第2讲　变压器　电能的输送.docx

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1、第6讲变压器电能的输送教材阅读指导(对应人教版新教材选择性必修第二册页码及相关问题)IDP59阅读科学漫步。10P6。练习与应用仃3； T4o提示：T3： I6OO0 T4：副线圈。因为副线圈中电流大于原线圈中电流。IBP62思考与讨论,如何降低P损更有效？提示：P损二产八/ 一定，厂变为原来的3,那么。损变为原来的芯一定，/变 为原来的3,那么尸损变为原来的，所以减小输电电流对降低输电损耗更有效。用 户的用电功率P一定的情况下，那么应提高输电电压。IBP65练习与应用2。提示：将输电电压。误认为输电线上的电压降。IBP67复习与提高B组T3。220 V /1R yi J 2提示：列出原、副线

2、圈两端的电压关系、电流关系一森一石=面, 进而求解。(1)66 V; (2)1 : 9o物理观念洞顾下盍建I物理观念1理想变压器1.构造：如下图。变压器由回闭合铁芯和位1绕在铁芯上的两个线圈组成。答案ADu N解析 甲线圈两端电压Ui=hR,根据理想变压器原理法=而可得，甲线圈的 匝数为用二号M同理可得乙线圈匝数为 2 =4和，故A正确，B错误;设原线 圈中电流为/,由输入功率等于输出功率可得/。=/+2&解得/ = -一心 故 C错误，D正确。3.（副线圈含二极管的变压器）（2021江苏省徐州市高三下5月考前模拟）如图 甲所示，为半波整流电路，在变压器的输出电路中有一只整流二极管，原、 副线

3、圈的匝数比为11 ： 1,电阻R=10 Q,原线圈的输入电压随时间的变化关系 如图乙所示，贝ij（）A.电压表Vi的读数为28 VB.电压表V2的读数为20 VC.电流表A的读数为0.18 AD.原线圈的输入功率P = 20 W答案D解析 由图乙可知，原线圈输入电压的有效值为5） = 220 V,根据原、副线 圈匝数比与电压比的关系有空=能解得3=3。0 = 5乂220 V = 20 V,所以电 ，C1I-/ 1，CUA JL压表V1的读数为20 V, A错误；由于二极管具有单向导电性，只有半个周期有 电流，故有2用X彳=华XT,解得02=1唾 V,即电压表V2的读数为1即 V, B错误；流过

4、R的电流为/2 =皆=嚅 A= 1.4A,那么原线圈的电流/（）端/2 = 0.13 A,即电流表A的读数为0.13 A, C错误；原线圈的输入功率等于副线圈的输出 功率，即Po=P1二元= 20W, D正确。解题技巧考点2理想变压器的动态分析科学思维梳理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(如下图)先不变，负载K变化先不变，负载K变化(DU1不变，根据佚咪，输入电压U1决定输出电压。2,可以得出不管负载 电阻H如何变化，。2不变。(2)当负载电阻发生变化时，/2变化，根据输出电流/2决定输入电流力，可以 判断的变化。(3)/

5、2变化引起尸2变化，根据P1=P2,可以判断P的变化。2 .负载电阻不变的情况(如下图)荒变化，负载A不变 YlU1不变，；发生变化，02变化。(2冰不变，。2变化，/2发生变化。(3)根据P2 =竽和P1=P2,可以判断P2变化, 生变化。3.分析动态问题的步骤5=肛_ s5 u,12p9决定- 决定决定P1=P2 。 Pl=h5 P 1 / . 决定决定P1变化，因U1不变，故人发荒变化，负载A不变 YlU1不变，；发生变化，02变化。(2冰不变，。2变化，/2发生变化。(3)根据P2 =竽和P1=P2,可以判断P2变化, 生变化。3.分析动态问题的步骤5=肛_ s5 u,12p9决定-

6、决定决定P1=P2 。 Pl=h5 P 1 / . 决定决定P1变化，因U1不变，故人发例2 （2021.福建高考）某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所 示，图中R为输电线的总电阻。假设变压器视为理想变压器，所有电表视为理想电 表，不考虑变压器的输入电压随负载变化，那么当住户使用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是（A. Ai增大，V2不变，V3增大B. Ai增大,V2减小，V3增大c. A2增大,V2增大,V3减小D. A2增大，V2不变，V3减小答案D解析不考虑变压器的输入电压随负载变化，即变压器原线圈的输入电压 U1=1不变，根据每二兴可知，变压器副线圈的输出电压U2=UV

