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20xx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.变压器的输出功率变大
C.电流表A的示数变小
D.电流表A的示数变大
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.交流电的频率为50Hz
B.电流表A1的示数为0.2A
C.电流表A2的示数约为1.4A
D.电压表的示数为44V
3.如图13-2-3所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三只灯泡L1、L2和L3，输电线的等效电阻为R，原线圈接有一个理想的电流表.开始时开关S接通，当S断开时，以下说法正确的是()
A.原线圈两端P、Q间的输入电压减小
B.等效电阻R上消耗的功率变大
C.原线圈中电流表示数变大
D.灯泡L1和L2变亮
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.图甲中R得到的是交流成分B.图乙中R得到的是高频成分
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
5.在微波炉是人类为解决人类在太空中生活需要加热食品发明的新型炉灶，现在这种炉灶已经走进了寻常百姓家，微波炉中的变压系统中有如图13-2-5所示的变压器，当原线圈绕组n1上加220V、50HZ的正弦交流电压时，在副线圈绕组n2上产生了3.4V的低压交变电压，在另一副线圈绕组n3上产生2000V的高压交变电压，若微波炉中的变压器可以视为理想变压器，则其原、副线圈绕组中的下列物理量一定相等的是()
①交流电的频率;②交变磁通量的最大值;③交流电的传播速度;④交变磁通量的变化量;⑤交流电的最大值;⑥交流电的周期;⑦电功率
A.①③⑤⑥⑦B。①②③④⑦C。①②④⑥⑦D。②③④⑤⑥
6.小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器，经降低电压后再输送至各用户.设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器电功率的增加将导致()
A.升压变压器初级线圈中的电流变小B.升压变压器次级线圈两端的电压变小
C.高压输电线路的电压损失变大D.降压变压器次级线圈两端的电压变小
7.如图13-2-6所示，L1和L2是高压输电线，利用甲、乙可以测输电线路电压和电流。若已知甲的原副线圈匝数比为1000：1，乙的原副线圈匝数比为1：l00，并且已知加在电压表两端的电压为220V，通过电流表的电流为10A，则()
A.甲是电压互感器
B.乙是电流互感器
C.输电线的输送功率为2.2×l08W
D.输电线的输送功率为2.2×104W
8.某发电厂原来用11kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电，输送的电功率都是P，若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是()
A.据公式，提高电压后输电线上的电流降为原来的1/20
B.据公式，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍
C.据公式，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1/400
D.据公式，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍
9.某发电站能通过燃烧煤来发电，每1kg煤放热500J热能，热熊发电效率为0.8，发电站通过升压器，输电线和降压器把电能输送给生产和照明组成的用户，发电机输出功率是100kW，输出电压为250V，升压器原副线圈的匝数比为1∶25，输电线上的功率损失为输出功率的4%，用户需要的电压为220V，则：
(1)输电线的电阻和降压器的匝数比为多少?
(2)若有60kW分配给生产用电，其余电能用于照明，那么可装25W的电灯多少盏?
10.黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网击毙。(2)如图是高压电网的工作电路示意图，变压器将有效值为220V的交流电压变成高压，输送到高压电网，电网相邻两电极间距离为0.5cm。空气在常温常压下被击穿的临界电场强度为6220V/cm，为防止两电极间空气被击穿而造成短路，变压器的初、次级线圈匝数比n1:n2应满足什么条件?
11.一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率为为50kW,输出电压为500V，升压变压器原、副线圈匝数比为1:5，两个变压器间的输电导线的总电阻为15Ω，降压变压器的输出电压为220V，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成电压的损失不计，求：
(1)升压变压器副线圈的端电压;
(2)输电线上损耗的电功率;
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比.
12.如图13-2-8所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数，接入电压的电路中。
(1)要求在两组副线圈上分别得到电压，，它们的匝数，分别为多少?
(2)若在两副线圈上分别接上、的两个用电器，原线圈的输入电流为多少?

