专题10.2 变压器电能的输送-2016年高考物理热点题型和提分秘籍(原卷版)

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高考物理一轮总复习 10.2变压器电能的输送课件

A。
答案：A
3. [变压器和交流电路动态分析][2012·福建高考]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
A. 只将Q向下移动时，灯泡的亮度变大 B. 只将Q向下移动时，电流表的读数变大 C. 只将P沿顺时针方向移动时，电流表的读数变大 D. 只提高输入端的电压U时，电流表的读数变大
解析：只将Q向下移动时，R阻值增大，电路中电阻增大，电流减小，故B项错；由于副线圈上电压不变，电灯两端的电压不变，功率不变，亮度不变，故A项错；将P沿顺时针方向移动时，副线圈匝数减少，电压减小，电流减小，故C项错；提高输入端的电压时，副线圈上电压增大，电流增大，故D项正确。
A. U＝110 V，I＝0.2 A B. U＝110 V，I＝0.05 A C. U＝110 2 V，I＝0.2 A D. U＝110 2 V，I＝0.2 2 A
解析：由于灯泡正常发光，则U2＝220 V，P出＝22 W，根
据
U U2
＝
n1 n2
＝
1 2
得U＝110
V，根据P入＝P出，即UI＝P出，得I＝0.2
必考部分
第十章交变电流传感器
第2讲变压器电能的输送
主干梳理•激活思维
知识点一理想变压器 Ⅱ 1.构造：如图所示。变压器主要由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈正向

高考物理一轮复习 10.2变压器、电能的输送课件

A．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝
2
cos100πt(A)
B．电流表A的读数为0.1 A
C．电流表A的读数为
2 10
A
D．电压表的读数为Um＝10 2 V
A．U＝110 V，I＝0.2 A
B．U＝110 V，I＝0.05 A
C．U＝110 2 V，I＝0.2 A
D．U＝110 2 V，I＝0.2 2 A 解析：在副线圈电路中，I2＝UP2＝22220WV＝0.1 A，再根据
U1 U2
＝
n1 n2
及
I2 I1
＝
n1 n2
，得U1＝110
V，I1＝0.2
答案：CD
考点探究讲练
考点深析拓展延伸详讲精练
一对理想变压器的理解 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、I1、I2均为有效值．
第二讲变压器、电能的输送
基础自主温故
回扣教材夯实基础落实考点
[考点自清] 1．变压器主要构造变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的，如右图． 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．工作原理 (1)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． (2)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． (3) 互感现象是变压器工作的基础．
[基础自测] 2．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( )

高中物理二轮复习热点题型专练专题.变压器电能的输送含解析

专题10.2变压器电能的输送1．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P2P1分别为 ( )A.PRkU，1nB．(PkU)2R，1nC.PRkU，1n2D．(PkU)2R，1n2答案：D解析：当副线圈与原线圈的匝数比为k时，U2＝kU，此时输电线上的电流I＝PkU，线路损耗的功率P1＝I2R＝P2RkU2，当匝数比为nk时，线路损耗的功率P2＝P2RnkU2，则P2P 1＝1n2，D选项正确。

2.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1100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I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为 ( )A．380V和5.3A B．380V和9.1AC．240V和5.3A D．240V和9.1A答案：B3.如图所示，理想变压器有两个副线圈，匝数分别为n1和n2，所接负载4R1＝R2，当只闭合S1时，电流表示数为1A，当S1和S2都闭合时，电流表示数为2A，则n1︰n2为 ( )A．1︰1 B．1︰2C．1︰3 D．1︰4答案：B4．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N4的导线一定比线圈N3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。

高考物理一轮总复习 10.2 变压器电能的输送提能课时冲关新人教版(1)

