广州市2020年高考物理一轮专题： 第44讲 变压器 电能的输送A卷
2020版高考物理一轮复习课后限时作业43变压器电能的输送含解析新人教版
1.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为201，原线圈接正弦交流W”灯泡一只，且灯泡正常发光．则(A．原线圈电压为3 VB．电源输出功率为120 WC．电流表的示数为0.1 AD．电流表的示数为40 A根据电压与匝数成正比可知，原线圈端电压为60V，故A错误；理想变压器的输入功率和输出功率大小相等，在副线圈中只有一个6 W的灯泡正常发光，所以输入功率和输出功率的大小都为61，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为)消耗的电功率增大都能正常发光C．原线圈的输入功率减小D．原、副线圈的电流比减小当S闭合后，由变压器电压与匝数比关系：U1 U2，可知副线圈电压U2不变，而电路的电阻减小，所以副线圈的电流增大，由消耗的电功率增大，故A正确；当S闭合后，电路的电阻减小，副线圈A．阻值为12 Ω的电阻B．并联两盏“36 V40 W”的灯泡C．工作频率为10 Hz的用电设备D．耐压值为36 V的电容器1n2＝51，所以副线圈的输出电压的最大值为＝36 V，周期Hz，故选项C错误；若副线圈两端接阻值为121，为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流按正弦规律变化，如图乙所示．下列说法正确的A．变压器输入、输出功率之比为4 1B．变压器原、副线圈中的电流强度之比为1 4C．u随t变化的规律为u＝51sin(50πt)(国际单位制)D．若热敏电阻R T的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大解析：由题意，理想变压器输入、输出功率之比为11，选项A错误；变压＝51 V，周期A．小灯泡变亮B．小灯泡变暗C．原、副线圈两端电压的比值不变D．通过原、副线圈电流的比值不变由变压器相关知识得U1 U2，原、副线圈减去相同的匝数n后，有U1U′2＝n′1n′2＝n1－nn2－n，n1n2－n′1n′20，说明变压器原、副线圈的匝数比变大，可得出C、D错误．由于原线圈电压恒定不变，则副线圈电压减小，小灯泡实际功率减小，小灯泡变暗，A错误，B正确．7．(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为21，按图乙所示正弦规律变化．下列说法A．电阻R2中的电流方向每秒钟改变100次B．电压表示数为110 VC．电阻R1、R2消耗的功率之比为1 4D．a、b两端与副线圈两端的电压之比为3 1解析：由图乙可知，交流电的周期为0.02s，所以电流方向每秒钟改变100次，A正确；设电压表示数为2，C错误；1，D正确．8．钳形电流测量仪的结构图如图所示，其铁芯在捏紧扳手时会张开，可以在不切断被测载流导线的情况下，通过内置线圈中的电流值I和匝数A．该测量仪可测量直流电的电流B．载流导线中电流大小I0＝I nC．若钳形部分铁芯没有完全闭合，测量出的电流将小于实际电流D．若将载流导线在铁芯上多绕几匝，钳形电流测量仪的示数将变小该测量仪是根据电磁感应原理制成的，故只可测量交流电的电流，选×1＝In，则载流导线中电流大小I0＝In，选项B错误；若钳形部分铁芯没有完全闭合，则穿过铁芯的磁通量会减小，故测量出的电流将小于实际A．发电机的输出功率减小B．输电线上损失的功率减小C．用户得到的电压减小变亮 B．灯泡L变亮2正常发光亮度不变 D．灯泡L4闭合S时，R并减小，P出增大，而P出＝P入，故I1增大，则灯泡L压器的输入电压减小，而匝数比不变，则变压器的输出电压减小，灯泡L 不能正常发光，故A正确，B、C、D错误．1.端电压与时间的关系如图乙所示，二极管可视为理想二极管，电表均为理想电表A．电压表示数为4.5 VB．电压表示数为0C．电流表示数为0.9 AD．电路消耗功率为16.2 W12．(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为101，R为定值电3A．当单刀双掷开关与A连接，电阻R2所在处温度升高时，AB．当单刀双掷开关与B连接时，副线圈两端电压的频率变为25 HzC．当单刀双掷开关与B连接时，电容器C不会被击穿D．其他条件不变，单刀双掷开关由A→B时，变压器的输出功率变为原来的所在处温度升高，R2的阻值减小，根据欧姆定律知，副线圈的示数变大，R2与R的总电流变大，所以原线圈电流变大，即A1的示数减小，A正确；交流电的频减小，故在副线圈中分得的电压减小，所以A21，根据变压规律可得副线圈两端V，小于电容器的耐压值，故电容器不会被击穿，C正确；开关由A．将原线圈抽头P向上滑动时，灯泡变暗B．电容器的电容C变大时，灯泡变暗C．线圈处于图示位置时，图中交流电压表读数为零D．若线圈转动的角速度变为2ω，则交流电压表读数变为原来2倍将原线圈抽头P向上滑动时，原线圈的匝数变大，故变压器输出的电压变小，灯泡变暗，选项A正确；电容器的电容C变大时，电容对电流的阻碍作用变小，故灯泡变亮，选项B错误；由题图可知，线圈位于中性面，此时线圈瞬时R1的功率为0.2 WB．电压表的示数为5 2 VC．水平外力为恒力D．变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为0.04 Wb/s解析：导体棒切割磁感线产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律可得E，代入数据得E＝2sin10πt(V)．则原线圈输入电压的有效值为U1＝Em2＝V，原、副线圈的电压与匝数成正比，则U1U2＝n1n2，解得U2＝2 2V，选项B错误；由欧姆定律可得副线圈回路中的电流为I2＝U2R1＋R2＝225＋15。
高考物理一轮复习江课件变压器电能的输送
维护保养策略制定
01 02
定期检查
定期对变压器进行全面检查，包括外观、绝缘性能、绕组状况、铁芯状 况等方面。通过检查及时发现并处理潜在问题，确保变压器的正常运行 。
维护保养
定期对变压器进行维护保养，包括清理灰尘、更换密封件、紧固接线端 子等。通过维护保养保持变压器的良好状态，延长其使用寿命。
03
状态监测
短路电流和短路损耗
短路电流的大小反映了变压器的漏抗大小和铜损的大小，短 路损耗则主要由铜损组成，与变压器的容量和电流密度有关 。
性能评价指标及意义
空载损耗和空载电流比
空载损耗与空载电流的比值反映了变压器的铁心 质量和磁化性能，该比值越小，说明变压器的铁 心质量越好，磁化性能越优。
效率
效率是变压器输出功率与输入功率的比值，反映 了变压器的能量转换效率。高效率的变压器能够 减少能源浪费，提高能源利用效率。
变压器的工作原理基于电磁感 应，通过交变磁场实现电压的
变换。
02
互感现象
变压器中的原线圈和副线圈之 间存在互感现象，使得电能可
以在两个线圈之间传递。
03
电压变换
根据原副线圈匝数比的不同， 可以实现电压的升高或降低。
变压器构造及分类
03
铁芯
线圈
分类
变压器的铁芯通常采用硅钢片叠压而成， 以减少涡流和磁滞损耗。
01
02
D. 输电线上的电阻越大，则电能损失越小
讲解：本题考查了远距离输电，变压器的变压变流，关系及输电过程 中的能量守恒是处理问题的关键。
THANKS
采用无功补偿技术
在输电线路中安装无功补偿装置，可以 提高线路的功率因数，降低无功功率的 流动，从而减少输电线上的功率损失。
2020年高考物理一轮复习：43 变压器 电能的输送
2020年高考物理一轮复习：43 变压器电能的输送姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、单选题 (共8题；共16分)1. （2分）在远距离输电中,如果输送功率和输送距离不变,要减少输送导线上热损耗,目前最有效而又可行的输送方法是（）A . 采用超导材料做输送导线B . 采用直流电输送C . 提高输送电的频率D . 提高输送电压2. （2分）理想变压器的原线圈匝数不变．原线圈接入电压有效值恒定的交流电，则副线圈的（）A . 匝数越少，输出电压越高B . 匝数越多，输出电压越高C . 输出功率比输入功率小D . 输出功率比输入功率大3. （2分）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20：1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220V60W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则（）A . 电流表的示数为 AB . 电源输出功率为1200WC . 电流表的示数 AD . 原线圈端电压为11V4. （2分）如图所示的(1)、(2)两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110V．若分别在c、d两端与g、h两端加上110V的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为：（）A . 220V，220VB . 220V，110VC . 110V，110VD . 220V，05. （2分） (2018高二下·鲁甸期中) 超导是当今高科技研究的热点，利用超导材料可实现无损耗输电．现有一直流电路，输电总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW，电压为800 V．若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为（）A . 1 kWB . 1.6×103kWC . 1.6 kWD . 10 kW6. （2分） (2017高二下·巴彦期中) 图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2 ，在原线圈两端接入一电压u=Umsinωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为（）A . （）B . （）C . 4（）2（）2rD . 4（）2（）2r7. （2分）(2017·北京) 如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220 sinπt（V）的交流电源上，副线圈接有R=55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2：1，电流表、电压表均为理想电表．下列说法正确的是（）A . 原线圈的输入功率为220 WB . 电流表的读数为1AC . 电压表的读数为110 VD . 副线圈输出交流电的周期为50s8. （2分） (2020高三上·泸县期末) 某电风扇挡位变换器的电路如图所示，它可视为一个可调压的理想变压器，总匝数为2400匝的原线圈两端输入电压 (V)的交变电源，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为240匝、600匝、1200匝、2400匝。
高考物理一轮通用课件变压器电能的输送