7、2不变；当住 户使用的用电器增加时，用电器的总电阻R用变小，由A二万丁二可知，变压器副LX.十八用线圈的电流，2 = /A2变大，而由UV3=U2-，2R可知UV3减小；由理想变压器的规 律Ulh = S/2可知，变压器原线圈的电流71 = /A1变大。综合上述分析可知A1增 大，A2增大，V2不变，V3减小，应选D。关键能力升华原线圈含有用电器的动态分析技巧图甲中当R2变化时如何判断原线圈中Z1的变化情况？我们可以把图甲等效 画成图乙。甲危乙3Rc g c U nilh nhRi =&,联立得：c g c U nilh nhRi =&,联立得：,l/icUinIri2Uir出 /1 K，。2

8、 一改/2 一1 h这样假设留神变大时，知H变大，那么Ui变大，/1变小，方便极了！ 对点跟进训练1.（匝数比、负载变化的动态问题X2021河北省高三二轮复习联考（一）（多项选择） 图甲为疫情期间某医院使用的应急发电机，图乙为它服务于应急供电系统简易原 理图，不计发电机中矩形线圈的电阻，它工作时绕轴在磁感应强度为3的匀强磁 场中匀速转动，图中有一降压变压器，它的副线圈上有一滑动触头P可上下移动, 假设用Ro表示右侧输电线电阻，那么以下说法正确的选项是（）甲甲A.假设发电机矩形线圈某时刻处于图示位置，那么矩形线圈此时磁通量变化最 快B.假设发电机矩形线圈稳定转动时，将滑动触头P向上滑动，流过R）

9、的电流 将变小C.当用户数目增多时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向下滑动D.假设发电机线圈的转速减为原来的一半，用户获得的功率也将减为原来的 _半答案BC解析 图乙中线圈位于中性面，磁通量变化率为0, A错误。P向上滑动时, “2减小，U2减小，根据欧姆定律可知/2也减小，B正确。当用户数目增多，总电 阻减小，副线圈电流会增大，R）两端电压增大，用户电压减小，假设使用户电压保 持不变，需要增大副线圈两端的电压，所以滑片应往下滑，c正确。由Em = nBSco. 5 毒、卷二三及串联电路电压分配规律知，假设发电机线圈的转速减为原来的一U21半，那么用户电压也减为原来的一半，由尸二无知用户获

10、得功率减为原来的4D错误。2.（原线圈电路含负载的动态问题）（2021 ,湖南高考）如图，理想变压器原、副 线圈匝数比为I ：2,输入端。、。接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、 L2的阻值始终与定值电阻R。的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b 端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，以下说法正确的选项是（）A. Li先变暗后变亮，L2一直变亮B. Li先变亮后变暗，L2 一直变亮c. LI先变暗后变亮，L2先变亮后变暗D. Li先变亮后变暗，L2先变亮后变暗答案A解析副线圈电路的总电阻为R2 =那么滑动变阻器R的滑片从4端滑(Ro + RaP)(Ro + Rpb) (

11、Ro + RaP),(Ro + Rpb) (Ro + Rap) + (Ro + Rpb) 2Ro + R到h端的过程中，副线圈电路的总电阻先增大后减小；原线圈间的等效电阻为R_lh_ 等= 77=,那么等效电阻先增大后减小；由欧姆定律有/i =no，那么人先减小后增大，L先变暗后变亮；根据= /iRo, IhjUi,I可知副线圈两端电压先增大后减小；通过L2的电流为e而京，那么逐渐。2减小，那么。2增大过程中/L2增大，S减小过程中，通过R）的电流为, AO + KaP凡P逐渐增大，那么如逐渐减小，而，2二里此时增大，贝IJ /L2 = /2-痴也增大，即拓展延伸拓展延伸九2一直增大，心一直变

