2018年高考考点完全题物理考点通关练：考点39 变压器 电能的输送
高中物理最新-2018届高考物理变压器和电能的输送 精品
第2讲 变压器 电能的输送★考情直播考点1 理想变压器1．变压器的工作原理：在原、副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应现象，即 是变压器工作的基础.2．理想变压器：磁通量全部集中在铁芯内，变压器没有能量损失，输入功率 输出功率.3．原、副线圈对应关系： 电压关系=21U U ；电流关系=21I I 或⋅⋅⋅++=I n I n I n ；电功率关系：=P（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 ．原线圈中电流表的读数为1 AB ．原线圈中的输入功率为C ．副线圈中电压表的读数为1102VD ．副线圈中输出交流电的周期为50s[解析] 根据2121n n U U =可知副线圈电压为，则其有效值即电压表示数为110V ，C 错。
副线圈中电流A A R U I 255/110/22===，1221nn I I =可知原线圈电流为1A ，A 选项正确。
根据原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率W W R U P 2205511022===，B 错。
变压器不改变交变电流的周期，故s T 02.010022===ππωπ【答案】A[规律总结] 变压器的输出功率决定输入功率，且变压器不会改变电流的周期和频率。
考点2 动态变压电路分析1． 电压及匝数比决定 电压．只有负载变化时输出电压 ．[例2]（2018华师附中）调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图所示．线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上，CD 之间加上输入电压，转动滑动触头P 就可以调节输出电压．图中A 为交流电流表，V 为交流电压表， R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，CD 两端接恒压交流电源，变压器可视为理想变压器（ ）A. 当动触头P 逆时针转动时，电流表读数变大，电压表读数变大B. 当动触头P 逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变大C. 当滑动变阻器滑动触头向下滑动时, 电流表读数变小，电压表读数变大D. 当滑动变阻器滑动触头向下滑动时, 电流表读数变大，电压表读数变小[解析] 当动触头P 逆时针转动时，相当于增加了副线圈的匝数，而原线圈匝数保持不变，根据2121n n U U =可知，输出电压增大，其它因素不变时，电压表读数变大，电流表读数变大。
(完整word版)2018高考物理变压器和远距离输电
10-2变压器和远距离输电一、选择题1．在变电站里，经常要用交流电表监测电网上的强电流。
所用的器材叫电流互感器，如下图所示中，能正确反映其工作原理的是()[答案] A[解析]电流互感器的工作目的是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，监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中。
2.如图，理想变压器原副线圈匝数之比为41，原线圈接入一电压为u＝U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5Ω的负载电阻。
若U0＝2202V，ω＝100πrad/s，则下述结论正确的是()A．副线圈中电压表的读数为55VB．副线圈中输出交流电的周期为1100πs C．原线圈中电流表的读数为0.5A D．原线圈中的输入功率为1102W [答案]AC[解析]副线圈中电压表读数为副线圈电压的有效值U2＝n2U02n1＝55V，A对。
副线圈中交流电的周期等于原线圈中交流电源电压的周期T ＝2πω＝150s ，B 错。
原线圈中的电流I 1＝I 2n 2n 1＝U 2n 2Rn 1＝0.5A ，C 对。
原线圈中的输入功率P ＝U 0I 12＝110W ，D 错。
3．(2012·大连四所重点中学联考)如图所示，M 为理想变压器，电表均可视为理想电表，电源电压U 不变，输电线电阻忽略不计。
当变阻器滑片P 向上移动时，读数发生变化的电表是( )A ．A 1B ．A 2C ．V 1D ．V 2 [答案] AB[解析] 本题考查变压器及电路动态分析。
由于电源电压U 不变，根据理想变压器工作原理可知两电压表示数不变，CD 错误；当变阻器滑片P 向上移动时，变阻器连入电路的电阻减小，右侧电路中电流增大，B 正确；根据P 入＝P 出可知原线圈中电流也增大，A 正确。
4．(2012·辽宁丹东四校摸底)如图所示，两种情况下变压器灯泡L 2、L 3的功率均为P ，且L 1、L 2、L 3为相同的灯泡，匝数比为n 1 ∶n 2＝3 ∶1，则图甲中L 1的功率和图乙中L 1的功率分别为( )A ．P 、PB ．9P 、4P9C.4P9、9P D.4P 9、P [答案] B[解析] 由题意可知，两种情况下变压器输出功率均为2P ，设灯泡L 2、L 3的电压为U ，电流为I ，电阻为R ，两种情况下变压器的输入电压为3U ，变压器输入电流为23I ；图甲中L 1的功率为P 1＝(3U )2R ＝9P ；图乙中L 1的功率为P 2＝(23I )2R ＝4P9，选项B 正确。
【高二物理试题精选】电能的输送过关练习题(有答案)
电能的输送过关练习题（有答案）1．(2018年高考广东卷)如图5－5－4为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是( )图5－5－4A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B．高压输电是通过减小输电电流减少电路的发热损耗C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好解析选ABD根据P＝I2R可知，在电流I一定的情况下，减小电阻R可以减少电路上的电能损失，而R＝ρLS，所以增大输电线横截面积S可减小电阻R，A正确；由输送电功率P＝UI，得输电线损失电功率P线＝I2R＝P2U2R，可见减小输电电流可减小电路发热损耗，在输送电压一定时，输送的电功率P越大，电能损失越大，B正确，C错误；高压输电并不一定是电压越高越好，电压过高时，会带技术和设备上的困难，所以D正确．2．关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是( ) A．由功率P＝U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻B．由P＝IU，应低电压小电流输电C．由P＝I2R，应减小导线电阻或减小输电电流D．上述说法均不对解析选C输电时导线上损失的电压ΔU＝IR，它不同于输电电压，P＝U2R或P＝IU中的U应为导线上损失的电压，故A、B错，导线上功率的损失为发热损失，即P＝I2R，故C正确．3．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时( )A．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低B．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小C．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大D．供电线路上电流恒定，但开的灯比深夜时多，通过每盏灯的电流小解析选C照明供电线路的用电器是并联的，晚上七、八点钟用电高峰时，用电器越多，总电阻越小，供电线路上的电流越大，输电线上损失的电压较大，用户得到的电压较小，C正确．4．远距离输电，原用电压U0输电，在输电线上损失的电功率为P0，现在要使输电线上损失的电功率减少到原的1/10，则输电电压应为( )A．100 U0 B10 U0C．U0/10 D．U0/100解析选B设线路电阻为r，损失功率为P损＝I2r，线路电流为I ＝P/U0解得P损＝P2r/U20则P损′∝1U0′2当P损为原的110时，U0′＝10U0选项B正确．5．通过相同材料的导线向同一用户输送10 kW的电功率，如在输送电压为110 V和220 V两种情况下导线上损失的电能相同，那么这两种情况下输电线的截面积之比为多少？解析P损＝I2R线＝(PU)2R线＝P2U2ρlS，所以S＝P2ρlU2P损，由于输送的电功率和P损都相同，且两地距离不变即l相同，材料也相同，所以S1∶S2＝22021102＝4∶1答案4∶1一、选择题1．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R，通过输电导线的电流为I，输电线末端的电压为U2，下面选项表示输电导线上损耗的功率的是( )AU21R B U1－U2 2RC．I2R D．I(U1－U2)解析选BCD输电线上损耗的功率P损＝I2R＝U2损/R＝I U损，而U损＝U1－U2，故B、C、D正确．2．水电站向小村输电，输送电功率为50 kW，若以1100 V送电，则线路损失为10 kW，若以3300 V送电，则线路损失可降为( ) A．33 kW B．11 kWC．30 kW D．11 kW解析选B由P＝UI，ΔP＝I2R可得ΔP＝P2U2R，所以当输送电压增大为原3倍时，线路损失变为原的19，即ΔP＝11 kW 3．(2018年高考江苏卷)在如图5－5－5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( )图5－5－5A．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 n1n2 2R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．4．输电导线的电阻为R，输送电功率为P现分别用U1和U2两种电压输电，则两次输电线上损失的功率之比为( )A．U1∶U2 B．U21∶U22C．U22∶U21 D．U2∶U1解析选C由P＝UI得输电线中的电流I＝PU，输电线上损失的功率P损＝I2R＝(PU)2R＝P2RU2即在输送功率和输电线电阻不变的情况下，损失的功率与输电电压的平方成反比，所以P损1∶P损2＝U22∶U215．(2018年高考东卷)某小型水电站的电能输送示意图如图5－5－6所示，发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则( )图5－5－6An2n1 n3n4Bn2n1 n3n4C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率解析选AD由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率．P出－P损＝P入，故D正确U2U1＝n2n1，U3U4＝n3n4，因为U1＝200 V＜U4＝220 V，U2＞U3＝U2－U线，故n2n1＞n3n4，选项A正确．6．为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为P；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9P，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( )A．输电电流为3 I B．输电电流为9 IC．输电电压为3 U D．输电电压为13U解析选AD输电线上的热耗功率P线＝I2R线，热耗功率由P变为9 P，则电流I变为3 I，选项A正确．