸出功率，由P＝UI得
，故ABD錯誤，C正確。
故選：C。
（2024 鹽城模擬）如圖所示，差動變壓器式位移傳感器的簡化模型。兩組匝數相等的副線圈上下對稱分布，在ab端輸入穩定的正弦式交流電，設輸入電壓為U1，輸出電壓為U2。初始時，鐵芯兩端與副線圈平齊，鐵芯上下移動過程中始終有一端留在副線圈內，則（　　）
A．鐵芯靜止時，U1增大，U2也增大
B．鐵芯靜止時，U1增大，U2將減小
C．若U1不變，鐵芯向上移動時，U2增大
D．若U1不變，鐵芯向上移動時，U2減小
【解答】解：CD．根據差動變壓器式位移傳感器的工作原理可知，當磁芯在中間位置時，輸出電壓不變，一旦向上或者向下移動，將在次級線圈間感應出差分電壓，故鐵芯向上或向下移動，U2都會增大，故C正確，D錯誤；
AB．鐵芯靜止不動，即使U1增大，但U2依然不變，故AB錯誤。
故選：C。
（2024 市中區校級模擬）如圖所示為一個小型交流發電機的示意圖，其線框ABCD匝數n＝100匝，面積為S＝0.022m2，總電阻r＝10Ω，繞垂直于磁場的軸OO'勻速轉動，角速度ω＝100rad/s。已知勻強磁場磁感應強度，矩形線框通過滑環與理想變壓器相連，副線圈與電阻相接，電表均為理想電表，電壓表示數為U＝180V。從線框轉至中性面位置開始計時，以下選項正確的是（　　）
A．線框中感應電動勢的瞬時值表達式e＝220sin100t
B．電流表的示數18A
C．當原、副線圈匝數比為3：2時，電阻R的阻值為20Ω
D．當原、副線圈匝數比為3：2時，電阻R消耗的電功率320W
【解答】解：A.從中性面開始計時，正弦交流電的表達式有e＝nBSωsinωt＝1000.022×100sin100t（V）＝220sin100t（V），故A錯誤；
B.該交流電的電壓有效值為EV＝220V，根據閉合電路的歐姆定律，電流表的讀數為IA＝4A，故B錯誤；
CD.當原副線圈的匝數比為3：2時，變壓器的輸入功率為P入＝UI＝180×4W＝720W，變壓器副線圈電壓設為U2，則有，得U2＝120V，電阻R的功率P2＝P入＝720W，所以電阻RΩ＝20Ω，故C正確，D錯誤。
故選：C。
題型2匝數比不變，負載發生變化
（2024 東莞市校級三模）如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數比為2：1，電源的輸出電壓u＝30sin100πt（V），定值電阻R1＝20Ω，R3＝2.5Ω，滑動變阻器R2的最大阻值為5Ω，a、b為滑動變阻器的兩個端點，所有電表均為理想電表。現將滑動變阻器滑片P置于b端，則（　　）
A．電流表示數為
B．電壓表示數為10V
C．滑片P由b向a緩慢滑動，R3消耗的功率減小
D．滑片P由b向a緩慢滑動，變壓器的輸出功率減小
【解答】解：AB、題圖的電路圖可以等效為，
設原線圈兩端電壓為U1，副線圈兩端電壓為U2，又因為理想變壓器原副線圈的功率相等，所以有：
根據變壓器的變壓規律：
整理有：
滑動變阻器滑片P置于b端時，滑動變阻器接入電路的電阻為零，此時：
Ω＝10Ω
電源的電壓輸出為：
因為電流表和電壓表測量的為有效值，電源的有效值為U＝30V，電流表的示數為
IA＝1A
原線圈兩端電壓的有效值為：U1＝U﹣IR1
電壓表測量的是副線圈兩端的電壓，即：
整理有：U2＝5V，故AB錯誤；
C、當滑片P從b向a緩慢滑動過程中，R2阻值變大，根據電流規律可知，總電阻變大，結合之前的分析可知，流過電阻R1的電流減小，由變壓器規律，流過副線圈的電流也成比例減小，電阻R3不變，電流減小，根據P＝I2F，所以功率減小，故C正確；