【创新教程】2015届高考物理一轮总复习 10.2 变压器电能的输送提能课时冲关新人教版对应学生用书课时冲关(三十一)第279页一、选择题1．如图所示，一理想变压器的原线圈匝数n 1＝1 000匝，副线圈匝数n 2＝200匝，交流电源的电动势e ＝311sin 100πt V(不考虑其内阻)，电阻R ＝88 Ω，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则( )A ．电压表的示数为62.2 VB ．电流表的示数为2.5 AC ．通过R 的电流最大值为0.5 AD ．变压器的输入电功率为22 W解析：由于e ＝311sin 100πt V ，原线圈电压最大值U m 为311 V ，有效值U 1＝U m 2＝220 V ，根据U 1U 2＝n 1n 2可得U 2＝44 V ，由欧姆定律知，副线圈中电流I 2＝U 2R＝0.5 A ，I 2m ＝2I 2＝0.7A ，I 1＝n 2n 1I 2＝0.1 A ，所以A 、B 、C 错误，变压器的输入电功率P 1＝P 2＝U 2I 2＝22 W ，D 正确．答案：D2．(2014年湖北省荆门市高三元月调研)某同学自制变压器，在做副线圈时，将外表涂有绝缘层的导线对折后并在一起在铁芯上绕了n 2圈，导线的两个端头为a 、b ，从导线对折的中点引出了一个c 接头，连接成如图所示的电路(线圈电阻不计)．已知原线圈匝数为n 1，原线圈的输入电压为u 1＝U 0sin ωt ，则下列结论正确的是( )A ．K 打到b 时，V 表读数为2n 2U 0n 1B ．K 打到b 时，通过R 的电流为0C ．K 打到c 时，V 表读数为n 2U 02n 1D ．K 打到c 时，R 的电功率为n 22U 202n 21R解析：K 打到b 时，副线圈中的ac 间与bc 间线圈产生的感应电动势大小相同、方向相反，所以输出电压为零，V 表读数为0，通过R 的电流为0，选项A 错误B 正确；K 打到c时，副线圈中只有ac 间的n 2匝线圈有输出电压，所以输出电压的最大值为U 2m ＝n 2U 0n 1，有效值为U 2＝n 2U 02n 1，V 表读数为n 2U 02n 1，R 的电功率为P ＝U 22/R ＝n 22U 202n 21R ，所以选项C 、D 正确．答案：B 、C 、D3．如图所示，一理想自耦变压器线圈AB 绕在一个圆环形的闭合铁芯上，输入端AB 间加一正弦式交流电压，在输出端BP 间连接了理想交流电流表、灯泡和滑动变阻器，移动P的位置，可改变副线圈的匝数，变阻器的滑动触头标记为Q ，则( )A ．只将Q 向下移动时，灯泡的亮度变大B ．只将Q 向下移动时，电流表的读数变大C ．只将P 沿顺时针方向移动时，电流表的读数变大D ．只提高输入端的电压U 时，电流表的读数变大解析：只将Q 向下移动时，R 阻值增大，电路中电阻增大，电流减小，故B 项错；由于副线圈上电压不变，电灯两端的电压不变，功率不变，亮度不变，故A 项错．只将P 沿顺时针方向移动时副线圈匝数减少，电压减小，电流减小，故C 项错．只提高输入端的电压时，副线圈上电压增大，电流增大，故D 项对．答案：D4．中国已投产运行的1 000 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，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV 特高压输电，不考虑其他因素的影响．则( )A ．送电电流变为原来的2倍B ．输电线上降落的电压将变为原来的2倍C ．输电线上降落的电压将变为原来的12D ．输电线上损耗的电功率将变为原来的12解析：根据输送电功率P 输＝U 输I 输及P 输不变，可知，送电电流I 输＝P 输/U 输∝1/U 输，当U 输变为原来的2倍时，I 输变为原来的12，选项A 错误；输电线上降落的电压U 降＝I 输R 线∝I 输，所以，当送电电流变为原来的12时，输电线上降落的电压也变为原来的12，选项B 错误，C 正确；输电线上损耗的电功率P 损＝I 2输R 线∝I 2输，所以输电线上损耗的电功率将变为原来的14，选项D 错误．答案：C5．如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V 1后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L 和滑动变阻器R ，R 上并联一只理想电压表V 2.下列说法中正确的是( )A ．若F 不动，滑片P 向下滑动时，V 1示数变大，V 2示数变小B ．若F 不动，滑片P 向下滑动时，灯泡消耗的功率变小C ．若P 不动，滑片F 向下移动时，V 1、V 2的示数均变小D ．若P 不动，滑片F 向下移动时，灯泡消耗的功率变大解析：若F 不动，滑片P 向下滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，则副线圈回路中总电阻变大，则回路中电流减小，灯泡两端电压减小，功率变小，滑动变阻器两端电压变大，V 2的示数变大，而原线圈两端电压不变，则A 错误，B 正确；若P 不动，滑片F 向下移动时，根据理想变压器特点可知原线圈两端电压不变，副线圈两端电压减小，则副线圈回路中电流变小，灯泡L 消耗的功率减小，电压表V 2的示数变小，C 、D 错误．答案：B6．(2014年山东潍坊重点中学月考)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为10∶1，R ＝1 Ω，与原线圈相连的熔断器(保险丝)的熔断电流为1 A ，通过电压传感器测得副线圈两端电压图象如图所示，则下列说法正确的是( )A ．