若并联运行条件不满足，可能导致环 流产生、负载分配不均等问题；需要 采取相应措施确保并联运行安全稳定 。
04
高考真题解析与应试技巧
历年高考真题回顾与解析
（2019年全国卷Ⅰ）真题内容
关于变压器的构造和工作原理，以及电能输送过 程中的电压、电流和功率的变化关系。
（2020年全国卷Ⅱ）真题内容
涉及变压器的输入、输出电压与匝数比的关系， 以及远距离输电中减少电能损失的方法。
03
根据不同的分类标准，并网逆变器可 分为多种类型，如单相/三相逆变器 、组串式/集中式逆变器、微型/大型 逆变器等。不同类型的并网逆变器具 有不同的特点和应用范围。
新能源并网对电力系统影响分析
新能源并网会对电力系统的稳定性、 安全性、经济性等方面产生影响。其 中，新能源发电的波动性和间歇性会 对电力系统的频率和电压稳定性产生 影响；同时，新能源并网也会改变电 力系统的潮流分布和短路容量，对电 力系统的保护和控制策略提出新的要 求。
输电线路上功率损失计算
01
输电线的功率损失
推导输电线路上功率损失的计算 公式，并分析其与输电电压、电 流、电阻等参数的关系。
02
变压器的功率损失
03
总功率损失计算
分析变压器的功率损失来源，包 括铁损、铜损等，并给出相应的 计算方法。
综合考虑输电线路和变压器的功 率损失，给出总功率损失的计算 方法。
熟练掌握变压器的构造 和工作原理，理解电压 、电流和功率在变压器 中的变化关系。
注意区分理想变压器和 实际变压器的不同之处 ，特别是在考虑能量损 失时的处理方法。
在解题时，要仔细审题 ，明确题目中给出的已 知条件和所求的物理量 ，选择合适的公式进行 求解。
高考物理一轮复习课件课后限时作业变压器电能的输送
输电线上功率损失计算
输电线上功率损失的原因
01
由于输电线本身具有电阻和感抗，当电流通过输电线时，会产
生功率损失。
功率损失的计算方法
02
根据输电线的电阻、电流以及输电线的长度等参数，可以计算
出输电线上功率损失的大小。
减少功率损失的措施
利用超导材料的零电阻特性，实现电能的无损传 输，提高输电效率。
无线输电技术
通过电磁感应、微波或激光等方式，实现电能的 无线传输，摆脱传统输电线路的束缚。
3
人工智能在输电技术中的应用
利用人工智能技术，实现对输电线路和设备的实 时监测、故障诊断和自适应控制，提高电网运行 的安全性和经济性。
06
实验：测量变压器参数和性能
通过测量变压器的输入和输出电压、电流，可以计算出 变压器的变比、效率和功率因数等性能指标。
实验步骤和数据记录
实验步骤 1. 准备实验器材，包括变压器、电压表、电流表、功率表等。
2. 将变压器接入电路，确保接线正确无误。
实验步骤和数据记录
3. 逐渐增加输入电压 ，同时记录输入和输 出电压、电流的数据 。
压降和电流变化情况，对于变压器的并列运行和短路保护具有重要意义
。
02
电能输送过程分析
Chapter
远距离输电模型建立
输电线的电阻和感抗
在远距离输电中，输电线本身具有电阻和感抗，会对电能传输产 生影响。
变压器的应用
为了降低输电损耗，提高输电效率，需要在输电过程中采用变压器 进行电压的升降。
输电模型建立
实验步骤和数据记录
| 1 | 220 | 0.5 | 110 | 1.0 | 2:1 | 95% | 0.98 |
2020届高三物理一轮复习变压器电能的输送测试大纲人教版
2020版高三物理一轮复习变压器电能的输送1. 一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R.设原线圈的电流为丨1,输入功率为P l,副线圈的电流为丨2,输出功率为P2. 当R增大时（）A. I 1减小,P l增大B」2减小,P2减小C.I 2增大,P2减小D.I 1增大,P2增大解析：理想变压器（副线圈上电压不变）当负载电阻R增大时电流I2减小，由R=Ul2可知,功率P2也减小,所以B正确.答案:B2. 一理想变压器原？副线圈匝数比n i：n2=11：5.原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u如图所示.副线圈仅接入一个10 Q的电阻.则（）A. 流过电阻的电流是20 AB. 与电阻并联的电压表的示数是100.2 VC. 经过1分钟电阻发出的热量是6X103 JD. 变压器的输入功率是1X103 W解析：由图象可知U=220 V,则u=也U=5X 220V=100 V m 11流过电阻电流1=匕=10 A,A错；电压表示数应为100V,B错;1分钟放出热量Q=I2Rt=102x 10X 60 J=6 X 104 J,C 错;P 出=UI=100 X 10 W=1X 103 W,所以P 入=卩出=1X 103 W,D 正确.答案:D3. 为探究理想变压器原？副线圈电压？电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L i、L2,电路中分别接了理想交流电压表V V2和理想交流电流表A、A导线电阻不计，如图所示.当开关S闭合后（）A. A i示数变大,A i与A示数的比值不变B. A i示数变大,A i与A示数的比值变大C. V2示数变小,V i与V示数的比值变大DV示数不变,V i与V2示数的比值不变解析：本题考查变压器的工作原理及应用•由U i比可知,由于V不变,所以副U 2 门2线圈的输出电压U不变，且V与V2示数的比值不变，故当开关S闭合后，电阻R减小，由12=匕可知,电流表A的示数变大,由山匹可知,电流表A i的示数也变大,但A R12 m与A示数的比值不变,始终等于匹.故A?D正确.答案:AD4. 如图,理想变压器原副线圈匝数之比为4: 1,原线圈接入一电压为U=Usin cot的交流电源,副线圈接一个R=27.5 Q的负载电阻•若U0=220 2 V, o =100n rad/s.A. 副线圈中电压表的读数为55 VB. 副线圈中输出交流电的周期为-—s100C. 原线圈中电流表的读数为0.5 AD. 原线圈中的输入功率为110.2 W解析：因为U0=220.2 V,则电压有效值U=220 V,由U 2 门2 4正确.因为3 =100n rad/s,则T -2s=0.02 s,贝U B错误.100负载R中电流l2=U 55匕=2 A,由11 些得I 1=0.5 A,所以C正确.功率R 27.5 12口P=U11=220 V X 0.5 A=110 W,所以D错误.答案:AC5. 如图所示电路中的变压器为理想变压器,S为单刀双掷开关,P是滑动变阻器R 的滑动触头,U1为加在原线圈两端的交变电压,I 1?I 2分别为原线圈和副线圈中的电流. 下列说法正确的是（）A. 保持P的位置及U不变,S由b切换到a,则R上消耗的功率减小B. 保持P的位置及U不变,S由a切换到b,则丨2减小C. 保持P的位置及U不变,S由b切换到a,则11增大D. 保持U不变,S接在b端,将P向上滑动，则丨1减小解析:S由b切换到a时，副线圈匝数增多，则输出电压U2增大,R上消耗的功率增大，由变压器功率关系可知，其输入功率也增大，故输入电流11增大，所以A错C 对;S 由a切换到b时，副线圈匝数减少，则输出电压U2减小,1 2减小,B对;P向上滑动时,R 减小,I 2增大，由电流与匝数的关系可知,I 1增大,D错.答案:BC6. 如图所示,P 为一理想自耦变压器的滑片,Q 为滑动变阻器的滑动触头•在输入 交变电压一定的条件下，下列说法正确的是（）A. Q 不动,P 向下移动，电流表示数减小，电压表示数增大B. Q 不动,P 向上移动，电流表示数减小，电压表示数减小C. P 不动,Q 向上移动,电流表示数增大,电压表示数不变D. P 不动,Q 向下移动,电流表示数增大,电压表示数不变解析:图为升压自耦变压器,当Q 不变P 下移时,n i 减小U 2 T ，读数增大,副线圈读数减小，12 JldB 正确.当P 不动时n i 不变，由匕 西知U 2不变，读数不变,Q U 2 n 2上移RJ I 2门i T 读数增大,C 对D 错.答案:BC7. 某水电站，用总电阻为2.5 Q 的输电线输电给500km 外的用户，其输出电功率 是3X 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2.0 X 105 AB. 输电线上由电阻造成的损失电压为 15 kVC. 若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9X 108 kW 、 U 2 、D. 输电线上损失的功率为 △ P=—,U 为输电电压,r 为输电线的电阻r解析：本题考查远距离输电原理及输电线路的电压损耗和功率损耗 .由P 输=2输I电流I 2=U 2原线圈电流11T, 读数增大,故A 错？当Q 不变P 上移时n i tU 2；线上的电压损耗U 损=1输R 线=6000X 2.5 V=15 kV,B 正确；输电线上的功率损耗应该使U 2用P 损=1输R 线=5员I 输来计算,若用P —来计算,U 为电压损耗才可以，D 错误;若改r用5 kV 电压输电,则输电线上损失的功率为9X 1011 kW,C 错误.答案:B8. 如图是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器.已知变压器原 线圈与副线圈匝数比 也 丄，加在原线圈的电压为 u i =311si n100 n t(V),霓虹灯正p 20常工作的电阻R=440 k Q ,I ?2表示原？副线圈中的电流,下列判断正确的是()A. 副线圈两端电压6220 V,副线圈中的电流14.1 mAB. 副线圈两端电压4400 V,副线圈中的电流10.0 mAC. I 1<I 2 D 」1>I 2解析:由 U 1=311sin100 n t(V)311知 Ui= V=220 V由 U 1 n 1 得 12=4400 V U 2 n 2 U 212=^ =0.01 AR 故A 错误,B 正确.输,可见用500 kV 电压输电时,输电电流为1=备 轉1。
高考物理一轮复习课件基础课变压器电能的输送
远距离输电技术及应用
柔性直流输电技术
采用可关断器件和脉宽调制技术 ，实现直流输电的灵活控制，适 用于远距离海上风电等新能源并 网。
特高压输电技术
通过提高输电电压等级，减少输 电损耗和占地面积，实现大容量 、远距离的电力输送。
分布式发电与微电网技术
分布式发电
利用各种分散的、可再生的能源进行发电，如太阳 能、风能等，具有环保、节能、灵活等优点。
法规政策
需要制定和完善相关法规政策，为智能电网的发 展提供有力保障。
06
实验：变压器参数测量和性能 评估
Chapter
实验目的和原理
实验目的 掌握变压器的基本工作原理和主要参数。 学会使用相关仪器测量变压器的电压、电流和功率。
实验目的和原理
• 评估变压器的性能，如效率、电压变换比等 。
实验目的和原理
微电网技术
将分布式电源、储能装置、负荷等集成在一起，形 成一个可独立运行的小型电力系统，实现电能的自 给自足和优化配置。微电网可以并网运行，也可以 离网运行，提高了电力系统的灵活性和可靠性。
03
变压器在电能输送中应用
Chapter
升压变压器与降压变压器作用
升压变压器作用
提高电压等级，减小电流，降低线路损耗，提高输电效率。
2. 将电源连接到变压器的输入端，将电压表、电流表和功率计分别连接到变压器的 输入和输出端。ຫໍສະໝຸດ 实验步骤和数据记录01
