《（通用版）2021版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第11章 交變電流 傳感器 第2節(jié) 變壓器 電能的輸送教學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《（通用版）2021版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第11章 交變電流 傳感器 第2節(jié) 變壓器 電能的輸送教學(xué)案（16頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第2節(jié)變壓器電能的輸送一、理想變壓器1構(gòu)造如圖所示，變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線(xiàn)圈組成的。(1)原線(xiàn)圈：與交流電源連接的線(xiàn)圈，也叫初級(jí)線(xiàn)圈。(2)副線(xiàn)圈：與負(fù)載連接的線(xiàn)圈，也叫次級(jí)線(xiàn)圈。2原理電流磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)。3理想變壓器原、副線(xiàn)圈基本量的關(guān)系理想變壓器(1)沒(méi)有能量損失(繞線(xiàn)無(wú)電阻、鐵芯無(wú)渦流)(2)沒(méi)有磁通量損失(磁通量全部集中在鐵芯中)基本關(guān)系功率關(guān)系根據(jù)能量守恒可得：原線(xiàn)圈的輸入功率等于副線(xiàn)圈的輸出功率，即P入P出電壓關(guān)系原、副線(xiàn)圈的電壓之比等于其匝數(shù)之比，公式：，與負(fù)載、副線(xiàn)圈的個(gè)數(shù)無(wú)關(guān)電流關(guān)系(1)只有一個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)：(2)有多個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)：由P入P出得I1U1I2U2I
2、3U3InUn或I1n1I2n2I3n3Innn頻率關(guān)系f1f2(變壓器不改變交變電流的頻率)4.幾種常用的變壓器(1)自耦變壓器調(diào)壓變壓器，如圖甲(降壓作用)、乙(升壓作用)所示。甲乙丙丁(2)互感器二、電能的輸送如圖所示，若發(fā)電站輸出電功率為P，輸電電壓為U，用戶(hù)得到的電功率為P，用戶(hù)的電壓為U，輸電線(xiàn)總電阻為R。1輸出電流I。2電壓損失(1)UUU。(2)UIR。3功率損失(1)PPP。(2)PI2RR。4減少輸電線(xiàn)上電能損失的方法(1)減小輸電線(xiàn)的電阻R。由R知，可加大導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積、采用電阻率小的材料做導(dǎo)線(xiàn)。(2)減小輸電線(xiàn)中的電流。在輸電功率一定的情況下，根據(jù)PUI，要減小電流，必
3、須提高輸電電壓。1思考辨析(正確的畫(huà)“”，錯(cuò)誤的畫(huà)“”)(1)變壓器能改變交變電流的電壓，不能改變交變電流的頻率。()(2)正常工作的變壓器當(dāng)副線(xiàn)圈與用電器斷開(kāi)時(shí)，副線(xiàn)圈兩端無(wú)電壓。()(3)變壓器副線(xiàn)圈并聯(lián)更多的用電器時(shí)，原線(xiàn)圈輸入的電流隨之減小。()(4)增大輸電導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積不利于減少輸電過(guò)程中的電能損失。()(5)高壓輸電是通過(guò)減小輸電電流來(lái)減少電路的發(fā)熱損耗。()(6)在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸電過(guò)程中的電能損失越大。()2(滬科版選修32P75T3)如圖所示為一理想變壓器，其原、副線(xiàn)圈匝數(shù)之比n1n241，原線(xiàn)圈兩端連接光滑導(dǎo)軌，副線(xiàn)圈與電阻R組成閉合電路。當(dāng)直導(dǎo)線(xiàn)MN
