2024年5月17日发(作者：臧清一)
(时间：90分钟，满分：100分)
一、单项选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，
只有一个选项正确)
1．关于三相交流发电机的使用，下列说法中正确的是( )
①三相交流发电机发出三相交变电流，只能同时用三相交变电流
②三相交流发电机也可以当作三个单相交流发电机，分别单独向外传送三组单相交变电
流
③三相交流发电机必须是三根火线、一根中性线向外输电，任何情况下都不能少一根输
电线
④如果三相负载完全相同，三相交流发电机也可以用三根线(都是火线)向外输电
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
解析：选D.在一个发电机中安装三组独立互成120°角的线圈，发电机就产生三相独立
的交变电流，可以同时使用，也可以不同时使用，①错，②对；三相交流发电机可以是三
根火线、一根中性线向外输出叫三相四线制，如果三相负载完全相同，三相交流发电机也可
以用三根线(都是火线)向外输电，叫三相三线制，③错④对，故应选D.
2．关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是( )
A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变
B．穿过原、副线圈的磁能量在任何时候都不相等
C．穿过副线圈磁通量的变化使副线圈产生感应电动势
D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈
解析：选C.通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，故磁
通量Φ变化，A错误；因理想变压器无漏磁，故B错误；由互感现象知C正确；原线圈中
的电能转化为磁场能又转化为电能，原副线圈通过磁联系在一起，故D错误．
3．关于理想变压器特点的下列说法中正确的是( )
A．理想变压器能够使电压升高，同时电流变大
B．原副线圈具有相同的磁通量及变化率，产生的感应电动势也相同
C．原副线圈没有电阻，铁芯中不会产生涡流
D．原线圈往往匝数少，绕线粗，电流大
解析：选C.理想变压器原副线圈功率相等，即U
1
I
1
＝U
2
I
2
，不可能同时使电压升高，电
流增大，A错；原副线圈匝数不同，感应电动势不同，B错；理想变压器不考虑绕线铜损，
铁芯的热损，当然要求线圈无电阻，铁芯不产生涡流，C对；原副线圈中匝数少的一边，电
流大，绕线粗，但不一定作为原线圈使用，D错．
4．理想变压器正常工作时，原、副线圈中的电流为I
1
、I
2
，电压为U
1
、U
2
，功率为P
1
、
P
2
，关于它们之间的关系，下列说法中正确的是( )
A．I
1
由I
2
决定
B．U
2
与负载有关
C．P
2
由P
1
决定
D．以上说法都不正确
n
解析：选A.对理想变压器的电流关系可写成I
1
＝
2
I
2
，原线圈中的电流与副线圈中的电
n
1
流成正比，所以原线圈中的电流由副线圈中的电流决定；功率关系为：负载用多少，原线圈
端就输入多少，因此选项A正确．
5．用理想变压器给电阻负载供电时，用下列哪些方法可以减小变压器的输入电流( )
A．增加原线圈的匝数
B．增加副线圈的匝数
C．在副线圈上多并联些电阻
D．增加副线圈的负载
解析：选A.原线圈的电压U
1
是不变的，所以当增加原线圈的匝数n
1
时，副线圈两端的
电压U
2
一定减小，I
2
也一定减小，两线圈功率关系是P
1
＝P
2
，即U
1
I
1
＝U
2
I
2
，那么I
1
一定
减小，所以A是正确的．根据U
1
、n
1
不变，增大n
2
，则U
2
增大，对副线圈电路来说，U
2
相当于电源电动势，外电阻R不变，所以副线圈电流I
2
增大，而I
2
U
2
＝I
1
U
1
，U
1
不变，所
以I
1
必增大，B错，当U
1
、U
2
、n
1
、n
2
不变，并联电阻增多，R减小，根据闭合电路欧姆定
律，I
2
增大，同上面推导，I
1
必增大，C错，负载增多时，要知道是副线圈上所接的总电阻
变小，从而副线圈中的电流增大，此时原线圈中电流也增大，D错．
6．关于电能输送的以下分析，正确的是( )
2
A．由公式P＝U/R知，输电电压越高，输电线上功率损失越大
B．由公式P＝U
2
/R知，输电导线电阻越大，输电线上功率损失越少
C．由公式P＝I
2
R知，输电电流越大，输电线上功率损失越大
D．由公式P＝UI知，输电线上的功率损失与电流成正比
2
U
损
2
解析：选C.输电线上损失的功率P
损
＝I
R
线
＝，公式中的U
损
指输电线上(即电阻R
线
)
R
线
的分压，而不是输电电压，A、B两项错；公式P＝UI是电源提供的总电功率，而不是输电
线上损失的电功率，D项错．
7．(2010年高考福建卷)中国已投产运行的1000 kV特高压输电是目前世界上电压最高
的输电工程．假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在
保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000 kV特高压输电，若不考虑其
他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( )
PP
A.