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高考物理基础知识要点复习 变压器、电能的输送

20xx届高三物理一轮复习全案：5.2变压器、电能的输送（选修3-2）
【考纲知识梳理】
一、变压器及其原理
1、构造：两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁心上构成所谓的变压器。
2、作用：在输送电能的过程中改变电压。
3、原理：其工作原理是利用了电磁感应现象。
4、特征：正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交流电压。
5、理想变压器的基本关系式:
（1）输出功率决定输入功率，理想变压器的输入功率和输出功率相等，即=。
（2）变压比:，
（3）电流关系:，
（4）若干副线圈时:
,;或
6、几种常用的变压器
(1)自耦变压器
图是自耦变压器的示意图。这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压。
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。AB之间加上输入电压U1。移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2。
(2)互感器
互感器也是一种变压器。交流电压表和电流表都有一定的量度范围，不能直接测量高电压和大电流。用变压器把高电压变成低电压，或者把大电流变成小电流，这个问题就可以解决了。这种变压器叫做互感器。互感器分电压互感器和电流互感器两种。
a、电压互感器
电压互感器用来把高电压变成低电压，它的原线圈并联在高压电路中，副线圈上接入交流电压表。根据电压表测得的电压U2和铭牌上注明的变压比(U1/U2)，可以算出高压电路中的电压。为了工作安全，电压互感器的铁壳和副线圈应该接地。
b、电流互感器
电流互感器用来把大电流变成小电流。它的原线圈串联在被测电路中，副线圈上接入交流电流表。根据电流表测得的电流I2和铭牌上注明的变流比(I1/I2)，可以算出被测电路中的电流。如果被测电路是高压电路，为了工作安全，同样要把电流互感器的外壳和副线圈接地。
二、电能的输送
1.关键:减少电功率损失和电压损失
（1）功率损失：远距离输送电能，由于输电线上的电流热效应，电能转化为热能。出现功率损失。。
（2）电压损失：远距离输送电能，线路中电阻R上消耗部分电压。。
2方法:根据再加上
（1）减小输电导线的电阻,如采用电阻率小的材料;加大导线的横截面积，
（2）提高输电电压,减小输电电流，
【要点名师精解】
一、理想变压器及其原、副线圈基本量的关系
【例1】（09年江苏物理）6．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氖泡在两端电压达到100V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100Hz
B．开关接通后，电压表的示数为100V
C．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：A选项：交变电压的频率为Hz，一个周期内电压两次大于100V，即一个周期内氖泡能两次发光，所以其发光频率为100Hz，A选项正确。
B选项：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V=20V，由得副线圈两端的电压为V，电压表的示数为交流电的有效值，B选项正确。C选项：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选项错误。D选项：断开后，电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，D选项错误。
答案：AB
名师点评：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原理、功率等问题彻底理解。
二、理想变压器的动态分析
1、原线圈电压U1由提供原线圈电压的电源决定，
2、输入电压决定输出电压，即随着的变化而变化，因为，所以只要不变化，不论负载如何变化，不变。
3、输出电流决定输入电流。
在输入电压不变的情况下，不变。若负载电阻R增大，则由公式得：输出电流减小，由=知输入电流亦随着减小；反之，若负载电阻R减小，则输出电流增大，输入电流亦随着增大。
4、输出功率决定输入功率，
理想变压器的输入功率和输出功率相等，即=。在输入电压不变的情况下，不变。当用电负荷增加，输出功率增大，输入功率也随着增大；反之，当用电负荷减小，则输出功率减小，输入功率也随着减小。
（1）变压器空载时,无电流、无功率输出,所以输入功率也为零，
（2）当副线圈短路时,I2无限大,I1也无限大将烧坏变压器，
5、动态分析问题的思路程序可表示为：
U1P1
【例2】（09年山东卷）19．某小型水电站的电能输送示意图。发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n，n2。降压变压器原副线匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为220V的用电器正常工作，则
A．B．C．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：ABC选项：根据变压器工作原理可知，，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，所以，A选项正确，BC选项不正确。
D选项：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选项正确。
答案：AD
名师点评：理想变压器的两个基本公式是：
⑴，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。