4、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌向左勻速切割磁感線(xiàn)時(shí)，電流表的示數(shù)是10 mA，那么電流表的示數(shù)是()A40 mAB0C10 mAD2.5 mAB由于直導(dǎo)線(xiàn)MN勻速運(yùn)動(dòng)，則MN切割磁場(chǎng)產(chǎn)生的電流恒定，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的磁通量也是恒定的，所以不會(huì)引起副線(xiàn)圈的磁通量變化，所以副線(xiàn)圈中不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，即電流表A2的示數(shù)為0，選項(xiàng)B正確。3(粵教版選修32P59T4改編)如圖所示，P是電壓互感器，Q是電流互感器，如果兩個(gè)互感器的變壓比和變流比都是50，電壓表的示數(shù)為220 V，電流表的示數(shù)為3 A，則輸電線(xiàn)路中的電壓和電流分別是()A11 000 V,150 AB1 100 V,15 AC4.4 V,16.7 AD4
5、.4 V,0.06 AA由兩個(gè)互感器的變壓比和變流比可知輸電線(xiàn)路中的電壓為U22050 V11 000 V，電流為I350 A150 A，故A正確。4(人教版選修32P50T3改編)從發(fā)電站輸出的功率為220 kW，輸電線(xiàn)的總電阻為0.05 ，用110 V和11 kV兩種電壓輸電。兩種情況下輸電線(xiàn)上由電阻造成的電壓損失之比為()A1001B1100C110D101A由PUI得輸電線(xiàn)的電流I，則輸電線(xiàn)上由電阻造成的電壓損失UIRR，所以?xún)煞N情況下：U1U2U2U11001，A正確。5(人教版選修32P44T5改編)如圖所示的電路中，變壓器為理想變壓器，a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端，R0
6、為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器?，F(xiàn)將變阻器的滑片從一個(gè)位置滑動(dòng)到另一位置，觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2 A，電流表A2的示數(shù)增大了0.8 A，則下列說(shuō)法正確的是()A電壓表V1示數(shù)增大 B電壓表V2、V3示數(shù)均增大C該變壓器起升壓作用 D變阻器滑片是沿cd的方向滑動(dòng)答案D 理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用依題組訓(xùn)練1(2019江蘇高考)某理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)之比為110，當(dāng)輸入電壓增加20 V時(shí)，輸出電壓()A降低2 VB增加2 VC降低200 VD增加200 VD理想變壓器的電壓與匝數(shù)關(guān)系為，整理可得，即原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比等于電壓變化量之比，當(dāng)U120 V時(shí)，U2200 V，選項(xiàng)D正確。2(多
7、選)(2016全國(guó)卷)如圖所示，理想變壓器原、副線(xiàn)圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b。當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光下列說(shuō)法正確的是()A原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為91B原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為19C此時(shí)a和b的電功率之比為91D此時(shí)a和b的電功率之比為19AD設(shè)燈泡的額定電壓為U0，輸入電壓為燈泡額定電壓的10倍時(shí)燈泡正常發(fā)光，則變壓器原線(xiàn)圈的電壓為9U0，變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為91，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由9U0IaU0Ib得，流過(guò)b燈泡的電流是流過(guò)a燈泡電流的9倍，根據(jù)PUI，a、b燈泡的電功率之比為19，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。3(2017北京高考)如圖所示，理想變壓