输电功率P不变，由P＝UI，电流变为3 I，输电电压为13U，选项D正确．7．在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为L，输电线损失的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则P′、P用的关系式正确的是( ) A．P′＝U2SρL B．P′＝P2ρLU2SC．P用＝P－U2SρL D．P用＝P(1－PρLU2S)解析选BD输电线电阻R＝ρLS输电电流I＝PU故输电线上损失的电功率为P′＝I2R＝(PU)2ρLS＝P2ρLU2S用户得到的电功率为P用＝P－P′＝P(1－PρLU2S)．8．远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原的n 倍，关于输电线上由电阻造成的电压损失和功率损失的说法中，正确的是( )A．输电线上的电功率损失是原的1/n；B．输电线上的电功率损失是原的1/n2；C．输电线上的电压损失是原的1/n；D．输电线上的电压损失是原的n倍解析选BC由P＝UI知，当输送的功率P一定时，电压升高为原的n倍时，输电电流I′＝P/U′＝P/(nU)＝1nI又P线＝I2R线，所以输电线上的功率损失P损′＝(1nI)2R线＝1n2P损，即B正确，A 错误．输电线上的电压损失U损′＝I′R线＝1nIR线＝1nU损，C正确，D错误．9．(2018年高考海南卷)一台发电机最大输出功率为4000 kW，电压为4000 V，经变压器T1升压后向远方输电．输电线路总电阻R＝1 kΩ到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V,60 W)．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则( ) A．T1原、副线圈电流分别为103 A和20 AB．T2原、副线圈电压分别为18×105 V和220 VC．T1和T2的变压比分别为1∶50和40∶1D．有6×104盏灯泡(220 V、60 W)正常发光解析选ABDT1原线圈的电流为I1＝P1U1＝4000×1034000A＝1×103 A，输电线上损失的功率为P损＝I22R＝10%P1，所以I2＝10%P1R＝4000×103×011×103 A＝20 A，选项A对；T1的变压比为n1n2＝I2I1＝20183＝150；T1上副线圈的电压为U2＝50U1＝2×105 V，T2上原线圈的电压为U3＝U2－I2R＝2×105 V －20×103 V＝18×105 V，选项B对；T2上原、副线圈的变压比为n3n4＝U3U4＝18×105220＝9×10311，选项C错；能正常发光的灯泡的盏数为N＝90%P160＝6×104(盏)，选项D对．二、非选择题10．有一理想变压器原、副线圈的匝数比为100∶1，原线圈上所加电压为23 kV，副线圈通过总电阻为2 Ω的供电导线向用户供电，用户用电器得到的电压是220 V，求供电导线上损耗的功率．解析设原线圈上所加电压为U1，匝数为n1，副线圈上两端电压为U2，匝数为n2，有 U1U2＝n1n2①副线圈两端通过导线向用户供电，设用户电压为U3，导线上的电压为U4，有U2＝U3＋U4②导线上损失功率为P＝U24R③由①②③式得P＝(n2n1U1－U3)2/R＝1100×23×104－220 22 W＝50 W答案50 W11．(2018年开封高二检测)一座小型发电站的输出功率是20 kW，输电线路总电阻是5 Ω(1)若输电电压是400 V，输电线路损耗的功率是多少？(2)若改用5000 V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，用户得到的电压是多少？解析(1)输电线上的电流强度为I＝PU＝20×103400A＝50 A，输电线路损耗的功率为P损＝I2R＝502×5 W＝12500 W＝125 kW(2)改用高压输电后，输电线上的电流强度变为I′＝PU′＝20×1035000A＝4 A，用户端在变压器降压前获得的电压U1＝U′－I′R＝(5000－4×5)V＝4980 V，根据U1U2＝n1n2可知，用户得到的电压为U2＝n2n1U1＝122×4980 V＝2264 V答案(1)125 kW (2)2264 V12．小型水利发电站的发电机输出功率为245 kW，输出电压为350 V，输电线总电阻为4 Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220 V，所以在用户处需安装降压变压器．输电电路图如图5－5－7所示，求图5－5－7(1)输电线上的电流．(2)升压变压器的原、副线圈的匝数之比．(3)降压变压器的原、副线圈的匝数之比．解析(1)输电线上功率损失ΔP＝5%P1＝5%×245 kW＝1225 W，又因为ΔP＝I22R线，所以，输电线上的电流为I2＝ΔPR线＝12254A＝175 A(2)升压变压器原线圈上的电流I1＝P1/U1＝245 kW/(350 V)＝70 A，升压变压器原、副线圈的匝数之比为n1∶n2＝I2∶I1＝175∶70＝1∶4(3)输电线上电压损失ΔU＝I2R线＝U2－U3，降压变压器输入电压U3＝U2－ΔU＝n2n1U1－I2R线＝(4×350－175×4)V＝1330 V降压变压器原、副线圈的匝数之比为n3∶n4＝U3∶U用＝1330∶220＝133∶22答案(1)175 A (2)1∶4 (3)133∶22。
(新课标)高考物理一轮总复习第十一章第二讲变压器电能的输送练习(含解析)
变压器 电能的输送[A 组·基础题]1．如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝5∶1，其原线圈接一交流电源，电压u ＝2202sin 100πt V ，副线圈接一电动机，电阻为11 Ω.若电流表A 2示数为1 A ，电表对电路的影响忽略不计，则( B )A ．交流电的频率为100 HzB ．电动机输出功率为33 WC ．电流表A 1示数为5 AD ．变压器原线圈的输入功率为33 W2．(2018·广东高考一模)在如图所示的电路中，理想变压器原线圈匝数n 1＝600匝，副线圈的匝数n 2＝120匝，当原线圈接入u ＝180sin 50πt V 的正弦式交变电流时，下列判断正确的是( C )A ．正弦式交变电流的频率为50 HzB ．副线圈两端电压为36 VC ．当滑动变阻器滑片向b 端滑动时，灯泡消耗的电功率一定增大D ．当滑动变阻器滑片向a 端滑动时，滑动变阻器消耗的总电功率一定增大解析：正弦交流电的频率为f ＝ω2π＝50π2π＝25 Hz ，A 错误；原线圈两端电压为U 1＝1802＝90 2 V ，根据U 1U 2＝n 1n 2可得副线圈两端电压为U 2＝18 2 V ，B 错误；当滑动变阻器滑片向b 端滑动时，灯泡两端的电压增大，故小灯泡消耗的电功率一定增大，C 正确；滑动变阻器滑片向a 端滑动过程中，其连入电路的电阻分为两部分，一部分增大，一部分减小，所以其消耗的总功率不一定增大，D 错误．3．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( B )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 cd4．如图，一理想变压器原线圈接正弦式交流电源，副线圈接有三盏相同的灯(不计灯丝电阻的变化)，灯上均标有“36 V 6 W”字样，此时L1恰好正常发光，图中两个电表均为理想电表，其中电流表的示数为0.5 A，下列说法正确的是( D )A．原、副线圈匝数之比为3∶1B．变压器的输入功率为12 WC．电压表的示数为9 VD．若L3突然断路，则L1变暗，L2变亮，输入功率减小5．(多选)如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u＝311sin 314t V的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统，其中R2是用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的传感器，电流表A2是值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器两端的电压(报警器未画出)，R3是一定值电阻．当传感器R2所在处出现火情时，下列说法正确的是( BD )A．变压器的输入功率不变B．变压器的输入功率增大C．电流表A1的示数增大，电压表V1的示数增大D．电流表A2的示数减小，电压表V2的示数减小6．(多选)(2019·山西榆社中学联考)如图所示，理想变压器原、副线的匝数比n1∶n2＝22∶1在a、b端加上一交变电压u＝2202sin 100 πt V，通过小灯泡的电流为0.3 A，小灯泡正常发光，则下列说法正确的是( AD )A．小灯泡的额定功率为3 WB．小灯泡的额定功率为66 WC．将滑动变阻器的滑片稍微下移，灯泡会变暗D．将滑动变阻器的滑片稍微下移，变压器的输入功率将变小7．(多选)如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝210T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5 m2，线框电阻不计，线框平面与磁感线垂直，以此时刻为计时起点，线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝200 rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V 60 W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法正确的是( BD )A．图示位置穿过线框的磁通量变化率不为零B．线框中交变电压瞬时值的表达式为e＝5002·sin 200t VC．变压器原、副线圈匝数之比为50∶11D．变压器允许输出的最大功率为5 000 W[B组·能力题]8. 如图所示的电路中，变压器为理想变压器，原线圈接一正弦交变电流，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，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，则当该装置附近有火源而导致其所在位置温度升高时(不考虑仪器的损坏)( B )A．电流表示数不变B．电压表的示数不变C．R0的功率变小D．变压器的输出功率减小9．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈中心的抽头，电压表和电流表均为理想电表，除R以外其余电阻不计．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＝2202·sin 100πt V．下列说法中正确的( C )A ．t ＝1600 s 时，电压表的示数为220 V B ．t ＝1600s 时，a 、c 两点间电压瞬时值为110 V C ．滑动变阻器滑片向上移，电压表的示数不变，电流表的示数减小D ．单刀双掷开关由a 扳向b ，电压表的示数不变，电流表的示数减小10．(多选)如图所示，匀强磁场的磁感应强度B ＝22T ，单匝矩形线圈面积S ＝1 m 2，电阻r ＝10 Ω，绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动．线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接．V 为理想交流电压表，A 1、A 2为理想交流电流表，L 1、L 2为两个完全相同的电灯泡，灯泡上标有“20 V 20 W”的字样且均正常发光，电流表A 1的示数为1 A ．