备考2019年高考物理一轮复习文档：第十一章 第2讲 变压器 电能的输送 练习
[推荐学习]2019高三物理人教版一轮教师用书：第11章 第2节 变压器 电能的输送 Word版含解
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第二节 变压器 电能的输送(对应学生用书第204页)[教材知识速填]知识点1 理想变压器1．构造和原理(如图11-2-1所示)(1)构造：图11-2-1变压器由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成． (2)原理：电磁感应的互感现象． 2．基本关系(1)电压关系：U 1U 2＝n 1n 2.(2)功率关系：P 入＝P 出．(3)电流关系：①只有一个副线圈时：I 1I 2＝n 2n 1.②有多个副线圈时，U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋U n I n . 3．几种常见的变压器(1)自耦变压器——调压变压器．(2)互感器⎩⎨⎧电压互感器：把高电压变成低电压.电流互感器：把大电流变成小电流.自耦变压器原理如图11-2-2所示：图11-2-2若AX为输入端，触头a向上移动时，副线圈匝数N2增加，输出电压升高．易错判断(1)变压器能改变交变电流的电压，不能改变交变电流的频率．(√)(2)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．(×)(3)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．(×)知识点2远距离输电1．输电过程(如图11-2-3所示)图11-2-32．电压损失(1)ΔU＝U－U′(2)ΔU＝IR3．功率损失(1)ΔP＝P－P′(2)ΔP＝I2R＝ΔU2 R4．输送电流(1)I＝PU(2)I＝U－U′R5．减少输电线上电能损失的方法(1)减小输电导线的电阻R线．由R线＝ρLS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．易错判断(1)增大输电导线的横截面积不利于减少输电过程中的电能损失．(×)(2)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗．(√)(3)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大．(√)[教材习题回访]考查点：变压器的原理1．(沪科版选修3－2 P75T3改编)图11-2-4为一理想变压器，其原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R组成闭合电路．当直导线MN在匀强磁场中沿导轨向左匀速切割磁感线时，电流表的示数是10 mA，那么电流表的示数是()图11-2-4A．40 mA B．0C．10 mA D．2.5 mA[答案]B考查点：互感器的原理2．(粤教版选修3－2 P59T4改编)如图11-2-5所示，P是电压互感器，Q是电流互感器，如果两个互感器的变压比和变流比都是50，电压表的示数为220 V，电流表的示数为3 A，则输电线路中的电压和电流分别是()图11-2-5A．11 000 V150 A B．1 100 V15 AC．4.4 V16.7 A D．4.4 V0.06 A[答案]A考查点：远距离高压输电问题3．(人教版选修3－2 P50 T3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[答案]A考查点：变压器的动态分析问题4．(人教版选修3－2 P44 T5改编)如图11-2-6所示的电路中，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，R0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A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是()图11-2-6A．电压表V1示数增大B．电压表V2、V3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(对应学生用书第205页)理想变压器的基本关系[题组通关]1.如图11-2-7所示，理想变压器的原线圈接在u ＝2202sin 100πt (V)的交流电源上，副线圈接有R ＝55 Ω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( )图11-2-7A ．原线圈的输入功率为220 2 WB ．电流表的读数为1 AC ．电压表的读数为110 2 VD ．副线圈输出交流电的周期为50 sB [理想变压器原线圈两端电压的有效值为U 1＝220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2U 1n 1＝110 V ，即电压表的读数为110 V ，通过负载电阻的电流I 2＝U 2R ＝11055 A ＝2 A ，则副线圈的输出功率P ＝U 2I 2＝110×2 W ＝220 W ，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，为220 W ，故选项A 、C 错误． 由n 1I 1＝n 2I 2得I 1＝n 2I 2n 1＝1 A ，即电流表的读数为1 A ，选项B 正确．由u ＝2202sin 100πt (V)可知，角速度ω＝100π rad/s ，原线圈所接交流电的周期T ＝2πω＝0.02 s ，副线圈输出交流电的周期不变，仍为0.02 s ，选项D 错误．]2．(2016·全国Ⅰ卷)一含有理想变压器的电路如图11-2-8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，○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( )图11-2-8A ．2B ．3C ．4D ．5B [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．](2018·黄冈模拟)如图所示，一理想变压器的原线圈接在电压有效值为220 V 的正弦式交流电源上，两副线圈匝数分别为n 2＝16，n 3＝144，通过理想二极管(具有单向导电性)、单刀双掷开关与一只“36V18 W”的灯泡相连(灯泡电阻不变)，当开关接1时，灯泡正常发光，则下列说法中不正确的是()A．原线圈的匝数为880B．当开关接2时，灯泡两端电压的有效值为20 2 VC．当开关接2时，灯泡消耗的功率约为18 WD．当开关接2时，灯泡消耗的功率约为11 WC[由n1n3＝U1U L得n1＝880，所以选项A正确；当开关接2时，有n1n2＋n3＝U1U，解得U＝40 V，设交流电的周期为T，由U2R·T2＝U′2R T，可得灯泡两端电压的有效值为U′＝20 2 V，灯泡电阻为R＝U2LP L＝72 Ω，灯泡消耗的实际功率为P＝U′2R＝1009W≈11 W，即选项C错误，B、D正确．]1．匝数比不变的情况(如图11-2-9所示)(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．图11-2-9(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11-2-10所示)图11-2-10(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． [多维探究]考向1 匝数比不变、负载变化的情况1．(2018·淄博模拟)如图11-2-11所示，理想变压器原、副线圈接有额定电压均为20 V 的灯泡a 和b .当输入u ＝2202sin 100πt (V)的交变电压时，两灯泡均能正常发光．设灯泡不会被烧坏，下列说法正确的是( )图11-2-11A ．原、副线圈匝数比为11∶1B ．原、副线圈中电流的频率比为11∶1C ．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡b 变亮D ．