原线圈输入电压的有效值为220 VB ．原线圈两端交流电的频率为500 HzC ．原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为10∶1D ．为保证电路安全工作，滑动变阻器的阻值不得小于1.2 Ω解析：由副线圈两端电压图象可知，U 2＝22 V ；由变压公式可知，原线圈输入电压的有效值为220 V ．由副线圈两端电压图象可知，交变电流周期为0.02 s ，频率为50 Hz ，原线圈两端交流电的频率也为50 Hz ，选项A 正确B 错误；由变压器原理，原、副线圈铁芯中磁通量变化率相等，选项D 错误；为保证电路安全工作，变压器输入功率应小于220 W ，副线圈总电阻应不小于2.2 Ω，所以滑动变阻器的阻值不得小于1.2 Ω，选项D 正确．答案：A 、D7．电流互感器和电压互感器如图所示．其中n 1、n 2、n 3、n 4分别为四组线圈的匝数，a 、b 为两只交流电表，则( )A ．A 为电流互感器，且n 1<n 2，a 是电流表B ．A 为电压互感器，且n 1>n 2，a 是电压表C ．B 为电流互感器，且n 3<n 4，b 是电流表D ．B 为电压互感器，且n 3>n 4，b 是电压表解析：由题图可知A 为电流互感器，B 为电压互感器，因此a 是电流表，b 是电压表．在A 中，有I 1n 1＝I 2n 2，要把大电流变为小电流，有n 2>n 1；在B 中，有U 3U 4＝n 3n 4，要把高电压变成低电压，则有n 3>n 4；综上所述可知，选项A 、D 正确．答案：A 、D8．为保证用户电压稳定在220 V ，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图．保持输入电压u 1不变，当滑动接头P 上下移动时可改变输出电压．某次检测得到用户电压u 2随时间t 变化的曲线如图乙所示．以下正确的是( )甲乙A ．u 2＝1902sin (50πt )VB ．u 2＝1902sin (100πt )VC ．为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当下移D ．为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当上移解析：由题图乙知交变电流的周期T ＝2×10－2 s ，所以ω＝2πT ＝100π rad/s，故u 2＝U m sin ωt ＝1902·sin (100πt )V ，A 错误，B 正确．由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1，欲使U 2升高，n 1应减小，P 应上移，C 错误，D 正确．答案：B 、D9．(2014年浙江联考)如图甲所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝6∶1，副线圈两端接三条支路，每条支路上都接有一只灯泡，电路中L 为电感线圈、C 为电容器、R 为定值电阻．当原线圈两端接有如图乙所示的交流电时，三只灯泡都能发光．如果加在原线圈两端的交流电的峰值保持不变，而将其频率变为原来的2倍，则对于交流电的频率改变之后与改变前相比，下列说法中正确的是( )A ．副线圈两端的电压有效值均为6 VB ．副线圈两端的电压有效值均为216 VC ．灯泡Ⅰ变亮，灯泡Ⅱ变亮D ．灯泡Ⅱ变暗，灯泡Ⅲ变亮解析：由图可知原线圈两端的有效值为36 V ，根据U 1U 2＝n 1n 2得副线圈两端的电压有效值均为6 V ，所以选项A 对；电阻对交流无影响，灯泡Ⅰ亮度不变；电感阻交流，电容通交流，所以灯泡Ⅱ变暗，灯泡Ⅲ变亮，选项D 正确．答案：A 、D二、非选择题10．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n 1n 3＝U 1U 灯解得原线圈匝数n 1＝880匝．(2)开关接2时，有n 1n 2＋n 3＝U 1U，解得副线圈上电压为U ＝40 V设交变电流的周期为T . 晶体二极管有单向导电性，因此U 2R T ＝2U ′2RT ，此时灯泡两端电压有效值为U ′＝20 2 V.答案：(1)880匝 (2)20 2 V11．学校有一台应急备用发电机，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 V,40 W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则：(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P2′＝22×6×40 W＝5280 W，用电器总电流为I2′＝P2′U2′＝5280220A＝24 A，输电线上的电流I1＝I2＝I R＝I2′4＝6 A，降压变压器上，U2＝4U2′＝880 V，输电线上的电压损失为：U R＝I R R＝24 V，因此升压变压器的输出电压为U1′＝U R＋U2＝904 V，输入电压为U1＝U1/4＝226 V，输入电流为I1＝4I1′＝24 A，所以发电机输出功率为P＝U1I1＝5424 W.(2)发电机的电动势E＝U1－I1′r＝250 V.(3)输电线上损耗的电功率P R＝I2R R＝144 W.答案：(1)5424 W (2)250 V (3)144 W[备课札记]。