则以下说法正确的是( AC )A ．电流表A 1、A 2的示数之比为1∶2B ．理想电压表原、副线圈的匝数之比为1∶2C ．线圈匀速转动的角速度ω＝100 rad/sD ．电压表的示数为40 2 V11．(多选)如图甲所示，空间中存在一水平方向的匀强磁场，磁感应强度B ＝0.5 T ，一矩形线圈绕水平中心轴P 匀速转动，转动角速度ω＝10 2 rad/s ，线圈面积S ＝0.3 m 2，匝数n ＝4，现把甲图产生的交流电加在乙图的a 线圈两端，铁芯上的另一线圈b 与一个标有“12 V 9 W”的小灯泡相连．线圈a 与b 的匝数之比为1∶2.甲图中的矩形线圈从图示位置运动开始计时，不计所有导线的电阻，则( BD )A ．线圈转动产生的感应电动势e ＝62sin 102t VB ．线圈绕P 转动时的电动势等于绕另一平行于P 轴的Q 轴转动时的电动势C ．小灯泡恰好正常发光D ．小灯泡不能正常发光12．(多选)(2019·长春实验中学开学考试)含有理想变压器的电路如图所示，L 1、L 2、L 3均为“24 V 2 W”的灯泡，V 为理想交流电压表，a 、b 端接正弦交流电压源(输出电压的有效值恒定)．当开关S 闭合时，灯泡均正常发光．下列说法正确的是( BD )A ．变压器原、副线圈匝数比为1∶2B ．电压表的示数为72 VC ．变压器的输入功率为8 WD ．若在副线圈上再并联一个相同的灯泡，灯泡L 1可能会烧毁解析：每个灯泡的额定电流：I L ＝P L U L ＝224 A ＝112 A ，则原线圈的电流为I 1＝112A ，副线圈的电流为I 1＝16 A ，则n 1n 2＝I 2I 1＝21，选项A 错误；变压器次级电压为24 V ，则根据匝数比可得初级电压为U 1＝n 1n 2U 2＝48 V ，则电压表读数为48 V ＋24 V ＝72 V ，选项B 正确；变压器的输入功率：P 1＝U 1I 1＝4 W ，选项C 错误； 副线圈上再并联一个相同的灯泡L 4，则副线圈电流增大，则原线圈电流也增大，超过额定电流，灯泡L 1可能烧坏，故D 正确．13．(2019·河南中原名校质检)2017年8月，广东省受台风“天鹤”影响，造成大面积停电．某通讯公司准备的应急供电系统如图所示，图中T 1、T 2分别为理想的升压变压器和降压变压器，R 表示输电线电阻，I 表示电流，U 表示线圈两端电压，n 表示线圈的匝数，下列说法正确的是( D )A ．如果发电机的输出功率为P ，则P ＝U 1I 1＝U 2I 2＝U 4I 4B ．若n 1∶n 2＝n 4∶n 3，则有U 1＝U 4C ．用户消耗的功率越大，输电线上消耗的功率越小D ．如果发电机的输出功率为P ，则输电线上消耗的功率为P 2U 22R 解析：由于输电线需要消耗一部分电能，故发电机的输出功率P ＝U 1I 1＝U 2I 2＞U 4I 4，A 错误；输电线上有电压降，所以n 1n 2＝U 1U 2，U 2＝ΔU ＋U 3，n 3n 4＝U 3U 4，即U 1ΔU ＋U 3＝U 4U 3，故U 1≠U 4，B 错误；根据P ＝UI 可知I 2＝P U 2，可知输电线上损耗的功率ΔP ＝I 22R ＝P 2U 22R ，用户消耗的功率越大，则发电机输出功率越大，输电线上消耗的功率越大，C 错误，D 正确．。
最新-2018届高三物理一轮复习 变压器 电能的输送测试
2018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I 1,输入功率为P 1,副线圈的电流为I 2,输出功率为P2.当R 增大时( )A.I 1减小,P 1增大B.I 2减小,P 2减小C.I 2增大,P 2减小D.I 1增大,P 2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I 2减小,由P 2=U 2I 2可知,功率P 2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 1：n 2=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 Ω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C.经过1分钟电阻发出的热量是6×118 JD.变压器的输入功率是1×118 W解析:由图象可知U 1=220 V,则U 2=21n n U 1=511×220V=100 V 流过电阻电流I=2U R =10 A,A 错;电压表示数应为100V,B 错;1分钟放出热量Q=I 2Rt=118×10×60 J=6×118 J,C 错;P 出=U 2I=100×10 W=1×118 W,所以P 入=P 出=1×118 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 1、L 2,电路中分别接了理想交流电压表V 1、V 2和理想交流电流表A 1、A 2,导线电阻不计,如图所示.当开关S 闭合后( )A.A 1示数变大,A 1与A 2示数的比值不变B.A 1示数变大,A 1与A 2示数的比值变大C.V 2示数变小,V 1与V 2示数的比值变大D.V 2示数不变,V 1与V 2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1122U n U n =可知,由于V 1不变,所以副线圈的输出电压U 2不变,且V 1与V 2示数的比值不变,故当开关S 闭合后,电阻R 减小,由I 2=2U R 可知,电流表A 2的示数变大,由1221I n I n =可知,电流表A 1的示数也变大,但A 1与A 2示数的比值不变,始终等于21.n n 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=U 0sin ωt 的交流电源,副线圈接一个R=27.5 Ω的负载电阻.若U 0ω=100πrad/s,则下述结论正确的是( )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1100πs C.原线圈中电流表的读数为0.5 AD.原线圈中的输入功率为解析:因为U 0则电压有效值U=220 V,由1122U n U n =得U 22204V ==55 V,A 正确.因为ω=100πrad/s,则22100Tππωπ==s=0.18 s,则B错误.负载R中电流I2=5527.5U VR=Ω=2 A,由1221I nI n=得I1=0.5 A,所以C正确.功率P=U1I1=220V×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,I1､I2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U1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U1不变,S由a切换到b,则I2减小C.保持P的位置及U1不变,S由b切换到a,则I1增大D.保持U1不变,S接在b端,将P向上滑动,则I1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I1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,I2减小,B对;P向上滑动时,R减小,I2增大,由电流与匝数的关系可知,I1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,n1减小U2↑, 读数增大,副线圈电流I2=2UR,原线圈电流I 1读数增大,故A错､当Q不变P上移时n1↑U2↓读数减小,I2↓I1↓B正确.当P不动时n1不变,由1122U nU n=知U2不变, 读数不变,Q上移R↓I2↑I1↑ 读数增大,C对D错.答案:BC7.某水电站,用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500 km外的用户,其输出电功率是3×118 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2.0×118 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9×118 kWD.输电线上损失的功率为ΔP=2Ur,U为输电电压,r为输电线的电阻解析: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=U输I输,可见用500 kV电压输电时,输电电流为I=95310510PU⨯=⨯输输A=6×118 A,A错误;输电线上的电压损耗U损=I输R线=6000×2.5 V=15 kV,B正确;输电线上的功率损耗应该使用P损=2I输R线=U损I输来计算,若用2UPr=来计算,U为电压损耗才可以,D错误;若改用5 kV电压输电,则输电线上损失的功率为9×1011 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121 20nn=,加在原线圈的电压为u1=311sin100πt(V),霓虹灯正常工作的电阻R=440 kΩ,I1､I2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 2D.I 1>I 2解析:由u 1=311sin100πt(V)知U 1V=220 V 由1122U n U n =得U 2=4400 V I 2=2U R =0.01 A 故A 错误,B 正确. 由1221201I n I n ==,则I 1>I 2 故C 错误,D 正确.答案:BD9.如图所示,变压器的原线圈及两个副线圈的匝数比为n 1：n 2：n 3=4：2：1,所连接的三个灯消耗的电功率相同,则流过每个灯的电流之比I 1：I 2：I 3=________,每个灯的电阻之比为R 1：R 2：R 3=________.解析:理解变压器每个线圈的电压之比等于它们的匝数比,则U 1：U 2：U 3=4：2：1,理想变压器的输入功率等于输出功率,则有I 1U 1=I 2U 2+I 3U 3.又 I 2U 2=I 3U 3,则I 2=32U U I 3-12I 3 I 1U 1=2I 2U 2,则I 2=212U U I 2=I 2=12I 3 故I 1：I 2：I 3=1：2：2三个灯泡消耗的功率相等,有I^2_1R 1=I ^2_2R 2=I ^2_3R 3得R 1：R 2：R 3=4：4：1答案:4：2：1 4：4：110.某小型实验水电站输出功率是20 kW,输电线路总电阻是6 Ω .(1)若采用380 V 输电,求输电线路损耗的功率.(2)若改用5000 V 高压输电,用户端利用n 1：n 2=22：1的变压器降压,求用户得到的电压. 解析:(1)输电线上的电流强度为 I=32010380P U ⨯=A=52.63 A 输电线路损耗的功率为P 损=I 2R=52.632×6 W≈16620 W=16.62 kW.(2)改用高压输电后,输电线上的电流强度变为 I′=320105000P U ⨯='A=4 A 用户端在变压器降压前获得的电压U 1=U-I′R=(5000-4×6) V=4976 V 根据1122U n U n = 用户得到的电压为U 2=21n n U 1=122×4976 V=226.18 V. 答案:(1)16.62 kW (2)226.18 V11.如图所示,一理想变压器的原线圈接在电压为220 V 的正弦交流电源上,两副线圈匝数分别为n 2=16匝､n 3=144匝,通过理想二极管､单刀双掷开关与一只“36 V 18 W”的灯泡相连(灯泡电阻不变),当开关接1时,灯泡正常发光,求(1)原线圈的匝数n 1;(2)当开关接2时,灯泡两端电压的有效值.解析:(1)根据变压器电压比113n U n U =灯解得原线圈匝数n 1=880匝. (2)开关接2时,有1123n U n n U=+ 解得副线圈上电压为U=40 V设交变电流的周期为T晶体二级管有单向导电性,因此222U U T T R R'= 此时灯泡两端电压有效值为答案:(1)880匝12.如图所示是一种自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图,转轴的一端装有一对随轴转动的磁极,另一端装有摩擦小轮.电枢线圈绕在固定的U 形铁芯上,自行车车轮转动时,通过摩擦小轮带电磁极转动,使线圈中产生正弦交变电流,给车头灯供电.已知自行车车轮半径r=35 cm,摩擦小轮半径r 0=1.00 cm.线圈有n=800匝,线圈框横截面积S=20 cm 2,总电阻R 1=40 Ω.旋转磁极的磁感应强度B=0.010 T,车头灯电阻R 2=10 Ω.当车轮转动的角速度ω=8 rad/s 时,求:(1)发电机磁极转动的角速度;(2)车头灯中电流的有效值.解析:(1)磁极与摩擦小轮转动的角速度相等,由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动,故有ω0r 0=ωrω0=00.3580.01rr ω=⨯rad/s=280 rad/s. (2)摩擦小轮带动磁极转动,线圈产生的感应电动势的最大值为E m =nB ω0S=800×0.010×280×20×10-4 V=4.48 V感应电动势的有效值=通过灯泡的电流有效值 I=12 3.24010E R R =++ A=64 mA. 答案:(1)280 rad/s (2)64 mA。