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡a 变亮[题眼点拨] “两灯泡均能正常发光”可求出原线圈两端电压． D [两灯均正常发光，则原线圈输入的电压为：U 1＝U －U 灯＝(220－20) V ＝200 V ，副线圈电压：U 2＝U 灯＝20 V ，根据理想变压器变压比：n 1n 2＝U 1U 2＝20020＝101，故A 错误；变压器不改变交流电的频率，即频率比为1∶1，故B 错误；当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，阻值减小，副线圈电流变大，根据n 1n 2＝I 2I 1，可知原线圈电流变大，灯泡a 分担的电压变大，原线圈输入的电压变小，所以灯泡a 变亮，b 变暗，故C 错误，D 正确．] 考向2 匝数比改变，负载不变的情况2．(多选)如图11-2-12所示，电路中的变压器为理想变压器，S 为单刀双掷开关，U 1为加在原线圈两端的交变电压，I 1、I 2分别为原、副线圈中的电流．下列说法中正确的是( )【导学号：84370476】图11-2-12A ．保持U 1不变，S 由b 切换到a ，则R 上消耗的功率减小B ．保持U 1不变，S 由a 切换到b ，则I 2减小C ．保持U 1不变，S 由b 切换到a ，则I 1增大D ．保持U 1不变，S 由a 切换到b ，则变压器的输入功率增大BC [S 由b 切换到a 时，副线圈匝数增多，则输出电压U 2增大，电流I 2增大，R 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I1增大．S由a切换到b时，副线圈匝数减少，则输出电压U2减小，输出电流I2减小，所以根据P2＝I2U2，P2减小；又因P1＝P2，所以变压器输入功率减小．由以上分析可知，正确选项为B、C.]考向3负载和匝数比都变化的情况3．(多选)(2018·太原模拟)如图11-2-13所示，理想变压器的原线圈接u＝U0co100πt 的交变电流，副线圈接有可调电阻R，触头P与线圈始终接触良好，下列判断正确的是()图11-2-13A．交变电流的频率为50 HzB．若仅将触头P向A端滑动，则电阻R消耗的电功率增大C．若仅使电阻R增大，则原线圈的输入电功率增大D．若使电阻R增大的同时，将触头P向B端滑动，则通过原线圈的电流一定减小[题眼点拨]①“仅使P向A滑动”说明与R并联的副线圈匝数变多；②“仅使电阻R增大”，由P＝U2R说明变压器的输出功率变小．ABD[根据ω＝2πf可得ω＝2πf＝100π rad/s，解得f＝50 Hz，A正确；若仅将触头P向A端滑动，则副线圈匝数增大，根据U1U2＝n1n2可得副线圈输入电压增大，即R两端的电压增大，根据P＝U2R可得电阻R消耗的电功率增大，B正确；若仅使电阻R增大，R两端电压不变，根据P＝U2R可得电阻R消耗的功率减小，即副线圈消耗的功率减小，所以原线圈输入功率减小，C错误；若使电阻R增大的同时，将触头P向B端滑动，根据U1 U2＝n1n2可得副线圈两端的电压减小，根据I＝UR可得通过R的电流减小，即副线圈中的电流减小，根据公式I1I2＝n2n1，原线圈中的电流一定减小，D正确．]远距离输电1．理清三个回路图11-2-14(1)电源回路：该回路中，通过线圈1的电流I1等于发电机中的电流I机；线圈1两端的电压U1等于发电机的路端电压U机；线圈1输入的电功率P1等于发电机输出的电功率P机．(2)输送回路：I2＝I3＝I线，U2＝U3＋ΔU，P2＝ΔP＋P3.(3)用户回路：I4＝I用，U4＝U用，P4＝P用．2．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．理解两个损失(1)电压损失：ΔU ＝I 线R 线． (2)功率损失：P 损＝I 2线R 线＝ΔU 2R 线.4．掌握一个守恒能量守恒关系式：P 1＝P 线损＋P 用户．[母题] 如图11-2-15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u ＝U m sin ωt 的交流电源，若输送电功率为P ，输电线的总电阻为2r ，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )图11-2-15A ．⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 2U 2m 4rB ．⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2n 1U 2m 4rC ．4⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22⎝ ⎛⎭⎪⎫P U m 2rD ．4⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2n 12⎝ ⎛⎭⎪⎫P U m 2r【自主思考】(1)计算输电线上损失功率的公式是什么？ [提示] P 损＝I 22R 线．(2)公式I 2＝PU 2中，U 2是最大值，还是有效值？[提示] 有效值．C [升压变压器T 的原线圈两端电压的有效值为U 1＝U m2；由变压关系可得U1U2＝n1n2，则U2＝n2U m2n1；因为输送电功率为P，输电线中的电流为I2＝PU2＝2n1Pn2U m，则输电线上损失的电功率为ΔP＝I22(2r)＝4n21P2rn22U2m，故选项C正确．][母题迁移]迁移1远距离输电与变压器的动态分析相结合1．(多选)(2018·德州模拟)如图11-2-16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R0表示，并且电阻不变，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()【导学号：84370477】图11-2-16A．电压表V1、V2的读数均不变，电流表A2的读数增大，电流表A1的读数减小B．电压表V3、V4的读数均减小，电流表A2的读数增大，电流表A3的读数增大C．电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变D．线路损耗功率增大BCD[因为输入电压和变压器匝数比都不变，所以电压表V1、V2的读数均不变，用电高峰期，电阻减小，电流增大，根据电流与匝数成反比知电流都增大，故A错误；输电线上的电压损失增大，故电压表V3、V4的读数均减小，电流表A2的读数增大，电流表A3的读数增大，故B正确；电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变，等于输电线的电阻值，故C正确；因为输电线上的电流增大，所以线路损耗的功率增大，故D正确．故选：BCD.]迁移2远距离输电与互感器相结合2．(多选)(2018·青岛模拟)如图11-2-17所示为某小型电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率为20 kW.在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为1∶10，电流表的示数为1 A，输电线的总电阻为10 Ω，则下列说法正确的是()图11-2-17A．采用高压输电可以增大输电线中的电流B．升压变压器的输出电压U2＝2 000 VC．用户获得的功率为19 kWD．将P下移，用户获得的电压将增大BC[根据高压输电原理，提高输电电压，输电电流减小，A错误；根据电流互感器的原理，输电电流：I输＝101×1 A＝10 A，输电电压：U2＝PI＝20×10310V＝2 000 V，B正确；输电线上的功率损失：P损＝I2R＝102×10 W ＝1 kW，用户获得的功率为：P用＝P输－P损＝20 kW－1 kW＝19 kW，C 正确；将P下移，降压变压器原线圈匝数增加，根据变压器的变压规律，副线圈的电压减小，用户获得的电压将减小，D错误．故选BC.]迁移3远距离输电与传感器相结合3．(多选)如图11-2-18甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100 Ω.降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小．电压表V显示加在报警器上的电压(报警器未画出)．未出现火警时，升压变压器的输入功率为750 kW，则下列说法中正确的有()图11-2-18A．降压变压器副线圈输出的交变电流频率为50 HzB．远距离输电线路损耗功率为180 kWC．当出现火警时，电压表V的示数变小D．当出现火警时，输电线上的电流变小AC[由题图乙知交变电流的周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，A正确；由题图乙知升压变压器输入电压有效值为250 V，根据变压比公式知升压变压器副线圈两端电压为25 000 V，所以输电线中的电流为30 A，输电线损失的电压为ΔU＝IR＝30×100 V＝3 000 V，输电线路损耗功率为ΔP ＝ΔU·I＝90 kW，B错误；当出现火警时传感器R2阻值减小，降压变压器副线圈中电流增大，输电线上电流变大，电压变大，降压变压器输入、输出电压都变小，定值电阻的分压增大，电压表V的示数变小，C正确，D 错误．]。