D、由之前的分析，可以將電阻R1與電源放在一起，等效成新電源，其副線圈輸出功率變為新電源的輸出功率，有電源的輸出功率的規律可知，當等效電阻等于新電源的內阻20Ω時，即R2＝2.5Ω，其輸出功率最大，所以在滑片從b向a緩慢滑的過程中，副線圈的輸出功率先增大，后減小，故D錯誤。
故選：C。
（2024 黑龍江三模）如圖甲所示為理想變壓器，其原、副線圈匝數比為6：1，電壓表和電流表均為理想交流電表，Rt為NTC型熱敏電阻，其阻值隨溫度升高而減小，R為定值電阻。若變壓器的輸入電壓隨時間變化的關系如圖乙所示，則下列說法正確的是（　　）
A．電壓表示數為V
B．變壓器原，副線圈的功率之比為6：1
C．變壓器原、副線圈中的電流之比為6：1
D．Rt溫度降低時，電壓表的示數不變、電流表的示數變小
【解答】解：A．電壓表測量變壓器輸出電壓的有效值，由圖乙可得變壓器原線圈輸入電壓的有效值為
由理想變壓器電壓比等于匝數比可得
解得
U2＝6V
故電壓表示數為6V，故A錯誤；
B．理想變壓器原、副線圈的功率之比為1：1，故B錯誤；
C．由理想變壓器電流比等于匝數比的反比可得
可知變壓器原、副線圈中的電流之比為1：6，故C錯誤；
D．由變壓器輸入電壓不變，根據
可知，副線圈輸出電壓不變，則電壓表的示數不變；Rt溫度降低時，Rt阻值增大，根據歐姆定律可知，副線圈電流I2減小，根據
可知原線圈電流減小，則電流表的示數變小，故D正確。
故選：D。
（2024 德陽模擬）如圖（a）所示，理想變壓器原副線圈匝數比為n1：n2＝10：1，原線圈輸入正弦式交流電壓如圖（b）所示，副線圈電路中定值電阻R0＝10Ω，所有電表均為理想交流電表。下列說法正確的是（　　）
A．t＝0時刻，電流表A2的示數為零
B．1s內電流方向改變50次
C．滑片P向下移動過程中，電流表A2的示數增大，電流表A1的示數減小
D．當滑動變阻器接入電路的阻值為R＝10Ω時，滑動變阻器的功率最大且為12.1W
【解答】解：A.電流表測量電流的有效值，不為0，故A錯誤。
B.由圖乙可知，周期T＝0.02s，一個周期電流方向改變2次，則1s內電流方向改變100次，故B錯誤。
C.當滑片P向下移動過程中，R減小，根據歐姆定律可知，電流表A2的示數增大，又，可知電流表A1的示數也增大，故C錯誤。
D.原線圈電壓有效值為U1，根據變壓器規律有
根據電功率公式
PR
根據數學方法可知R＝R0＝10Ω時，滑動變阻器的功率最大，代入數據解得P＝12.1W，故D正確。
故選：D。
題型3匝數比變化，負載不變
（2024 山東模擬）一同學設計了一個穩壓的電路如圖所示，理想變壓器的原線圈通過輸電導線與電壓為U0的交流電源相連，輸電導線有一定阻值r，在副線圈上并聯了用電器R0、滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑片。通過調節滑片P模擬電網負載變化，副線圈接入電路的匝數可通過滑動觸頭Q調節，根據負載的變化調節Q改變副線圈接入電路的匝數實現用電器的電壓穩定，電源電壓不變，當負載滑動變阻器的滑片P向上移動時，下列說法正確的是（　　）
A．電壓表V示數變大
B．變壓器鐵芯中的磁通量變化率變大
C．原線圈中的電流減小，副線圈兩端電壓增大
D．為保證用電器R0兩端電壓不變，可以將副線圈上的觸頭Q上移
【解答】解：AC.若滑動觸頭Q位置不變，當負載滑動變阻器的滑片P向上移動時，負載電阻變小，通過變壓器副線圈的電流變大；
根據理想變壓器電流與匝數比的關系，變壓器原線圈中的電流變大；
根據歐姆定律結合串聯電路的特點，變壓器原線圈兩端電壓U1＝U0﹣I1r
由于原線圈中的電流I1增大，因此變壓器原線圈兩端電壓減小，電壓表的示數減小；