2018年高考物理一轮复习专题12.2变压器电能的输送精讲深剖
专题12.2 变压器、电能的输送1．（2017北京，16）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，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B．电流表的读数为C．电压表的读数为D．副线圈输出交流电的周期为50s【答案】B2.(2016·全国乙卷T16)一含有理想变压器的电路如图11所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω，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( )图11B．3A．2D．5C．4【答案】B 【解析】设原、副线圈的匝数比为k，根据变压器匝数比与电流成反比的关系，则原线圈电流为I时，副线圈电流为kI；原线圈电流为4I时，副线圈电流为4kI.根据变压器的输入功率等于输出功率得UI －I 2R 1＝(kI )2(R 2＋R 3)4UI －(4I )2R 1＝(4kI )2R 2联立两式代入数据解得k ＝3选项B 正确．3.(2016·全国丙)如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a 和b .当输入电压U 为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是( )A ．原、副线圈匝数比为9∶1B ．原、副线圈匝数比为1∶9C ．此时a 和b 的电功率之比为9∶1D ．此时a 和b 的电功率之比为1∶9【答案】AD4.(2015全国卷Ⅰ)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，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220 V 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U .原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k ，则( )A ．U ＝66 V ，k ＝19B ．U ＝22 V ，k ＝19 C ．U ＝66 V ，k ＝13D ．U ＝22 V ，k ＝13【答案】A【解析】设原、副线圈中的电流分别为I 1、I 2，则I1I2＝n2n1＝13，故k ＝I21R I22R ＝19.设原线圈两端的电压为U 1，则U1U ＝n1n2＝31，故U 1＝3U ，而原线圈上电阻分担的电压为13U ，故U3＋3U ＝220 V ，解得U ＝66 V ．选项A 正确．5. (2014全国卷Ⅱ)如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2.原线圈通过一理想电流表Ⓐ接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大．用交流电压表测得a 、b 端和c 、d 端的电压分别为U ab 和U cd ，则( )。
2018届高考一轮复习：变压器 电能的输送
变压器
传感器
电能的输送
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第 2讲
抓考点
变压器
考点一
电能的输送
理想变压器及基本关系的应用
高效备考
考点二 理想变压器中有关物理量的动态分析 考点三 远距离输电
培素养
技能提升
练经典
物理建模系列(九) 常见理想变压器模型 随堂演练
走进高考
课时提能训练
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考点一 理想变压器及基本关系的应用
1． 变压器的构造 ：如图所示，变压 器是由 闭合铁芯 和绕在铁芯上的 两个线圈 组成的。 (1)原线圈： 与交流电源连接的线圈， 也叫 初级 线圈。 (2)副线圈：与 负载 连接的线圈，也叫 次级 线圈。 2．变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁 场，由于电流的 大小 、 方向 在不断变化，铁芯中的磁 场也在不断变化。变化的磁场在副线圈中产 生 感应电动势 ，所以尽管两个线圈之间没有导线相连， 副线圈也能够输出电流。互感现象 是变压器工作的基础。 3．理想变压器 没有 能量损失 的变压器，即 输入 功率等于 输出 功率。
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4．基本关系式 (1)功率关系： P入＝P出 。 U1 U2 U1 U2 U3 (2)电压关系： ＝ ； 有多个副线圈时， ＝ ＝ ＝„ n1 n2 n1 n2 n3 I1 n 2 (3)电流关系：只有一个副线圈时， ＝ 。 I2 n 1 由 P 入＝P 出及 P＝UI 推出有多个副线圈时，U1I1＝ U2I2＋U3I3＋„＋UnIn 。
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思维诊断 (1) 变压器不但可以改变交流电压，也可以改变直流电 压。 (× ) (2) 理想变压器的基本关系式中，电压和电流均为有效 值。 ( √ ) (3)变压器不但能改变交变电流的电压，还能改变交变电 流的频率。 (× ) (4)正常工作的变压器当副线圈与用电器断开时，副线圈 两端无电压。 (× ) (5)变压器副线圈并联更多的用电器时，原线圈输入的电 流随之减小。 (源自返回导航页结束放映
2018届高三物理高考总复习课后提能演练：专题11 第2讲
专题十一 第2讲一、选择题：在每小题给出的四个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求，第5题有多项符合题目要求．1．(2017年成都模拟)我国“西电东送”采用高压输电，继三峡至常州500 kV 直流输电工程后，又实现了三峡至广东的500 kV 直流输电工程．采用高压直流输电有利于不同发电机为同一电网供电和不同电网的互联．已知发电机输出电压为450 V ，关于高压直流输电，下列说法不正确的是( )A ．高压输电可以减小输电电流，从而减小输电线的能量损耗B ．为实现高压直流输电，可以用变压器直接改变恒定电流的电压C ．升压变压器原、副线圈的匝数之比为9∶10 000D ．恒定的直流输电可以有效消除交流高压输电中感抗和容抗的影响【答案】B【解析】采用高压直流输电，可以减小输电电流及交流输电中感抗和容抗的影响；变压器是利用互感现象进行工作的，对直流电路无变压作用；发电机发出的是正弦交变电流，先用变压器升压后再用整流器变成直流，变压器的匝数比为n 1n 2＝U 1U 2＝450500×103＝910 000，故答案为B.2．某用电器离供电电源的距离为L ，线路上的电流为I ，若要求线路上的电压降不超过U ，已知输电线材料的电阻率ρ，则该输电线的横截面积的最小值为( )A ．ρL RB ．U ρLIC ．2UL IρD ．2ρIL U【答案】D【解析】输电线上的电压降U ＝2IR ，其中R 为一条输电线的电阻．由电阻定律可知R ＝ρL S ，联立以上两式可得S ＝2ρIL U ，即输电线的横截面积最小值为S ＝2ρIL U，故D 项正确． 3．(2017年商州一模)如图所示，一理想变压器原线圈输入正弦式交流电，交流电的频率为50 Hz ，电压表示数为11 000 V ，灯泡L 1与L 2的电阻相等，原线圈与副线圈的匝数比为n 1∶n 2＝50∶1，电压表和电流表均为理想电表，则( )A ．原线圈输入的交流电的表达式为u ＝11 000·sin 50πt VB ．开关S 未闭合时，灯泡L 1两端的电压为220 VC ．开关S 闭合后，电流表的示数为通过灯泡L 1中电流的12D ．开关S 闭合后，原线圈输入功率增大为原来的2倍【答案】B【解析】原线圈的电压最大值U m ＝11 000 2 V ，角速度ω＝2πf ＝100π rad/s ，所以原线圈输入的交流电的表达式为u ＝11 0002sin 100πt (V)，故A 项错误；开关S 未闭合时，灯泡L 1的两端的电压即为副线圈电压，则U 1U 2＝n 1n 2＝501，则开关S 未闭合时，灯泡L 1的两端的电压U 2＝220 V ，故B 项正确；开关S 闭合后，L 1与L 2并联，且电阻相等，所以电流表的示数与通过灯泡L 1中电流相等，故C 项错误；开关S 闭合后，副线圈功率增大为原来的2倍，则原线圈输入功率增大为原来的2倍，故D 项错误．4．(2017年东城模拟)如图所示，理想变压器原线圈a ，b 两端接正弦交变电压u ，u ＝2202sin 100πt (V)，原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝10∶1，电压表接在副线圈c ，d 两端，输电线的等效电阻为R ，原来开关S 是断开的，则当S 闭合一段时间后( )A ．电压表示数不变，示数为22 VB ．电压表示数不变，示数为220 2 VC ．灯泡L 两端的电压将变大D ．电流表示数一定为0【答案】A【解析】当S 闭合一段时间后，电压表示数不变，由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝110×220 V ＝22 V ，即电压表示数为22 V ，选项A 正确，B 错误；S 闭合后有交流电通过电容器和电流表，电流表示数不为零，选项D 错误；S 闭合后，电容器与灯泡L 并联的电阻减小，由于U 2不变，所以灯泡L 两端的电压将变小，选项C 错误．5．(2017年济宁联考)一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1，原线圈接入电压220 V 的正弦交流电，各元件正常工作，一只理想二极管和一个滑动变阻器R 串联接在副线圈上，如图所示．电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是( )A ．原、副线圈中的电流之比为5∶1B ．电压表的读数约为31.11 VC ．