3. 开启电源，逐渐调高电压，记 录输入和输出电压、电流以及功 率的数值。
02
4. 重复步骤3多次，以获得足够的 数据进行后续分析。
实验步骤和数据记录
数据记录
| 序号 | 输入电压 (V) | 输入电 流 (A) | 输入功率 (W) | 输出电 压 (V) | 输出电流 (A) | 输出功 率 (W) |
吉林省2020年高考物理一轮专题： 第44讲 变压器 电能的输送D卷
吉林省2020年高考物理一轮专题：第44讲变压器电能的输送D卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、单选题 (共10题；共20分)1. （2分） (2019高二下·遵义月考) 如图所示四个电路，能够实现升压的是（）A .B .C .D .2. （2分） (2017高二上·景德镇期末) 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数n1：n2=4：1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表的示数是12mA，则电流表的示数为（）A . 3 mAB . 0C . 48 mAD . 与负载R的值有关3. （2分） (2017高二下·临沂期中) 钳形电流测量仪的结构图如图所示，其铁芯在捏紧扳手时会张开，可以在不切断被测载流导线的情况下，通过内置线圈中的电流值I和匝数n获知载流导线中的电流大小I0 ，则关于该钳形电流测量仪的说法正确的是（）A . 该测量仪可测量直流电的电流B . 载流导线中电流大小I0=C . 若钳形部分铁芯没有完全闭合，测量出的电流将小于实际电流D . 若将载流导线在铁芯上多绕几匝，钳形电流测量仪的示数将变小4. （2分）(2020·广东模拟) 如图所示，变压器为理想变压器，电压变化规律为的交流电压接在a、b两端，L为灯泡，R为滑动变阻器。
现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2A，电流表A2的示数增大了0.8A，则下列正确的是（）A . 电压表V2示数不变，V3示数增大B . 变阻器滑片是沿d→c的方向滑动C . 该变压器起降压作用D . 灯泡发光每秒闪50次5. （2分）一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω，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4I.该变压器原、副线圈匝数比为（）A . 2B . 3C . 4D . 56. （2分） (2016高二上·大连期中) 在变电站里，经常要监测电网上的强电流，用到的器材就需要电流互感器．如图所示的四种有关电流互感器的连接方法中，能正确反应其工作原理的是（）A .B .C .D .7. （2分）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则（）A . t=0.005s时线框的磁通量变化率为零B . t=0.01s时线框平面与中性面重合C . 线框产生的交变电动势有效值为300VD . 线框产生的交变电动势频率为100Hz8. （2分）用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图所示，则（）A . 变压器输入功率约为3.9 WB . 输出电压的最大值是110 VC . 变压器原、副线圈匝数比是1∶2D . 负载电流的函数表达式9. （2分）(2018·天津) 教学用发电机能够产生正弦式交变电流。
高考物理一轮复习课件时作业变压器电能的输送
02
电能输送过程分析
远距离输电模型建立
输电线的电阻、感抗和容抗
在远距离输电中，输电线本身具有电阻、感抗和容抗，这些参数 会影响电能的传输效率。
变压器的变比和效率
变压器用于升高或降低电压，其变比和效率对电能传输有重要影响 。
电源和负载的特性
电源的内阻和负载的大小、性质（如阻性、感性或容性）也会影响 电能的输送。
采用高压输电
通过提高输电电压，可以减小输电线上的电流，从而降低功率损失。
采用直流输电
与交流输电相比，直流输电具有线路造价低、损耗小、稳定性好等优 点，尤其适用于远距离、大容量输电。
优化电网结构
合理规划电网结构，减少输电环节和变电层次，可以降低电网的损耗 和提高输电效率。
采用新型导电材料
采用电阻率更低的新型导电材料，可以减小输电线的电阻，从而降低 功率损失。
位。
02
高压直流输电技术
介绍高压直流输电技术的原理、优点和应用场景，分析其与变压器电能
输送的联系和区别。
03
新能源发电与变压器的应用
探讨新能源发电技术如太阳能、风能等对电力系统的影响，以及变压器
在这些领域中的应用和挑战。
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变压器利用电磁感应原理实现电 压的变换。当原边绕组通以交流 电时，铁芯内产生交变磁通，从 而在副边绕组中感应出电动势。
电压变换
通过改变原、副边绕组的匝数比， 可以实现电压的升高或降低。匝数 比越大，电压变换比也越大。
电流变换
在理想情况下，变压器的原、副边 电流与匝数成反比。因此，通过改 变匝数比，也可以实现电流的变换 。
合理规划电源布局和电网结构 ，提高电力系统的稳定性和可
【物理】2020届一轮复习人教版变压器电能的输送作业
专题10.2变压器电能的输送1．[人教版选修3－2P50第3题改编]从发电站输出的功率为220 kW，输电线的总电阻为0.05 Ω，用110 V和11 kV两种电压输电．两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为( )A．100：1 B．1：100C．1：10 D．10：1解析：由题意知输电线上的电流I＝PU，则输电线的总电阻造成的电压损失ΔU＝Ir＝PrU 故ΔU1ΔU2＝1U11U2＝U2U1＝11×103110＝1001，故选A.答案：A2．(多选)如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S，下列说法正确的是( )A．P向下滑动时，灯L变亮B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大解析：对于理想变压器U2＝n2n1U1，U1不变则U2不变，与调节P无关，故B正确．又UL＝U2，所以灯的亮度不变，A错．P向上滑动时RP减小，则R总减小，P出＝U22R总增大，P入＝P出＝U1I1，所以I1增大，可知C错误，D正确．答案：BD3．如图所示为汽车的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连接到12 V的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的两端，开关由机械控制，当开关由闭合变为断开时，副线圈中产生10 000 V以上的电压，火花塞中产生火花．下列说法中正确的是( )A．变压器的原线圈要用粗导线绕制，而副线圈可以用细导线绕制B．若该点火装置的开关始终闭合，火花塞的两端会持续产生高压C ．变压器原线圈输入的12 V 电压必须是交流电，否则就不能在副线圈中产生高压D ．该点火装置中变压器的副线圈匝数必须小于原线圈的匝数解析：汽车的点火装置是利用变压器原理工作的，当开关始终闭合时，通过原线圈的电流恒定，原线圈中产生的磁场恒定，则在副线圈上不会产生电压，所以B 错误；由题可知原线圈处接12 V 的直流电源，当断开开关瞬间原线圈中电流迅速变化，会产生变化的磁场，则在副线圈中可能产生高压，所以C 错误；由U1U2＝n1n2可知，要在副线圈中产生高压，则原线圈匝数必须小于副线圈的匝数，所以D 错误．故选A.答案：A4．如图所示，M 、N 为两条交流输电线，甲、乙两图是配电室中的互感器和交流电表的两种接线示意图，以下说法正确的是 ( )A ．在乙图中，线圈N 4的导线一定比线圈N 3的导线粗B ．甲图中的电表是交流电流表，乙图中的电表是交流电压表C ．甲图中的电表是交流电压表，乙图中的电表是交流电流表D ．甲、乙两图中的电表均为交流电流表 答案：C解析：甲图为电压互感器、乙图为电流互感器。
2020高考物理一轮总复习课时冲关四十变压器电能的输送含解析新人教版
第2讲 变压器 电能的输送[A 级－基础练]1．用220 V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V ，通过负载的电流图象如图所示，则( )A ．变压器输入功率约为3.9 WB ．输出电压的最大值是110 VC ．变压器原、副线圈匝数比是1∶2D ．负载电流的函数表达式i ＝0.05sin ⎝⎛⎭⎪⎫100πt ＋π2 A 解析：A [由题图可知通过负载的电流最大值为I m ＝0.05 A ，周期T ＝0.02 s ，故电流的函数表达式i ＝I m sin 2πTt ＝0.05sin 100πt (A)，D 错误；理想变压器匝数比等于电压比，即 n 1∶n 2＝U 1∶U 2＝2∶1，C 错误；输出电压U 2＝110 V ，其最大值U 2m ＝2U 2＝110 2 V ，B 错误；理想变压器输入功率等于输出功率，即输入功率P ＝I 2U 2＝0.052×110 W≈3.9 W ，A 正确．]2．普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab 一侧线圈的匝数较少，工作时电流为I ab ，cd 一侧线圈的匝数较多，工作时电流为I cd ，为了使电流表能正常工作，则( )A ．ab 接MN 、cd 接PQ ，I ab <I cdB ．ab 接MN 、cd 接PQ ，I ab >I cdC ．ab 接PQ 、cd 接MN ，I ab <I cdD ．ab 接PQ 、cd 接MN ，I ab >I cd解析：B [根据理想变压器的原理，线圈电流与匝数成反比，ab 接MN ，通过的电流较大，电流表接在cd 两端，通过的电流较小，B 正确．]3．(2019·江西南昌一模)如图所示，甲图中变压器为理想变压器，其原线圈接在u ＝122sin 100πt (V)的交流电源上，副线圈与阻值R 1＝2 Ω的电阻接成闭合电路，电流表为理想电流表．乙图中阻值R 2＝32 Ω的电阻直接接到u ＝122sin 100πt (V)的交流电源上，结果电阻R 1与R 2消耗的电功率相等，则( )A ．通过电阻R 1的交变电流的频率为0.02 HzB ．电阻R 1消耗的电功率为9 WC ．电流表的示数为6 AD ．变压器原、副线圈匝数比为4∶1解析：D [由u ＝122sin 100πt (V)可知：ω＝100π＝2πf ，解得f ＝50 Hz ，A 错误；因为R 1、R 2消耗的功率相等，设R 1两端的电压为U 1，U 21R 1＝U 2R 2，解得U 1＝3 V ，由理想变压器电压与匝数成正比得变压器原、副线圈匝数比为4∶1，D 正确；R 1上的电流I 1＝U 1R 1＝1.5 A ，电阻R 1消耗的电功率P ＝U 21R 1＝4.5 W ，B 、C错误．]4．