⑵，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有。
远距离输电，从图中应该看出功率之间的关系是：P1=P2，P3=P4，P1/=Pr=P2。电压之间的关系是：。电流之间的关系是：。输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。分析和计算时都必须用，而不能用。特别重要的是要会分析输电线上的功率损失。
【感悟高考真题】
1、（20xx•全国卷2）19.图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连：P为滑动头。现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止。用表示流过原线圈的电流，表示流过灯泡的电流，表示灯泡两端的电压，表示灯泡消耗的电功率（这里的电流、电压均指有效值：电功率指平均值）。下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是
答案：BC
解析：副线圈是均匀密绕的且滑动头匀速上滑，说明副线圈的匝数在均匀增大，由变压器的变压比，得均匀增大（k为单位时间增加的匝数），C正确。灯泡两端的电压由零增大时其电阻增大，描绘的伏安特曲线为B。灯泡的功率先增大的快（电阻小）后增大的慢（电阻大），D错误。原线圈功率等于灯泡功率是增大的，所以原线圈电流一定增大，A错误。
【命题意图与考点定位】考查理想变压器和灯泡的伏安特曲线知识。
2、（20xx•天津卷）7.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L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1，A2，导线电阻不计，如图所示。当开关S闭合后
A.A1示数变大，A1与A2示数的比值不变
B.A1示数变大，A1与A2示数的比值变大
C.V2示数变小，V1与V2示数的比值变大
D.V2示数不变，V1与V2示数的比值不变
答案：AD
3、（20xx•重庆卷）17.输入电压为220V，输出电压为36V的变压器副线圆烧坏，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，如题17图所示，然后将原线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1V，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：
A1100、360B1100、180
C2200、180D220、360
【答案】B
【解析】对新绕线的理想变压器，根据变压比公式得
变压器烧坏前，同理，B正确。
4、（20xx•江苏卷）7.在如图多事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
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】逐项判断
A.应不变，A错误；
B.，,，因P变大，I变大，所以U损变大，所以降压变压器初级电压U3变小，B错误；
C.,因P变大，所以P损变大，C正确；
D.，因P变大，所以比值变大，D正确；
本题选CD。本题考查电能的输送，通常考查电压的变化引起其它变化，本题考查考查功率的变化引起其它变化，有新意。本题难度：中等。
5、（20xx•福建卷）13．中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原采用500kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P。在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为
A．P/4B．P/2C．2PD．4P
答案：A
解析：由可知当输出电压由500kv升高到1000kv时，电路中的电流将减为原来的一半；由可知电路中损耗的功率变为原来的。
【命题特点】本题以高压输电这一生活情境为背景，相应了“两会”提出的节能减排的建议，考查了用远程高压输电减小能耗的知识点，具有实际意义。
【启示】高考复习中应注重物理问题联系生活实际。
6、（20xx•山东卷）19．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头。
A．副线圈输出电压的频率为50Hz
B．副线圈输出电压的有效值为31V
C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小
D．P向右移动时，变压器的输出功率增加
答案：AD
解析：
A.周期，频率，A正确；
B.原线圈输入电压的有效值为，所以，副线圈输出电压的有效值为，B错误；
C.根据，所以，不变。C错误；
D.变压器的输出功率，P向右移动时，电阻变小，变压器的输出功率增加，D正确。
本题选AD。本题考查变压器原理和交流电图象。
难度：容易。
7、（20xx•浙江卷）17.某水电站，用总电阻为2.5的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3106KW。现用500kV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2105A
B.输电线上由电阻造成的损失电压为15kV
C.若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为9108KW
D.输电线上损失的功率为P＝U2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻
答案：B
8.（09•广东物理•9）图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（ABD）