8、器的原線(xiàn)圈接在u220sin 100t(V)的交流電源上，副線(xiàn)圈接有R55 的負(fù)載電阻，原、副線(xiàn)圈匝數(shù)之比為21，電流表、電壓表均為理想電表。下列說(shuō)法正確的是()A原線(xiàn)圈的輸入功率為220 WB電流表的讀數(shù)為1 AC電壓表的讀數(shù)為110 VD副線(xiàn)圈輸出交流電的周期為50 sB理想變壓器原線(xiàn)圈兩端電壓的有效值為U1220 V，由得U2110 V，即電壓表的讀數(shù)為110 V，通過(guò)負(fù)載電阻的電流I2 A2 A，則副線(xiàn)圈的輸出功率PU2I21102 W220 W，原線(xiàn)圈的輸入功率等于副線(xiàn)圈的輸出功率，為220 W，故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；由n1I1n2I2得I11 A，即電流表的讀數(shù)為1 A，選項(xiàng)B正確；由
9、u220sin 100t(V)可知，角速度100 rad/s，原線(xiàn)圈所接交流電的周期T0.02 s，副線(xiàn)圈輸出交流電的周期不變，仍為0.02 s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比n1n2225，電阻R1R225 ，D為理想二極管，原線(xiàn)圈接u220sin(100t)V的交流電，則()A交流電的頻率為100 HzB通過(guò)R2的電流為1 AC通過(guò)R2的電流為 AD變壓器的輸入功率為200 WC由原線(xiàn)圈交流電瞬時(shí)值表達(dá)式可知，交變電流的頻率f50 Hz，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由理想變壓器變壓規(guī)律可知，輸出電壓U250 V，由理想二極管單向?qū)щ娦钥芍?，交變電流每個(gè)周期只有一半時(shí)間有電流通過(guò)
10、R2，由交變電流的熱效應(yīng)可知，T，解得UU225 V，由歐姆定律可知，通過(guò)R2的電流為 A，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；電阻R2的功率P2UI50 W，而電阻R1的電功率P1100 W，由理想變壓器輸入功率等于輸出功率可知，變壓器的輸入功率為PP1P2150 W，D項(xiàng)錯(cuò)誤。關(guān)于理想變壓器的四點(diǎn)說(shuō)明(1)變壓器不能改變直流電壓。(2)變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的頻率。(3)理想變壓器本身不消耗能量。(4)理想變壓器基本關(guān)系中的U1、U2、I1、I2均為有效值。 理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題講典例示法1理想變壓器的制約關(guān)系制約關(guān)系電壓副線(xiàn)圈電壓U2由原線(xiàn)圈電壓U1和匝數(shù)比決定功率原線(xiàn)
11、圈的輸入功率P入由副線(xiàn)圈的輸出功率P出決定電流原線(xiàn)圈電流I1由副線(xiàn)圈電流I2和匝數(shù)比決定2兩種情況匝數(shù)比不變的情況負(fù)載電阻不變的情況(1)U1不變，根據(jù)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，可以得出不論負(fù)載電阻R如何變化，U2不變(2)當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，I2變化，根據(jù)輸出電流I2決定輸入電流I1，可以判斷I1的變化(3)I2變化引起P2變化，根據(jù)P1P2，可以判斷P1的變化(1)U1不變，發(fā)生變化，U2變化(2)R不變，U2變化，I2發(fā)生變化(3)根據(jù)P2和P1P2，可以判斷P2變化時(shí)，P1發(fā)生變化，U1不變時(shí)，I1發(fā)生變化典例示法(多選)一自耦變壓器如圖所示，其a、b端接到一電壓有效值不變的交