高考物理一轮复习课件10.2变压器电能的输送

例 2.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PP21分别为( )
A.PkUR，n1 B.kPU2R，n1 C.PkUR，n12 D.kPU2R，n12
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
解析升压变压器的输出电压由电源电压及匝数比决定，
输出功率变大时升压变压器的输出电压不变，A 项错误；由 I ＝UP可知当输出功率增大时输出电流增大．由 U 损＝IR 及 P 损＝I2R 可知 U 损及 P 损均增大，故 C 项正确；当 U 损增大时降压变压器的输出电压减小，B 选项错误；由 P 损＝UP22R 可知PP损＝ UP2R.当输出功率增大时输电线损耗比例增大，D 项正确．
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
错因分析错解一：不知道交流电压表、交流电流表测量的是交变电流的有效值，错选 A、B.
错解二：不清楚交变电流的制约关系，误认为滑片 P 向下滑动过程中，电阻减小，输电电压 U 和输入电压都变小，电流也变小．
答案 CD
方法探究
易错点一不能正确地分析变压器的动态变化问题
例 1.如图，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( )

高考物理大一轮总复习 102 变压器电能的输送模拟提能训(含解析)

【金版教程】2015届高考物理大一轮总复习 10-2 变压器电能的输送模拟提能训（含解析）一、高考题组1. [2012·课标全国卷]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1100匝，接在有效值为220 V 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2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I 1，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I 1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解析：对理想变压器有U 2＝n 2n 1U 1＝380 V ，由P 2＝I 2U 2得I 2＝P 2U 2＝2000380 A≈5.3 A．依据I 1I 2＝n 2n 1得I 1＝n 2n 1I 2＝19001100×5.3 A≈9.1 A，故只有选项B 正确．答案：B2. [2012·天津高考]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 ，1n2 D. (P kU)2R ，1n2解析：由理想变压器U 1U 2＝n 1n 2得：副线圈电压U ′＝kU ，而理想变压器P 入＝P 出，副线圈电流I ′＝P U ′＝P kU ，线路损耗的电功率P 1＝I ′2R ＝(P kU )2R .同理可知P 2＝I ″2R ＝(P nkU)2R ，得P 2P 1＝1n2，故D 项正确．答案：D3. [2009·山东高考](多选)某小型水电站的电能输送示意图如下，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n 1、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( )A. n 2n 1>n 3n 4 B. n 2n 1<n 3n 4C. 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：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.U 2U 1＝n 2n 1，U 3U 4＝n 3n 4，因为U 1＝200 V<U 4＝220 V ，U 2>U 3＝U 2－U 线，故n 2n 1>n 3n 4，A 正确．答案：AD二、模拟题组4. [2013·江苏扬州期末调研]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．若已知甲的变压比为500∶1，乙的变流比为200∶1，并且已知加在电压表两端的电压为220 V ，通过电流表的电流为5A ，则输电线的输送功率为( )A. 1.1×102W B. 1.1×104W C. 1.1×106 WD. 1.1×108W解析：对电压互感器，由U 1U 2＝n 1n 2知原线圈两端电压U 1＝220×500 V＝1.1×105V ．对电流互感器，由I 1I 2＝n 2n 1得输电线中的电流I 1＝1000 A ．所以输电线的输送功率P ＝U 1I 1＝1.1×108W ，D 正确．答案：D5. [2013·河北衡水中学一模](多选)如图所示，一只理想变压器的原、副线圈的匝数比是10∶1，原线圈接入电压为220 V 的正弦交流电源，一只理想二极管和一个阻值为10 Ω的电阻R 串联接在副线圈上．则以下说法中正确的是( )A. 1 min 内电阻R 上产生的热量为1452 JB. 电压表的读数为22 VC. 二极管两端的最大电压为22 VD. 若将R 换成一个阻值大于10 Ω的电阻，则电流表读数变小解析：根据U 1U 2＝n 1n 2，U 2＝n 2n 1U 1＝110×220 V＝22 V, 1 min 内电阻R 上产生的热量Q ＝U 222Rt＝2222×10×60 J＝1452 J ，A 正确；电压表的读数为有效值，根据有效值的定义得U 22R ×T 2＝U2R T ，则U ＝11 2 V ，B 错误；二极管两端为反向电压时，二极管两端的电压最大，为22 2 V ，C 错误；若将R 换成一个阻值大于10 Ω的电阻，副线圈回路中的电流减小，原线圈回路中的电流也减小，D 正确．答案：AD6. [2013·河北唐山一模](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，仍导致降压变压器输出功率不足，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：用户得到的功率等于发电机输出的功率减去输电线上损失的功率，减小输电线上损失的功率可适当提高用户的用电功率，而ΔP ＝I 2r ，所以A 正确；改变n 4n 3只是使电压降到用户需要的电压值，对功率无影响，适当提高n 2n 1，能提高输送电压，减小输送电流，减小功率损失，故C 正确，B 、D 错误．答案：AC。

高考物理复习高效学习方略 10-2 变压器电能的输送练习

选修3-2 第十章第2讲(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(每小题5分，共40分)1．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 ＝2202sin 100πt 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 ．电流表的示数为0.2 AC ．电流表的示数为 2 AD ．电压表的示数为44 V解析 C 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．2.图甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化．下列说法正确的是( )A ．图甲表示交流电，图乙表示直流电B ．两种电压的有效值相等C ．图甲所示电压的瞬时值表达式为u ＝311sin100 πt VD ．图甲所示电压经匝数比为10∶1的变压器变压后，频率变为原来的110解析 C 由题图可知两个电流的大小和方向均作周期性变化，所以都是交流电，故A 错；有效值E ＝E m2只对正弦交流电适用，虽然最大值一样，有效值不同，所以B 错；由题图可知，C对；变压之后频率不变，D错．3．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u0＝11 0002sin 100πt 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AB u0＝11 0002sin 100πt 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．4．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．如下所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是( )解析 A 电流互感器应是测电流的，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．5．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．电压表读数为282 V B．电压表读数为28.2 V C．输入功率为56.4 W D．输入功率为40 W解析 D 交流电表测得的是有效值，副线圈两端电压有效值为282102V＝20 V，故A、B项错；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．6.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，、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 ．电压表的示数变大B ．电流表的示数变小C ．变压器的输出功率变小D ．变压器的输入功率不变解析 BC 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 1U 2＝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．7.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 ＝202sin 100πt 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 AB 由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为U 1＝2022V ＝20 V ，由n 1n 2＝U 1U 2得副线圈两端的电压为U 2＝100 V ，电压表的示数为交流电的有效值，B 正确；交变电压的频率为f ＝100π2π＝50 Hz ，一个周期内电压两次大于100 V ，即一个周期内氖泡能两次发光，所以其发光频率为100 Hz ，A 项正确；开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，C 项错误；开关断开后，电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，D 项错误．8．某小型水电站的电能输送示意图如图．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n 1、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( )A.n 2n 1>n 3n 4B.n 2n 1<n 3n 4C ．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 AD 根据变压器工作原理可知n 1n 2＝200U 2，n 3n 4＝U 3220，由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有U 2>U 3，所以n 2n 1>n 3n 4，A 正确，B 、C 不正确．升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D 正确．二、非选择题(共60分)9．(12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104V 左右)，使火花塞产生电火花．10．(14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 电阻的电流I 1＝I ，则流过B 电阻的电流为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 1411．(16分)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．解析 (1)输电线上的电流强度为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≈16 620 W＝16.62 kW.(2)改用高压输电后，输电线上的电流强度变为I ′＝P U ′＝20×1035 000A ＝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.【答案】 (1)16.62 kW (2)226.18 V12．(18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 kW 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：I ＝P 耗R 线＝ 1 000×103×0.055A ＝100 A.设送电电压为U 送，由P ＝IU 得：U 送＝P I ＝1000×103100V ＝1×104V ，则升压变压器原、副线圈匝数比：n 原n 副＝U 原U 副＝50010 000＝120. (2)发电时水的重力势能转化为电能，故：50%mgh ＝Pt ，其中：m t ＝ρV t＝1×103×40 kg/s＝4×104kg/s ，所以h ＝Ptmg ×0.5＝ 1 000×1034×104×10×0.5 m ＝5 m.【答案】 (1)1∶20 (2)5 m。