12、亮。故A正确。考点3远距离输电科学思维梳理1 .远距离输电问题的分析方法对高压输电问题，应按“发电机f升压变压器f远距离输电线f降压变压器-用电器”这样的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析。2 .远距离高压输电的几个基本关系(以以下图为例)(1)功率关系：P=P2, P3 = P4,02 =。损 +。3。(2)电压、电流关系：1碟1琮02 =八。+。3, /2 = /3 =/线。.、P2 P3 。2 - U3(3)输电电加：/线=口=%= R线(4)输电线上损耗的电功率P损二/线AU =蜃R线=(瓦)尺线。当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的倍，输电线上损耗的功率 就减

13、小到原来的!。例3 (2020.浙江7月选考)如下图，某小型水电站发电机的输出功率尸二 100 kW,发电机的电压S =250 V,经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻 R线= 8。，在用户端用降压变压器把电压降为3 = 220 V。输电线上损失的 功率P线= 5kW,假设两个变压器均是理想变压器，以下说法正确的选项是( )A.发电机输出的电流力二40 AB.输电线上的电流/线= 625 AC,降压变压器的匝数比3 :4=190 ： 11D.用户得到的电流74 = 455 A答案C可得/线二=25 A,解析根据电功率公式p=可知发电机输出的电流九二三= 40。A, A错误；输电线上损失的功率

14、P线=5kW,由P线二蜃尺线 故B错误；降压变压器得到的功率即用户得到的功率为R = P-P线= 95kW,那么P4 95000W用户得到的电流心二不二220 V仁432 A, D错误；根据理想变压器电流与线圈匝数成反比，可彳吃=9二*, C正确。4 /线 1 i关键能力升华解决远距离输电问题应注意以下几点(1)画出输电电路图。(2)注意升压变压器副线圈中的电流与降压变压器原线圈中的电流相等。(3)输电线长度等于输电距离的2倍。(4)计算线损功率一般用尸损=扈氏线。(5)分析远距离输电的动态问题时，可参照分析变压器动态问题的方法，将降 压变压器及负载整体(或升压变压器、输电线、降压变压器及负载

15、整体)等效成一 个电阻，利用闭合电路的规律分析。对点跟进训练1 .(远距离输电的计算)(2020全国卷II )(多项选择)特高压输电可使输送中的电能 损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设 从A处采用550 kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为AP,到达B 处时电压下降了在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1100 kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为AP,到达8处时电压 下降了 AU。不考虑其他因素的影响，贝版)A. P, =1aPB. APzC. NU 二AUD. AUr =；AUI乙答案AD解析 输电电压为550 kV时，输

16、电线上损耗的电功率AP = （）2.r,损失的电 P压AU = r,当输电电压变为1100 kV,即变为原来的2倍时，输电线上损耗的f py ip 1电功率变为AP，=tw2,r = 4AP）损失的电压变为A。二至产产,故A、D 正确。2.（远距离输电的动态问题）（2021广东省肇庆市高三下第二次统一测试）一小 型水电站通过升压变压器和降压变压器给某生活区供电，发电机组输出电压恒定, 输电线电阻R保持不变。该生活区夜晚用电量大于白天用电量，那么夜晚与白天比 较（）A.发电机的输出功率不变B.用户获得的电压升高C.输电线上损失的功率减小D.降压变压器输出电压降低答案D解析生活区夜晚用电量大于白天

17、用电量，所以对应的发电机的输出功率夜 晚大于白天，A错误；夜晚输电线上电流比拟大，输电线上的电压损失比拟大， 所以用户获得的电压变低，B错误；夜晚输电线上电流比拟大，根据P损=/尺线, 输电线上损失的功率变大，C错误；夜晚输电线上电流比拟大，输电线上的电压 损失比拟大，所以降压变压器输入电压降低，对应的降压变压器输出电压也降低, D正确。考点4实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系科学探究梳理1.实验操作步骤(1)组装可拆变压器。(2)按电路图连接电路，注意原线圈一侧接低压交流电源。(3)原、副线圈各取一定的匝数，闭合开关，用多用电表测出原、副线圈两端 的电压，将数据记入设计的表格。(4)