12、變電源兩端，在c、d間接有一定值電阻R1和滑動(dòng)變阻器R0。電壓表均可視為理想交流電壓表，輸電導(dǎo)線(xiàn)的電阻均可忽略不計(jì)。則下列說(shuō)法正確的是()A保持滑動(dòng)觸頭位置不變，將滑動(dòng)變阻器滑片P下滑時(shí)，三個(gè)電壓表的示數(shù)均減小B保持滑動(dòng)觸頭位置不變，將滑動(dòng)變阻器滑片P下滑時(shí)，V1、V2的示數(shù)不變，而V3的示數(shù)減小C保持滑動(dòng)變阻器滑片P不動(dòng)時(shí)，將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中，三個(gè)電壓表的示數(shù)均減小D保持滑動(dòng)變阻器滑片P不動(dòng)時(shí)，將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中，V1示數(shù)不變，而V2、V3示數(shù)均減小思路點(diǎn)撥：本題中變壓器為自耦變壓器，分析時(shí)要注意區(qū)分原線(xiàn)圈和副線(xiàn)圈，分清不變量和變量，弄清理想變壓器
13、中電壓、電流、功率之間的聯(lián)系和相互制約關(guān)系，利用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點(diǎn)進(jìn)行分析判定。解析滑動(dòng)觸頭位置保持不變時(shí)，變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比不變，因電源的電壓不變，所以V1、V2的示數(shù)不變，R1與R0串聯(lián)分得的總電壓不變；當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P下滑時(shí)，R0接入電路的阻值變小，分得的電壓減小，所以V3的示數(shù)減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；保持滑動(dòng)變阻器滑片P不動(dòng)時(shí)，將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中，副線(xiàn)圈的匝數(shù)變小，由U1U2n1n2可知，V2、V3的示數(shù)均減小，V1的示數(shù)不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。答案BD含有變壓器的動(dòng)態(tài)電路問(wèn)題的解題思路跟進(jìn)訓(xùn)練匝數(shù)比不變，負(fù)載變化的情況1有一理想
14、變壓器，副線(xiàn)圈所接電路如圖所示，燈L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡。當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，燈L1正常發(fā)光。S閉合后，下列說(shuō)法正確的是()A電阻R消耗的電功率增大B燈L1、L2都能正常發(fā)光C原線(xiàn)圈的輸入功率減小D原、副線(xiàn)圈的電流比減小A當(dāng)S閉合后，由變壓器電壓與匝數(shù)比關(guān)系：，可知副線(xiàn)圈電壓U2不變，而電路的電阻減小，所以副線(xiàn)圈的電流增大，由PI2R知R消耗的功率增大，故A正確；副線(xiàn)圈的電流增大，所以電阻R的電壓增大，而副線(xiàn)圈電壓U2不變，所以燈泡兩端的電壓減小，燈L1、L2都不能正常發(fā)光，故B錯(cuò)誤；由于副線(xiàn)圈中負(fù)載電阻減小，消耗的功率為P，故消耗的功率增大，又因?yàn)檩斎牍β实扔谳敵龉β?，故原線(xiàn)圈的輸入功率增
15、大，所以C錯(cuò)誤；變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)不變，由電流與匝數(shù)關(guān)系，知原、副線(xiàn)圈中電流之比不變，故D錯(cuò)誤。2(多選)(2019臨沂市一模)如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為201，圖中電表均為理想電表，R為光敏電阻(其阻值隨光強(qiáng)增大而減小)，L1和L2是兩個(gè)完全相同的燈泡。原線(xiàn)圈接入如圖乙所示的正弦交流電壓u，下列說(shuō)法正確的是()甲乙A交流電壓的頻率為50 HzB電壓表的示數(shù)為11 VC當(dāng)照射R的光強(qiáng)增大時(shí)，電流表的示數(shù)變大D若L1的燈絲燒斷后，電壓表的示數(shù)會(huì)變小ABC由題圖乙可知交流電壓周期T0.02 s，所以頻率為f50 Hz，故A正確；原線(xiàn)圈接入電壓的最大值是220 V，所以原線(xiàn)