2019版高考物理一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 11.2 变压器 电能的输送
K12教育课件
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流电压u的表达式u=51sin(100πt) V,故选项C错误;RT的温度升高时,阻值减小,电流表的示 数变大,电压表示数不变,故选项D正确。
K12教育课件
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【迁移训练】
K12教育课件
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迁移1:匝数比不变,负载改变 (2018·珠海模拟)如图,理想变压器原线圈输入电压u=Umsin ωt,副线圈电路中R0为定值
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【微点拨】
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电能。 (4)理想变压器基本关系中的U1、I1、U2、I2均为有效值。
K12教育课件
5
2.升压变压器和降压变压器:
,若n1>n2,则U1>U2,为降压变压器;若n1<n2,则 U1<U2,为升压变压器。
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A.9∶1∶4 C.3∶1∶2
B.6∶1∶2 D.3∶2∶1
K12教育课件
33
【解析】选C。两个副线圈的输出功率为P2=I2R+I2·2R =3I2R,根据输入功率等于输出功率有U1I=3I2R,解得U1= 3IR,两个副线圈的电压分别为U2=IR,U3=I·2R,根据电压与匝数成正比,有 n1∶n2∶n3=U1∶U2∶U3=3IR∶IR∶ 2IR=3∶1∶2,故C项正确,A、B、D项错误。
K12教育课件
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考点2 理想变压器的动态分析 【典题探究】
【典例2】(多选)(2016·海南高考)图甲中,理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1,RT 为阻值随温度升高而减小的热敏电阻,R1为定值电阻,电压表和电流表均为理想交流电 表。原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化,如图乙所示。下列说法正确的是
2019届高三人教版物理一轮复习课件：第十一章 第2节 变压器、电能的输送
2．(08787112)(人教版选修 3－2 P43 科学漫步改编)(多选) 如图 所示，L1、L2 是高压输电线，图中两电表示数分别是 220 V 和 10 A， 已知甲图中原、副线圈匝数比为 100∶1，乙图中原、副线圈匝数比 为 1∶10，则( )
A．甲图中的电表是电压表，输电电压为 22 000 V B．甲图是电流互感器，输电电流是 100 A C．乙图中的电表是电压表，输电电压为 22 000V D．乙图是电流互感器，输电电流是 100 A 解析：AD [根据匝数比UU12＝nn12，有 U1＝nn21U2＝1010×220 V＝22 000 V，故 A 正确；甲图是电压互感器，故 B 错误；乙图是电流互感 器，电表是电流表，故 C 错误；只有一个副线圈的变压器，电流比 等于匝数的反比II12＝nn12，有 I1＝nn12I2＝110×10 A＝100 A，故 D 正确．]
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
1．(08787114)(多选)(2016·新课标Ⅲ)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，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是( )
解析： B [由题知，变压器的输入电压 U1＝2202 2 V＝220 V， 所以 U2＝nn21U1＝110 V；副线圈电流 I2＝UR2＝2 A，原线圈电流 I1＝nn21 I2＝1 A．本题中电压表、电流表的读数为有效值，故 B 项正确，C 项错误；原线圈输入功率 P1＝U1I1＝220 W，A 项错误；交流电的周 期 T＝2ωπ＝120π0πs＝0.02 s，D 项错误．]
2019版高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第2讲变压器电能的输送学案
解析 对于理想变压器，原线圈电压决定副线圈电压，所以
V1、 V2 示数均不变， A、 B
项错误； A1、 A2 中电流与原、副线圈中电流相同，由 Δ I 1∶Δ I 2＝ n2∶n1，可知 n1＞ n2，为降
压变压器， C 项错误；副线圈所连接的电路电压不变，电流变大，则电阻变小，即滑动变阻
器沿 c→ d 的方向滑动， D 项正确。
U2
U3 U2 n2
n2
解析
开关分别闭合时，
n1I
1＝ n2I
2、 n1I
1′＝
n3I
3、 I
2＝
R、 I
3＝
、 ＝ ，联立得 R U3 n3
＝ n3
I1 2
n1 U1 2
n1 5
I 1′ ＝ 5， A 项对；由题知 n3＝ U3＝1，得 n2＝ 1，所以只闭合开关 S1 时，灯泡 L1 两端电压
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 本题考查变压器、 远距离输电， 意在考查考生的推理能力。 设升压变压器的匝数
比为 N1，降压变压器的匝数比为 N2，发电厂输出电压为 U1，输出功率为 P1，则升压变压器的
P1
P21R
输出电压为 N1U1，输电线中的电流为 N1U1，输电线损耗的功率为 N21U21，降压变压器输出电压为
P1R N1 U1－ N1U1
，输电线上损耗Байду номын сангаас功率占总功率的比例为 N2
P1R N21U21，可见，当输出功率 P1 增大时，比例
增大，选项 C、 D 正确。
答案 CD
高考物理一轮复习第十一章交变电流变压器第2课时变压器电能的输送学案新人教版
第2课时 变压器 电能的输送一、理想变压器 1．构造和原理(1)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。
[注意] 必须是交流电,否则没有互感现象,变压器不起变压作用。
(2)原理：电磁感应的互感现象。
2．基本关系式(1)功率关系：P 入＝P 出。
(2)电压关系：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。
由能量守恒推出有多个副线圈时,U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋U n I n 。
[注意] 副线圈与用电器断开时,无电流通过副线圈,但副线圈两端存在电压。
变压器不能改变交变电流的频率。
二、远距离输电1．功率关系：P 1＝P 2,P 3＝P 4,P 2＝ΔP ＋P 3。
2．电压、电流关系：U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1,U 3U 4＝n 3n 4＝I 4I 3,U 2＝ΔU ＋U 3,I 2＝I 线＝I 3。
3．输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 2－U 3R 线。
4．电压损失：ΔU ＝U 2－U 3＝I 2R 线。
5．功率损失：ΔP ＝P 2－P 3＝I 22R 线＝ΔU2R 线。
[注意] 在输电功率一定的情况下,输电电压越大,输电电流越小。
[基础自查]1．判断正误(1)理想变压器的基本关系式中,电压和电流均为有效值。