高考物理专题10.2 变压器电能的输送热点题型和提分秘籍-人教版高三全册物理试题

专题10.2 变压器电能的输送1．理解变压器的原理，掌握理想变压器原、副线圈的功率关系、电压关系与电流关系，并会进展有关计算。

2．能利用功率、电压、电流关系对变压器进展动态分析。

3．会计算远距离输电问题中线路损失的功率和电压。

热点题型一理想变压器根本关系的应用例1、 (多项选择)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 ，如此( )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，电流表的读数加倍为电压的有效值，由有效值的定义，有U 2cd R T ＝U 22R T 2，U cd ＝22U 2。

对于理想变压器，U ab U 2＝n 1n 2，如此U ab U cd ≠n 1n 2，所以A 错误。

负载电阻R 增大时，副线圈输出的功率减小，如此原线圈输入的功率减小，B 正确；cd 间电压的大小决定于原线圈输入的电压大小，与负载电阻与阻值的大小无关，C 错误；二极管短路后，输出功率加倍，如此输入功率加倍P 入＝IU 1，因为U 1不变，所以I 1加倍，电流表的示数加倍，D 正确。

答案：BD 【提分秘籍】 1.根本关系式(1)功率关系：P 入＝P 出。

(2)电压关系：只有一个副线圈时，U 1n 1＝U 2n 2；有多个副线圈时，U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝…。

(3)电流关系：只有一个副线圈时，I 1I 2＝n 2n 1。

由P 入＝P 出与P ＝UI 推出有多个副线圈时，U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…。

2．制约关系(1)电压：副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定。

高考物理一轮复习专题11 第2讲变压器电能的输送题型突破练(含解析)-人教版高三全册物理试题

第2讲变压器电能的输送考点一理想变压器的工作原理和根本关系变压器根本规律应用【典例1】(2017·高考)如下列图，理想变压器的原线圈接在u=220sin100πt(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。

如下说法正确的答案是( )A.原线圈的输入功率为220WB.电流表的读数为1AC.电压表的读数为110VD.副线圈输出交流电的周期为50s【通型通法】1.题型特征：理想变压器。

2.思维导引：【解析】选B。

原线圈接在u=220sin100πt(V)的交流电源上，所以原线圈电压的有效值为U1=220V，由变压器的电压关系=，可得副线圈电压为U2=110V，电压表的示数为交流电的有效值110V，C选项错误；副线圈的电流为I2==2A，由变压器的电流关系=，可得通过原线圈的电流为1A，B选项正确；原线圈的输入功率为P=U1I1=220W，A选项错误；交流电的周期为T==0.02s，D选项错误。

特殊变压器【典例2】(2019·石家庄模拟)一自耦变压器如下列图，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局部，接在c、d间作为副线圈。

在a、b 间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2。

在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中( )A.U2>U1，U2降低B.U2>U1，U2升高C.U2<U1，U2降低D.U2<U1，U2升高【通型通法】1.题型特征：自耦变压器。

2.思维导引：【解析】选C。

从图中看到，原线圈匝数对应整个局部，而副线圈匝数对应的是一局部，所以该变压器为降压变压器。

根据理想变压器电压和匝数的关系=，在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中，副线圈的匝数变少，U2降低。

理想变压器的三点注意(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，不改变交变电流的频率。

高考物理能力突破 1.2变压器电能的输送 (2)