根據理想變壓器電壓與匝數比的關系，副線圈兩端電壓減小；
綜上分析，故AC錯誤；
B.變壓器原線圈兩端電壓減小，變壓器鐵芯中的磁通量變化率變小，故B錯誤；
D.根據理想變壓器電壓與匝數比的關系，副線圈兩端電壓；
由于U1減小，因此U2減小；為了使U2不變，應增大n2，即Q上移；
因此，為保證用電器R0兩端電壓不變，可以將副線圈上的觸頭Q上移，故D正確。
故選：D。
（2024 武侯區校級模擬）如圖所示，是實驗室用交流發電機和理想變壓器組合給R0供電電路圖。交流發電機的線圈內阻4Ω，產生電動勢表達式為e＝20sin10πt（V）。當理想變壓器原、副線圈匝數比為2：1時，該交流發電機的輸出功率最大，連接電路的導線電阻均不計，則下說法正確的是（　　）
A．線圈轉動頻率為50Hz
B．t＝0時刻線圈位于圖示位置
C．R0的電阻為1Ω
D．R0的電阻為2Ω
【解答】解：A.根據 可知，ω＝10πrad/s，則，故A錯誤；
B.根據電動勢瞬時值表達式可知，當t＝0時，e＝0，線圈處于中性面位置，故B錯誤；
CD.根據 可知，電動勢的有效值，根據閉合電路歐姆定律可知，結合發電機最大輸出功率對應的條件，原線圈電流I1A＝2.5A，原線圈兩端電壓U120V＝10V，根據變壓器的特點，得I2＝5A，副線圈的電壓U2＝5V，根據R0Ω＝1Ω，故C正確，D錯誤。
故選：C。
（2024 濟南三模）如圖所示，線圈abcd在勻強磁場中繞固定軸OO'勻速轉動，產生的正弦式交流電通過自耦變壓器給燈泡和滑動變阻器供電。已知線圈abcd的電阻不可忽略，自耦變壓器可看作理想變壓器，下列說法正確的是（　　）
A．圖示時刻線圈abcd中感應電流大小為零
B．將滑動變阻器的滑片Q向上移動，燈泡變亮
C．將自耦變壓器的滑片P逆時針轉動，自耦變壓器的輸入電流變大
D．將滑動變阻器的滑片Q向上移動，自耦變壓器的輸出功率一定減小
【解答】解：A、圖示時刻ab、cd兩邊垂直切割磁感線，產生的感應電動勢最大，則感應電流最大，故A錯誤；
B、設線圈abcd的內阻為r，副線圈的總電阻為R2，原線圈中的電流為I1，副線圈中電流為I2，設原副線圈的匝數之比為k，則：
理想變壓器輸入功率等于輸出功率，則有：，聯立方程可得：，將滑動變阻器的滑片Q向上移動，滑動變阻器有效電阻減小，則副線圈總電阻R2減小，可知I1增大，原線圈電壓U1＝E﹣I1r，可知U1減小，根據原副線圈電壓和匝數的關系：，可知U2減小，燈泡與副線圈并聯，燈泡電壓等于U2，所以燈泡變暗，故B錯誤；
C、將自耦變壓器的滑片P逆時針轉動，則n2增大，匝數比k減小，由可知自耦變壓器的輸入電流I1變大，故C正確；
D、把與閉合電路歐姆定律對比，可以把k2R2等效為外電路電阻R，當內外電阻相等時，變壓器的輸出功率最大，由于線圈abcd的內阻r與k2R2的大小未知，所以自耦變壓器的輸出功率不一定減小，故D錯誤。
故選：C。
題型4遠距離輸電原理及電壓功率損失
（2024 和平區二模）“西電東送”是國家重大工程。如圖為某水電站遠距離輸電的原理圖，發電廠輸出的電壓恒為U，通過升壓變壓器將電壓升高至kU向遠處輸電，在用戶端用降壓變壓器把電壓仍降為U供用戶使用，下列說法正確的是（　　）
A．降壓變壓器原線圈匝數為副線圈匝數的k倍
B．若用戶功率增大，則輸電線上損失的功率也增大
C．若用戶功率增大，升壓變壓器的輸出電壓也增大
D．若用戶功率增大，降壓變壓器的輸出電壓也增大
【解答】解：A，升壓變壓器，副線圈匝數是原線圈匝數的k倍，但是由于輸電線存在損耗，則降壓變壓器處原線圈電壓比kU小，如果還是按照原副線圈k：1，則得到的電壓也小于U，故A錯誤。
B，當用戶功率增大時，電流變大，輸電線的電流增大，P＝I2R，輸電線損失功率增大，故B正確。