B.
42
C．2P D．4P
解析：选A.在高压输电中，设输送电功率为P′，输电电压为U，输电线电阻为R，则
P′
2
输电线上损耗的电功率为P＝(
)R，当输电电压升为原来的2倍时，输电线损耗的电功
U
1
率变为原来的，故选A.
4
8. 钳形电流表的外形和结构如图所示．图4－8甲中电流表的读数为1.2 A．图乙中用
同一电缆线绕了3匝，则( )
图4－8
A．这种电流表能测直流电流，图乙的读数为2.4 A
B．这种电流表能测交流电流，图乙的读数为0.4 A
C．这种电流表能测交流电流，图乙的读数为3.6 A
D．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图乙的读数为3.6 A
解析：选C.钳形表是根据电磁感应原理制成的，故只能用来测量交流电流；对钳形表
nIn
的初、次级满足
1
＝
2
，I
2
＝
1
I
1
，钳形表在使用时，初级是串联在被测电路中的，故同一电
n
2
I
1
n
2
缆线虽多绕了几匝，但电缆线中的电流I
1
保持不变，I
1
不变，故当n
1
增加3倍时，I
2
＝3.6 A，
C正确．
9．如图4－9所示，理想变压器的副线圈上接有三个灯泡，原线圈与一个灯泡串联接在
交流电源上．若四个灯泡完全相同，且都正常发光，则电源两端的电压U
1
与灯泡两端的电
压U
2
之比为( )
图4－9
A．1∶1 B．2∶1
C．3∶1 D．4∶1
解析：选D.由于四个灯都正常发光，所以每个灯两端电压和通过各灯的电流相等．原、
U
1
′
n
1
I
1
n
2
1
副线圈中电流之比＝＝，原、副线圈两端的电压之比＝，又灯A和原线圈串联后
I
2
n
1
3U
2
n
2
U
1
－U
2
3U4
接在电源两端：U
1
′＝U
1
－IR＝U
1
－U
2
.上面三式联立后得
＝，所以
1
＝
.答案应为
U
2
1U
2
1
D项．
10．(2011年高考福建理综卷)图4－10甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n
1
∶n
2
＝5∶1，电阻R＝20 Ω，L
1
、L
2
为规格相同的两只小灯泡，S
1
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S
1
接1、S
2
闭合，此时L
2
正常开光．下列说法正确的是( )
2π
解析：选D.由题图U
m
＝202 V，T＝0.02 s，则ω＝＝100π rad/s，输入电压u＝202
T
U
1
n
1
U
1
n
2
20×1
sin(100πt)V，故A错；由变压器的变压规律知：
＝，故U
2
＝＝
V＝4 V，由
U
2
n
2
n
1
5
题中将S
1
接1、S
2
闭合时，灯泡L
2
正常发光可得，灯泡L
2
的额定电压为4 V，当只断开S
2
后，副线圈两端电压不变，此时副线圈的负载为L
1
、L
2
串联，故L
1
、L
2
均不能正常发光，
2
U
2
B错；此时P
出
＝，副线圈负载R
总
增大，故P
出
减小，又P
入
＝P
出
，故原线圈的输入功率
R
总
22
U
2
4
减小，C错误；当S
1
换接到2后，副线圈的负载仅是电阻R，故P＝＝
W，D正确．
R20
二、填空题(本题共2小题，每小题6分，共12分．按题目要求作答)
11．某发电厂用2.2 kV的电压将电能输送到远处的用户，后改用22 kV的电压，在既
有输电线路上输送同样的电功率．前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为
图4－10
A．输入电压u的表达式u＝202sin(50πt)V
B．只断开S
2
后，L
1
、L
2
均正常发光
C．只断开S
2
后，原线圈的输入功率增大
D．若S
1
换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W
________．要将2.2 kV的电压升高至22 kV，若变压器原线圈的匝数为180 匝，则副线圈
的匝数应该是________匝．
P
损
1
U
2
PP
2
R22
2
22
解析：由P＝UI得I＝，导线上损失的电功率P
损
＝I
R＝
2
，所以＝＝
2
＝100∶
UUP
损
2
U
2
1
2.2
1.