取夺市安慰阳光实验学校浙江物理高考能力突破：10.2变压器电能的输送(40分钟 100分)一、单项选择题(本题共4小题，每小题8分，共32分，每小题只有一个选项符合题意)1.(2012·泰州模拟)原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端接一正弦交变电流，为了使变压器输入功率增大，可以采取的措施有( )A.只增加原线圈的匝数n1B.只减少副线圈的匝数n2C.只减少负载电阻R的阻值D.只增大负载电阻R的阻值2.(2012·金华模拟)如图所示，一理想自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形的闭合铁芯上，输入端AB间加一正弦式交流电压，在输出端BP间连接了理想交流电流表、灯泡和滑动变阻器，移动滑动触头P的位置，可改变副线圈的匝数，变阻器的滑动触头标记为Q.则( )A.只将Q向下移动时，灯泡的亮度变大B.只将Q向下移动时，电流表的读数变大C.只将P顺时针方向移动时，电流表的读数变大D.只提高输入端的电压U1时，电流表的读数变大3.(预测题)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1=20 Ω，R2=30 Ω，C为电容器.已知通过R1的正弦式交流电如图乙所示，则( )A.交流电的频率为0.02 HzB.原线圈输入电压的最大值为200 2 VC.电阻R2的电功率约为6.67 WD.通过R3的电流始终为零4.一输入电压为220 V,输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏,为获知此变压器原、副线圈匝数,某同学拆下烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈.如图所示,然后将原线圈接到220 V交流电源上,测得新绕线圈的端电压为1 V,按理想变压器分析,该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( )A.1 100,360B.1 100,180C.2 200,180D.2 200,360二、不定项选择题(本题共4小题，每小题8分，共32分，每小题至少一个选项符合题意)5.(2011·山东高考)为保证用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图.保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压.某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示.以下正确的是( )A.2u1902sin(50t) V=πB.2u1902sin(100t) V=πC.为使用户电压稳定在220 V，应将P适当下移D.为使用户电压稳定在220 V，应将P适当上移6.(创新题)如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S闭合时( )A.交流电压表V2和V3的示数一定都变小B.交流电压表V3的示数变小C.交流电流表A1、A2和A3的示数一定变大D.A1的示数变大7.(易错题)如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，初级线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V,负载电阻R=44 Ω，电流表A1的示数为0.20 A.下列判断中正确的是( )A.初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶1B.初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶1C.电流表A2的示数为1.0 AD.电流表A2的示数为0.4 A8.某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106 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2×105 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9×108 kWD.输电线上损失的功率为ΔP＝U2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻三、计算题(本大题共2小题，共36分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)9.(16分)图甲是一理想变压器的电路连接图,图乙是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象,已知原、副线圈的匝数比为10∶1,电流表A2的示数为2 A,开关S断开,求:(1)变压器的输入功率和电压表的示数;(2)将开关S闭合,定性分析电路中三只电表的示数变化情况.(3)若将电流表A2置换成一只具有单向导电性的二极管,电压表示数为多少? 10.(2012·东莞模拟)(20分)在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失.有一个小型发电站，输送的电功率为P=500 kW,当使用U=5 kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4 800 kW·h.求：(1)输电效率η和输电线的总电阻r；(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输电？答案解析1.【解析】选C.由1122n Un U=知,当n1增大时，U2减小，当减小n2时，U2也减小，又根据22UP PR==入出知，A、B、D均错误，C正确.2.【解析】选D.只将Q向下移动时，滑动变阻器连入电路的阻值变大，但副线圈两端的电压不变，故灯泡亮度不变，A错；只将Q向下移动时，副线圈中的电流减小，电流表的读数变小，B错；只将P顺时针方向移动时，由1122n Un U=知U2减小，则由I2=2UR总知I2减小，即电流表的读数变小，C错；只提高输入端的电压U1时，U2将增大，电流表的读数变大，D正确.3.【解析】选C.由图乙可知交流电频率为50 Hz，所以A错.副线圈电压最大值U2=I m1R1=20 V,由1122U nU n=可知，原线圈电压的最大值U1=200 V,B错.R1和R2并联，222U ()2P 6.67 W 30=≈,故C正确；因电容器接交流电有充放电电流，故D 错.4.【解析】选B.对新绕线的理想变压器,根据变压比公式得n 1=313n U 5220U 1⨯== 1 100，变压器烧坏前,同理n 2=121n U 1 10036U 220⨯==180,B 正确.5.【解题指南】解答本题应注意以下三点：(1)根据图象找出最大值、周期，写出瞬时值表达式. (2)变压器原、副线圈的电压均为有效值.(3)根据变压器中电压关系确定如何改变原线圈匝数.【解析】选B 、D.由图象可知，正弦式交变电压的最大值为190 2 V ，其周期为0.02 s,可得其表达式为2u 1902sin(100t)V =π，B 选项正确，又在u 1、n 2不变的前提下通过改变n 1来使u 2增大，由1122u n u n =可得应使n 1减小，故应将P 适当上移，D 选项正确.6. 【解析】选B 、D.在理想变压器中，因为U 不变，故V 2示数不变；闭合S 时，负载电阻变小，副线圈中电流I 2增大，A 2示数增大，由P 入=P 出,即I 1U 1=I 2U 2可知A 1示数增大，因为ab 和cd 导线的电阻不可忽略，V 3改测R 2两端电压，故V 3示数变小.R 1两端电压减小，故流过R 1处的电流I 3变小，A 3示数变小，故B 、D正确.【总结提升】理想变压器动态分析的两种类型(1)匝数比不变，原、副线圈的电压U 1、U 2不变，电流I 1、I 2，功率P 1、P 2随负载电阻的变化而变化.(2)负载电阻不变，原线圈的电压U 1不变，副线圈两端的电压U 2、电流I 1、I 2，功率P 1、P 2随匝数比的变化而变化.【变式备选】(2012·海口模拟)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 202sin100t V =π.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A 、B.由于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，C 错误；交流电每个周期内氖泡发光两次，每秒发光100次，则氖泡发光频率为100 Hz ，A 正确；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，D 错误.7.【解析】选B 、C.对于理想变压器，P 1=U 1I 1=220×0.20 W=44 W ，则负载电阻消耗的功率P 2=P 1=44 W ，据222U P R=，得22U P R 4444 V 44 V ==⨯=，则1122n U 2205n U 44===,故B 正确，A 错误；A 2的读数22U 44I A 1 A R 44===，故C 正确，D错误.8.【解析】选B.输出电功率P=3×106kW ，输电电压U=500 kV ，则输电线上输送的电流大小3PI 610 A U==⨯，所以A 错；输电线上由电阻造成的电压损失U Ir 15 kV ∆==，所以B正确；输电线上损失的功率22P P UI r U∆=∆=，所以D错误；若损失功率为ΔP=9×108kW 时，ΔP 远大于输出功率，不符合实际，故C 错误.9.【解析】(1)由图乙可知输入电压的有效值U 1=200 V (2分) 由1122U n U n =得,U 2=211n U n =20 V (2分)变压器的输入功率P 1等于输出功率P 2故P 1=P 2=U 2I 2=20×2 W=40 W (2分)(2)将S 闭合,U 2不变,即电压表示数保持20 V 不变; (2分)由于负载增多,负载总电阻减小,电流表A 2的示数增大; (2分)次级线圈的输出功率增加,初级线圈的输入功率随之增加,电流表A 1的示数增大. (2分) (3)接入二极管后,电压表两端的u-t 图象如图所示,设电压表示数为U,则22200T U T R 2R= (2分)解得U=141.4 V (2分) 答案：(1)40 W 20 V(2)A 1示数增大 A 2示数增大 V 示数不变 (3)141.4 V10.【解析】(1)输送功率P=500 kW,一昼夜输送电能E=Pt=12 000 kW ·h(2分) 输电线上损失的电能ΔE=4 800 kW ·h (2分) 终点得到的电能E ′=E-ΔE=7 200 kW ·h, (2分)所以输电效率E 60%E 'η== (1分) 输电线上的电流PI 100 A U==(2分)输电线损耗功率P r =I 2r, (2分) 其中r EP 200 kW t∆== (2分)得r=20 Ω. (2分) (2)输电线上损耗功率2r 2P 1P ()r UU =∝(2分)原来P r =200 kW,现在要求P r ′=10 kW, (1分) 解得输电电压应调节为U ′=22.4 kV. (2分)答案：(1)60% 20 Ω (2)22.4 kV。