(√) (2)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。
(×) (3)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。
(×) (4)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。
(×) (5)增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失。
(√) (6)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗。
(√)(7)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大。
2019高考物理一轮复习课件11.2变压器、电能的输送
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功率关系 U′1·4I＝U′2I′2，可得 I′2/(4I)＝k，即副线圈输 出电流为 I′2＝4kI，U′2＝I′2R2＝4kIR2；联立解得 k＝3， 选项 B 正确。
[答案] B
菜 单
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第十一章
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两边电流比。由功率相等联系求解即可。
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菜
单
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交变电流
传感器
[解析]
设理想变压器原、副线圈匝数比值为 k，根据
题述，当开关 S 断开时，电流表示数为 I，则由闭合电路欧 姆定律得，U＝IR1＋U1。由变压公式 U1/U2＝k 及功率关系 U1I＝U2I2，可得 I2/I＝k，即副线圈输出电流为 I2＝kI，U2 ＝I2(R2＋R3)＝kI(R2＋R3)。当开关 S 闭合时，电流表示数 为 4I，则有 U＝4IR1＋U′1。由变压器公式 U′1/U′2＝k 及
课 下 作 业 · 素 养 提 升
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增大了 0.8 A，则下列说法正确的是 导学号：82210971
图11－2－3
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交变电流
传感器
A．电压表V1示数增大 B．电压表V2、V3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
菜
单
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交变电流
近年高考物理一轮复习第十一章第2讲变压器电能的输送练习鲁科版(2021年整理)
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第2讲变压器电能的输送［课时作业] 单独成册方便使用［基础题组］一、单项选择题1．一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220 V交变电压改变为110 V．已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为( )A．200 B．400C．1 600 D．3 200解析：根据变压器的变压规律U1U2＝错误!得，n2＝错误!n1＝错误!×800＝400，选项B正确．答案：B2.(2018·河北唐山模拟)一含有理想变压器的电路如图所示，变压器原副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别是4 Ω、2 Ω和3 Ω,U为有效值恒定的正弦交流电源．当开关S断开时，理想电流表的示数为I，当S闭合时，电流表的示数为( )A。
错误!I B。
错误!IC.错误!I D．2I解析：设S闭合时，电流表示数为I1，对理想变压器有P入＝P出,错误!＝错误!，则开关闭合时有I1U－I错误!R1＝(2I1) 2R2,开关断开时有IU－I2R1＝（2I)2（R2＋R3），两式联立解得I1＝2I，故D项正确．答案:D3．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R。
备考2019年高考物理一轮复习：第十一章第2讲变压器电能的输送讲义含解析
第2讲 变压器 电能的输送 板块一 主干梳理·夯实基础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组成。
(1)原线圈:指与交流电源连接的线圈,也叫初级线圈。
(2)副线圈:指与负载连接的线圈,也叫次级线圈。
2、工作原理:电磁感应的互感现象。
3、理想变压器的基本关系式 (1)功率关系:P 入＝P 出。
(2)电压关系:U 1U 2＝n 1n 2,若n 1>n 2,为降压变压器;若n 1<n 2,为升压变压器。
(3)电流关系:只有一个副线圈时,I 1I 2＝n 2n 1;有多个副线圈时,U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋U n I n 。
4、几种常用的变压器(1)自耦变压器(也叫调压变压器)。
(2)互感器①电压互感器,可以把高电压降为低电压; ②电流互感器,可以把强电流降为弱电流。
【知识点2】 远距离输电 Ⅰ 1、输电过程(如图所示)2、电压损失 (1)ΔU ＝U －U ′。
(2)ΔU ＝IR 。
3、功率损失 (1)ΔP ＝P －P ′。
(2)ΔP ＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2R ＝ΔU 2R 。
4、输送电流 (1)I ＝P U 。
(2)I ＝U －U ′R 。
板块二 考点细研·悟法培优考点1理想变压器的工作原理和基本量的关系[深化理解]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＋…。
(5)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。
2019高三物理人教版一轮教师用书：第11章 第2节 变压器 电能的输送 Word版含解析
第二节 变压器 电能的输送(对应学生用书第204页)[教材知识速填]知识点1 理想变压器1．构造和原理(如图1121所示)(1)构造：图1121变压器由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成． (2)原理：电磁感应的互感现象． 2．基本关系(1)电压关系：U 1U 2＝n 1n 2.(2)功率关系：P 入＝P 出．(3)电流关系：①只有一个副线圈时：I 1I 2＝n 2n 1.②有多个副线圈时，U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋U n I n . 3．几种常见的变压器(1)自耦变压器——调压变压器．(2)互感器⎩⎪⎨⎪⎧电压互感器：把高电压变成低电压.电流互感器：把大电流变成小电流.自耦变压器原理如图1122所示：图1122若AX 为输入端，触头a 向上移动时，副线圈匝数N 2增加，输出电压升高． 易错判断(1)变压器能改变交变电流的电压，不能改变交变电流的频率．(√)(2)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．(×)(3)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．(×) 知识点2 远距离输电1．输电过程(如图1123所示)图11232．电压损失(1)ΔU ＝U －U ′ (2)ΔU ＝IR 3．功率损失(1)ΔP ＝P －P ′ (2)ΔP ＝I 2R ＝ΔU2R4．输送电流(1)I ＝P U (2)I ＝U －U ′R5．减少输电线上电能损失的方法(1)减小输电导线的电阻R 线．由R 线＝ρLS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． 易错判断(1)增大输电导线的横截面积不利于减少输电过程中的电能损失．