18、保持原线圈的匝数不变，屡次改变副线圈的匝数，用多用电表测出原、副 线圈两端的电压，将一系列数据记入设计的表格1。(5)保持副线圈的匝数不变，屡次改变原线圈的匝数，用多用电表测出原、副 线圈两端的电压，将一系列数据记入设计的表格2。(6)先将两个多用电表从电路中断开，然后断开交流电源的开关，撤除电路。将多用电表的选择开关置于交流电压最大量程挡或“OFF”位置，整理器材。2.分析数据，得出结论原、副线圈上的电压之比近似等于它们的匝数之比。3 .误差分析实验数据没有严格遵从实验结论所述规律，是因为(1)实验变压器工作时存在多种损耗：变压器线圈通过电流时会发热；铁芯在交变磁场的作用下会发热；交变电流产

19、生的磁场不可能完全局限在铁芯内。(2)多用电表的读数存在误差等。4 .实验操作的考前须知(1)连接电路后要由同组的几位同学分别独立检查，并经过确认。只有这时才 能接通电源。(2)为了保证人身平安，只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12V;即 使这样，通电时也不要用手接触裸露的导线、接线柱。(3)为了保证多用电表的平安，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。(4)先撤除多用电表，再断开开关，以免烧坏电表。例4 (2021北京市通州区高三一模)某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验。(1)以下实验器材必须要用的有(选填

20、字母代号)。A.干电池组B.学生电源C.多用电表D.直流电压表E.滑动电阻器 F.条形磁体G.可拆变压器(铁芯、两个匝数的线圈)(2)以下说法正确的选项是(选填字母代号)。A.为确保实验平安，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数B.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不 变，改变副线圈的匝数C.测量电压时，先用最大量程挡试测，大致确定电压后再选用适当的挡位 进行测量D.变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈(3)该同学通过实验得到了如下表所示的实验数据，表中为、政分别为原、副 线圈的匝数，、伪分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析可以得到的实 验结论

21、是：实验次数i/匝2/匝Ui/VIhIV1160040012.12.90280040010.24.95340020011.95.92答案(l)BCG (2)BC (3)在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比 等于原、副线圈的匝数之比，即发琮解析(1)实验中，必须要用学生电源提供交流电；学生电源本身可以调节 电压，无需滑动变阻器；需要用多用电表测量交流电压；本实验不需要用条形磁原线圈匚二二二二二二二；副线圈原线圈匚二二二二二二二；副线圈原线圈：与交流电源连接的线圈,也叫函初级线I副线圈：与负载连接的线圈,也叫两次级线2.工作原理：电磁感应的回亘感现象。3 .理想变压器的基本关系式(1)功率关系

22、：尸入二尸出。(2)电压关系：口二言。假设九2,为画隆压变压器；假设小2,为回升压变压器。(3)电流关系：只有一个副线圈时，=国卷；有多个副线圈时，mh = mh + 313 + + Itnlno物理观念2远距离输电4 .降低输电损耗的两个途径减少输电损耗的理论依据：P损3。减小输电线的电阻：根据电阻定律要减小输电线的电阻广，在输电 距离一定的情况下，可采用减小材料的回1电阻率、增大导线的画横截面积的方 法。(2)减小输电导线中的电流：在输电功率一定的情况下，根据尸=0，要减小 电流，必须提高画输电电压。5 .远距离高压输电的分析(1)输电过程(如下图)体，须用可拆变压器来进行实验；综上所述，

23、需要的实验器材为B、C、Go(2)为确保实验平安，应该使输出电压小于输入电压，那么实验中要求原线圈匝 数大于副线圈匝数，故A错误；要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保 持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，进而测得副线圈电压，找出相应 关系，故B正确；为了保护电表，测量副线圈电压时，先用最大量程挡试测，大 致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，故C正确；变压器的工作原理是电磁 感应现象，假设不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁 场能转化成电能，铁芯起到传递磁场能的作用，不是靠铁芯导电来传输电能，故 D错误。(3)通过数据分析可得，在误差允许的范围内，原、副线圈的