U
1
n
1
由变压器的电压与匝数的关系＝知：
U
2
n
2
2.2180
＝，n
2
＝1800匝．
22n
2
答案：100∶1 1800
12．(2011年济南高二检测)如图4－11所示，理想变压器原、副线圈匝数比n
1
∶n
2
＝4∶
1，原线圈输入电压U
1
＝1410sin100πt(V)，副线圈通过电阻r＝1 Ω的输电线对用户供电，则
用户处最多接________盏“220 V 40 W”电灯可保证正常发光．
图4－11
解析：由题意知原线圈的输入电压为
U
m
1410
U
1
＝＝
V≈1000 V.
22
根据原、副线圈的匝数比得，副线圈的电压为
n
2
1
U
2
＝
U
1
＝×1000 V＝250 V.
n
1
4
用电器正常工作电压U
用
＝220 V，则线路损失电压为
ΔU＝U
2
－U
用
＝250 V－220 V＝30 V
ΔU30
输电线上的电流为I＝＝
A＝30 A
r1
P
额
402
每只灯泡的正常工作电流为I
额
＝＝
A＝ A
U
额
22011
I30
用户最多可接电灯的盏数为n＝＝
A＝165盏．
I
额
2
11
答案：165
三、计算题(本题共4小题，共48分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的
演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(10分)如图4－12所示，理想变压器的原、副线圈之比为n
1
∶n
2
＝4∶1，原线圈回
路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等．a、b端加一交流电压后，求：
图4－12
(1)两电阻消耗的电功率之比P
A
∶P
B
；
(2)两电阻两端的电压之比U
A
∶U
B
.
In1
解析：(1)由电流与匝数之间关系得，理想变压器的原副线圈中的电流之比：
A
＝
2
＝
.
I
B
n
1
4
又因为R
A
＝R
B
，所以两电阻消耗的电功率之比
22
P
A
∶P
B
＝I
A
R
A
∶I
B
R
B
＝1∶16
(2)由U
A
＝I
A
R
A
，U
B
＝I
B
R
B
得两电阻两端电压之比：
U
A
∶U
B
＝I
A
∶I
B
＝n
2
∶n
1
＝1∶4.
答案：(1)1∶16 (2)1∶4
2024年5月17日发(作者：臧清一)
(时间：90分钟，满分：100分)
一、单项选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，
只有一个选项正确)
1．关于三相交流发电机的使用，下列说法中正确的是( )
①三相交流发电机发出三相交变电流，只能同时用三相交变电流
②三相交流发电机也可以当作三个单相交流发电机，分别单独向外传送三组单相交变电
流
③三相交流发电机必须是三根火线、一根中性线向外输电，任何情况下都不能少一根输
电线
④如果三相负载完全相同，三相交流发电机也可以用三根线(都是火线)向外输电
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
解析：选D.在一个发电机中安装三组独立互成120°角的线圈，发电机就产生三相独立
的交变电流，可以同时使用，也可以不同时使用，①错，②对；三相交流发电机可以是三
根火线、一根中性线向外输出叫三相四线制，如果三相负载完全相同，三相交流发电机也可
以用三根线(都是火线)向外输电，叫三相三线制，③错④对，故应选D.