一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a 、b 间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c 、d 间作为副线圈．在a 、b 间输入电压为U 1的交变电流时，c 、d 间的输出电压为U 2，在将滑动触头从M 点顺时针转到N 点的过程中( )A ．U 2>U 1，U 2降低B ．U 2>U 1，U 2升高C ．U 2<U 1，U 2降低D ．U 2<U 1，U 2升高解析：C [由题图可知，cd 间的线圈为整个线圈的一部分，故其匝数比作为原线圈的整个线圈的匝数少，根据变压器的电压与匝数的关系可知，U 2<U 1，当触头由M 点顺时针旋转到N 点的过程中，cd 间线圈的匝数减少，所以输出电压降低，选项C 正确．]5．如图所示，电路中变压器原线圈匝数n 1＝1 000匝，两个副线圈匝数分别为n 2＝500匝、n 3＝200匝，分别接一个R ＝55 Ω的电阻，在原线圈上接入U 1＝220 V 的交流电源．则两副线圈输出电功率之比P 2P 3和原线圈中的电流I 1分别是( )A.P 2P 3＝52，I 1＝2.8 A B.P 2P 3＝25，I 1＝2.8 AC.P 2P 3＝254，I 1＝1.16 A D.P 2P 3＝425，I 1＝1.16 A 解析：C [对两个副线圈有U 1U 2＝n 1n 2，U 1U 3＝n 1n 3，所以U 2＝110 V ，U 3＝44 V ，又P ＝U 2R ，所以P 2P 3＝U 22U 23＝254；由欧姆定律得I 2＝U 2R ＝2 A ，I 3＝U 3R＝0.8 A ，对有两个副线圈的变压器有：n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3，得I 1＝1.16 A ，C 正确．]6．如图所示的变压器，接如图甲所示的交流电时，灯泡正常发光，电容器能正常工作，现将电源换成如图乙所示的交流电，则( )A ．由于乙交变电流的周期短，因此灯泡比第一次亮B ．由于乙的频率比甲的大，因此电容器有可能被击穿C ．无论接甲电源，还是接乙电源，若滑动触头P 向上移动，灯泡都变暗D ．若将原线圈n 1的匝数增加，灯泡消耗的功率将变大解析：C [灯泡的亮度与周期无关，取决于有效值，故A 错误；电容器的击穿电压取决于电压的最大值，与频率无关，故B 错误；无论接哪个电源，输入电压相同，滑片向上移动时，接入电阻增大，则灯泡均变暗，故C 正确；若将副线圈n 1的匝数增加，则输出电压将减小，故灯泡消耗的功率将变小，故D 错误．]7．(2019·湖北武汉部分重点高中联考)(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，L 1、L 2、L 3为三只规格均为“9 V 6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端接入如图乙所示的交变电压，则以下说法中正确的是( )A ．电流表的示数为2 AB ．电压表的示数为27 2 VC ．副线圈两端接入耐压值为8 V 的电容器能正常工作D ．变压器副线圈中交变电流的频率为50 Hz解析：AD [由输入端交变电压u －t 图象知，输入电压的有效值为2722 V ＝27 V ，由原、副线圈匝数之比为3∶1，可得原、副线圈的电压之比为3∶1，电流之比为1∶3，设灯泡两端电压为U ，所以U ＝9 V ，副线圈两端电压的有效值为9 V ，三只灯泡均能正常发光，电流表的读数I ＝3×69 A ＝2 A ，A 正确；电压表的示数为有效值27 V ，B 错误；副线圈两端电压的最大值为9 2 V ，C 错误；变压器副线圈两端交变电流的频率为50 Hz ，D 正确．][B 级－能力练]8．(2018·天津卷)教学用发电机能够产生正弦式交变电流．利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R 供电，电路如图所示，理想交流电流表A 、理想交流电压表V 的读数分别为I 、U ，R 消耗的功率为P .若发电机线圈的转速变为原来的12，则( )A ．R 消耗的功率变为12PB ．电压表V 的读数变为12UC ．电流表A 的读数变为2ID ．通过R 的交变电流频率不变解析：B [根据ω＝2πn 可知转速变为原来的12，则角速度变为原来的12，根据E m ＝nBS ω可知电动机产生的最大电动势为原来的12，根据U ＝E m 2可知发电机的输出电压有效值变为原来的12，即原线圈的输出电压变为原来的12，根据n 1n 2＝U 1U 2可知副线圈的输入电压变为原来的12，即电压表示数变为原来的12，根据P ＝U2R 可知R 消耗的电功率变为14P ，A 错误，B 正确；副线圈中的电流为I 2＝12U R ，即变为原来的12，根据n 1n 2＝I 2I 1可知原线圈中的电流也变为原来的12，C 错误；转速减小为原来的12，则频率变为原来的12，D 错误．]9．(多选)如图为远距离输送交流电的系统示意图，变压器均为理想变压器．随着用户负载增多，发电机F 达到额定功率时，降压变压器输出功率仍然不足，用户的用电器不能正常工作．那么，在发电机以额定功率工作的情况下，为了适当提高用户的用电功率，可采取的措施是( )A ．适当减小输电线的电阻rB ．适当提高n 4n 3C ．适当提高n 2n 1的同时，降低n 4n 3D ．适当降低n 2n 1的同时，提高n 4n 3解析：AC [当发电机输出功率一定时，为使用户得到更大的功率，需减小输电线上的功率损失，根据ΔP ＝I 2r ，可以减小输电线的电阻r ，A 对；也可以通过提高输电电压，减小输送电流，即提高n 2n 1，这样使线圈n 3两端电压变大，为使用户的用电器正常工作需要适当降低n 4n 3，C 对．]10．如图是原、副线圈都有中心抽头(匝数一半处)的理想变压器，原线圈通过单刀双掷开关S 1与电流表连接，副线圈通过另一单刀双掷开关S 2与定值电阻R 0相连接，通过S 1、S 2可以改变原、副线圈的匝数．现在原线圈加一电压有效值为U 的正弦交流电，当S 1接a ，S 2接c 时，电流表的示数为I ，下列说法正确的是( )A ．当S 1接a ，S 2接d 时，电流为2IB ．当S 1接a ，S 2接d 时，电流为I2C ．当S 1接b ，S 2接c 时，电流为4ID ．当S 1接b ，S 2接d 时，电流为I2解析：C [设S 1、S 2分别接a 、c 时，原、副线圈匝数比为n 1∶n 2，则输出电压U 2＝n 2n 1U ，功率P ＝UI ＝U 22R 0；在S 1、S 2分别接a 、d 时，输出电压U 2′＝n 2U 2n 1，功率P ′＝UI ′＝U 2′2R 0，联立得I ′＝14I ，A 、B 项均错，同理可知，C 项对，D 项错误．]11．(多选)如图所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U 1不变，闭合开关S ，下列说法正确的是( )A ．P 向下滑动时，灯L 变亮B ．P 向下滑动时，变压器的输出电压不变C ．P 向上滑动时，变压器的输入电流变小D ．P 向上滑动时，变压器的输出功率变大解析：BD [P 向上或向下滑动时，由变压器的电压特点U 1U 2＝n 1n 2可知，U 2不变，灯L 的亮度也不变，A 项错误，B 项正确；P 向上滑动时，滑动变阻器的阻值减小，副线圈电路总电阻减小，由P ＝U 2R可知，变压器的输出功率P 2变大，又理想变压器的输入功率等于输出功率，则输入功率P 1也变大，由P 1＝U 1I 1及U 1不变可知，变压器的输入电流变大，C 项错误，D 项正确．]12．(2019·湖南师大附中等四校联考)如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图；图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表；设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用R 0表示，变阻器R 相当于用户用电器的总电阻．当用电器增加时，相当于R 变小，则当用电进入高峰时 ( )A ．电压表V 1、V 2的读数均不变，电流表A 2的读数增大，电流表A 1的读数减小B ．电压表V 3、V 4的读数均减小，电流表A 2的读数增大，电流表A 3的读数减小C ．电压表V 2、V 3的读数之差与电流表A 2的读数的比值不变D ．线路损耗功率不变解析：C [根据题意可知，电压表V 1、V 2的示数不变，当用电进入高峰时，电阻R 减小，电流表A 3的读数增大，电流表A 2、A 1的读数都增大，R 0两端电压增大，电压表V 3读数减小，电压表V 4的读数也减小，A 、B 均错误；电压表V 2、V 3的读数之差与电流表A 2的读数的比值是R 0的阻值，不变，C 正确；线路损耗功率ΔP ＝I 22R 0增大，D 错误．]13．(2019·山东潍坊期末)如图所示，边长为L 、匝数为N 、电阻不计的正方形线圈abcd ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕转轴OO ′以角速度ω匀速转动，轴OO ′垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2.二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是( )A ．交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e ＝NB ωL 2sin ωt B ．变压器的输入功率与输出功率之比为2∶1 C ．电压表V 示数为NB ωL 2D ．若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均减小解析：C [从图示位置开始计时，e ＝E m cos ωt ＝NBL 2ωcos ωt ，A 错误；变压器的输入功率等于输出功率，B 错误；副线圈两端电压的最大值为2NBL 2ω，电压表的示数是R 两端电压的有效值，设为U ，⎝⎛⎭⎪⎫2NBL 2ω22R·T 2＝U 2R·T ，解得U ＝NBL 2ω，C 正确；若将滑动变阻器的滑片向下移动，电压表的示数不变，电流表的示数减小，D 错误．]14．(2019·山东德州期末)(多选)如图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T 1和降压变压器T 2向用户供电．已知输电线的总电阻R ＝10 Ω，降压变压器T 2的原、副线圈匝数之比为4∶1，副线圈与用电器R 0组成闭合电路．若T 1、T 2均为理想变压器，T 2的副线圈两端电压u ＝2202sin 100πt V ，当用电器电阻R 0＝11 Ω时( )A ．通过用电器R 0的电流有效值是20 AB ．当用电器的电阻R 0减小时，输电线损耗的功率也随着减小C ．发电机中的电流变化频率为100 HzD ．升压变压器的输入功率为4 650 W解析：AD [通过用电器R 0的电流有效值I ＝U R 0＝22011A ＝20 A ，A 正确；当用电器的电阻R 0减小时，由于电压不变，电流增大，输电线上的电流也增大，输电线上损失的功率增大，B 错误；变压器不改变交流电的频率，f ＝50 Hz ，C 错误；降压变压器的输出功率为P 1＝UI ＝220×20 W＝4 400 W ，由理想变压器原、副线圈电流与匝数成反比，得输电线上的电流为I ′＝5 A ，输电线上损失的功率ΔP ＝I ′2R ＝25×10 W＝250 W ，升压变压器的输入功率P ＝P 1＋ΔP ＝4 650 W ，D 正确．]。