16、圈接入電壓的有效值是U220 V，理想變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為201，所以副線(xiàn)圈兩端電壓是11 V，所以電壓表的示數(shù)為11 V，故B正確；R阻值隨光強(qiáng)增大而減小，根據(jù)I知副線(xiàn)圈電流增加，副線(xiàn)圈輸出功率增加，根據(jù)能量守恒定律，可知原線(xiàn)圈輸入功率也增加，原線(xiàn)圈電流增加，所以電流表的示數(shù)變大，故C正確；當(dāng)L1的燈絲燒斷后，變壓器的輸入電壓不變，根據(jù)變壓比公式，輸出電壓也不變，故電壓表讀數(shù)不變，故D錯(cuò)誤。匝數(shù)比改變，負(fù)載不變的情況3(多選)如圖所示，電路中的變壓器為理想變壓器，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，U1為加在原線(xiàn)圈兩端的交變電壓，I1、I2分別為原、副線(xiàn)圈中的電流。下列說(shuō)法中正確的是()A保持U1不變，S
17、由b切換到a，則R上消耗的功率減小B保持U1不變，S由a切換到b，則I2減小C保持U1不變，S由b切換到a，則I1增大D保持U1不變，S由a切換到b，則變壓器的輸入功率增大BC保持U1不變，S由b切換到a時(shí)，副線(xiàn)圈匝數(shù)增多，則輸出電壓U2增大，電流I2增大，R消耗的功率增大，由變壓器功率關(guān)系可知，其輸入功率也增大，故I1增大；S由a切換到b時(shí)，副線(xiàn)圈匝數(shù)減少，則輸出電壓U2減小，輸出電流I2減小，所以根據(jù)P2I2U2，P2減?。挥忠騊1P2，所以變壓器輸入功率減小。由以上分析可知，正確選項(xiàng)為B、C。4如圖是原、副線(xiàn)圈都有中心抽頭(匝數(shù)一半處)的理想變壓器，原線(xiàn)圈通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S1與電流表連接
18、，副線(xiàn)圈通過(guò)另一單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2與定值電阻R0相連接，通過(guò)S1、S2可以改變?cè)?、副線(xiàn)圈的匝數(shù)?，F(xiàn)在原線(xiàn)圈加一電壓有效值為U的正弦交流電，當(dāng)S1接a，S2接c時(shí)，電流表的示數(shù)為I，下列說(shuō)法正確的是()A當(dāng)S1接a，S2接d時(shí)，電流為2IB當(dāng)S1接a，S2接d時(shí)，電流為C當(dāng)S1接b，S2接c時(shí)，電流為4ID當(dāng)S1接b，S2接d時(shí)，電流為C設(shè)S1、S2分別接a、c時(shí)，原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為n1n2，則輸出電壓U2U，功率PUI；在S1、S2分別接a、d時(shí)，輸出電壓U2，功率PUI，聯(lián)立得II，A、B項(xiàng)均錯(cuò)，同理可知，C項(xiàng)對(duì)，D項(xiàng)錯(cuò)。 遠(yuǎn)距離輸電講典例示法1理清三個(gè)回路遠(yuǎn)距離輸電電網(wǎng)間的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。
19、輸電過(guò)程的電路被劃分為三個(gè)獨(dú)立的回路，即電源回路、輸送回路和用戶(hù)回路。在每個(gè)回路中，變壓器的原線(xiàn)圈是回路的用電器，而相應(yīng)的副線(xiàn)圈是下一個(gè)回路的電源，每個(gè)回路均可應(yīng)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的規(guī)律，而變壓器的電壓、電流、功率關(guān)系則是聯(lián)系不同回路的橋梁。2抓住兩個(gè)物理量的聯(lián)系(1)理想的升壓變壓器聯(lián)系了電源回路和輸送回路，由理想變壓器原理可得：線(xiàn)圈1(匝數(shù)為n1)和線(xiàn)圈2(匝數(shù)為n2)中各個(gè)量間的關(guān)系是，P1P2，I1n1I2n2。(2)理想的降壓變壓器聯(lián)系了輸送回路和用戶(hù)回路，由理想變壓器原理可得：線(xiàn)圈3(匝數(shù)為n3)和線(xiàn)圈4(匝數(shù)為n4)中各個(gè)量間的關(guān)系是，P3P4，I3n3I4n4。3掌