2019届高中物理二轮复习热点题型专练专题10.2变压器电能的输送含解析

专题10.2变压器电能的输送1．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 ，1n B ．(P kU )2R ，1n C.PR kU ，1n 2 D ．(P kU )2R ，1n2 答案：D解析：当副线圈与原线圈的匝数比为k 时，U 2＝kU ，此时输电线上的电流I ＝PkU，线路损耗的功率P 1＝I 2R＝P 2R kU 2，当匝数比为nk 时，线路损耗的功率P 2＝P 2R nkU2，则P 2P 1＝1n2，D 选项正确。

2.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1100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I 1，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I 1分别约为 ( )A ．380V 和5.3AB ．380V 和9.1AC ．240V 和5.3AD ．240V 和9.1A 答案：B3.如图所示，理想变压器有两个副线圈，匝数分别为n 1和n 2，所接负载4R 1＝R 2，当只闭合S 1时，电流表示数为1A ，当S 1和S 2都闭合时，电流表示数为2A ，则n 1︰n 2为 ( )A．1︰1 B．1︰2C．1︰3 D．1︰4答案：B4．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N4的导线一定比线圈N3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。

变压器电能的输送试卷

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u, 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年全国卷皿第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。

第四步狂刷小题•练基础¥一、基础与经典1. 侈选）如图所示，理想变压器原、畐U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 Q,图中电压表为理想电表，下列说法正确的A .变压器输入电压的瞬时值表达式为u = 220 2sin n 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3 =〒=100 nad/s，则变压器输入电压的瞬时值表达式为u = 220；2sin100 t（V） ,A错误。

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【高频考点解读】1.了解变压器的构造，理解变压器的工作原理。

2．理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。

3．知道远距离输电过程，知道降低输电损耗的两个途径。

了解电网供电的优点和意义。

【热点题型】题型一理想变压器例1、如图10-2-1，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2。

原线圈通过一理想电流表○A 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( )图10-2-1A ．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【提分秘籍】1．基本关系(1)无漏磁，故原、副线圈中的Φ、ΔΦΔt 相同。

(2)线圈无电阻，因此无电压降，U ＝E ＝n ΔΦΔt 。

(3)根据U n ＝ΔΦΔt 得，套在同一铁芯上的线圈，无论是原线圈，还是副线圈，该比例都成立，则有U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝…。

(4)无电能损失，因此P 入＝P 出，无论副线圈是一个还是多个，总有U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…将电压关系代入可得n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…。

2．基本关系式中物理量之间的决定关系(1)电压决定关系：输入电压U 1决定输出电压U 2，这是因为输出电压U 2＝n 2n 1U 1，当U 1不变时，不论负载电阻R变化与否，U2不会改变。

(2)电流决定关系：输出电流I2决定输入电流I1。

(3)功率决定关系：输出功率P2决定输入功率P1。

(4)频率关系：原、副线圈中电流的频率相同。

【举一反三】如图10-2-3所示，一台理想变压器的原副线圈的匝数比为n1∶n2＝40∶1，在副线圈两端接有“6 V40W”的电灯泡。

若灯泡正常发光，则下列说法中正确的是()图10-2-3A．在原副线圈中，通过每匝线圈的磁通量时时刻刻都相同B．通过原副线圈的交变电流的频率相同C．变压器输入电压的最大值为240 VD．变压器输入功率为40 W题型二理想变压器的动态分析例2、(多选)如图10-2-7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＝10 Ω，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有()图10-2-7A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为31.1 VB．当单刀双掷开关与b连接且在0.01 s时，电流表示数为4.4 AC．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25 HzD．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变大【提分秘籍】常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。

1．匝数比不变的情况(如图10-2-4所示)图10-2-4(1)U 1不变，根据U 1U 2＝n 1n 2，输入电压U 1决定输出电压U 2，可以得出不论负载电阻R 如何变化，U 2不变。