C，用戶功率增大，升壓變壓器的輸出電壓不會受到影響。仍然是kU，故C錯誤。
D，用戶功率增大，則用戶的電流變大，輸電線上的電流變大，輸電線損耗的功率變大，則降壓變壓器輸出電壓會減小，故D錯誤。
故選：B。
（2024 河北二模）如圖所示為遠距離輸電的示意圖，圖中的K1為升壓變壓器，K2為降壓變壓器，變壓器的原線圈接電壓恒定的交流電源。為了提高輸電效率，在輸電電路中接入整流器（將交流整流為直流）和逆變器（將直流逆變為交流），用戶增多時相當于滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動，則下列說法正確的是（　　）
A．用戶得到的是交流電
B．高壓輸電的目的是為了增加輸電電流
C．用戶增多時，輸電電流減小
D．用戶增多時，輸電線上損失的電壓減小
【解答】解：A、由變壓器的工作原理可知，變壓器只能改變交流電的電壓，變壓器原線圈的電壓為交流電，所以電流到達降壓變壓器前接入的為逆變器，即將直流變為交流，用戶得到的是交流電，故A正確；
B、高壓輸電的目的是為了減小輸電上能耗，即減小輸電線上電流，故B錯誤；
C、用戶增多時，消耗的總功率增大，則降壓變壓器副線圈的電流增大，由變壓器的工作原理可知，輸電電流增加，故C錯誤；
D、由ΔU＝Ir可知，用戶增多時，輸電電流增加，輸電線上損失的電壓增大，故D錯誤。
故選：A。
（2024 青島模擬）直流特高壓輸電可以減少感抗和容抗的損耗，該技術已成為我國“西電東送”戰略的技術基礎，如圖為特高壓輸電示意圖，升壓變壓器T1、降壓變壓器T2均為理想變壓器，整流及逆變等過程不計能量損失且有效值不變。若直流輸電線的總電阻R＝10Ω，T2匝數之比n3：n4＝53：25。結合圖中信息，下列說法正確的是（　　）
A．圖中“500kV”指交流電的峰值
B．直流輸電線損失的電壓為40kV
C．輸電功率為4.24×109W
D．當用戶負載增加時，用戶端增加的功率大于T1輸出端增加的功率
【解答】解：A．圖中“500kV”指交流電的有效值，故A錯誤；
B．根據變壓器電壓與匝數之比的關系有
直流輸電線損失的電壓為ΔU＝U2﹣U3
代入數據解得ΔU＝40kV，故B正確；
C．輸電線的電流為
I
輸電功率為P＝U2I
解得P＝4.4×109W
故C錯誤；
D．當用戶負載增加時，電流增大，則輸電線損失的功率增大，可知用戶端增加的功率小于T1輸出端增加的功率，故D錯誤；
故選：B。
題型5遠距離輸電的動態分析問題
（多選）（2024 香坊區校級四模）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖甲所示，發電機輸出的電壓恒定，通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電，已知輸電線的總電阻為R，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數之比為4：1，它的副線圈兩端的交變電壓如圖乙所示。若將變壓器視為理想變壓器，則下列說法中正確的是（　　）
A．降壓變壓器T2原線圈的輸入電壓為55V
B．降壓變壓器T2的輸入功率與輸出功率之比為1：1
C．升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓
D．當用戶端用電量增大時，發電機輸出的功率也增大
【解答】解：A．降壓變壓器T2的副線圈兩端的交變電壓如圖乙所示，則有
根據理想變壓器兩端的電壓比等于匝數比，有
解得
U3＝880V
即降壓變壓器T2原線圈的輸入電壓為880V，故A錯誤；