20、握一個(gè)能量守恒定律發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)將能量輸送給線(xiàn)圈1，線(xiàn)圈1上的能量就是遠(yuǎn)程輸電的總能量，在輸送過(guò)程中，先被輸送回路上的導(dǎo)線(xiàn)電阻損耗一小部分，剩余的絕大部分通過(guò)降壓變壓器和用戶(hù)回路被用戶(hù)使用消耗，所以其能量關(guān)系為P1P線(xiàn)損P用戶(hù)。典例示法如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，升壓變壓器的變壓比為m，降壓變壓器的變壓比為n，輸電線(xiàn)的電阻為R，升壓變壓器和降壓變壓器均為一理想變壓器，發(fā)電機(jī)輸出的電壓恒為U，若由于用戶(hù)的負(fù)載變化，使電壓表V2的示數(shù)減小了U，則下列判斷正確的是()A電流表A2的示數(shù)增大了B電流表A1的示數(shù)增大了C電壓表V1的示數(shù)減小了UD輸電線(xiàn)損失的功率增加了RB降壓變壓
21、器原、副線(xiàn)圈兩端的電壓之比等于n，所以有n，即降壓變壓器原線(xiàn)圈兩端電壓減小了nU，升壓變壓器副線(xiàn)圈兩端電壓不變，所以輸電線(xiàn)上電壓增大為nU，根據(jù)歐姆定律知，電流表A1示數(shù)增大了，輸電線(xiàn)上電流增大了，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比知，電流表A2示數(shù)增大了n，A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)題意知，發(fā)電廠(chǎng)的輸出電壓恒為U，升壓變壓器的變壓比不變，所以電壓表V1的示數(shù)不變，C錯(cuò)誤；輸電線(xiàn)上電流增大了，但輸電線(xiàn)損失的功率增加量一定不是PR，D錯(cuò)誤。輸電線(xiàn)路功率損失的計(jì)算方法P損P1P4P1為輸送的功率，P4為用戶(hù)得到的功率P損IR線(xiàn)I線(xiàn)為輸電線(xiàn)路上的電流，R線(xiàn)為線(xiàn)路電阻P損U為輸電線(xiàn)路上損失的電壓，不要與U2、U3相混P損
22、UI線(xiàn)U不要錯(cuò)代入U(xiǎn)2或U3跟進(jìn)訓(xùn)練遠(yuǎn)距離輸電原理1(2018江蘇高考)采用220 kV高壓向遠(yuǎn)方的城市輸電。當(dāng)輸送功率一定時(shí)，為使輸電線(xiàn)上損耗的功率減小為原來(lái)的，輸電電壓應(yīng)變?yōu)?)A55 kVB110 kVC440 kVD880 kVC輸送功率PUI，輸電線(xiàn)上損耗的功率P損I2rr。當(dāng)P損減小為原來(lái)的時(shí)，輸電電壓應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍。2遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示，升壓變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線(xiàn)上的電阻為R。變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是()A BI2 CI1U1IR DI1U1I2U2D根據(jù)變壓器的工作原理可知，所以選項(xiàng)
23、A錯(cuò)誤；因U2、I2、R不滿(mǎn)足歐姆定律公式中物理量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；U1I1U2I2，但U2I2IR，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。遠(yuǎn)距離輸電的電壓、功率損失3如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線(xiàn)圈匝數(shù)分別為n1、n2，在T的原線(xiàn)圈兩端接入一電壓uUmsin t的交流電源。若輸送電功率為P，輸電線(xiàn)的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線(xiàn)上損失的電功率為()A B C4r D4rC升壓變壓器T的原線(xiàn)圈兩端電壓的有效值為U1；由變壓關(guān)系可得，則U2；因?yàn)檩斔碗姽β蕿镻，輸電線(xiàn)中的電流為I2，則輸電線(xiàn)上損失的電功率為PI(2r)，故選項(xiàng)C正確。4(2019