24、电压之比等于原、 副线圈的匝数之比，即每碟。关键能力升华(1)只有理解实验原理及人身和器材的平安要求，才能正确选择实验器材、设 计实验步骤。(2)本实验用的是多用电表的交流电压挡，应复习多用电表的有关知识。(3)对本实验作数据分析和误差分析时，要注意可拆变压器与理想变压器的区 别。对点跟进训练在“探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，(1)为了确保实验的平安，以下做法正确的选项是oA.为了人身平安，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12VB.连接好电路后，可不经检查电路是否正确，直接接通电源C.因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱D.为了多用表的平安，使用

25、交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测(2)某同学在完成上述实验后，采用如图甲所示的电路测量变压器原线圈的电 阻(阻值较小)，为保证电路中各元件平安，实验结束时，首先应断开(填 选项字母)。A.导线AB.导线BD.导线DC.开关C(3)如图乙，当左侧线圈间接入12 V交变电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间输出的电压可能是oA. 6VB. 4.3 VC. 2.1 V答案(1)D (2)A (3)C解析(1)为了人身平安，只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12V, 故A错误；连接好电路后，要先检查电路是否正确，然后再接通电源，B错误； 为了保证人体平安，即使使用电压较低，通电时，也不可直接用

26、手接触裸露的导 线、接线柱，故C错误；为了多用电表的平安，使用交流电压挡测电压时，应先 用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故D正确。(2)实验结束时，应先把电压表从电路中断开，否那么在断开开关瞬间，线圈由 于自感会产生较高的电压烧毁电压表，故应先断开导线A,故A正确。(3)当左侧线圈间接入12 V交变电压时，设左侧线圈的匝数为16/7, 右侧线圈接“0”“4”接线柱时，右侧线圈的匝数为4，其中为某一个常数；理想 变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系为：卷=奈，如果是理想变压器，那么 “0”“4”接线柱间输出的电压是3 V,实验中考虑到漏磁、绕组导线中产生的焦耳热 等因素，所以“0”

27、“4”接线柱间输出的电压要小于3 V,故A、B错误，C正确。一、选择题（此题共8小题，其中第16题为单项选择，第78题为多项选择）某同学设计了一个充电装置，如下图。假设永磁铁的往复运动在螺线管中 产生近似正弦式交流电，周期为0.2s,电压最大值为0.05 V。理想变压器原线圈 接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1 ：60。以下说法正确的选项是 （）A.交流电的频率为10HzB,副线圈两端电压最大值为3 VC.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率答案B解析 交流电的周期为丁=0.2 s,那么频率为/=5Hz,故A错误；由正弦 式交流电有效值与峰

28、值的关系有=U2m 二 包2,由理想变压器电压与Jno匝数的关系可知方二彘，联立解得副线圈两端电压的最大值为。2m=7Ulm = 3 V, 故B正确；根据法拉第电磁感应定律可知，永磁铁磁场越强，螺线管中产生的感 应电动势最大值越大，那么变压器的输入电压越大，故C错误；由理想变压器的特 点可知，充电电路的输入功率等于变压器的输入功率，故D错误。2 . （2021.北京市怀柔区高三下零模）图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换 器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压,并加在一理想变压器的原线圈上, 变压器原、副线圈的匝数分别为1、2,电压表为理想交流电表。当变压器副线 圈电压的瞬时值大于5000

29、V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。开 关闭合后，以下说法正确的选项是（）A.电压表的示数为5 VB.假设没有转换器那么变压器副线圈输出的是直流电F71 IC.假设云而5,那么可以实现燃气灶点火D.穿过原、副线圈的磁通量之比为1 ： 1答案D解析 根据题图乙可知，变压器输入的电压有效值为uI=/v,所以电压 表示数为表V,故A错误；假设没有转换器，原线圈中输入直流电，原、副线圈 中的磁通量不变，副线圈中不会出现感应电流，故B错误；当变压器的输出电压 的有效值为。2螯 V时，可以实现燃气灶点火，所以根据变压器电压与匝数成 正比可得*分击，即当新虚时便可以实现燃气灶点火，故C错误；根据