A．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来减小电路的发热损耗
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：依据输电原理，电路中的功率损耗，而,增大输电线的横截面积，减小输电线的电阻，则能够减小输电线上的功率损耗，A正确；由P=UI来看在输送功率一定的情况下，输送电压U越大，则输电电流越小，则功率损耗越小，B正确；若输电电压一定，输送功率越大，则电流I越大，电路中损耗的电功率越大，C错误；输电电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，因此并不是输电电压越高越好，D正确。
9.（09•海南物理•9）一台发电机最大输出功率为4000kW,电压为4000V，经变压器升压后向远方输电。输电线路总电阻．到目的地经变压器降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V、60W）。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器和的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（ABD）
A．原、副线圈电流分别为和20A
B．原、副线圈电压分别为和220V
C．和的变压比分别为1：50和40：1
D．有盏灯泡（220V、60W）正常发光
10.（09•海南物理•12）钳型表的工作原理如图所示。当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比，所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流。日常所用交流电的频率在中国和英国分别为50Hz和60Hz。现用一钳型电流表在中国测量某一电流，电表读数为10A；若用同一电表在英国测量同样大小的电流，则读数将是A。若此表在中国的测量值是准确的，且量程为30A；为使其在英国的测量值变为准确，应重新将其量程标定为A．
答案：1225
11.（09•四川•17）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1＝20，R2＝30，C为电容器。已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则（C）
A.交流电的频率为0.02Hz
B.原线圈输入电压的最大值为200V
C.电阻R2的电功率约为6.67W
D.通过R3的电流始终为零
解析：根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、频率相同，周期为0.02s、频率为50赫兹，A错。由图乙可知通过R1的电流最大值为Im＝1A、根据欧姆定律可知其最大电压为Um＝20V，再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为200V、B错；因为电容器有通交流、阻直流的作用，则有电流通过R3和电容器，D错；根据正弦交流电的峰值和有效值关系并联电路特点可知电阻R2的电流有效值为I＝、电压有效值为U＝Um/V，电阻R2的电功率为P2＝UI＝W、C对。
【考点精题精练】
1、（20xx•北京东城区二模）如图所示，理想变压器的a、b端加上茜一交流电压（电压有效值保持不变），副线圈d端所接灯泡L恰好正常发光。此时滑线变阻器的滑片P于图示位置。现将滑片下移（导线电阻不计），则以下说法中正确的是（）
A．灯仍能正常发光，原线圈输入电流变小
B．灯不能正常发光，原线圈输入功率变大
C．灯不能正常发光，原线圈输入电压变大
D．灯仍能正常发光，原线圈输入功率不变
2、（20xx•北京市宣武区二模）正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图（1）所示的方式连接，R=10Ω，交流电压表的示数是10V。若图（2）是该交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则（）
A．R两端的电压uR随时间t变化的规律是
B．R两端的电压uR随时间t变化的规律是（V）
C．通过R的电流随时间t变化的规律是（V）
D．通过R的电流随时间t变化的规律是（A）
3、（20xx•北京市崇文区二模）如图所示，水平金属圆盘置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，随盘绕金属转轴以角速度沿顺时针方向匀速转动，盘的中心及边缘处分别用金属滑片与一理想变压器的原线圈相连。已知圆盘半径为r，理想变压器原、副线圈匝数比为n，变压器的副线圈与一电阻为R的负载相连。不计圆盘及导线的电阻，则下列说法中正确的是（）
A．变压器原线圈两端的电压为
B．变压器原线圈两端的电压为
C．通过负载R的电流为
D．通过负载R的电流为
4.一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝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10Ω的电阻．则()
A．流过电阻的电流是20A
B．与电阻并联的电压表的示数是1002V
C．经过1分钟电阻发出的热量是6×103J
D．变压器的输入功率是1×103W
解析：考查正弦交变电流有效值、最大值意义及理想变压器的相关知识．由输入电压图象可知输入电压的有效值为220V，故副线圈输出电压的有效值为100V，接入副线圈的电阻为10Ω，故电流有效值为10A，A项错；与电阻并联的电压表读数即为副线圈电压有效值100V，B项错；根据Q＝I2Rt＝102×10×60J＝6×104J，C项错；由变压器输入功率等于输出功率可知，P＝IU＝10×100＝1000W，D项正确．
答案：D