若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω，则1分钟内产生的热量为2.9×103 JD ．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均减小【答案】BC【解析】原、副线圈中的电流与匝数成反比，所以电流之比为1∶5，选项A 错误；原线圈接入电压为220 V 的正弦交流电，原、副线圈的电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压为44 V ，由于副线圈接着二极管，它具有单向导电性，而电表示数均是交流电的有效值，根据有效值的定义有442R ×T 2＝U 2R×T ，从而求得电压表两端电压有效值为U ＝22 2 V ≈31.11 V ，选项B 正确；若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω，则1 min 内产生的热量为Q ＝U 2R ·t ＝2.9×103 J ，选项C 正确；滑片向上滑动，滑动变阻器接入的阻值变小，其两端的电压不变，所以通过滑动变阻器的电流变大，即电压表示数不变，电流表示数变大，选项D 错误．二、非选择题6．某小型实验水电站输出功率是20 kW ，输电线总电阻为6 Ω.(1)若采用380 V 输电，求输电线路损耗的功率；(2)若改用5 000 V 高压输电，用户端利用n 1∶n 2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压．解：(1)输电线上的电流为I ＝P U ＝20×103380A ≈52.63 A 输电线路损耗的功率为P 损＝I 2R ＝52.632×6 W ≈16.62 kW.(2)改用高压输电后，输电线上的电流为I ′＝P U ′＝20×1035 000 A ＝4 A 用户端在变压器降压前获得的电压U 1＝U ′－I ′R ＝(5 000－4×6) V ＝4 976 V根据U 1U 2＝n 1n 2，用户得到的电压为 U 2＝n 2n 1U 1＝122×4 976 V ≈226.18 V .。
最新-2018高考物理 第10章第2讲 变压器 电能的输送③
变压器 电能的输送一、选择题(每小题5分，共25分)1．(2018届·江门检测)如图所示，一理想变压器原线圈匝数n 1＝1 100匝，副线圈匝数n 2＝220匝，交流电源的电压u ＝2202sin100πt (V)，电阻R ＝44 Ω，电压表、电流表为理想电表，则下列说法错误的是( )A ．交流电的频率为50 HzB ．电流表○A 1的示数为0.2 AC ．电流表○A 2 的示数为 2 AD ．电压表的示数为44 V【解析】 由交流电源的电压瞬时值表达式可知，ω＝100π，所以频率f ＝1T ＝ω2π＝50 Hz ，A 正确；理想变压器的电压比等于线圈匝数比，即n 1n 2＝U 1U 2，其中原线圈电压的有效值U 1＝220 V ，U 2＝n 2n 1U 1＝44 V ，故D 正确；I 2＝U 2R＝1 A ，故C 错误；由电流比与线圈匝数成反比，即I 1I 2＝n 2n 1，所以I 1＝n 2n 1I 2＝0.2 A ，故B 正确．综上所述，说法错误的是C 项． 【答案】 C2．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 0＝11 0002sin100πt V 的交流电降为220 V 供居民小区用电，则变电所变压器( )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】 u 0＝11 0002sin100πt V 中的11 0002指的是电压的最大值，有效值为11 000 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可得频率为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．【答案】 A 、B3．理想变压器连接电路如图甲所示，当输入电压波形如图乙时，已知原副线圈的匝数比为10∶1，电流表读数为2 A ，则( )A ．电压表读数282 VB ．电压表读数28.2 VC ．输入功率为56.4 WD ．输入功率为40 W【解析】 交流电表测得的是有效值，副线圈两端电压有效值为28210 2V ＝20 V ，故A 、B错；理想变压器输入功率等于输出功率，即P 入＝P 出＝UI ＝20×2 W＝40 W ，故选项D 正确．【答案】 D4．(2018届·绍兴质检)如图所示是一台理想自耦变压器，在a 、b 之间接正弦交流电，A 、V 分别为理想交流电流表和交流电压表．若将调压端的滑动头P 向上移动，则( )A ．电压表V 的示数变大B ．电流表A 的示数变小C ．变压器的输出功率变小D ．变压器的输入功率不变【解析】 考查变压器原理和规律以及动态变化．滑动头P 向上移动，原线圈的匝数将变大，根据原副线圈的电压比U 1I ＝n 1n 2，可判断副线圈的电压U 2将变小，电压表示数变小，A 错；根据电功率公式P ＝U 2R，可知副线圈的输出功率变小，根据能量守恒，原线圈的输入功率也随之变小，故原线圈的电流应变小，电流表的示数变小，B 、C 正确， D 错．【答案】 B 、C5.如图所示，一理想变压器接在电压为U 的交流电源上，原线圈接入电路的匝数可以通过调节滑动触头P 来改变.副线圈连接交流电流表、定值电阻R 0和可变电阻R ，则（ ）A.保持P 的位置不动，将R 的阻值增大，电流表的读数变小B.保持P 的位置不动，将R 的阻值增大，R 0的电功率变大C.保持R 的阻值不变，将P 向上滑动，电流表的读数变大D.保持R 的阻值不变，将P 向上滑动，R 0的电功率变大【解析】保持P 的位置不变，即原、副线圈的匝数比n 1/n 2不变，故副线圈两端的电压U′恒定，将R 的阻值增大时，由I='U R R 可知，副线圈中的电流变小，故电流表的读数变小，A 正确；由P 0=I 2R 0可知，R 0的电功率减小，B 错误；保持R 的阻值不变，将P 向上滑动时，原线圈的匝数n1增大，由U′=21n U n 可知，副线圈上的电压变小，由I='U R R +可知，副线圈中的电流变小，C 错误；由P 0=I 2R 0可知，R 0的电功率减小，D 错误.【答案】A二、非选择题(共35分)6．(10分)汽车等交通工具用电火花点燃汽油混合气，如图所示．已知汽车蓄电池电压为12 V ，变压器匝数之比为1∶100，当开关S 闭合后，火花塞上电压为多少？开关S 从闭合到突然断开这一过程，可为火花塞提供瞬时高电压，产生电火花．蓄电池提供的是直流电，为什么变压器的副线圈也能得到高电压呢？【答案】 开关S 闭合后，变压器原线圈中是恒定电流，铁芯中的磁通量不变，副线圈中没有感应电动势，火花塞上电压为零．当开关从闭合到突然断开，铁芯中磁通量突然变小，副线圈会产生一个瞬时高电压(脉冲高电压可达118 V 左右)，使火花塞产生电火花．7．(12分)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为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 两端加一定交流电压后，求两电阻消耗的电功率之比和两电阻两端电压之比．【解析】 根据变压器原、副线圈电流比I 1I 2＝n 2n 1＝14，设流过A 电阻电流I 1＝I ， 则流过B 电阻电流为I 2＝4I ，所以功率比P A P B ＝I 21RI 22R ＝I 2R 16I 2R ＝116.两电阻两端电压比U A U B ＝I 1R I 2R ＝14.【答案】 116 148.（13分）水力发电具有防洪、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 m 3/s ，现在欲在此河段安装一台发电功率为1 000千瓦的发电机发电.（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/s 2)【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=I 2R 得：设送电电压为U送，由P=IU得：。
2018届高考物理第一轮总复习全程训练 课练33 变压器
的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上．闭后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表．在图示位置线框中产生的感应电动势最大．线框中产生电动势的有效值为250 2 V．变压器原、副线圈匝数之比为25∶22．允许变压器输出的最大功率为1 000 W．用户用电器上交流电的频率是100 Hz．发电机输出交流电的电压有效值是500 V．副线圈两端电压的瞬时值为u＝2202sin100πt(V) ．变流电压表的示数为1 100 2 V内变压器输出的电能为3.96×104J的读数约为7.07 V的读数为0.05 A上消耗的功率为2.5 W．图乙中电压的有效值为220 V44 V间接入正弦交流电，有效值U1＝220的纯电阻负载供电，已知D1、D2为相同的理想二极管，正向电阻为匝，副线圈n2＝20匝，两端输入交流电压u的表达式为u＝362sin 100t(逆时针转动时，M、N之间输出交流电压的频率变大．曲线与时间坐标轴所围面积将增大．曲线与时间坐标轴所围面积将减小．曲线与纵轴交点的位置将向上移动．曲线与纵轴交点的位置将向下移动一小型水电站，其交流发电机与升压变压器原线圈连接，如图为输电示意图．原线圈的，输入电压为U1＝1 000 V，在输电过程中，要求能量损耗等于原线，已知输电线电阻为16 Ω，用户降压变压器的输出电压为0.5 T，边长为L＝10线圈绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，求感应电动势的最大值；由图示位置转过60°角时的感应电动势的值．，求线圈转过一周电流产生的总热量．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为为理想交流电流表，为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定．当开关如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡倍时，两灯均能正常发光，下列说法正确的是(一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的正弦交流电源上，如图所示．设副线圈回路中电阻如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表．下列说法正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间的输出电压为U.在将滑动触头从如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L)a、b两端接正弦交变电压不计导线电阻)，则当滑动变阻器滑片向右滑动时有一理想变压器，副线圈所接电路如图所示，灯L1、L2为规格相同的两只小灯泡．当闭合后，下列说法正确的是( )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．副线圈两端电压为22 2 V．电动机输出的机械功率为12 W．通过电动机的交流电频率为50 Hz．突然卡住电动机，原线圈输入功率变小两端接有电压不变的交流电源，变压器为理想变压器，电压表和电流表由断开到闭合，图中各电表示数变化情况正确的是.示数变小、示数变小、示数变小.示数变大、示数变大、示数变大.示数变大、示数变小、示数变大.示数变小、示数变大、示数变小12．(多选)(2017·沈阳三测如图所示，虚线框内为漏电保护开关的原理示意图：变压．甲不会发生触电事故，继电器不会切断电源．乙会发生触电事故，继电器不会切断电源＝2240W＝错误；电阻R2上消耗的功率为，电容器不会被击穿，选项＝I2R＝向上滑动时，连入电路＝n2－n n1n1－n n2＝错．由以上分析过程可以看出，原线圈两端电压减小，即示数变小，两端电压增大，即示数变大，则示。