24、馬鞍山市質(zhì)檢)圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，理想升壓變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為11000，理想降壓變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為1 0001，輸電線(xiàn)的總電阻為1 000 ，若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示，用戶(hù)端電壓為220 V。下列說(shuō)法正確的是()甲乙A輸電線(xiàn)中的電流為3 AB電站輸出的功率為7 500 kWC輸電線(xiàn)路損耗功率為90 kWD用戶(hù)端交變電流的頻率為100 HzB由題圖乙知升壓變壓器輸入端電壓的最大值為Um250 V，有效值為U1250 V，根據(jù)，得副線(xiàn)圈兩端的電壓U2U1250 V2.5105 V；用戶(hù)端電壓為220 V，根據(jù)，得降壓變壓器原線(xiàn)圈兩端的電壓U3U4220 V2.2105 V，
25、故輸電線(xiàn)上損失的電壓為UU2U33104 V，則輸電線(xiàn)上的電流為I A30 A，電站的輸出功率為P1P2U2I7 500 kW，輸電線(xiàn)路損耗功率為PI2R900 kW，由題圖乙可知，原線(xiàn)圈交變電流的周期為T(mén)0.02 s，則頻率為f50 Hz，變壓器不會(huì)改變交流電的頻率，故用戶(hù)端交變電流的頻率為50 Hz，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。類(lèi)型1發(fā)電功率一定的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題示例1(多選)如圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為1100，其輸入電壓如圖乙所示，遠(yuǎn)距離輸電線(xiàn)的總電阻為100 。降壓變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中R1為一定值電阻，R2為用半導(dǎo)體熱敏
26、材料制成的傳感器，當(dāng)溫度升高時(shí)其阻值變小。電壓表V顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫(huà)出)。未出現(xiàn)火警時(shí)，升壓變壓器的輸入功率為750 kW。下列說(shuō)法正確的是()甲乙A降壓變壓器副線(xiàn)圈輸出的交變電流頻率為50 HzB遠(yuǎn)距離輸電線(xiàn)路損耗功率為180 kWC當(dāng)出現(xiàn)火警時(shí)，電壓表V的示數(shù)變小D當(dāng)出現(xiàn)火警時(shí)，輸電線(xiàn)上的電流變小AC由題圖乙知交變電流的周期為0.02 s，所以頻率為50 Hz，A正確；由題圖乙知升壓變壓器輸入電壓有效值為250 V，根據(jù)變壓比公式知升壓變壓器副線(xiàn)圈兩端電壓為25 000 V，所以輸電線(xiàn)中的電流為I30 A，輸電線(xiàn)損失的電壓為UIR30100 V3 000 V，輸電線(xiàn)路損耗功
27、率為PUI90 kW，B錯(cuò)誤；當(dāng)出現(xiàn)火警時(shí)傳感器R2阻值減小，降壓變壓器副線(xiàn)圈中電流增大，輸電線(xiàn)上電流變大，輸電線(xiàn)損失的電壓變大，降壓變壓器輸入、輸出電壓都變小，定值電阻的分壓增大，電壓表V的示數(shù)變小，C正確，D錯(cuò)誤。即時(shí)訓(xùn)練1(多選)如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器，發(fā)電機(jī)輸出功率P20 kW。在輸電線(xiàn)路上接入一個(gè)電流互感器，其原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為110，電流表的示數(shù)為1 A，輸電線(xiàn)的總電阻r10 。下列說(shuō)法正確的是()A采用高壓輸電可以增大輸電線(xiàn)路中的電流B升壓變壓器的輸出電壓U22 000 VC用戶(hù)獲得的功率為19 kWD將P下移，用戶(hù)獲得的電壓將增大BC采用高