30、理想变压器的原理可知，原、副线圈中的磁通量是相同的，所以穿过原、副线圈 的磁通量之比为1 ： 1,故D正确。3 .（2021山东省荷泽市高三下二模）一个变压器带有两个副线圈，电路如图。 原线圈匝数m = 1100匝，输入电压Ui=220 V, 一个副线圈匝数改=110匝，另 一个副线圈电压5 = 36 V, &=10Q, & = 72Q。以下说法正确的选项是（ ）A.匝数H3 = 120匝8 .电阻夫2的电压02 = 22 VC.电阻R2的电流约为/2= 1.56 AD.变压器输入功率为66.4W答案C解析 原、副线圈电压与匝数成正比，可得技=来，解得“3=180匝，A错 误；由丹可得2侧副线

31、圈输出电压=22 V,二极管具有单向导电性，。2 2 r u3r由电流的热效应可得一六5 + 0 =瓦解得。2=11也V,那么流过电阻&的电 流/2二,F.56A, B错误,C正确；变压器的输入功率等于输出功率，可得P入 lj= U2/2 + = 42.2W, D 错误。4. (2021天津市高三学业水平等级性考试模拟六)如下图为某实验室研究远 距离输电的模拟装置。理想变压器的匝数比m ： 2 =侬：3,交变电源的电动势e =50V2sin 107i/(V), r为输电线的电阻，贝版 )A.闭合开关后，灯泡两端的电压为50 VB.闭合开关后，通过灯泡电流的频率为10Hzc.依次闭合开关Si、S

32、2、S3,输电线消耗的电功率越来越大D.依次闭合开关Si、S2、S3,在此过程中灯泡Li越来越亮答案C解析 升压变压器的输出电压为U2 = -U1,降压变压器的输入电压为lh = U2U-降压变压器的输出电压为。4差。3,解得04差(U2-=鬻 = Ux-VrUx,而5=鬻 V = 50V, A错误；变压器不改变交变电流的频率, 所以通过灯泡电流的频率为/=卷=詈 Hz = 5 Hz, B错误；依次闭合开关Si、S2、S3,那么降压变压器及其负载的等效电阻减小，升压变压器输出电压不变，根据欧姆定律可知流过输电线的电流增大，那么输电线消耗的电功率增大，输电线损 耗的电压以升高，那么降压变压器的输

33、入电压减小，输出电压。4也减小，所以 灯泡Li两端电压降低，亮度降低，C正确，D错误。5.(2021 .山东省济宁市一模)“新疆准东一安徽皖南 1100 kV特高压直流 输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平 最先进的输电工程，输电容量1200万千瓦。输电线路流程可简化为：送端换流站 接入550 kV 交流电升压变压器整流成1100 kV 宜流电输送逆变成交流电受端换流站接人500 kV交流系统降压变压器假设直流输电线电阻为10Q,不计变压器与整流等造成的能量损失，直流变交 流时，有效值不会变大。当输电线路电流为5义103 a时，以下说法正确的选项是()A.输电

34、功率为1.2X101()WB.输电导线上损失的功率为2.5义108 w,损失的电压为50kVC.降压变压器匝数比为11 ： 5D.假设保持输送功率不变，用550kV输电，用户得到的功率比1100 kV输电 时减少1X109W答案B解析 由尸=U/可得，输电功率为P=ui= 1100kVX5X103A = 5.5X 109W, 故A错误；输电线上损失的功率为AP = /2r =(5xi()3 a)2xio n = 2.5X108 W, 损失的电压为AU=/R = 5Xl()3AX10Q = 50kV,故B正确；因为输电线存在电 压损失，所以降压变压器的输入电压为Ui =1100kV-50kV =

35、 1050kV, 所以降压变压器原、副线圈的匝数比为m 2= Ui ： t/2= 1050kV : 500kV = 21 : io.故C错误；当输电线路的电压为Uo = 55O kV时，输电电流为Io = 会 5 5X 109 W髭印A,输电线损失的功率为APo = /8R = (1O4a)2x1OQ=1O9w,所 以用550 kV输电时，输电线损失的功率比1100 kV输电时损失的功率多AP，= APo A尸二109W-2.5X108W = 7.5X108W,即用550 kV输电时用户得到的功率 比1100 kV输电时减小7.5X108 w,故D错误。6. （2021湖北高考）如下图，理想变