(2)当负载电阻发生变化时，I 2变化，根据输出电流I 2决定输入电流I 1，可以判断I 1的变化。

(3)I 2变化引起P 2变化，根据P 1＝P 2，可以判断P 1的变化。

2．负载电阻不变的情况(如图10-2-5所示)图10-2-5(1)U 1不变，n 1n 2发生变化，U 2变化。

(2)R 不变，U 2变化，I 2发生变化。

(3)根据P 2＝U 22R 和P 1＝P 2，可以判断P 2变化时，P 1发生变化，U 1不变时，I 1发生变化。

【举一反三】2．(多选)如图10-2-9所示，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接电阻R 0、R 1和R 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( )图10-2-9A ．V 1、V 2示数变小，变压器的输出功率减小B ．A 1、A 2示数变大，变压器的输出功率增大C ．A 1示数不变、A 2示数变大，变压器的输出功率减小D ．V 1示数不变、V 2示数变小，变压器的输出功率增大题型三远距离输电例3、如图10-2-11所示为远距离交流输电的简化电路图。

发电厂的输出电压是U ，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I 1，其末端间的电压为U 1。

在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I 2。

则( )图10-2-11A ．用户端的电压为I 1U 1I 2B ．输电线上的电压降为UC ．理想变压器的输入功率为I 21rD ．输电线路上损失的电功率为I 1U【方法规律】输电线路功率损失的计算方法(1)P 损＝P －P ′，P 为输送的功率，P ′为用户得到的功率。

(2)P 损＝I 2线R 线，I 线为输电线路上的电流，R 线为线路电阻。

(3)P 损＝ΔU 2R 线，ΔU 为输电线路上损失的电压，R 线为线路电阻。

(4)P 损＝ΔUI 线，ΔU 为输电线路上损失的电压，I 线为线路上的电流。

[易错提醒] 在远距离输电问题中，一般用P 损＝I 2线R 线计算线路功率损耗，其原因是I 线可以由公式P 输出＝I 线U 输出求出，而P 损＝ΔUI 线和P 损＝ΔU 2R 线则不常用，其原因是在一般情况下，ΔU 不易求出，且易将ΔU 和U 输出相混而造成错误。

【提分秘籍】1．理清三个回路远距离输电电网间的基本结构，如图10-2-10所示。

输电过程的电路被划分为三个独立的回路，即电源回路、输送回路和用户回路。

在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源，每个回路均可应用闭合电路欧姆定律、串并联电路的规律，而变压器的电压、电流、功率关系则是联系不同回路的桥梁。

图10-2-102．抓住两个联系(1)理想的升压变压器联系了电源回路和输送回路，由理想变压器原理可得：线圈1(匝数为n 1)和线圈2(匝数为n 2)中各个量间的关系是：U 1U 2＝n 1n 2，I 1n 1＝I 2n 2，P 1＝P 2。

(2)理想的降压变压器联系了输送回路和用户回路，由理想变压器原理可得：线圈3(匝数为n 3)和线圈4(匝数为n 4)中各个量间的关系是：U 3U 4＝n 3n 4，I 3n 3＝I 4n 4，P 3＝P 4。

3．掌握一个能量守恒定律发电机把机械能转化为电能，并通过导线将能量输送给线圈1，线圈1上的能量就是远程输电的总能量，在输送过程中，先被输送回路上的导线电阻损耗一小部分，剩余的绝大部分通过降压变压器和用户回路被用户使用消耗，所以其能量关系为P 1＝P 线损＋P 用户。

【举一反三】远距离输电的原理图如图10-2-13所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，电压分别为U 1、U 2，电流分别为I 1、I 2，输电线上的电阻为R 。

变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是( )图10-2-13A.I 1I 2＝n 1n 2 B ．I 2＝U 2RC ．I 1U 1＝I 2 2 RD ．I 1U 1＝I 2U 2【高考风向标】1.【2015·海南·10】4．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，此时电压表读数为5.0V ，则A ．此时原线圈两端电压的最大值约为34VB ．此时原线圈两端电压的最大值约为24VC ．原线圈两端原来的电压有效值约为68VD ．原线圈两端原来的电压有效值约为48V2.【2015·江苏·1】5．一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V 交变电流改为110V ，已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为（）A ．200B ．400C ．1600D ．32003.【2015·全国新课标Ⅰ·16】7．一理想变压器的原、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U ，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k ，则A ．9166==k ,V UB ．9122==k ,V UC ．3166==k ,V UD ．3122==k ,V U4.【2015·安徽·16】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个位置，观察到电流表A 1的示数增大了0.2A ，电流表A 2的示数增大了0.8A 。

则下列说法正确的是A ．电压表V 1示数增大B ．电压表V 2、V 3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5.【2015·广东·15】10．图5为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P ，使输出电压有效值由220V 降至110V ，调节前后A ．副线圈中的电流比为1∶2B ．副线圈输出功率比为2∶1C ．副线圈的接入匝数比为2∶1D ．原线圈输入功率比为1∶26.【2015·福建·15】11．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T 的原、副线圈匝数分别为n 1、n 2 。

在T 的原线圈两端接入一电压sin m u U t ω=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()212.()4m U n A n r 221B.()4m U n n r 2212C.4()()m n P r n U 2221D.4()()mn P r n U1.(2014·浙江卷，15)如图13所示为远距离交流输电的简化电路图。

发电厂的输出电压是U ，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I 1，其末端间的电压为U 1。

在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I 2。

则()图13A ．用户端的电压为I 1U 1I 2B ．输电线上的电压降为UC ．理想变压器的输入功率为I 21rD ．输电线路上损失的电功率为I 1U2.(2014·四川卷，1)如图5所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则()图5A ．用户用电器上交流电的频率是100 HzB ．发电机输出交流电的电压有效值是500 VC ．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D ．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小3．(多选)(2014·新课标全国卷Ⅱ，21)如图6所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2。

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