济南市2020年高考物理一轮专题： 第44讲 变压器 电能的输送D卷
济南市2020年高考物理一轮专题：第44讲变压器电能的输送D卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、单选题 (共10题；共20分)1. （2分） (2018高二上·盐城月考) 下面可以将电压升高供给家用电灯的变压器是（）A .B .C .D .2. （2分）某种型号手机充电器中的变压器可认为是理想变压器，它的原、副线圈匝数比为50：1，若在原线圈上加有交流电压220V ，则在副线圈上可获得电压（）A . 4.4VB . 220VC . 1V3. （2分） (2015高二下·广州期中) 通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U 保持不变，输电线路的总电阻为R．当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1 ，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2 ，则P1和分别为（）A . ，B . ，C . ，D . （）2R，4. （2分）(2016·唐山模拟) 如图所示，理想自耦变压器，副线圈接有滑动变阻器R和定值电阻R1 ， Q 是滑动变阻器R的滑动触头，原线圈两端接电压有效值恒定的交变电流，所有电表均为理想电表，则（）A . 保持P的位置不变，Q向右滑动两表示数都变小B . 保持P的位置不变，Q向右滑动R1消耗功率变大C . 保持Q的位置不变，P向下滑动R1消耗功率变大D . 保持Q的位置不变，P向上滑动两表示数都变大5. （2分） (2017高二上·九江期末) 如图所示，理想变压器原线圈输入电压u=Umsinωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器．和是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是（）A . I1和I2表示电流的瞬时值B . U1和U2表示电压的最大值C . 滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D . 滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小6. （2分） (2015高二下·汪清期中) 一台理想变压器的原、副线圈匝数比为4：1，若原线圈加上u=1000 sin100πt V的交流电，则用交流电压表测得副线圈两端的电压是（）A . 250 VB . 353.5 VC . 499.8 VD . 200 V7. （2分） (2015高二下·福州期中) 甲、乙两电路中电流与时间关系如图，属于交变电流的是（）A . 甲乙都是B . 甲是乙不是C . 乙是甲不是D . 甲乙都不是8. （2分）(2017·雅安模拟) 如图所示电路中，变压器为理想变压器，电表均为理想电表，L1、L2、L3、L4为额定电压均为2V的相同灯泡．当ab端接一正弦交流电时，闭合电键S，四只灯泡均正常发光，则以下说法正确的是（）A . 变压器原副线圈匝数比为3：1B . αb端所接正弦交流电电压最大值为6 VC . 只增大ab端所接正弦交流电的频率，灯泡亮度均会变化D . 断开电键S后，L1、L2仍能正常发光9. （2分）如图所示，一理想变压器，原副线圈的匝数比为，有四只完全相同的灯泡连入电路，若L2、L3、L4均能正常发光，则灯泡L1 （）A . 能正常发光B . 较另三灯暗些C . 将会烧坏D . 不能发光10. （2分）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20：1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220V60W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则（）A . 电流表的示数为 AB . 电源输出功率为1200WC . 电流表的示数 AD . 原线圈端电压为11V二、多选题 (共5题；共15分)11. （3分） (2017高二上·宝鸡期末) 如图所示为交流电的电压随时间变化的图象，下列说法正确的是（）A . 将该电压加在交流电压表两端时，电压表读数为200VB . 周期为0.02sC . 该交流电的电压有效值为100 VD . 将该交流电压加在起辉电压为150V的氖管上，氖管未被击穿，氖管1分钟发光次数为60次12. （3分） (2017高二上·大连期末) 在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么（）A . 输电线路上损失的电压与输送电流成正比B . 输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大C . 输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D . 输电线路上损失的功率跟输电线的电流成正比13. （3分）(2017·浙江模拟) 一理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示．副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头，则（）A . 副线圈输出电压的频率为50HzB . 副线圈输出电压的有效值约为22VC . P向右移动时，副线圈两端的电压变大D . P向右移动时，变压器的输入功率变小14. （3分） (2015高二下·广州期中) 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图所示．产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示．则下列说法不正确的是（）A . t=0.01 s时线框位于中性面，电流每秒钟方向改变50次B . 该交变电动势的有效值为11 VC . 该交变电动势的瞬时值表达式为e=22 cos（100πt） VD . 电动势瞬时值为22 V时，线圈平面与中性面的夹角为45°15. （3分）在电能的输送过程中，若输送的电功率一定、输电线电阻一定时，对于在输电线上损失的电功率，有如下四种判断，其中正确的是（）A . 和输送电线上电压降的平方成反比B . 和输送电压的平方成正比C . 和输送电线上电压降的平方成正比D . 和输送电压的平方成反比三、解答题 (共1题；共5分)16. （5分） (2015高二下·汪清期中) 某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为9.8×104W，电厂输出电压仅350V，为减少输送功率损失，先用一升压变压器将电压升高再输送，在输送途中，输电线路的总电阻为4Ω，允许损失的功率为输送功率的5%，求：用户所需电压为220V时，升压、降压变压器的原副线圈的匝数比各是多少？四、综合题 (共3题；共30分)17. （10分）在远距离输电时，如果升压变压器输出电压是2 000 V，输出功率是10 kW，输电线电阻是20 Ω，求：（1）输电线上损失的功率和损失的电压；（2）用户能得到的功率和电压。
2020年高考物理一轮专题： 第44讲 变压器 电能的输送
2020年高考物理一轮专题：第44讲变压器电能的输送姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、单选题 (共10题；共20分)1. （2分） (2019高二下·祁县期中) 变压器原线圈1400匝，副线圈700匝并接有电阻R ，当变压器工作时原、副线圈中（）A . 电流频率之比为2∶1B . 输入和输出功率之比为2∶1C . 电流之比为2∶1D . 输入端和输出端电压之比为2∶12. （2分）(2020·深圳模拟) 如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为11:1，原线圈接入如图乙所示的正弦式交变电流，A、V均为理想电表，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，R是定值电阻，L是灯泡，Rt 是热敏电阻（电阻随温度升高而减小）。
以下说法正确的是（）A . 交变电流的频率为100HzB . 电压表的示数为10VC . 当温度升高时，灯泡L变亮D . 当温度降低时，理想变压器输入功率增大3. （2分） (2018高二上·黑龙江期末) 如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比nl：n2= 10：1，原线圈输入的交流电压如图乙所示，副线圈电路接有滑动变阻器R和额定电压为12V、工作时内阻为2Ω的电动机.闭合开关，电动机正常工作，电流表示数这1A.则下列判断错误的是（）A . 副线圈两端电压为22VB . 电动机输出的机械功率为12WC . 通过电动机的交流电频率为50HzD . 突然卡住电动机，原线圈输入功率变大4. （2分）如图所示，M是理想变压器，电表均为理想电表。
将a、b 接在电压的正弦交流电源上。
变压器右侧为一火警报警系统原理图，其中RT为用半导体热敏材料制成的传感器（其电阻随温度升高而减小），电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R2为定值电阻。