36、压器原线圈接入电压恒定的正弦交流 电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器 滑片从端向b端缓慢移动的过程中（）A.电流表Ai示数减小B.电流表A2示数增大C.原线圈输入功率先增大后减小D.定值电阻尺消耗的功率先减小后增大答案A解析 由于原线圈所接电压恒定，匝数比恒定，故变压器副线圈的输出电压 恒定，变阻器的滑片从，端向人端缓慢移动的过程中，由数学知识可知，变压器 yi b副线圈所接的电阻值逐渐增大，那么副线圈的电流A逐渐减小，由；;=了可知变压 器原线圈的电流A也逐渐减小，A正确，B错误；原线圈的输入功率为P入=L71/1, 由于/1逐渐减小，那么原线圈的输入功率

37、逐渐减小，C错误；由于副线圈的电流逐 渐减小，定值电阻与变阻器右半局部并联的总电阻减小，那么并联局部电压减小， U2那么由公式夕汽二定可知，定值电阻尺消耗的功率逐渐减小，D错误。7. （2021.山东高考）输电能耗演示电路如下图。左侧变压器原、副线圈匝数 比为1 ：3,输入电压为7.5 V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为 r,负载R的阻值为10Qo开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2 : 1, R上的功率为10 W;接2时，匝数比为1：2, R上的功率为尸。以下判断正确的 是（）B.厂=5QC. P = 45 WD. P = 22.5W答案BD解析根据理想变压器原、副线圈电

38、压与匝数的关系可知，左侧变压器次级 几23电压。2 =/。1=7乂7.5丫 = 22.5丫。当开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝 r 1JLm 2U2数比而根据P二不可知，电阻R两端的电压即右侧变压器的次级电压。4二 Vp = 10X10 v=iov,次级电流/4 = *=ia,那么右侧变压器的初级电压。33241U2 一。3= -t/4 = TX10V = 20V,初级电流/3 =工/4 = 5*1 A = 0.5A，贝 ljr = =5Q，IY I故A错误，B正确。当开关S接2时，右侧变压器原、副线圈匝数比为厂 =5,设输电电流为/,那么右侧变压器的次级电流为R=0.5/；对右侧变压器，

39、根据理 H4Ui Ir 几 3想变压器原、副线圈电压与匝数的关系可知京及二丁，代入数据解得/=3A, 那么尺上的功率P = （0.57）2R = 22.5 W,故C错误，D正确。8. （2021河北省张家口市高三二模）如下图，理想变压器原线圈与定值电阻 r串联后接在M = 22S2sinl00MV）的交变电源上，原线圈匝数m = 100匝，r= 16 。；副线圈总匝数2= 150匝，当滑动触头Q位于副线圈中点时理想变压器 的输出功率最大。以下说法正确的选项是（）A.A.B.C.副线圈中感应电流的周期为50 s电阻R的阻值为9Q当滑动触头Q向上滑动时，两端的电压增大D.当滑动触头Q位于副线圈中点

40、时，电阻R两端电压为165V答案BC解析 由交流电源4二220V2sin 1 O（MV）,可知二100兀rad/s，那么7 =管=0.02S,理想变压器不改变交变电流周期，故副线圈中感应电流周期为0.02 s, A错误;Yl设原线圈中的电流为/1,那么副线圈中的电流/2二厂/1,副线圈两端电压。2 = /2氏原线圈两端电压 U =pjU2 = -7电源电压 U = U + Ir =几 22J侍二方+/|,其中。恒定，当滑动触头Q向上滑动时，副线圈匝数增多，那么新 减小，/1变大，厂两端电压“ 二 /增大，故C正确；理想变压器的输出功率P出 =-/根据二次函数的知识，当力岩二系A时，理想变压器的

41、输出功率尸 出最大，此时原线圈两端电压。1=日=11。丫，由题意知此时什二嘿,那么th二片 。1二野 V, /2 = 自九二卷A,那么7?二差=9。，故B正确，D错误。二、非选择题（此题共1小题）9.在“探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系”实验中，某同学利用“教 学用的可拆变压器”进行探究。（1）以下器材中，实验需要的器材是oA.干电池B.低压交流电源C. 220 V交流电源D.条形磁体E.可拆变压器和导线F.直流电压表G.多用电表（2）该同学认真检查电路无误后，先保证原线圈匝数不变，改变副线圈匝数； 再保证副线圈匝数不变，改变原线圈匝数。分别测出相应的原、副线圈两端的电 压值。由于交变电