(×)(2)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗．(√) (3)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大．(√)[教材习题回访]考查点：变压器的原理1．(沪科版选修3－2 P 75T 3改编)图1124为一理想变压器，其原、副线圈匝数之比n 1∶n 2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R 组成闭合电路．当直导线MN 在匀强磁场中沿导轨向左匀速切割磁感线时，电流表的示数是10 mA ，那么电流表的示数是( )图1124A ．40 mAB ．0C．10 mA D．2.5 mA[答案]B考查点：互感器的原理2．(粤教版选修3－2 P59T4改编)如图1125所示，P是电压互感器，Q是电流互感器，如果两个互感器的变压比和变流比都是50，电压表的示数为220 V，电流表的示数为3 A，则输电线路中的电压和电流分别是( )图1125A．11 000 V 150 A B．1 100 V 15 AC．4.4 V 16.7 A D．4.4 V 0.06 A[答案]A考查点：远距离高压输电问题3．(人教版选修3－2 P50 T3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[答案]A考查点：变压器的动态分析问题4．(人教版选修3－2 P44T5改编)如图1126所示的电路中，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，R0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A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是()图1126A．电压表V1示数增大B．电压表V2、V3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(对应学生用书第205页)理想变压器的基本关系[题组通关]1.如图1127所示，理想变压器的原线圈接在u ＝2202sin 100πt (V)的交流电源上，副线圈接有R ＝55 Ω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( )图1127A ．原线圈的输入功率为220 2 WB ．电流表的读数为1 AC ．电压表的读数为110 2 VD ．副线圈输出交流电的周期为50 sB [理想变压器原线圈两端电压的有效值为U 1＝220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2U 1n 1＝110 V ，即电压表的读数为110 V ，通过负载电阻的电流I 2＝U 2R ＝11055A ＝2 A ，则副线圈的输出功率P ＝U 2I 2＝110×2 W ＝220 W ，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，为220 W ，故选项A 、C 错误．由n 1I 1＝n 2I 2得I 1＝n 2I 2n 1＝1 A ，即电流表的读数为1 A ，选项B 正确．由u ＝2202sin 100πt (V)可知，角速度ω＝100π rad/s ，原线圈所接交流电的周期T ＝2πω＝0.02 s ，副线圈输出交流电的周期不变，仍为0.02 s ，选项D 错误．]2．(2016·全国Ⅰ卷)一含有理想变压器的电路如图1128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，○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( )图1128A ．2B ．3C ．4D ．5B [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．](2018·黄冈模拟)如图所示，一理想变压器的原线圈接在电压有效值为220 V 的正弦式交流电源上，两副线圈匝数分别为n 2＝16，n 3＝144，通过理想二极管(具有单向导电性)、单刀双掷开关与一只“36V 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，则下列说法中不正确的是( )A ．原线圈的匝数为880B ．当开关接2时，灯泡两端电压的有效值为20 2 VC ．当开关接2时，灯泡消耗的功率约为18 WD ．当开关接2时，灯泡消耗的功率约为11 WC [由n 1n 3＝U 1U L 得n 1＝880，所以选项A 正确；当开关接2时，有n 1n 2＋n 3＝U 1U ，解得U ＝40 V ，设交流电的周期为T ，由U 2R ·T 2＝U ′2R T ，可得灯泡两端电压的有效值为U ′＝20 2 V ，灯泡电阻为R ＝U 2LP L ＝72 Ω，灯泡消耗的实际功率为P ＝U ′2R ＝1009W ≈11 W ，即选项C 错误，B 、D 正确．]1变压器不能改变直流电的电压2变压器只能改变交变电流的电压和电流，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1．匝数比不变的情况(如图1129所示)(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．图1129(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11210所示)图11210(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． [多维探究]考向1 匝数比不变、负载变化的情况1．(2018·淄博模拟)如图11211所示，理想变压器原、副线圈接有额定电压均为20 V 的灯泡a 和b .当输入u ＝2202sin 100πt (V)的交变电压时，两灯泡均能正常发光．设灯泡不会被烧坏，下列说法正确的是( )图11211A ．原、副线圈匝数比为11∶1B ．原、副线圈中电流的频率比为11∶1C ．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡b 变亮D ．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡a 变亮[题眼点拨] “两灯泡均能正常发光”可求出原线圈两端电压．D [两灯均正常发光，则原线圈输入的电压为：U 1＝U －U灯＝(220－20) V ＝200 V ，副线圈电压：U 2＝U 灯＝20 V ，根据理想变压器变压比：n 1n 2＝U 1U 2＝20020＝101，故A 错误；变压器不改变交流电的频率，即频率比为1∶1，故B 错误；当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，阻值减小，副线圈电流变大，根据n 1n 2＝I 2I 1，可知原线圈电流变大，灯泡a 分担的电压变大，原线圈输入的电压变小，所以灯泡a 变亮，b 变暗，故C 错误，D 正确．] 考向2 匝数比改变，负载不变的情况2．(多选)如图11212所示，电路中的变压器为理想变压器，S 为单刀双掷开关，U 1为加在原线圈两端的交变电压，I 1、I 2分别为原、副线圈中的电流．下列说法中正确的是( )【导学号：84370476】图11212A．保持U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小B．保持U1不变，S由a切换到b，则I2减小C．保持U1不变，S由b切换到a，则I1增大D．保持U1不变，S由a切换到b，则变压器的输入功率增大BC[S由b切换到a时，副线圈匝数增多，则输出电压U2增大，电流I2增大，R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I1增大．S由a切换到b时，副线圈匝数减少，则输出电压U2减小，输出电流I2减小，所以根据P2＝I2U2，P2减小；又因P1＝P2，所以变压器输入功率减小．由以上分析可知，正确选项为B、C.]考向3 负载和匝数比都变化的情况3．(多选)(2018·太原模拟)如图11213所示，理想变压器的原线圈接u＝U0co100πt的交变电流，副线圈接有可调电阻R，触头P 与线圈始终接触良好，下列判断正确的是( )图11213A．