当传感器RT所在处出现火警时，以下说法中正确的是（）A . 电流表A2的示数不变，电流表A1的示数不变B . 电流表A2的示数增大，电流表A1的示数增大C . 电压表V1的示数不变，电压表V2的示数减小D . 电压表V2的示数增大，电压表V1的示数增大5. （2分）用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图所示，则（）A . 变压器输入功率约为3.9 WB . 输出电压的最大值是110 VC . 变压器原、副线圈匝数比是1∶2D . 负载电流的函数表达式6. （2分） (2017高二下·宝坻期中) 如图所示，匝数为50匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度B=T的水平匀强磁场中，线框面积S=0.5m2 ，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω=100rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“220V，60W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10A，下列说法正确的是（）A . 在图示位置线框中产生的感应电动势最大B . 线框中产生交变电压的有效值为250 VC . 变压器原、副线圈匝数之比为25：22D . 允许变压器输出的最大功率为1000W7. （2分）一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V交变电流改变为110V ，已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈的匝数为（）A . 200B . 400C . 1600D . 32008. （2分） (2017高二上·福州期末) 如图所示，输出电压（有效值）稳定的交流电源，通过一匝数比为4：1的理想变压器向一定值电阻R供电，另一定值电阻R′直接接在电源两端．已知R′与R消耗的电功率相等，由此可知R′与R的阻值关系为（）A . R′=2RB . R′=4RC . R′=8RD . R′=16R9. （2分）理想变压器原线圈两端输入的交变电压如图甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为11：2，如图乙所示，定值电阻Ｒ0＝10Ω，滑动变阻器R的阻值变化范围为0～20Ω，下列说法中正确的是（）A . 变压器输出电压的频率为100HzB . 电压表的示数为56.5VC . 当滑动的变阻器阻值减小时，变压器输入功率变大D . 当滑动变阻器阻值调为零时，变压器的输出功率为16W10. （2分） (2017高二下·邹平期中) 如图所示，可以将电压升高供给电灯的变压器是（）A .B .C .D .二、多选题 (共5题；共15分)11. （3分）(2018·海南) 如图，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，有一面积为S的矩形单匝闭合导线abcd,ab 边与磁场方向垂直，线框的电阻为R。
高三物理课时作业 44 变压器 远距离输电 粤教版
课时作业(四十四) [第44讲变压器远距离输电] 基础热身1．在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器．如图K47－1所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是( )A B C D图K47－12．(双选)一个探究性学习小组利用示波器绘制出了一个原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器的副线圈两端输出电压u随时间t变化的图象如图K47－2所示(图线为正弦曲线)，则下列说法错误的是( )A．该变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为u＝20sin100t VB．接在副线圈两端的交流电压表的示数为7.1 VC．该变压器原线圈输入频率为50 HzD．接在副线圈两端阻值为20 Ω的白炽灯消耗的功率为2.5 W3．2011·烟台模拟一台理想变压器原、副线圈匝数比为22∶1，当原线圈输入u＝2202 sin100πt V的交变电压时，下列说法正确的是( )A．副线圈两端电压为10 2 VB．变压器原副线圈的电压频率之比为22∶1C．副线圈接一阻值为10 Ω的电阻时，通过电阻的电流为1 AD．副线圈接一阻值为10 Ω的电阻时，原线圈中输入功率为1 W4．2011·苏北联考(双选)如图K47－3甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电阻R＝22 Ω，各电表均为理想电表．原线圈输入电压的变化规律如图乙所示．下列说法正确的是( )甲图K47－3A．该输入电压的频率为100 HzB．电压表的示数为22 VC．电流表的示数是1 AD．电阻R消耗的电功率是22 W技能强化5．2011·临沂模拟如图K47－4所示是一种理想自耦变压器示意图．线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P是可移动的滑动触头．AB间接交流电压u，输出端接有两个相同的灯泡L1和L2，Q为滑动变阻器的滑动触头．当开关S闭合，P处于如图所示的位置时，两灯均能发光．下列说法正确的是( )A．P不动，将Q向右移动，变压器的输入功率变大B．Q不动，将P沿逆时针方向移动，变压器的输入功率变大C．P不动，将Q向左移动，两灯均变暗D．P、Q都不动，断开开关S，L1将变暗6．[2011·课标全国卷] 如图K47－5所示，一理想变压器原副线圈的匝数比为1∶2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V ，额定功率为22 W ；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )A ．U ＝110 V ，I ＝0.2 AB ．U ＝110 V ，I ＝0.05 AC ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 AD ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 2 A7．[2011·福建卷] 图K47－6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正常发光．下列说法正确的是( )图K47－6A ．输入电压u 的表达式为u ＝20 2sin50πt VB ．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 W8．2011·三明模拟如图K47－7所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n ，原线圈接正弦交流电压U ，输出端接有一个交流电流表和一个电动机．电动机线圈电阻为R .当输入端接通电源后，电流表读数为I ( )A ．原线圈中的电流为nIB ．变压器的输入功率为UI nC ．电动机消耗的功率为I 2R D ．电动机两端电压为IR9．[2010·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、乙两地原采用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( )A.P 4B.P2C ．2PD ．4P 10．三峡水利工程中某一水电站发电机组设计为：水以v 1＝3 m/s 的速度流入水轮机后以v 2＝1 m/s 的速度流出，流出水位比流入水位低10 m ，水流量为Q ＝103 m 3/s.水轮机效率为75%，发电机效率为80%，试问：(1)发电机的输出功率是多少？(2)如果发电机输出电压为240 V ，用户所需电压为220 V ，输电线路中能量损耗为5%，输电线的电阻共为12 Ω，那么所用升、降压变压器的原副线圈匝数比分别是多少？图K47－8挑战自我11．[2011·江苏卷] 图K47－9甲为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈，d 为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u －t 图象如图乙所示．若只在ce 间接一只R ce ＝400 Ω的电阻，或只在de 间接一只R de ＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式；(2)求只在ce 间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I 1；(3)求ce 和de 间线圈的匝数比n cen de.甲 乙图K47－9【基础热身】1．A [解析] 电流互感器要把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少，副线圈的匝数多；同时监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中．2．AC [解析] 由图象知，输出电压的峰值为10 V ，周期为0.04 s ，由电压与匝数比关系知，输入电压峰值为20 V ，交变电压的频率为f ＝1T ＝25 Hz ，角频率ω＝2πT＝50π rad/s ，输入电压的瞬时值表达式为u ＝20sin50πt V ，选项AC 错误；输出电压的有效值为U 2＝U 2 m2＝5 2 V ＝7.1 V ，选项B 正确；电灯的功率为P ＝U 22R ＝2.5 W ，选项D 正确．3．C [解析] 变压器副线圈电压U 2＝U 1·n 2n 1＝10 V ，原副线圈的电压频率相等，通过电阻的电流为I 2＝U 2R＝1 A ，原线圈中输入功率等于电阻消耗的功率，P ＝I 2U 2＝10 W.4．BD [解析] 由图象可知，原线圈输入电压的周期T ＝0.02 s ，频率为f ＝50 Hz ，选项A 错误；原线圈输入电压的有效值为220 V ，副线圈的输出电压为22 V ，选项B 正确；电阻R 消耗的电功率是P ＝22222 W ＝22 W ，电流表的示数是I ＝22220A ＝0.1 A ，选项C 错误，D 正确．【技能强化】5．B [解析] P 不动，则变压器输出电压不变，将Q 向右移动，电阻R 变大，据P 出＝U 22R ＋R 灯得变压器的输出功率变小，选项A 错误；Q 不动，电阻R 不变，将P 沿逆时针方向移动，则变压器输出电压变大，据P 出＝U 22R ＋R 灯得变压器的输出功率变大，选项B 正确；P 不动，输出电压不变，将Q 向左移动，电阻R 变小，变压器的输出功率变大，据P 出＝I 2U 2得I 2变大，两灯均变亮，选项C 错误；P 、Q 都不动，断开开关S ，则总电阻变大，变压器的输出功率变小，输出电流变小，滑动变阻器的电压变小，所以灯L 1两端的电压变大，L 1将变亮，选项D 错误．6．A [解析] 由题意知，n 1n 2＝12，U 2＝220 V ，因n 1n 2＝UU 2，故U ＝110 V ，即电压表的读数为110 V ；理想变压器中，P 出＝P 入＝UI ，故I ＝P 出U ＝22110A ＝0.2 A ，即电流表的读数为0.2 A ，A 正确．7．D [解析] 由图乙，T ＝0.02 s ，所以ω＝2πT＝100π rad/s ，u ＝E m sin ωt ＝202sin100πt V ，A 错；只断开S 2，副线圈电压U 2不变，但副线圈总电阻R 副增大，流过L 1、L 2的电流减小且每个小灯泡两端的电压小于其额定电压，无法正常发光，由P 副＝U 22R 副可得，副线圈的功率减小，副线圈的功率决定原线圈的功率，所以原线圈的输入功率减小，BC 错；由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝4 V ，所以S 1接到2后，R 消耗的电功率P ＝U 22R ＝4220W ＝0.8 W ，D 正确． 8．B [解析] 根据变压器原、副线圈电压比等于匝数比可知，副线圈两端电压为Un，根据原、副线圈电流比等于匝数反比可知，原线圈中电流为I n ，变压器的输入功率为UIn，电动机的热功率为I 2R ，总功率是UI n，选项B 正确，AC 错误；因电动机不是纯电阻，欧姆定律不成立，所以电压不等于IR ，选项D 错误．