42、流的电压是变化的，所以，我们实际上测量的是电压的（选填“有效”或“最大”）值。其中一次操作后副线圈所接多用电表读 数如下图，此时电表读数为 o(3)理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成(选填“正比”或“反 比”)，实验中由于变压器的铜损和铁损导致原线圈与副线圈的电压之比一般 (选填“大于”“小于”或“等于)原线圈与副线圈的匝数之比。答案(l)BEG (2)有效7.2 (3)正比大于解析(1) “探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系”要用低压交流电源 和交流电压表，所以只需要多用电表、低压交流电源以及可拆变压器和导线，故 选 B、E、Go(2)多用电表测量的是交流电压的有效值。题图多用电表选用

43、的挡位是交流电 压10 V挡，由题图可得电表读数为7.2 V。(3)根据会堞可知，理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比；实验中 由于变压器的铜损和铁损导致副线圈的电压S较小，所以导致卷兴。AU、A”(2)输送电流p p/二方=厂。u-uf/二 o(3)电压损失NU=U-U oAU二画出(4)功率损失AP = P-P oAP=叵&=画用”第。物理观念3 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系1.实验器材 可拆变压器、低压交流电源、两只多用电表、导线假设干、开关。2 .实验思路保持原线圈输入的电压一定，先保持原线圈的匝数不变，改变副线圈的匝数, 研究其对副线圈电压的影响。然后再保持副线圈的

44、匝数不变，研究原线圈的匝数 对副线圈电压的影响。3 .画出实验电路图-400而1200匝*，）匝*I400IHT画出实验电路图如下图。电路图上要标出两个线圈的匝数、原线圈欲加电 压的数值。要事先推测副线圈两端电压的可能数值。4 .画出数据记录表格记录数据的表格如表1、表2所示。表1：保持原线圈匝数m不变nUi/V 2 lh/V 表2：保持副线圈匝数712不变 nUi/V mIhIVZ必备知识夯实-堵点疏通1 .变压器不但可以改变交流电压，也可以改变稳恒直流电压。（）2 .理想变压器的基本关系式中，电压和电流均为有效值。（）3 .高压输电的目的是增大输电的电流。（）4 .在输送电压一定时，输送的

45、电功率越大，输送过程中损失的功率越小。 （）5 .变压器原线圈中的电流由副线圈中的电流决定。（）6 .变压器副线圈两端的电压由原线圈两端的电压决定。（）答案 1.X 2, V 3.X 4.X 5. V 6. V二对点激活1 .（人教版选择性必修第二册16012改编）有些机床为了平安，照明电灯用的 电压是36 V,这个电压是把380 V的电压降压后得到的。如果变压器的原线圈是 1140匝，副线圈是（）A. 1081 匝B. 1800 匝C. 108 匝D. 8010 匝答案C解析 由伊碟得改=锣=108,故C正确。2.（人教版选择性必修第二册F60-T5改编）（多项选择）如图是街头变压器通过降压

46、 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，当滑动变阻器R的滑片向下移动时，以下说法正确的选项是（）凡,A.8读数不变，。读数不变B.0读数变大，6）读数不变C.读数变大，笆读数变小D.读数不变，6）读数不变答案AC解析 输入电压是市区电网的电压，不变，所以读数不变，由卷=知， 读数不变，故A正确；滑动变阻器R的滑片下移，滑动变阻器接入电路的电阻变 小，用户电路总电阻变小，故0读数变大，/1由A决定，mh=mh,所以读数 变大，上变大，那么R）分压变大，故笆读数变小，所以C正确，B、D错误。3.（人教版选择性必修第二册P65T改编）从发电站输出的功率为220 kW,输 电线的总电阻为0.05 Q,用220 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. 50 ： 1A. 50 ： 1B. 1 ：50D. 5 ： 1C. 1 ： 5答案A解析 输电线上的电流/=假设，那么输电线上由电阻造成的电压损失