交变电流的频率为50 HzB．若仅将触头P向A端滑动，则电阻R消耗的电功率增大C．若仅使电阻R增大，则原线圈的输入电功率增大D．若使电阻R增大的同时，将触头P向B端滑动，则通过原线圈的电流一定减小[题眼点拨] ①“仅使P 向A 滑动”说明与R 并联的副线圈匝数变多；②“仅使电阻R 增大”，由P ＝U 2R说明变压器的输出功率变小．ABD [根据ω＝2πf 可得ω＝2πf ＝100π rad/s ，解得f ＝50 Hz ，A 正确；若仅将触头P 向A 端滑动，则副线圈匝数增大，根据U 1U 2＝n 1n 2可得副线圈输入电压增大，即R 两端的电压增大，根据P ＝U 2R 可得电阻R 消耗的电功率增大，B 正确；若仅使电阻R增大，R 两端电压不变，根据P ＝U 2R可得电阻R 消耗的功率减小，即副线圈消耗的功率减小，所以原线圈输入功率减小，C 错误；若使电阻R 增大的同时，将触头P 向B 端滑动，根据U 1U 2＝n 1n 2可得副线圈两端的电压减小，根据I ＝UR 可得通过R 的电流减小，即副线圈中的电流减小，根据公式I 1I 2＝n 2n 1，原线圈中的电流一定减小，D 正确．]1．理清三个回路图11214(1)电源回路：该回路中，通过线圈1的电流I 1等于发电机中的电流I 机；线圈1两端的电压U 1等于发电机的路端电压U 机；线圈1输入的电功率P 1等于发电机输出的电功率P 机． (2)输送回路：I 2＝I 3＝I 线，U 2＝U 3＋ΔU ，P 2＝ΔP ＋P 3. (3)用户回路：I 4＝I 用，U 4＝U 用，P 4＝P 用． 2．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．理解两个损失(1)电压损失：ΔU ＝I 线R 线．(2)功率损失：P 损＝I 2线R 线＝ΔU2R 线. 4．掌握一个守恒能量守恒关系式：P 1＝P 线损＋P 用户．[母题] 如图11215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u ＝U m sin ωt 的交流电源，若输送电功率为P ，输电线的总电阻为2r ，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )图11215A ．⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 2U 2m4r B ．⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2n 1U 2m4r C ．4⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22⎝ ⎛⎭⎪⎫P U m 2rD ．4⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2n 12⎝ ⎛⎭⎪⎫P U m 2r【自主思考】(1)计算输电线上损失功率的公式是什么？ [提示] P 损＝I 22R 线．(2)公式I 2＝PU 2中，U 2是最大值，还是有效值？[提示] 有效值．C [升压变压器T 的原线圈两端电压的有效值为U 1＝U m2；由变压关系可得U 1U 2＝n 1n 2，则U 2＝n 2U m2n 1；因为输送电功率为P ，输电线中的电流为I 2＝P U 2＝2n 1Pn 2U m，则输电线上损失的电功率为ΔP ＝I 22(2r )＝4n 21P 2r n 22U 2m，故选项C 正确．][母题迁移]迁移1 远距离输电与变压器的动态分析相结合1．(多选)(2018·德州模拟)如图11216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，并且电阻不变，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( )【导学号：84370477】图11216A ．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的读数增大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 ．线路损耗功率增大BCD [因为输入电压和变压器匝数比都不变，所以电压表V 1、V 2的读数均不变，用电高峰期，电阻减小，电流增大，根据电流与匝数成反比知电流都增大，故A 错误；输电线上的电压损失增大，故电压表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的读数增大，故B 正确；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，等于输电线的电阻值，故C 正确；因为输电线上的电流增大，所以线路损耗的功率增大，故D 正确．故选：BCD.]迁移2 远距离输电与互感器相结合2．(多选)(2018·青岛模拟)如图11217所示为某小型电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率为20 kW.在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为1∶10，电流表的示数为1 A ，输电线的总电阻为10 Ω，则下列说法正确的是( )图11217A ．采用高压输电可以增大输电线中的电流B ．升压变压器的输出电压U 2＝2 000 VC ．用户获得的功率为19 kWD ．将P 下移，用户获得的电压将增大BC [根据高压输电原理，提高输电电压，输电电流减小，A 错误；根据电流互感器的原理，输电电流：I 输＝101×1 A ＝10 A ，输电电压：U 2＝P I ＝20×10310V ＝2 000 V ，B 正确；输电线上的功率损失：P损＝I2R＝102×10 W＝1 kW，用户获得的功率为：P用＝P输－P损＝20 kW－1 kW＝19 kW，C正确；将P下移，降压变压器原线圈匝数增加，根据变压器的变压规律，副线圈的电压减小，用户获得的电压将减小，D错误．故选BC.]迁移3 远距离输电与传感器相结合3．(多选)如图11218甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100 Ω.降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小．电压表V显示加在报警器上的电压(报警器未画出)．未出现火警时，升压变压器的输入功率为750 kW，则下列说法中正确的有 ( )图11218A．降压变压器副线圈输出的交变电流频率为50 HzB．远距离输电线路损耗功率为180 kWC．当出现火警时，电压表V的示数变小D．当出现火警时，输电线上的电流变小AC[由题图乙知交变电流的周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，A正确；由题图乙知升压变压器输入电压有效值为250 V，根据变压比公式知升压变压器副线圈两端电压为25 000 V，所以输电线中的电流为30 A，输电线损失的电压为ΔU＝IR＝30×100 V＝3 000 V，输电线路损耗功率为ΔP＝ΔU·I＝90 kW，B错误；当出现火警时传感器R2阻值减小，降压变压器副线圈中电流增大，输电线上电流变大，电压变大，降压变压器输入、输出电压都变小，定值电阻的分压增大，电压表V的示数变小，C 正确，D错误．]。
(高中物理一轮复习)高考物理一轮复习第2讲 变压器 电能的输送
D．保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时，电 流表读数变小
理想变压器原、副线圈两 端功率相等，原线圈电压 不变，电流由副线圈电路 功率决定．保持 Q 位置不 动，P 向上滑动，则 R 增 大，可判断出 I1 减小，A 错误，B 正确．保持 P 的 位置不动，将 Q 向上滑动， 则 U2 增大，可判断出 I1 增大，C 正确，D 错误．
800，则副线圈匝数为( B )
×800＝400，B 正确．
A．200
B．400
C．1 600
D．3 200
考点一
NO.1 梳理主干 填准记牢
NO.2 题组训练 提升能力
试题
解析
2．(2015·高考全国卷Ⅰ)一理想变压器的 设变压器原、副线圈电压
原、副线圈的匝数比为 3∶1，在原、副 分别为 U1、U2，电流分别
NO.2 题组训练 提升能力
4．电压损失 (1)ΔU＝U－U′.(2)ΔU＝ IR . 5．功率损失 (1)ΔP＝P－P′.(2)ΔP＝ I2R ＝UP2R.