5．2008年春节前后，我国南方部分省市的供电系统由于气候原因遭到严重破坏．为此，某小区启动了临时供电系统，它由备用发电机和副线圈匝数可调的变压器组成，如图所示，发电机的电动势e＝4802sin(100πt)V(不考虑其内阻)，图中R表示输电线的电阻．滑动触头P置于a处时，用户的用电器恰好正常工作，在下列情况下，要保证用电器仍能正常工作，则()
A．若A2示数为2A，R＝10Ω，则原副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1
B．若A2示数为2A，R＝10Ω，则原副线圈的匝数比n1∶n2＝22∶1
C．当发电机输出的电压发生波动使V1示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头P向下滑动
D．如果V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向上滑
解析：若A2的示数为2A，R＝10Ω，用户电压220V，电压表V2示数U2＝220V＋I2R＝240V，电压表V1示数(有效值)U1＝480V，原副线圈的匝数比n1∶n2＝U1∶U2＝2∶1，故选项A对、B错；由n1∶n2＝U1∶U2，若U1变小，则n2应变大，故选项C错；当用电器增加时，副线圈中的电流增加，输电线电阻R上的电压增大，副线圈两端的电压应增大，故滑动触头P应向上滑，故选项D对．
答案：AD
6．正弦交流电经过匝数比为n1n2＝101的变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按如图甲所示方式连接，R＝10Ω.图乙是R两端电压U随时间变化的图象．Um＝102V，则下列说法中正确的是()
A．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝2cos100πt(A)
B．电流表A的读数为0.1A
C．电流表A的读数为210A
D．电压表的读数为Um＝102V
解析：由图象知T＝2×10－2s，f＝50Hz，ω＝2πf＝100πrad/s，故iR＝2cos100πt(A)，A正确．再根据I1I2＝n2n1知，I1有效值为0.1A，B正确，C错误．电压表读数应为副线圈电压有效值，U＝Um2＝10V，故D错误．
答案：AB
7、（20xx•山东省枣庄市一模）如图所示，两平行虚线之间存在的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，虚线间的距离为L，金属圆环的直径也是L。圆环以垂直于磁场边界的恒定速度v穿过磁场区域。规定逆时针方向为圆环中感应电流i的正方向，圆环从左边界刚进入磁场处为位移x的起点。则下列图象中能表示圆环中感应电流i随其位移x变化关系的是（）
A
8、（20xx•山东省德州市高三一模）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，L1、L2、L3为三只规格均为“9V6W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端接入如图乙所示的交变电压，则以下说法中不正确的是：
A.电流表的示数为2A
B.电压表的示数为27V
C.副线圈两端接入耐压值为9V的电容器恰能正常工作
D.变压器副线圈中交变电流的频率为50Hz
答案：BC
9、（20xx•山东省济南市高三期末检测考试）如图所示，理想变压器的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输出电压增大
B．通过灯泡L1的电流增大
C．电流表的示数增大
D.变压器的输入功率变小
答案：C
10.（20xx•浙江省绍兴市高三教学质量调测）如图所示，等离子气流（由高温高压的等电量的正、负离子组成）由左方连续不断地以速度射入P1和O2两极板间的匀强磁场中，直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd相连接。线圈A内存在变化的磁场，且磁感应强度B的正方向规定为向左，已知动和引导线的作用情况为：0～2s内互相排斥，2～4s内互相吸引。则线圈A内磁感应强度B随时间变化的图象可能是（B）