B．理想變壓器忽略磁損、銅損和鐵損，則變壓器兩端的電能相等，即降壓變壓器T2的輸入功率與輸出功率之比為1：1，故B正確；
C．在輸電線路上滿足
U2＝U損+U3
即升壓變壓器T1的輸出電壓大于降壓變壓器T2的輸入電壓，故C錯誤；
D．將用戶電阻等效到輸電線上，輸電線上的電流為
發電機輸出的電壓恒定，可知升壓變壓器的輸出電壓U2不變，當用戶端用電量增大時，即R用減小，輸電電流I2增大，由
P1＝P2＝U2I2
則發電機輸出的功率P1將增大，故D正確。
故選：BD。
（多選）（2024 漳州三模）如何有效地提高能源利用率是人類所面臨的一項重要任務。如圖是遠距離輸電示意圖，變壓器T1、T2均為理想變壓器，T2原、副線圈的匝數之比為100：1，負載兩端電壓u4隨時間t變化規律為，下列說法正確的是（　　）
A．交流電源輸出的交流電頻率為50Hz
B．T2原線圈兩端的電壓有效值等于220kV
C．若T1輸入電壓不變，負載消耗總功率變大，則T1副線圈兩端的電壓不變
D．若T1輸入電壓不變，負載消耗總功率變大，則輸電線上消耗的電功率變小
【解答】解：A.變壓器改變電壓和電流，不改變頻率，故電源的頻率與的頻率相同，則交流電源輸出的交流電頻率為fHz＝50Hz，故A正確；
B.由題意可知，降壓變壓器T2，副線圈兩端電壓的有效值為U4V＝220V，原線圈兩端電壓的有效值滿足
解得T2原線圈兩端的電壓有效值為U3＝22000V＝22kV，故B錯誤；
CD.若T1輸入電壓不變，根據，可知T1副線圈兩端的電壓不變，負載消耗總功率變大，根據P＝IU，可知T2副線圈電流變大，根據
可知輸電線上的電流變大，則消耗的電功率變大，故C正確，D錯誤。
故選：AC。
（多選）（2024 天津模擬）高考期間，為保障考場用電，供電部門為學校配備應急供電系統，輸電電路如圖所示，發電機的矩形線框ABCD處于磁感應強度大小為的水平勻強磁場中，線框面積S＝0.25m2，匝數n＝100匝，電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸OO'勻速轉動，其輸出端通過電刷與升壓變壓器的原線圈相連，圖中電壓表示數為250V，降壓變壓器原、副線圈的匝數之比為5：1，降壓變壓器的副線圈接入到考場供電，兩變壓器間的輸電線等效電阻R＝20Ω，變壓器均為理想變壓器。學校有44個考場用電，用電設備額定工作電壓均為U＝220V，每個考場的正常用電功率P＝500W。當44個考場正常用電，下列說法正確的是（　　）
A．線框繞軸OO'的轉速為3000r/min
B．輸電線上損失的電壓為400V
C．升壓變壓器原、副線圈匝數之比為1：8
D．發電機的輸出功率為28kW
【解答】解：A、感應電動勢的最大值為，又有ω＝2πn轉，解得n轉＝3000r/min，故A正確；
B、根據題意可知，每個考試用電的電流為I0AA，則降壓變壓器副線圈的電流為I4＝44I0＝44A＝100A，由電流與線圈匝數關系有，解得，輸電線上的電流為I3＝20A，輸電線上損失的電壓為ΔU＝I3R＝20×20V＝400V，故B正確；
C、由電壓與線圈匝數關系有，則降壓變壓器原線圈的輸入電壓為U3＝1100V，則升壓變壓器副線圈的電壓為U2＝U3+ΔU＝1100V+400V＝1500V，升壓變壓器原、副線圈匝數之比為，故C錯誤；
D、由電流與線圈匝數的關系有，其中I2＝I3＝20A，則升壓變壓器輸入電流為I1＝120A，發電機的輸出功率P入＝I1UV＝20×1.5×103W＝30kW，故D錯誤。
故選：AB。

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