28、壓輸電可以減小輸電線(xiàn)路中的電流，從而減小輸電損耗，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電流表的示數(shù)為1 A，電流互感器匝數(shù)比為110，故輸電線(xiàn)路中電流的大小I210 A，根據(jù)PU2I2可得升壓變壓器的輸出電壓U22 000 V，選項(xiàng)B正確；線(xiàn)路損耗的功率PrIr1 kW，故用戶(hù)獲得的功率為19 kW，選項(xiàng)C正確；將P下移，降壓變壓器原線(xiàn)圈匝數(shù)增大，用戶(hù)獲得的電壓將減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。類(lèi)型2發(fā)電電壓一定的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題示例2如圖所示為某小型發(fā)電站的輸電示意圖，發(fā)電站輸出U1220sin(100t)V的交流電通過(guò)升壓變壓器升壓后進(jìn)行高壓輸電，接近用戶(hù)時(shí)再通過(guò)降壓變壓器降壓給用戶(hù)供電。圖中高壓輸電線(xiàn)部分總電阻為r，負(fù)載端的電壓
29、表是理想電壓表。下列有關(guān)描述正確的是()A若開(kāi)關(guān)S1、S2都斷開(kāi)，則電壓表示數(shù)為零B負(fù)載端所接收交流電的頻率為25 HzC深夜開(kāi)燈時(shí)燈較亮是因?yàn)楦邏狠旊娋€(xiàn)上電壓損失減小的緣故D用電高峰期燈泡較暗，可通過(guò)減少降壓變壓器副線(xiàn)圈的匝數(shù)來(lái)提高其亮度C開(kāi)關(guān)都斷開(kāi)時(shí)降壓變壓器空載，其副線(xiàn)圈兩端有電壓，電壓表示數(shù)不為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；變壓器不能改變交流電的頻率，故負(fù)載端所接收交流電的頻率還是50 Hz，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；深夜大部分用戶(hù)已關(guān)燈，干路中電流減小，線(xiàn)路損耗電壓也減小，用戶(hù)得到的電壓升高，故此時(shí)開(kāi)燈較亮，選項(xiàng)C正確；用電高峰時(shí)，負(fù)載增多，負(fù)載電阻減小，干路中電流增大，因此輸電線(xiàn)路上損耗電壓增大，導(dǎo)致降壓變壓
30、器的輸入電壓降低，為提高負(fù)載電壓，可增大降壓變壓器副線(xiàn)圈的匝數(shù)，使負(fù)載電壓提高，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。即時(shí)訓(xùn)練2(多選)小型水力發(fā)電站的發(fā)電機(jī)有穩(wěn)定的輸出電壓，該電壓先通過(guò)發(fā)電站附近的升壓變壓器升壓，然后通過(guò)輸電線(xiàn)路把電能輸送到遠(yuǎn)處用戶(hù)附近的降壓變壓器，經(jīng)降壓變壓器降低電壓后再輸送至各用戶(hù)，如圖所示。設(shè)變壓器都是理想變壓器，那么在用電高峰期，隨著用電器增多，用戶(hù)消耗的電功率增加，下列說(shuō)法正確的是()A發(fā)電機(jī)的輸出電流變小B高壓輸電線(xiàn)路的功率損失變大C降壓變壓器副線(xiàn)圈兩端的電壓變小D升壓變壓器副線(xiàn)圈兩端的電壓變大BC用電高峰期用電器增多，降壓變壓器的輸出電流增大，由變壓器原副線(xiàn)圈電流關(guān)系可知輸電線(xiàn)上的電流I增大，發(fā)電機(jī)的輸出電流變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；輸電線(xiàn)路上損失的功率P損I2r，r為輸電線(xiàn)路電阻，故P損變大，選項(xiàng)B正確；升壓變壓器副線(xiàn)圈的輸出電壓U2只與輸入電壓U1及原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比有關(guān)，即升壓變壓器副線(xiàn)圈兩端的電壓不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；降壓變壓器原線(xiàn)圈兩端的電壓U3U2U損，U損Ir，I增大，U損增大，故U3減小，由理想變壓器原副線(xiàn)圈的電壓關(guān)系可知降壓變壓器副線(xiàn)圈兩端的電壓變小，選項(xiàng)C正確。16
（通用版）2021版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第11章 交變電流 傳感器 第2節(jié) 變壓器 電能的輸送教學(xué)案