2．关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是( )
A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变
B．穿过原、副线圈的磁能量在任何时候都不相等
C．穿过副线圈磁通量的变化使副线圈产生感应电动势
D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈
解析：选C.通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，故磁
通量Φ变化，A错误；因理想变压器无漏磁，故B错误；由互感现象知C正确；原线圈中
的电能转化为磁场能又转化为电能，原副线圈通过磁联系在一起，故D错误．
3．关于理想变压器特点的下列说法中正确的是( )
A．理想变压器能够使电压升高，同时电流变大
B．原副线圈具有相同的磁通量及变化率，产生的感应电动势也相同
C．原副线圈没有电阻，铁芯中不会产生涡流
D．原线圈往往匝数少，绕线粗，电流大
解析：选C.理想变压器原副线圈功率相等，即U
1
I
1
＝U
2
I
2
，不可能同时使电压升高，电
流增大，A错；原副线圈匝数不同，感应电动势不同，B错；理想变压器不考虑绕线铜损，
铁芯的热损，当然要求线圈无电阻，铁芯不产生涡流，C对；原副线圈中匝数少的一边，电
流大，绕线粗，但不一定作为原线圈使用，D错．
4．理想变压器正常工作时，原、副线圈中的电流为I
1
、I
2
，电压为U
1
、U
2
，功率为P
1
、
P
2
，关于它们之间的关系，下列说法中正确的是( )
A．I
1
由I
2
决定
B．U
2
与负载有关
C．P
2
由P
1
决定
D．以上说法都不正确
n
解析：选A.对理想变压器的电流关系可写成I
1
＝
2
I
2
，原线圈中的电流与副线圈中的电
n
1
流成正比，所以原线圈中的电流由副线圈中的电流决定；功率关系为：负载用多少，原线圈
端就输入多少，因此选项A正确．
5．用理想变压器给电阻负载供电时，用下列哪些方法可以减小变压器的输入电流( )
A．增加原线圈的匝数
B．增加副线圈的匝数
C．在副线圈上多并联些电阻
D．增加副线圈的负载
解析：选A.原线圈的电压U
1
是不变的，所以当增加原线圈的匝数n
1
时，副线圈两端的
电压U
2
一定减小，I
2
也一定减小，两线圈功率关系是P
1
＝P
2
，即U
1
I
1
＝U
2
I
2
，那么I
1
一定
减小，所以A是正确的．根据U
1
、n
1
不变，增大n
2
，则U
2
增大，对副线圈电路来说，U
2
相当于电源电动势，外电阻R不变，所以副线圈电流I
2
增大，而I
2
U
2
＝I
1
U
1
，U
1
不变，所
以I
1
必增大，B错，当U
1
、U
2
、n
1
、n
2
不变，并联电阻增多，R减小，根据闭合电路欧姆定
律，I
2
增大，同上面推导，I
1
必增大，C错，负载增多时，要知道是副线圈上所接的总电阻
变小，从而副线圈中的电流增大，此时原线圈中电流也增大，D错．
6．关于电能输送的以下分析，正确的是( )
2
A．由公式P＝U/R知，输电电压越高，输电线上功率损失越大
B．由公式P＝U
2
/R知，输电导线电阻越大，输电线上功率损失越少
C．由公式P＝I
2
R知，输电电流越大，输电线上功率损失越大
D．由公式P＝UI知，输电线上的功率损失与电流成正比
2
U
损
2
解析：选C.输电线上损失的功率P
损
＝I
R
线
＝，公式中的U
损
指输电线上(即电阻R
线
)
R
线
的分压，而不是输电电压，A、B两项错；公式P＝UI是电源提供的总电功率，而不是输电
线上损失的电功率，D项错．
7．(2010年高考福建卷)中国已投产运行的1000 kV特高压输电是目前世界上电压最高
的输电工程．假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在
保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000 kV特高压输电，若不考虑其
他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( )
PP
A.
B.
42
C．2P D．4P
解析：选A.在高压输电中，设输送电功率为P′，输电电压为U，输电线电阻为R，则
P′
2
输电线上损耗的电功率为P＝(
)R，当输电电压升为原来的2倍时，输电线损耗的电功
U
1
率变为原来的，故选A.
4
8. 钳形电流表的外形和结构如图所示．图4－8甲中电流表的读数为1.2 A．图乙中用
同一电缆线绕了3匝，则( )
图4－8
A．这种电流表能测直流电流，图乙的读数为2.4 A
B．这种电流表能测交流电流，图乙的读数为0.4 A
C．这种电流表能测交流电流，图乙的读数为3.6 A
D．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图乙的读数为3.6 A
解析：选C.钳形表是根据电磁感应原理制成的，故只能用来测量交流电流；对钳形表
nIn
的初、次级满足
1
＝
2
，I
2
＝
1
I
1
，钳形表在使用时，初级是串联在被测电路中的，故同一电
n
2
I
1
n
2
缆线虽多绕了几匝，但电缆线中的电流I
1
保持不变，I
1
不变，故当n
1
增加3倍时，I
2
＝3.6 A，
C正确．