考点三
NO.1 梳理主干 填准记牢
1．理清三个回路
NO.2 题组训练 提升能力
考点三
NO.1 梳理主干 填准记牢
NO.2 题组训练 提升能力
变大，则电阻变小，即滑
动变阻器沿 c→d 的方向 滑动，D 正确．
考点二
NO.1 梳理主干 牢固记忆
NO.2 题组训练 提升能力
试题
解析
3.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 10∶1，b 是原线圈的中心接头，电压 V 和电流表 A 均为理想电表，除滑动变阻器电阻 R、定值电 阻 R0 以外的其余电阻不计，从某时刻开始在原线 圈 c、d 两端加上交变电压，其瞬时值表达式为 u1 ＝220 2sin 100πt(V)．下列说法中正确的是( D ) A．t＝6100 s 时刻，c、d 两 点间的电压瞬时值为 110 V B．当单刀双掷开关与 a 连接
2019年高考物理一轮复习第11章交变电流传感器第2讲理想变压器电能的输送习题新人教版.docx
第十一章第2讲理想变压器电能的输送1. (2017 •北京卷)如图所示,理想变压器的原线圈接在^=220V2sinl00n f(V)的交流电源上，副线圈接有斤=55Q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。
下列说法正确的是导学号21992746 ( B ) 错误，B正确；由于匝数比变化，因此原、副线圈两端电压的比值和通过原、副线圈电流的比值均发生变化，C、D错误。
2年高考模拟M•2-NIAN-GA0-KA0-M0-NI (4]A.B.C.D.原线圈的输入功率为22甘W电流表的读数为1A电压表的读数为11皿V副线圈输出交流电的周期为50s［解析］由交流电压的表达式可知，原线圈两端所加的电压最大值为22OV2V,故有效I r,故副线圈电压的有效值仏=110V,故输出功率尺=舟=220\¥,再/?2 ni, U\ ri\ 值为« = 220V,由7由输入功率等于输出功率知，*= A=220W, A错误；根据欧姆定律知，72=〒=2A,7i = lA,故电流表读数为1A,所以B正确；电压表的读数为有效值，即仏=110V, C错误;rh交流电压的表达式知，e = 100兀(rad/s),又T= ,解得T=0. 02s,所以D错误。
CO2. (2016 •四川理综)如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡/供电, 如果将原、副线圈减少相同匝数，其它条件不变，则导学号21992747 (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［解析］设原、副线圈减少的匝数均为0则根据变压比有，占U\ 门 ]rh~ n3. （2016 •天津理综）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 B.当滑动变阻器的滑动触头"向上滑动时，电压表V 示数变大C. 当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时，电流表Ai 示数变大D. 若闭合开关S,则电流表血示数变大，A2示数变大［解析］当滑动变阻器的滑动触头戶向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，变 压器副线圈的总负载的等效电阻增大，用中电流减小，用两端电压减小，电压表示数变大， 用消耗的电功率变小，A 错误，B 正确。
全国通用近年高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器课时作业三十二11.2变压器电能的输送(2021
（全国通用版）2019版高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器课时分层作业三十二11.2 变压器电能的输送编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（全国通用版）2019版高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器课时分层作业三十二11.2 变压器电能的输送）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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课时分层作业三十二变压器电能的输送(45分钟100分)【基础达标题组】一、选择题(本题共9小题，每小题7分，共63分.1～5题为单选题,6～9题为多选题)1.（2018·珠海模拟)如图所示,一理想变压器原线圈的匝数n1=1 100匝，副线圈的匝数n2=220匝，交流电源的电压u=220 sin（100πt） 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A2的示数D.变压器的输入功率大于输出功率【解析】选B.交流电的周期T== s=0.02 s,f==50 Hz，故A项错误;原线圈的电压U1==220 V，=,则U2=44 V，故B项正确；原、副线圈的电流比等于匝数之反比,因为n1〉n2，所以I1〈I2,即电流表A1示数小于电流表A2示数，故C项错误;变压器的输入功率等于输出功率,故D项错误。
2.(2018·榆林模拟）如图所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比是10∶1,电压表和电流表均为理想电表,一只理想二极管和一个滑动变阻器串联接在副线圈上.从某时刻开始在原线圈接入电压有效值为220 V的正弦交流电，并将开关接在1处，则下列判断正确的是( ）A。
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板块三限时规范特训时间：45分钟100分一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分。
其中1～6为单选，7～10为多选)1．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V ，6 W ”的小灯泡并联在副线圈的两端。
当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是( )A ．120 V ,0.10 AB ．240 V ,0.025 AC ．120 V ,0.05 AD ．240 V ,0.05 A答案 D解析 副线圈电压U 2＝12 V ，由U 1U 2＝n 1n 2得U 1＝240 V ，副线圈中电流I 2＝2·PU ＝1 A ，由I 1I 2＝n 2n 1得I 1＝0.05 A ，D 选项正确。
2．如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为：u ＝2202sin100πt (V)的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“22 V 22 W ”的灯泡10个，灯泡均正常发光。
除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是( )A．变压器原、副线圈匝数比为102∶1 B．电流表示数为1 AC．电流表示数为10 AD．副线圈中电流的频率为5 Hz答案 B解析由u＝2202sin100πt(V)可知，输入电压的有效值U1＝22022V＝220 V，又知在输出端10个灯泡并联且正常发光，则知输出端电压的有效值U2＝22 V，则n1∶n2＝U1∶U2＝10∶1，A选项错。
灯泡正常发光时的电流I＝PU＝1 A，输出端10个灯泡均正常发光，总电流I2＝10I＝10 A，根据I1∶I2＝n2∶n1，得出电流表示数I1＝1 A，B 选项对，C选项错。
变压器中输出电流的频率与输入电流的频率是一致的f＝100π2πHz＝50 Hz，D选项错。
3.[2017·四川广元二模]一理想降压变压器原、副线圈匝数比为k，原线圈与阻值为4R0的电阻串联后，接入有效值为25 V的正弦式交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，当负载电阻的阻值R＝5R0时，理想电压表的示数为5 V。