高考物理一轮复习 考点通关练 考点39 变压器 电能的输
考点39 变压器电能的输送考点名片考点细研究：考试说明将本考点的要求由Ⅰ调为Ⅱ，对本考点要求有所提高，主要考查内容是：(1)理想变压器；(2)远距离输电等。
其中考查到的如：2016年全国卷Ⅰ第16题、2016年全国卷Ⅲ第19题、2016年天津高考第5题、2016年四川高考第2题、2016年江苏高考第4题、2015年全国卷Ⅰ第16题、2015年江苏高考第1题、2015年海南高考第10题、2015年安徽高考16题、2015年天津高考第6题、2015年广东高考第15题、2015年福建高考第15题等。
备考正能量：本考点以选择题的形式考查，命题热点是变压器的电压、电流和功率关系的分析计算、变压器和交变电流的综合考查、变压器和动态电路的综合考查，远距离输电的计算。
预计今后高考考查形式不会变化，仍将围绕理想变压器的电压、电流和功率关系展开命题。
一、基础与经典1. (多选)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1。
电池和交变电源的电动势都为6 V，内阻均不计。
下列说法正确的是( )A．S与a接通的瞬间，R中无感应电流B．S与a接通稳定后，R两端的电压为0C．S与b接通稳定后，R两端的电压为3 VD．S与b接通稳定后，原、副线圈中电流的频率之比为2∶1答案BC解析由理想变压器的原理可知，当S与a接通电流稳定时，由于通过原线圈与副线圈中的磁通量不发生变化，故在副线圈中无感应电流，但在刚接通瞬间，副线圈两端的电压不为零，R中有感应电流，故A错误，B正确；当S与b接通稳定后，原线圈中接有交变电流，由变压器的变压比可得副线圈两端电压为3 V，C正确；变压器并不改变交变电流的频率，D 错误。
2．如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电。
当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定功率10 W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40 Ω，图中电压表为理想电表，下列说法正确的是( )A ．变压器输入电压的瞬时值表达式为u ＝2202sin πt (V)B ．电压表的示数为220 VC ．变压器原、副线圈的匝数比为11∶1D ．变压器的输入功率为110 W 答案 C解析 由题图乙可知ω＝2πT＝100π rad/s ，则变压器输入电压的瞬时值表达式为u＝2202sin100πt (V)，A 错误。
变压器电能的输送.doc
变压器电能的输送⑵功率关系：P 入=卩出_②有多个畐U 线圈时， U 1|1= U 2I 2+ U 3I 3+-+ U n I n . 知识点二、 远距离输电1 .输电过程(如图10-2 — 2所示)图 10— 2— 22. 电压损失(1) A U = U — U ' (2) A U = IR 3. 功率损失 ,2 P 2 (1) A P = P — P '(2) A P = I 2R = Q)2R4. 减少输电线上电能损失的方法(1) 减小输电线的电阻 R 线：由只线=总知，可采用加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线. (2) 减小输电导线中的电流：在输电功率一定的情况下，根据P = UI ，要减小电流，必须提高输电电压1•在变电站里，经常要用交流电表监测电网上的强电流•所用的器材叫电流互感器，如下图所示中知识点一、 理想变压器1 .构造(如图10-2- 1所示)变压器由原线圈、畐U 线圈和闭合铁芯组成.2.基本关系(1)电压关系:U1 n1U2 n2. 铁芯⑶电流关系：①只有一个副线圈时:11 = n212 = n1.，能正确反映其工作原理的是（ ）【解析】 电流互感器的工作目的是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, 监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中.【答案】 A 2.（2012 •新课标全国高考）自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分•一升压式自耦调压变压器的 电路如图10- 2-3所示，其副线圈匝数可调•已知变压器线圈总匝数为 1900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220V 的交流电源上.当变压器输出电压调至最大时，负载R 上的功率为2.0kW.设 此时原线圈中电流有效值为11,负载两端电压的有效值为 U 2,且变压器是理想的，则 U 2和11分别约 为（）A . 380 V 和 5.3 AB . 380 V 和 9.1 AC . 240 V 和 5.3 AD . 240 V 和 9.1 A确，选项A 、C 、D 错误.【答案】 B3 .图10- 2 — 4是远距离输电的示意图，下列说法正确的是 （ ）A . a 是升压变压器，b 是降压变压器B . a 是降压变压器，b 是升压变压器C . a 的输出电压等于b 的输入电压D . a 的输出电压等于输电线上损失的电压 【解析】 远距离输电先升压，再降压，选项 压等于b 的输入电压与损失的电压之和，选项C 、D 均错.【解析】 根据理想变压器电压比关系U1 U2 n1n2,代入数据解得副线圈两端的电压有效值U 2= 380 V ,因理想变压器原、畐U 线圈输入和输出的功率相等，即P 入=P 出=U 1I 1，解得11 = 2 X103220 A &9.1 A ，选项B 正 a 的输出电【答案】A4 •如图10—2 —5所示，一理想变压器的原副线圈匝数比为1, 正弦交流电源的内阻不计，电阻R i = R2= 4 Q, R2消耗的功率为P2= 100 W，则()A • R i消耗的功率为100 WB • R1、R2中的电流之比为1 : 5C .原线圈两端电压的最大值为100 VD .交流电源的输出功率等于100 W【解析】由变压器的功率关系和R1、R2中的电流之比为1 : 5, R2中电流为1 A,消耗的功率为4 W,选项B正确，A错误；副线圈的输出电压为20 V，原线圈两端电压的有效值为100 V，最大值为141 V ,交流电源的输出功率等于两电阻消耗功率之和，为104 W，选项C、D 错误.【答案】B理想变压器基本关系的应用1•关于理想变压器的四点说明(1) 变压器不能改变直流电压.(2) 变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率.(3) 理想变压器本身不消耗能量.(4) 理想变压器基本关系中的U1、U2、|1、|2均为有效值.2. 理想变压器的三个制约关系(1) 输入电压U1决定输出电压U2.⑵输出电流|2决定输入电流|1.(3) 输出功率P2决定输入功率P1.例题1.如图10—2—6所示，一理想变压器原线圈的匝数n1= 1100匝，副线圈的匝数n2= 220匝，交流电源的电压u= 220 .'2sin (100 n ) V, R为负载电阻，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法中正确的是()A .交流电的频率为100 HzB .电压表的示数为44 VC.电流表A1的示数大于电流表A 2的示数D .变压器的输入功率大于输出功率【解析】由交流电源的电压u = 220 '2sin (100 n) V，可得交流电的频率为50 Hz，选项A错误.变压器输入电压为220 V，由变压公式知变压器输出电压为44 V，电压表的示数为44 V，选项B正确.根据变压器电流关系知，电流表A1的示数小于电流表A2的示数，选项C错误.根据理想变压器功率关系知, 变压器的输入功率等于输出功率，选项D错误.【答案】B【迁移应用】1. (多选)如图10—2—7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 = U0S in 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,«= 100 nrad/s，则下述结论正确的是()增大，则副线圈上的电流增大，所以原线圈上的电流也增大，故 A 错误; 只将的匝数减少，则副线圈上的电压减小，电流减小，所以原线圈的电流也减小，故 S2从4拨向3时，副线圈B 正确；只将S 3从闭合 改为断开时，畐U 线圈上的电阻增大，电流减小，所以原线圈的电流也减小，故C 正确；只将滑动变阻器 R 3滑动触头下移时，副线圈的电阻减小，则电流增大，原线圈的电流也增大，故D 错误.【答案】 BC 【迁移应用】 2.（ 多选）（2013 • 广末）用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化为如下物理问题.如图10-2-9，理想变压器的副线圈1 B •副线圈中输出交流电的周期为 乔厂s 100 nC •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】 副线圈中电压表读数为副线圈电压的有效值 周期等于原线圈中交流电源电压的周期T =弩=50 s , B 错.原线圈中的电流11=罟2 = R^2 = 0.5 A , C对•原线圈中的输入功率 P = U011 = 110 W , D 错.【答案】 AC 变压器的动态分析问题含有变压器的动态电路分析，一是要符合变压器的基本规律（电压、电流、功率关 系）;二是要遵循欧姆定律.首先确定是哪些量在变，哪些量不变，然后根据相应的规律判定，具体问题具体分析.例题2.（选）如图10-2-8所示，变压器初级线圈接电压一定的交流电，在下列措施中，能使原线圈所接电流表示 数变小的是（）A .只将S 1从2拨向1B .只将S 2从4拨向3C .只将S 3从闭合改为断开D .只将滑动变阻器R 3的滑动触头下移【解析】 只将开关S 1从2拨向1时，原线圈的匝数变少，根据电压与匝数成正比，副线圈上的电压A .副线圈中电压表的读数为 55 V5= n2U0 = 55 V , A 对.副线圈中交流电的 p 2n1上，通过输电线连接两只相同的灯泡L i和L2，输电线的等效电阻为R,原线圈输入有效值恒定的交流电压，当开关S闭合时，以下说法正确的是()A .灯泡L i两端的电压减小B •电阻R两端的电压增大C •副线圈输出电压减小D •原线圈输入功率减小【解析】当开关S闭合时，输电线上电流增大，电阻R两端的电压增大，灯泡L i两端的电压减小,选项A、B 正确.副线圈输出电压不变，原线圈输入功率增大，选项C、D 错误.【答案】AB远距离输电问题1•输电线路的特点和组成为了减少远距离输电过程中的电能损失，一般采用高压输电的模式，先用升压变压器将电压升高，将电输送到用电区后，再用降压变压器将高电压变成用电器所需的电压值，如图10-2 —10为输电过程的示意图.图10- 2- 102. 输电过程的电压关系和功率关系(1) 输电过程的电压关系⑵输电过程功率的关系例题3.学校有一台应急备用发电机，内阻为 r = 14,降压变压器的匝数比为 4 : 1，输电线的总电阻为 R = 4 Q,全校22个教室，每个教室用“ 220 V 40 W ”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，如图10-2 — 11所示，求：(1) 发电机的输出功率多大？ (2) 发电机的电动势多大？ (3) 输电线上损耗的电功率多大？【解析】 (1)所有灯都正常工作的总功率为： 用电器总电流为l 2'= P2= 5280 A = 24 A.I2 '输电线上的电流 丨1‘= I R = l 2= = 6 A.4降压变压器上 U 2= 4U 2‘= 880 V. 输电线上的电压损失为 U R = |R R = 24 V. 因此升压变压器的输出电压为UJ = U R + U 2= 904 V.Q, 升压变压器匝数比为122 X 6 X 40 W = 5 280W.输入电流为I i = 4l i '= 24 A. 所以发电机的输出功率为P 出=U i |i = 5 424 W.(2) 发电机的电动势 E = U i + l i r = 250 V. (3) 输电线上损耗的电功率 P R = IRR = i44 W. 【答案】 (i)5 424W (2)250 V (3)i44 W 【迁移应用】3. ( 多 选 )某小型水电站的电能输送示意图如图 iO —2- i2所示，发电机的输出电压为 220V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原副线圈匝数分别为n i 、n 2.降压变压器原副线圈匝数分别为n 3、n 4(变压器均为理想变压器)•要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，则( )图 i0— 2— i2B •通过升压变压器原、副线圈电流的频率不同C •升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率D •若n 2增大，则输电线上损失的电压减小【解析】 要使额定电压为220 V 的用电器正常工作， 斗V 巴，选项A 错误；通过升压变压器原、副n2 n3线圈电流的频率相同，选项 B 错误；由于输电线发热损失，升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入 功率，选项C 正确•若n 2增大，则输电线上电流减小，损失的电压减小，选项【答案】 CD失分点：交变电流和变压器综合分析不准确例题 (20ii •福建高输入电压为U i =U1'226 V.ni A.n2= n4 n3考)图i0—2—i3甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n i : n2 = 5 :D正确.甲1电阻R= 20Q, L i、L 2为规格相同的两只小灯泡，S i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 i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= 20 _：2sin(50 n) VB •只断开S2后，L i、L2均正常发光C •只断开S2后，原线圈的输入功率增大D .若S i换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W【失误原因分析】(i)不能根据图象信息正确得到瞬时值表达式.⑵含变压器的交变电路的动态分析出现失误.【解析】由图乙知周期为0.02 s,因此输入电压的表达式为u= 20 '2sin(i00 n) V , A错；只断开S2, L i、L2两端的电压小于额定电压，都不能正常发光，B错；只断开S2，负载电阻变大，功率变小，C错；S i换接到2后，据P = 出和9入=马得R消耗的功率为0.8 W，故选D.R U 出n2【答案】D【即学即用】(20i2 •福建高考)如图i0 —2-i4所示，理想变压器原线圈输入电压u= U m sin cot，畐U线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器.O V i 和O V2是理想交流电压表，示数分别用U i和U2表示；o A i 和O A2是理想交流电流表，示数分别用l i和12表示•下列说法正确的是()A • l i和|2表示电流的瞬时值B • U i和U2表示电压的最大值C .滑片P向下滑动过程中，U2不变、l i变大D •滑片P向下滑动过程中，U2变小、l i变小【解析】交流电表的示数为有效值，故A、B两项均错误；P向下滑动过程中，R变小，由于交流U2 |i n2 n2 电源、原副线圈匝数不变，U i、U2均不变，所以|2= 变大，由石=：，得l i = 1I2变大，故C项正R0 + R l2 ni ni确，D项错误.【答案】C。
2018年高考模拟理综物理选编：变压器与电能的输送
省级示范校---乐陵一中乐陵一中变压器与电能的输送一、单选题（本大题共5小题，共30分）1.如图所示的电路中，理想变压器匝数比：：2，R是规格为“220V、1100W”的用电器，电表均为理想电表当用电器正常工作时，电压表和电流表的示数分别为A. 110V、10AB. 110V、C. 440V、D. 440V、10A·A·解：用电器正常工作时，副线圈两端的电压，输出功率根据电压与匝数成正比，有：代入数据：解得：根据输入功率等于输出功率，有：故A正确，BCD错误故选：A根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，输入功率等于输出功率等关系逐项分析即可得出结论．考查交流电的表达式中各量的物理意义，明确电表的示数为有效值，最大值与有效值之间的关系．2.如图所示，理想变压器MN原线圈接一交流电源，副线圈回路中有一定值电阻和两个小灯泡、，电表为理想电表最初电键S是断开的，现闭合电键S，则A. 副线圈两端电压变大B. 灯泡变亮C. 电流表示数变大D. 电阻中的电流变小·C·解：A、由于输入的电压的大小和变压器的匝数比不变，所以变压器的输出的电压始终不变，故A错误；B、当S接通后，电路的总电阻减小，总电流变大，所以电阻R上消耗的电压变大，由于输出的电压不变，所以灯泡的电压减小，故灯泡变暗，故B错误；C、当S接通后，电路的总电阻减小，总电流变大，而变压器的匝数比不变，所以原线圈中的电流增大，故C正确；D、当S接通后，原线圈电路的总电阻减小，总电流变大，故D错误；故选：C．输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可．本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压第2页，共11页原理、功率等问题彻底理解．3. 如图所示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图，变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动，输入电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用 表示，变阻器R 表示用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R 的值减小 滑动片向下移 ，当用户的用电器增加时，关于各表的读数说法正确的是 A. 增大 B. 增大 C. 增大 D. 减小 ·C·解：A 、理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以原副线圈的电压都不变，所以AB 错误；C 、当用电器增加时，相当于R 的值减小，电路中的总的电阻减小，所以电流要变大，即原副线圈电流表的示数都变大，所以C 正确D 错误； 故选：C ．和闭合电路中的动态分析类似，可以根据R 的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况．电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法．4. 如图甲所示电路中， 、 、 为三只“6V ，3W ”的灯泡，变压器为理想变压器 各电表均为理想电表，当ab 端接如图乙所示的交变电压时，三只灯泡均正常发光 下列说法中正确的是A. 变压器原副线圈的匝数比为1：2B. 副线圈两端输出的交流电频率为50HzC. 电流表的示数为D. 电压表的示数为18V·B·解：A 、三灯均正常发光，设电流为I ，则原线圈中电流为I ，副线圈中电流为2I ，则根据电流之比等于线圈匝数的反比可知，线圈匝数之比为2：1，故A 错误B 、由图可知，交流电的周期为 ，则其频率为：；因变压器不改变交流电的频率，故副线圈中交流电的频率也为50Hz ，故B 正确C 、电流表的示数为有效值，每个灯泡的电流为：，则电流表示数为：，故C 错误D 、电压表的示数为变压器输入电压，交流电的有效值为 ；则有： 故D 错误 故选：B由三只灯泡均正常发光，则可求得原副线圈的电流，从而根据电流和线圈匝数间的关系省级示范校---乐陵一中求得匝数之比，再根据电路和结构分析电流表和电压表的示数；由图象中的周期求得频率，注意各表的示数为有效值．本题考查变压器的基本内容，明确电流电压与匝数的关系，电表的示数为有效值，而变压器只改变电压和电流，不会改变功率和频率．5.图中为理想自耦变压器原理图，当a、b端加上33V交流电压时、d端电压，若当c、d端加上33V交流电压时，则a、b端电压为A. B. C. D.·A·解：当a、b端加上33V交流电压时、d端电压，原副线圈的匝数之比为若当c、d端加上33V交流电压时，则a、b端电压为故选：A通过变压器原副线圈的电压关系求的线圈匝数之比，当原副线圈互换后，电压关系还满足原副线圈的电压之比等于匝数之比。
【高三学习指导】高考物理复习知识点：变压器电能的输送
【高三学习指导】高考物理复习知识点：变压器电能的输送学无止境，高中是人生成长变化最快的阶段，所以应该用心去想，去做好每件事，为大家整理了“高考物理复习知识点：变压器电能的输送”,希望可以帮助到更多学子。
高考物理复习知识点：变压器电能的输送1.如图13-2-1所示，它是一个理想的自耦变压器，在a和B之间连接正弦交流。
a和V分别是理想的交流电流表和交流电压表。
如果调压端的滑动头P向上移动，则a.电压表v的示数变大b、变压器的输出功率增加c.电流表a的示数变小d、电流表a的读数变大2.如图13-2-2所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=220匝，交流电源的电压u=v，电阻r=44ω，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法错误的是()a、交流电的频率是50赫兹b.电流表a1的示数为0.2ac、电流表A2的指示值约为1.4Ad.电压表的示数为44v3.如图13-2-3所示，理想变压器的辅助线圈通过传输线与三个灯泡L1、L2和L3相连，传输线的等效电阻为r，原始线圈先与理想电流表相连，开关S接通。
当s关闭时，以下语句是正确的（）a.原线圈两端p、q间的输入电压减小b、等效电阻R消耗的功率变大c.原线圈中电流表示数变大d、 L1和L2来吧4.下列各图是电子技术中的常用电路，其中乙图中的电容器的电容c较小，丙图中的电容器的电容c较大.a、b是部分电路的输入端，其中输入的高频成分用"～～"表示，低频成分用"～"表示，直流成分用"-"表示.关于负载电阻r中得到的电流特征，下列说法中正确的是()a、在图a中，R得到交流分量B。
在图B中，R得到高频分量c.图乙中r得到的是低频成分d.图丙中r得到的是直流成分微波炉是为了解决人类在太空中加热食物的需要而发明的。
现在这种炉子已经进入了普通人的家庭。
微波炉变压系统中的变压器如图13-2-5所示。
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考点39变压器电能的输送考点名片考点细研究：考试说明将本考点的要求由Ⅰ调为Ⅱ，对本考点要求有所提高，主要考查内容是：(1)理想变压器；(2)远距离输电等。