9．如图4－9所示，理想变压器的副线圈上接有三个灯泡，原线圈与一个灯泡串联接在
交流电源上．若四个灯泡完全相同，且都正常发光，则电源两端的电压U
1
与灯泡两端的电
压U
2
之比为( )
图4－9
A．1∶1 B．2∶1
C．3∶1 D．4∶1
解析：选D.由于四个灯都正常发光，所以每个灯两端电压和通过各灯的电流相等．原、
U
1
′
n
1
I
1
n
2
1
副线圈中电流之比＝＝，原、副线圈两端的电压之比＝，又灯A和原线圈串联后
I
2
n
1
3U
2
n
2
U
1
－U
2
3U4
接在电源两端：U
1
′＝U
1
－IR＝U
1
－U
2
.上面三式联立后得
＝，所以
1
＝
.答案应为
U
2
1U
2
1
D项．
10．(2011年高考福建理综卷)图4－10甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n
1
∶n
2
＝5∶1，电阻R＝20 Ω，L
1
、L
2
为规格相同的两只小灯泡，S
1
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S
1
接1、S
2
闭合，此时L
2
正常开光．下列说法正确的是( )
2π
解析：选D.由题图U
m
＝202 V，T＝0.02 s，则ω＝＝100π rad/s，输入电压u＝202
T
U
1
n
1
U
1
n
2
20×1
sin(100πt)V，故A错；由变压器的变压规律知：
＝，故U
2
＝＝
V＝4 V，由
U
2
n
2
n
1
5
题中将S
1
接1、S
2
闭合时，灯泡L
2
正常发光可得，灯泡L
2
的额定电压为4 V，当只断开S
2
后，副线圈两端电压不变，此时副线圈的负载为L
1
、L
2
串联，故L
1
、L
2
均不能正常发光，
2
U
2
B错；此时P
出
＝，副线圈负载R
总
增大，故P
出
减小，又P
入
＝P
出
，故原线圈的输入功率
R
总
22
U
2
4
减小，C错误；当S
1
换接到2后，副线圈的负载仅是电阻R，故P＝＝
W，D正确．
R20
二、填空题(本题共2小题，每小题6分，共12分．按题目要求作答)
11．某发电厂用2.2 kV的电压将电能输送到远处的用户，后改用22 kV的电压，在既
有输电线路上输送同样的电功率．前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为
图4－10
A．输入电压u的表达式u＝202sin(50πt)V
B．只断开S
2
后，L
1
、L
2
均正常发光
C．只断开S
2
后，原线圈的输入功率增大
D．若S
1
换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W
________．要将2.2 kV的电压升高至22 kV，若变压器原线圈的匝数为180 匝，则副线圈
的匝数应该是________匝．
P
损
1
U
2
PP
2
R22
2
22
解析：由P＝UI得I＝，导线上损失的电功率P
损
＝I
R＝
2
，所以＝＝
2
＝100∶
UUP
损
2
U
2
1
2.2
1.
U
1
n
1
由变压器的电压与匝数的关系＝知：
U
2
n
2
2.2180
＝，n
2
＝1800匝．
22n
2
答案：100∶1 1800
12．(2011年济南高二检测)如图4－11所示，理想变压器原、副线圈匝数比n
1
∶n
2
＝4∶
1，原线圈输入电压U
1
＝1410sin100πt(V)，副线圈通过电阻r＝1 Ω的输电线对用户供电，则
用户处最多接________盏“220 V 40 W”电灯可保证正常发光．
图4－11
解析：由题意知原线圈的输入电压为
U
m
1410
U
1
＝＝
V≈1000 V.
22
根据原、副线圈的匝数比得，副线圈的电压为
n
2
1
U
2
＝
U
1
＝×1000 V＝250 V.
n
1
4
用电器正常工作电压U
用
＝220 V，则线路损失电压为
ΔU＝U
2
－U
用
＝250 V－220 V＝30 V
ΔU30
输电线上的电流为I＝＝
A＝30 A
r1
P
额
402
每只灯泡的正常工作电流为I
额
＝＝
A＝ A
U
额
22011
I30
用户最多可接电灯的盏数为n＝＝
A＝165盏．
I
额
2
11
答案：165
三、计算题(本题共4小题，共48分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的
演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(10分)如图4－12所示，理想变压器的原、副线圈之比为n
1
∶n
2
＝4∶1，原线圈回
路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等．a、b端加一交流电压后，求：
图4－12
(1)两电阻消耗的电功率之比P
A
∶P
B
；
(2)两电阻两端的电压之比U
A
∶U
B
.
In1
解析：(1)由电流与匝数之间关系得，理想变压器的原副线圈中的电流之比：
A
＝
2
＝
.
I
B
n
1
4
又因为R
A
＝R
B
，所以两电阻消耗的电功率之比
22
P
A
∶P
B
＝I
A
R
A
∶I
B
R
B
＝1∶16
(2)由U
A
＝I
A
R
A
，U
B
＝I
B
R
B
得两电阻两端电压之比：
U
A
∶U
B
＝I
A
∶I
B
＝n
2
∶n
1
＝1∶4.
答案：(1)1∶16 (2)1∶4