9．A [解析] 由P ＝UI 可知，当输出电压由500 kV 升高到1000 kV 时，电路中的电流将减为原来的一半；由P 损＝I 2R 损可知，电路中损耗的功率变为原来的14.10．(1)6.24×107W (2)1510529[解析] (1)水轮机的输出功率即发电机的输入功率，为P 1＝mgh ＋12mv 21－12mv 22t＝(Q ρgh ＋Q ρv 21－v 222)×75%＝7.8×107W ，发电机的输出功率P 0＝P 1×80%＝6.24×107 W.(2)输电示意图如图所示，发电机输出的电流I 1＝P 0U 1＝6.24×107240A ＝2.6×105A.输电导线中的热损耗P 耗0输电线路中的电流I 2＝P 耗R ＝ 3.12×10612A≈510 A，所以升压变压器T 1的原副线圈匝数比n 1n 2＝I 1I 2≈1510，降压变压器T 2的输出功率 P ＝P 0－P 耗＝5.928×107 W ， T 2的输出电流I 3＝P U ＝5.928×107220A≈2.7×105A.所以降压变压器T 2的原副线圈匝数比 n 3n 4＝I 3I 2＝2.7×105510≈529. 【挑战自我】11．(1)u ab ＝400sin200t V (2)0.28 A (3)4∶3 [解析] (1)由图知ω＝200π rad/s 电压瞬时值u ab ＝400sin200πt V (2)电压有效值U 1＝200 2 V 理想变压器P 1＝P 2 原线圈中的电流I 1＝P 1U 1解得I 1＝0.28 A(或25A) (3)设ab 间匝数为n 1 U 1n 1＝U ce n ce同理U 1n 1＝U den de由题意知U 2ce R ce ＝U 2deR de解得n ce n de ＝R ceR de代入数据得n ce n de ＝43。
2020届高考物理一轮复习 变压器 电能的输送课时训练 粤教版
第二节 变压器 电能的输送一、单项选择题1．(2020年浙江宁波模拟)如图所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数之比为1∶n ，副线圈接一定值电阻R ，则( )A ．若ab 之间接直流电压U ，则R 中的电流为nURB ．若ab 之间接直流电压U ，则原、副线圈中的电流均为零C ．若ab 之间接交流电压U ，则原线圈中的电流为n 2URD ．若ab 之间接交流电压U ，则副线圈中的电流为U nR解析：选C.若ab 之间接直流电压U ，则副线圈两端的电压为0，则R 中的电流为0，但原线圈中的电流不为零，选项A 、B 均错；若ab 之间接交流电压U ，则副线圈两端的电压为U 2＝nU ，副线圈中的电流为I 2＝nU R ，则原线圈中的电流为I 1＝n 2n 1I 2＝n 2UR，选项C 正确而D 错误． 2．(2020年广东中山模拟)如图所示，L 1和L 2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1000∶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解析：选 C.根据U1U2＝n1n2＝I2I1得，U1＝2.2×105 V，I1＝1000 A，所以输电线的输送功率P＝U1I1＝2.2×108 W，C正确．3．(2020年高考四川理综卷)如图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计．在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1～t2时间内( )A．电流表A1的示数比A2的小B．电流表A2的示数比A3的小C．电流表A1和A2的示数相同D．电流表的示数都不为零解析：选C.理想变压器原、副线圈的磁场变化情况相同，由图乙知原线圈的磁场均匀变化，据法拉第电磁感应定律E＝n ΔΦΔt＝nΔBΔt·S知副线圈中产生恒定电流，线圈对直流电无阻碍作用，直流电不能通过电容器，所以电流表A1、A2的示数相同，A3的示数为0，C选项符合题意．4．(2020年宁夏银川模拟)如图所示为一理想变压器在两种情况下工作的示意图．其中灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，原、副线圈匝数比为n1∶n2＝4∶1，则图甲中L1的功率和图乙中L1的功率分别为( )A．P，P B．16P，1 4 PC.14P,16P D．16P,4P解析：选B.对甲图，由n1∶n2＝4∶1知U1＝4U2，而P＝U22R得P1＝U21R＝16P，对乙图：n1I1＝n2I2＋n3I3,2n2I2＝n1I1，I1＝2n2n1I2＝12I2，而P＝I22R得P1′＝I21R＝14P，故B项正确．二、双项选择题5．(2020年高考山东卷)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是( )A．副线圈输出电压的频率为50 HzB．副线圈输出电压的有效值为31 VC．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小D．P向右移动时，变压器的输出功率增加解析：选AD.由原线圈输入电压的变化规律可知，输入交变电压的周期为0.02 s，频率为50 Hz，所以副线圈输出电压的频率为50 Hz，选项A正确；原线圈输入电压的最大值为310 V，有效值为220 V，根据变压公式，副线圈输出电压的有效值为22 V，选项B错误；由变压器交流公式知，原、副线圈的电流比只与匝数比有关，选项C错误；滑动变阻器的滑动触头向右移动，电阻减小，副线圈输出电流增大，输出功率增加，选项D正确．6．(2020年东北地区名校联考)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＝202sin100πt(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 HzB．开关接通后，电压表的示数为100 VC．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AB.在解题时要注意变压器的三个决定关系，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；交流电每个周期内氖管发光两次，每秒发光100次，则氖管发光频率为100 Hz，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．7．(2020年山东济南模拟)为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压．某变电所将电压u＝110002·sin100πt V的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电所变0压器( )A．原、副线圈匝数比为50∶1B．副线圈中电流的频率是50 HzC．原线圈的导线比副线圈的要粗D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和解析：选AB.u＝110002sin100πt V中的110002指的是电压的最大值，有效值为11000 V，则原、副线圈之间的匝数之比等于两线圈的电压之比，即50∶1，A正确；由ω＝100π得频率为50 Hz，变压器不改变电流的频率，因此，副线圈的频率也是50 Hz，B正确；电流与匝数成反比，即原线圈的电流比副线圈电流要小，因此，副线圈的导线要比原线圈粗，C错误；居民小区各个用电器都是并联的，它们的电流总和等于副线圈中的电流，D错误．8．(2020年高考全国卷Ⅱ)图中为一理想变压器，其原线圈与电压有效值不变的交流电源相连，P为滑动头．现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯泡L两端的电压等于其额定电压为止．用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U 2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值；电功率指平均值)．下列四个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是( )解析：选BC.副线圈的匝数与P移动的距离成正比，而P移动的距离与时间成正比，因此副线圈的匝数与时间成正比，即n2∝t，根据变压规律U1U2＝n1n2，得U2＝U1n2n1∝t，选项C正确；电流I2＝U2RD∝tRD，即图象的斜率表示灯泡的电阻的倒数，其随着电压的升高而减小，选项B正确；I1应随时间变大，选项A错误；功率N2＝U2I2∝t2RD，图象应为曲线，选项D错误．三、非选择题9．(2020年长沙模拟)如图所示，交流发电机电动势的有效值E＝20 V，内阻不计，它通过一个R＝6 Ω的指示灯连接变压器．变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V,0.25 W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计．求：(1)降压变压器初级、次级线圈匝数比； (2)发电机的输出功率．解析：(1)彩色小灯泡额定电流I L ＝P U ＝124 A ，次级线圈总电流I 2＝24I L ＝1 A.变压器输入功率等于I 1U 1＝I 2U 2＝6 W ，变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得E ＝U 1＋I 1R ＝U 2I 2I 1＋I 1R ＝6I 1＋6I 1， 代入E 值解得I 1＝13 A(I 1＝3 A 应舍去，据题意是降压变压器，应I 1<I 2＝1 A)，所以n 1n 2＝I 2I 1＝31.(2)发电机输出功率P ＝I 1E ＝6.67 W. 答案：(1)3∶1 (2)6.67 W10．收音机的变压器的初级线圈有1210匝，接在U 1＝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1925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I 1＝0.114 A ．求线圈Ⅲ中电流和输出电压(电流的计算结果保留三位有效数字)．解析：由U 1U 2＝n 1n 2及U 1U 3＝n 1n 3知U 2＝n 2n 1U 1＝351210×220 V＝6.36 VU 3＝n 3n 1U 1＝19251210×220 V＝350 V不计变压器自身的能量损耗，由能量转化和守恒定律有P1＝P2＋P3即：I1U1＝I2U2＋I3U3解得I3＝I1U1－I2U2U3＝0.0662 A.答案：0.0662 A 350 V1．(2020年高考江苏卷)在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( )A．升压变压器的输出电压增大B．降压变压器的输出电压增大C．