保持变压器输入电流不变，现将负载电阻的阻值增大到R′＝11R0，此时输入电压有效值为U′，则()A．k＝256，U＝49 V B．k＝256，U＝48 VC．k＝4，U＝49 V D．k＝4，U＝48 V 答案 C解析 变压器副线圈电路电流I 2＝U R R ＝55R 0＝1R 0，此时变压器原线圈电路电流为I 1＝1kR 0；调整负载前，变压器副线圈电压U 2＝55R 0×6R 0＝6 V ，原线圈上的电压U 1＝kU 2＝6k V ，则U ＝U 1＋I 1×4R 0，即25＝6k ＋4k ，解得k ＝4；保持变压器输入电流不变，则副线圈电流也不变，将负载电阻的阻值增大到R ′＝11R 0，则变压器副线圈两端电压为U 2′＝1R 0×(11R 0＋R 0)＝12 V ，原线圈两端电压U 1′＝kU 2′＝48V ，故U ′＝U 1′＋I 1·4R 0＝48 V ＋14R 0×4R 0＝49 V ，故C 正确，A 、B 、D 错误。
4．[2017·安徽十校联考]在图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1。
a 、b 两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，电阻R ＝10 Ω，则下列说法正确的是( )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 W 答案 C解析 原线圈电压的有效值为U 1＝E m2＝18 V ，副线圈的电压为U 2＝9 V ，电压表为理想电表，电阻极大，由于二极管单向导电，故其读数为922V ，故选项A 、B 错误；通过电阻R 的电流有效值为I 2＝U 2R ＝0.9 A ，故选项C 正确；电路消耗的功率为P ＝I 22R ＝8.1 W ，故选项D 错误。
5.[2017·福建宁德质检]如图所示，理想变压器的副线圈接有一规格为“44 V 44 W ”的灯泡和线圈电阻r ＝1 Ω的电动机，原线圈接u ＝2202sin100πt V 的正弦式交变电流后灯泡和电动机都正常工作，且原线圈中理想交流电流表的示数为1 A ，则下列说法正确的是( )A ．理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1B ．电动机的输出功率为176 WC ．电动机的热功率为6 WD ．若电动机被卡住，灯泡仍正常工作，则电流表的示数变为9 A 答案 D解析 原线圈两端的电压有效值U 1＝220 V ，根据题意灯泡两端的电压为44 V ，所以有n 1n 2＝U 1U 2＝51，选项A 错误；根据电流与匝数成反比可知副线圈中的电流I 2＝5I 1＝5 A ，灯泡中的电流I L ＝P LU L＝1 A ，则电动机的电流为I M ＝4 A ，电动机的热功率P 热＝I 2M r ＝16 W ，则电动机输出功率P 出＝U 2I M －I 2M r ＝160 W ，选项B 、C 错误；若电动机被卡住，电灯正常发光。
则通过电动机的电流I M ′＝44 A ，此时变压器副线圈电流为45 A ，则原线圈电流I 1′＝n 2n 1I 2′＝9 A ，所以电流表的示数变为9 A ，选项D 正确。
6．如图所示，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( )A．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答案 D解析由图乙知，交流电的周期为0.02 s，所以频率f＝1T＝50 Hz，A选项错误。
发电机输出交流电的电压最大值为U m＝500 V，故有效值U＝U m2＝250 2 V，B选项错误。
输电线电流I线＝P入－P用R线，可见I线与R线及用户电路有关，C选项错误。
当用户用电器总电阻增大时，P用减小，I用减小，I线减小，输电线上损失的电功率P损＝I2线R线减小，D选项正确。
7．如图甲所示，理想变压器的原线圈输入如图乙所示的交变电流，则下列判断正确的是()A．灯泡中的电流变化周期为2 sB．原线圈输入电流的有效值小于22 AC．0～1 s和1～2 s流过灯泡的电流方向相同D．前2 s内铁芯中磁通量的变化率恒定答案BCD解析由题图乙知I的变化周期为4 s，选项A错误；作出正弦交变电流的图线如图中虚线所示，当输入电流为正弦交变电流时，I有效＝22A，由图易知，电流的有效值要小于22A，选项B正确；由楞次定律可知0～1 s和1～2 s流过灯泡的电流方向相同，选项C正确；由图象可知在前2 s内电流I的变化率恒定，由此产生的磁通量的变化率也是恒定的，选项D正确。
8．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，b 是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻R＝10 Ω。
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S与a连接后，理想电流表的示数为2.2 AB ．当S 与a 连接后，t ＝0.01 s 时理想电流表示数为零C ．当S 由a 拨到b 后，原线圈的输入功率变为原来的4倍D ．当S 由a 拨到b 后，副线圈输出电压的频率变为25 Hz 答案 AC解析 S 与a 连接后，由U 1U 2＝n 1n 2，又知U 1＝22022 V ＝220 V ，得U 2＝22 V ，则理想电压表的示数为22 V ，又知定值电阻R ＝10 Ω，可得理想电流表示数为I ＝U 2R ＝2.2 A ，故A 选项对、B 选项错。
S 由a 拨到b 后，n 1∶n 2＝5∶1，则U 1∶U 2′＝5∶1，得U 2′＝2U 2，据P ＝U 2R 得功率变为原来的4倍，故C 选项对。
输出电压频率不变，仍为50 Hz ，故D 选项错。
9．图甲为某恒温装置的电路原理图，理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，R 0为定值电阻，R 为半导体热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，D 为理想二极管，R 1为电阻恒定的电热丝，AB 间电压变化情况如图乙所示。
下列说法中正确的是( )A ．AB 间电压的有效值为44 V B ．原线圈两端电压的有效值为220 VC ．R 处温度升高时，R 1消耗的电功率减小D ．理想变压器原、副线圈中的电流之比为1∶5 答案 BC解析 根据电流的热效应有(44 V )2R T 2＝U 2ABR T ，得AB 间的电压有效值为U AB ＝22 2 V ；由于二极管的单向导电性，原、副线圈的电流之比不再与匝数成反比，故A 、D 错误。
由题图乙知副线圈电压的有效值为44 V ，根据电压与匝数成正比可得原线圈电压的有效值为220 V ，故B 正确。
温度升高时，R 减小，I 2增大，R 0分压变大，R 1分压减小，故功率也减小，C 正确。
10．在远距离送电时，输送的电功率为P ，输送电压为U ，所用导线的电阻率为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 ′＝U 2S ρL B ．P ′＝P 2ρLU 2SC ．P 用＝P －U 2SρL D ．P 用＝P ⎝⎛⎭⎪⎫1－PρL U 2S 答案 BD解析 输电线损失的电功率P ′＝I 2R ，用户得到的电功率P 用＝P －P ′，输电线电阻R ＝ρL S ，输电电流I ＝PU ，故输电线上损失的电功率为：P ′＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2ρLS ＝P 2ρL U 2S ，B 选项正确。
用户得到的功率为：P用＝P －P ′＝P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1－PρL U 2S ，D 选项正确。
二、非选择题(本题共3小题，共40分)11．(10分)发电机输出电压为1.0×103 V 的交变电流，现在通过一个变压比为1∶4的变压器升压，再通过总电阻为1.0 Ω的输电线路向某地输电，在输送的电功率为800 kW 的情况下(设变压器为理想变压器)。
求：(1)升压变压器的副线圈两端电压为多大？ (2)输电线上通过的电流为多大？ (3)输电线上造成的电压损失为多少？(4)输电线上损失的电功率占输电总功率的百分比为多少？ 答案 (1)4×103 V (2)200 A (3)200 V (4)5% 解析 (1)升压变压器的原、副线圈匝数比为n 1n 2＝U 1U 2，所以14＝1.0×103V U 2，得U 2＝4×103 V 。
(2)副线圈上通过的电流 I ＝P U 2＝800×1034×103A ＝200 A 。