其中考查到的如：2016年全国卷Ⅰ第16题、2016年全国卷Ⅲ第19题、2016年天津高考第5题、2016年四川高考第2题、2016年江苏高考第4题、2015年全国卷Ⅰ第16题、2015年江苏高考第1题、2015年海南高考第10题、2015年安徽高考16题、2015年天津高考第6题、2015年广东高考第15题、2015年福建高考第15题等。
备考正能量：本考点以选择题的形式考查，命题热点是变压器的电压、电流和功率关系的分析计算、变压器和交变电流的综合考查、变压器和动态电路的综合考查，远距离输电的计算。
预计今后高考考查形式不会变化，仍将围绕理想变压器的电压、电流和功率关系展开命题。
一、基础与经典1. (多选)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1。
电池和交变电源的电动势都为6 V，内阻均不计。
下列说法正确的是()A．S与a接通的瞬间，R中无感应电流B．S与a接通稳定后，R两端的电压为0C．S与b接通稳定后，R两端的电压为3 VD．S与b接通稳定后，原、副线圈中电流的频率之比为2∶1答案BC解析由理想变压器的原理可知，当S与a接通电流稳定时，由于通过原线圈与副线圈中的磁通量不发生变化，故在副线圈中无感应电流，但在刚接通瞬间，副线圈两端的电压不为零，R 中有感应电流，故A 错误，B 正确；当S 与b 接通稳定后，原线圈中接有交变电流，由变压器的变压比可得副线圈两端电压为3 V ，C 正确；变压器并不改变交变电流的频率，D 错误。
2．如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电。
当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定功率10 W 的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40 Ω，图中电压表为理想电表，下列说法正确的是( )A ．变压器输入电压的瞬时值表达式为u ＝2202sinπt (V)B ．电压表的示数为220 VC ．变压器原、副线圈的匝数比为11∶1D ．变压器的输入功率为110 W答案 C解析 由题图乙可知ω＝2πT ＝100π rad/s ，则变压器输入电压的瞬时值表达式为u ＝2202sin100πt (V)，A 错误。
小灯泡的额定功率P ＝10 W ，由P ＝U 2R 可得小灯泡的额定电压U ＝20 V ，小灯泡恰好正常发光，电压表的示数为20 V ，B 错误。
根据变压器变压公式U 1∶U 2＝n 1∶n 2，可得n 1n 2＝22020＝111，C 正确。
根据额定功率10 W 的小灯泡恰好正常发光，理想变压器的输入功率等于输出功率也为10 W ，D 错误。
3．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。
如图所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是( )答案 A解析电流互感器是测电流的，应串联在火线上，故B、D选项错误；同时，由I1n1＝I2n2知要使I2<I1，须n2>n1，故A选项正确，C选项错误。
4．如图所示，理想变压器原线圈两端的电压不变，电流表为理想电流表，副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关S断开。
当S接通时，以下说法正确的是()A．副线圈两端MN输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的电压减小C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中电流表的示数减小答案 C解析当S接通时，电路中总电阻减小，交流电源不变，线圈匝数不变，故副线圈两端MN输出电压不变，输电线上电流增大，副线圈输电线等效电阻R上的电压增大，灯泡L1两端电压减小，通过灯泡L1的电流减小，选项A、B错误，选项C正确；当S接通时，副线圈输出功率增大，原线圈输入功率增大，电流表的示数增大，选项D错误。
5．理想变压器上接有三个完全相同的灯泡，其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源，另外两个并联后接在副线圈两端。
已知三个灯泡均正常发光。
该变压器原、副线圈的匝数之比为()A ．1∶2B ．2∶1C ．2∶3D ．3∶2答案 B 解析 由于三个灯泡相同且均正常发光，设正常发光时的电流为I ，则原线圈中电流为I ，副线圈中电流为2I ，根据变压器工作原理得n 1n 2＝2I I ＝21，B 项正确。
6．有一正弦交流电源u ＝1202sin100πt (V)向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U 0＝60 2 V ，则在一个小时内，霓虹灯发光时间为( )A ．3600 sB ．1800 sC ．2400 sD ．1200 s答案 C解析 如图所示，画出一个周期内交流电的u -t 图象，其中阴影部分对应的时间表示霓虹灯不能发光的时间，由图且根据对称性可知，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t 1，当u ＝U 0＝60 2 V 时可求得t 1＝1600 s 。
一个周期内能发光的时间：t ＝T －4t 1＝175s ，再由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为：t 总＝36000.02×175s ＝2400 s ，即选项C 正确。
7．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P 1，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P 2，则P 1和P 2P 1分别为( ) A.PR kU ，1nB.⎝ ⎛⎭⎪⎫P kU 2R ，1nC.PR kU ，1n 2D.⎝ ⎛⎭⎪⎫P kU 2R ，1n 2 答案 D解析 当副线圈与原线圈的匝数比为k ，U 2＝kU ，此时电线上的电流I ＝P kU ，线路损耗的功率P 1＝I 2R ＝P 2R (kU )2，当匝数比为nk 时，线路损耗功率P 2＝P 2R (nkU )2，P 2P 1＝1n 2，D 正确。
8. (多选)如图，一理想变压器原、副线圈匝数比为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R 0，负载电阻的阻值R ＝11R 0，是理想电压表。
现将负载电阻的阻值减小为R ＝5R 0，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为5.0 V ，则( )A ．此时原线圈两端电压的最大值约为34 VB ．此时原线圈两端电压的最大值约为24 VC ．原线圈两端原来的电压有效值约为68 VD ．原线圈两端原来的电压有效值约为48 V答案 AD解析 当负载电阻的阻值减小为R ＝5R 0时，根据串并联电路规律，R 两端电压为R 0两端电压的5倍，因为电压表测量R 两端的电压，所以U R 0＝15×5 V ＝1 V ，故副线圈两端电压为U 2＝6 V ，根据公式U 1U 2＝n 1n 2可得此时原线圈两端电压的有效值为U 1＝24 V ，所以此时原线圈两端电压的最大值约为24 2 V ≈34 V ，A 正确，B 错误；因为变化过程中变压器的输入电流不变，所以对于副线圈中变化前后电流也不变，则变化后电压U 2＝IR 0＋5IR 0＝6IR 0，变化前，U 2′＝IR 0＋11IR 0＝12IR 0，所以U 2′＝2U 2＝12 V ，根据公式U 1U 2＝n 1n 2可得原线圈两端原来的电压有效值约为48 V ，D 正确，C 错误。
9．图示电路中，变压器为理想变压器，a 、b 接在电压有效值不变的交流电源两端，R 0为定值电阻，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，观察到电流表的示数增大了0.2 A ，电流表的示数增大了0.8 A ，则下列说法正确的是( )A ．电压表示数增大B ．电压表、示数均增大C ．该变压器起升压作用D ．变阻器滑片是沿c →d 的方向滑动答案 D解析 由于变压器原线圈的电压不变，因此电压表、的读数均不变，选项A 、B 均错误。
由电流表的示数增大了0.2 A ，电流表的示数增大了0.8 A ，可知，该变压器起降压作用，选项C 错误。
由于副线圈的电压不变，电流表的示数增大，根据欧姆定律可知负载的电阻变小，所以滑动变阻器连入电路的阻值变小，选项D 正确。
10. (多选)如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2。
原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端。
假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。
用交流电压表测得a 、b 端和c 、d 端的电压分别为U ab 和U cd ，则( )A ．U ab ∶U cd ＝n 1∶n 2B ．增大负载电阻的阻值R ，电流表的读数变小C ．负载电阻的阻值越小，cd 间的电压U cd 越大D ．将二极管短路，电流表的读数加倍答案 BD解析 a 、b 端的电压为正弦式交变电压，故电压表测得的电压U ab ＝U 1m 2。
副线圈两端电压也为正弦式交变电压，但由于二极管的单向导电特性，从而使c 、d 两端的电压成为脉动直流电，由有效值定义可得U 2cd RT ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫U 2m 22R ×T 2，即U cd ＝U 2m 2，故U ab ∶U cd ＝2U 1m U 2m＝2n 1∶n 2，A 错误。
因R 增大时消耗的功率P ＝U 2cd R 减小，原线圈输入功率减小，故U 1不变时I 1减小，B 正确。
由U ab ∶U cd ＝2n 1∶n 2可知U cd 与负载的阻值无关，C 错误。
将二极管短路时R 两端电压成为正弦式交变电压，其有效值U cd ′＝U 2m 2，故此时R 消耗的功率P ′＝U ′2cd R 为原来的2倍，原线圈中的电流也变为原来的2倍，故D 正确。
二、真题与模拟11．2016·全国卷Ⅰ]一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R 1、R 2和R 3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω，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．2 B．3C．4 D．5答案 B解析设原、副线圈匝数比为n，根据能量守恒，当S断开时，UI ＝I2R1＋(nI)2(R2＋R3)；当S闭合时，4UI＝(4I)2R1＋(4nI)2R2，联立解得n＝3，所以B正确。
12．2016·全国卷Ⅲ](多选)如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。
当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯均能正常发光，下列说法正确的是()A．原、副线圈匝数比为9∶1B．原、副线圈匝数比为1∶9C．此时a和b的电功率之比为9∶1D．此时a和b的电功率之比为1∶9答案AD解析由题意知U＝10U灯，a、b均正常发光，则变压器输入电压U1＝9U灯，而输出电压U2＝U灯，所以原、副线圈匝数比n1∶n2＝U1∶U2＝9∶1；而I1∶I2＝n2∶n1＝1∶9，所以两灯功率之比P a∶P b＝U灯I1∶U灯I2＝1∶9，选项A、D正确。