输电线上损耗的功率增大D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大解析：选CD.对升压(或降压)变压器而言，由变压器电压比U1∶U2＝n1∶n2知，输入电压不变，匝数不变，输出电压不变，故A选项不正确；由P＝UI知，U不变，P增大，故I增大，使得输电线上的电压损耗ΔU＝I2R线增大，功率损耗ΔP＝I22R线增大，所以降压变压器上的输入电压减小，输出电压减小，所以B不正确，C正确；因为输电线上损耗的功率占总功率的比例为ΔPP1＝I22R线P1＝P1U1·n1n22R线P1＝P1n21R线U21n22∝P1，所以随发电厂输出功率变大，该值变大，D正确．2．(2020年广东调研)水利发电具有防洪、防旱、减少污染多项功能，是功在当代、利在千秋的大事，现在水力发电已经成为我国的重要能源之一．某小河水流量为40 m3/s，现欲在此河段安装一台发电功率为1000千瓦的发电机发电．(1)设发电机输出电压为500 V，在输送途中允许的电阻为5 Ω，允许损耗总功率的5%，则所用升压变压器原、副线圈匝数比应是多少？(2)若所用发电机总效率为50%，要使发电机能发挥它的最佳效能，则拦河坝至少要建多高？(g取10 m/s2)解析：(1)设送电电流为I，损耗的功率为P耗，导线电阻为R线，由P耗＝I2R线得；I＝P耗R线＝1000×103×0.055A＝100 A设送电电压为U送，由P＝IU得：U送＝PI＝1000×103100V＝1×104 V则升压变压器原、副线圈匝数比：n 原n 副＝U原U副＝50010000＝120.(2)发电时水的重力势能转化为电能，故：50%mgh＝Pt其中：mt＝ρVt＝1×103×40 kg/s＝4×104 kg/s所以h＝Pt mg×0.5＝1000×1034×104×10×0.5m＝5 m.答案：(1)1∶20 (2)5 m。
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广州市2020年高考物理一轮专题：第44讲变压器电能的输送A卷
姓名:________ 班级:________ 成绩:________
一、单选题 (共10题；共20分)
1. （2分）一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5。
原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。
副线圈仅接入一个10Ω的电阻，则（）
A . 流过电阻的电流是20A
B . 与电阻并联的电压表的示数是100 V
C . 经过1分钟电阻发出的热量是6×103 J
D . 变压器的输入功率是1×103 W
2. （2分） (2015高二下·龙海期中) 如图，T1、T2是监测交流高压输电参数的互感器，其中a、b是交流电压表或交流电流表．若高压输电线间的电压为220kV，T1的原、线圈匝数比为1：100，交流电压表的示数为100V，交流电流表的示数为1A，则（）
A . b是交流电压表
B . T2的原、副线圈匝数比为100：1
C . 高压线路输送的电流为1A
D . 高压线路输送的电功率为220kw
3. （2分） (2017高三上·普宁期末) 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R=10Ω，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是（）
A . 当单刀双掷开关与a连接，电流表的示数为3.11A
B . 当单刀双掷开关与a连接且t=0.01s时，电流表示数为零
C . 当单刀双掷开关由a拨到b时，原线圈的输入功率变为原来的4倍
D . 当单刀双掷开关由a拨到b时，副线圈输出电压的频率变为25Hz
4. （2分）如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈，上线圈两端u=51sin314tV 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是（）
A . 2.0V
B . 9.0V
C . 12.7V
D . 144.0V
5. （2分） (2015高二下·会宁期中) 如图中属于变压器的是（）
A .
B .
C .
D .
6. （2分）如图所示，有一台交流发电机E.通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1 ，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3 ，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4 ，设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有（）
A . P2变大，P3变大
B . P1变小，P2变小
C . U2变小，U3变小
D . U2变小，U4变大
7. （2分） (2020高三上·泸县期末) 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示。
产生的感应电动势如图乙所示，则（）
A . 线框产生的交变电动势有效值为
B . 线框产生的交变电动势频率为
C . 时线框平面与中性面重合
D . 时线框的磁通量变化率为零
8. （2分）(2017·海林模拟) 如图所示，理想变压器原线圈匝数n1=440，副线圈n2=20．在A、B端加上一交变电压μ=220 sin100πt（V），流过小灯泡的电流为0.3A，灯泡L正常发光，则以下说法中正确的是（）
A . 副线圈电压的有效值为10 V
B . 灯泡L的额定功率为6W
C . 将滑动变阻器的滑片P稍微下移，灯泡亮度不变
D . 将滑动变阻器的滑片P稍微下移，变压器的输入功率要变大
9. （2分）如图所示，L为理想变压器，其原线圈、副线圈的匝数分别为n1 n2 ④为理想交流电流表，阻值分别为R、r的两个定值电阻接在电路中．将a、b两端接到电压恒定的交流电源上，当开关S分别拨至接线柱l和2时，发现电流表的示数相同．则两个定值电阻的阻值之比r/R等于（）
A .
B .
C .
D .
10. （2分） (2015高二下·石嘴山期中) 如图所示的交流电路中，理想变压器原线圈输入电压为U1 ，输入功率为P1 ，输出功率为P2 ，各交流电表均为理想电表．当滑动变阻器R的滑动头向下移动时（）
A . 灯L变亮
B . 各个电表读数均变大
C . 因为U1不变，所以P1不变
D . P1变大，且始终有P1=P2
二、多选题 (共5题；共15分)
11. （3分） (2020高二上·沈阳期末) 正弦交变电源与电阻R、交流电压表、交流电流表按照图甲所示的方式连接，R=200Ω，图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则（）
A . 交流电压表的读数是311V
B . 交流电流表的读数是1.1A
C . R两端电压随时间变化的规律是
D . R两端电压随时间变化的规律是
12. （3分）在电能的输送过程中，若输送的电功率一定、输电线电阻一定时，对于在输电线上损失的电功率，有如下四种判断，其中正确的是（）
A . 和输送电线上电压降的平方成反比
B . 和输送电压的平方成正比
C . 和输送电线上电压降的平方成正比
D . 和输送电压的平方成反比
13. （3分）(2015·海南) 如图，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4：1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0 ，负载电阻的阻值R=11R0 ，是理想电压表．现将负载电阻的阻值减小为R=5R0 ，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为5.0V，则（）
A . 此时原线圈两端电压的最大值约为34V
B . 此时原线圈两端电压的最大值约为24V
C . 原线圈两端原来的电压有效值约为68V
D . 原线圈两端原来的电压有效值约为48V
14. （3分）如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，线圈的两端与滑动变阻器R连接，当R=10Ω时，交流电压表示数为10V。
图乙是穿过矩形线圈的磁通量Φ随时间t变化的图象，线圈电阻不能忽略，下列说法正确的是（）
A . 0.02s时，R两端的电压瞬时值为零
B . 电阻R上的电功率为10W
C . R两端的电压u随时间t变化的规律是u=10 cos100πt（V）
D . 当滑动变阻器触头向下滑动时，电压表示数变小
15. （3分）在电能输送过程中，若输送的电功率一定、输电线电阻一定，则在输电线上损耗的电功率（）
A . 和输电线上电压的平方成反比
B . 和输电电流的平方成反比
C . 和输电线上的电压降的平方成正比
D . 和输电电流的平方成正比
三、解答题 (共1题；共5分)
16. （5分） (2017高二下·吴忠期中) 某发电机输出功率是100kW，输出电压是250V，从发电机到用户间的输电线总电阻R是8Ω，要使输电线上的功率损失为5%，而用户得到的电压正好为220V，求升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比各是多少？
四、综合题 (共3题；共30分)
17. （10分）一座小型水电站发电机输出功率为100KW，输出电压为500V，输电线的电阻为10Ω，允许功率损耗为输出功率的4%．求：
（1）画出供电线路图
（2）在用电单位需要220V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？
（3）如果用电单位计划生产用电60KW，其余是照明用电，那么最多可装“220V，40W”的电灯多少盏？
18. （10分） (2018高二下·博兴期中) 如图所示，变压器原线圈1000匝，副线圈n2＝400匝，灯泡A标有“10V 2W”，电动机D的线圈电阻为1 ，将交变电流加到理想变压器原线圈两端，灯泡恰能正常发光，求：
（1）副线圈两端电压（有效值）；
（2）电动机D的电功率。
19. （10分） (2019高二上·曲阳月考) 某市第一中学有一台应急备用发电机，发电机线圈内阻为r＝1 Ω，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R＝4 Ω，全校22个教室，每个教室用“220 V40 W”电灯6盏，要求所有灯都正常发光，输电线路如图所示．
（1）升压变压器的输出电压多大？
（2）发电机的电功率多大？
参考答案一、单选题 (共10题；共20分)
1-1、
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
6-1、
7-1、
8-1、
9-1、
10-1、
二、多选题 (共5题；共15分)
11-1、
12-1、
13-1、
14-1、
15-1、
三、解答题 (共1题；共5分)
16-1、
四、综合题 (共3题；共30分) 17-1、
17-2、17-3、18-1、18-2、
19-1、19-2、。