11.（20xx•吉林市普通中学高三下学期期中）一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图示。已知发电机线圈内阻为5.0，则外接一只电阻为95.0的灯泡，如图乙所示，则
A.电压表○v的示数为220v
B.电路中的电流方向每秒钟改变50次
C.灯泡实际消耗的功率为484w
D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J

12（20xx•江苏盐城中学高三一模）如图所示，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，电阻R＝44Ω，电压表、电流表均为理想电表．则下列说法正确的是
A．交流电的频率为50Hz
B．电阻R上的功率为44W
C．电流表A2的示数约为A
D．电压表的示数为44V
13.（20xx•安徽省合肥市高三第一次教学质量检测）图乙为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示。发电机线圈内阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为9.0Ω，则（）

A．电压表的示数为6V
B．在的时刻，穿过线圈磁通量为零
C．若线圈转速改为25r/s，则电动势有效值为3V
D．若线圈转速改为25r/s，则通过早灯的电流为1.2A

变压器和电能的输送

变压器电能的输送

要点一变压器
即学即用
1.如图所示为由一个原线圈n1和两个副线圈n2、n3组成的理想变压器,已知n1∶n2∶n3=
4∶2∶1,电阻R=3Ω,副线圈n2接2个“6V,6W”灯泡,副线圈n3接4个3W的灯
泡,所有灯泡均正常发光,求电源的输出功率.
答案36W
要点二电能的输送
即学即用
2.图是远距离输电系统的示意图（为了简单,设用户的电器是电动机）,下列选项中正确的是（）

A.发电机能发电的主要原理是库仑定律,变压器能变压的主要原理是欧姆定律,电动机通电后能转动起来的主要原
理是法拉第电磁感应定律
B.发电机能发电的主要原理是安培定律,变压器能变压的主要原理是欧姆定律,电动机通电后能转动起来的主要原
理是库仑定律
C.发电机能发电的主要原理是欧姆定律,变压器能变压的主要原理是库仑定律,电动机通电后能转动起来的主要
原因是法拉第电磁感应定律
D.发电机能发电的主要原理是法拉第电磁感应定律,变压器能变压的主要原理是法拉第电磁感应定律,电动机通电
后能转动起来的主要原理是安培定律
答案D

题型1变压器动态分析问题
【例1】如图所示为一理想变压器,S为双掷开关,P为滑动变阻器的滑动触头,U1为
加在原线圈两端的交变电压,I1为原线圈中的电流,则（）
A.保持U1及P的位置不变,S由a接到b时,I1增大
B.保持U1及P的位置不变,S由b接到a时,R消耗的功率减小
C.保持U1不变,S接在a处,使P上滑时,I1增大
D.保持P的位置不变,S接在a处,当U1增大时,I1增大
答案ABD
题型2变压器原理的拓展应用
【例2】如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2∶n3=44∶3∶1,原线圈两端输入
电压U1=220V,在变压器输出端如何连接可使“20V,10W”灯泡L1正常发光？如何
连接可使“10V,5W”灯泡L2正常发光？通过计算,分别画出连接图.
答案见下图

题型3远距离输电问题
【例3】如图所示,某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站,发电机输出功率为9kW,输出电压为500V,输
电线的总电阻为10Ω,允许线路损耗的功率为输出功率的4%.求:

（1）若不用变压器而由发电机直接输送,村民和村办小企业得到的电压和功率是多少?
（2）用如图所示的电路输电,若村民和村办小企业需要220V电压时,所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈
的匝数比各为多少?（不计变压器的损耗）
答案（1）320V5760W（2）1∶372∶11
题型4生活物理
【例4】有一台发电机,供给一个学校照明用电,如图所示.升压变压器的匝数比为1∶4,降压变压器的匝数比为4∶1,
输电线的总电阻R=4Ω,全校共22个班,每班有“220V,40W”灯6盏,若要保证全部电灯正常发光,则:

（1）发电机输出功率多大?
（2）发电机输出电压多大?
（3）输电效率是多少?
（4）若使用灯数减半并正常发光,发电机输出功率是否减半？
答案（1）5424W（2）226V（3）97%（4）否

1.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
答案BC
2.（2009重庆模拟）如图两电路中,当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交流电压时,测得c、d间与g、h
间的电压均为110V.若分别在c、d两端与g、h两端加上110V的交流电压,则a、b间与e、f间的电压分别为（）

A.220V,220VB.220V,110VC.110V,110VD.220V,0V
答案B
3.加在理想变压器原线圈上的交流电源的电动势为E,内阻为r,与副线圈相连的负载电阻为R,
如图所示,则
（1）原线圈中的电流I1多大时,负载上获得的功率最大?最大功率是多少?
（2）若想使负载电阻获得最大功率,变压器匝数比多大?
答案（1）（2）
4.有条河流,流量Q=2m3/s,落差h=5m,现利用其发电,若发电机总效率为50%,输出电压为240V,输电线总电阻
R=30Ω,允许损失功率为输出功率的6%,为满足用电的需求,则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝
数比各是多少?能使多少盏“220V,100W”的电灯正常发光?
答案6∶125235∶11470盏

高考物理变压器电能的输送第一轮复习学案

第二课时变压器电能的输送

【教学要求】
1．了解变压器的构造和原理。知道变压器的电压与匝数的关系，并能用这关系进行计算。
2．了解远距离输电的主要环节，知道远距离输电时应用高电压的道理。
【知识再现】
一、变压器
1、主要构造：（1）闭合铁芯。（2）绕在铁芯上的原、副线圈（初级、次级线圈）。
2、工作原理：电磁感应（互感）。
3、几种常用的变压器
（l）自耦变压器：如调压变压器，铁芯上只绕一个线圈，可升压，可降压。
（2）互感器
电压互感器：把高电压变成低电压，以便测量高电压。（降压变压器）
电流互感器：把大电流变成小电流，以便测定小电流。（升压变压器）
二、电能的输送
1、输送电能的基本要求：可靠（供电线路工作可靠）、保质（电压和频率稳定）、经济（输电线路的建造和运行费用低，电能损耗少）。
2、关键：减小输电线路上的电能损耗，P损=I2R。
3、方法：
①减小输电线的电阻，如采用电阻率小的材料或增大导线的横截面积。
②高压输电：在输送功率一定的条件下提高输送电压，以减小输电电流，从而减小输电导线上损失的电功率。
知识点一理想变压器的原理及基本关系式
由于理想变压器没有漏磁和能量损失，所以穿过原、副线圈的磁通量ф相等，磁通量的变化率
△ф/△t也总是相等，这种使原、副线圈产生的感应电动势与原、副线圈的匝数成正比．故变压器的工作原理是电磁感应（互感现象）．
变压器的基本规律可概括为“三变三不变”，即：可改变交流的电压、电流、等效电阻；不能改变功率、频率和直流的电压。
变压器的变压比:U1／n1=U2／n2=U3／n3=…=ΔU／Δn=k
变压器的变流比:n1I1=n2I2+n3I3+……
理想变压器的输入功率由输出功率决定：
【应用1】如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1：n2=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端加一定交变电流电压后，两电阻消耗的电功率之比PA：PB=和电阻两端的电压之比UA：UB=。
导示：抓住理想变压器（图中的虚线框内的部分）原、副线圈的电流关系，A、B两电阻消耗的电功率关系及电压关系均可求得。
对理想变压器，有
又UA=I1R，UB=I2R
应依次填充：和

知识点二远距离输电
1、远距离输电示意图
2、几个常用关系式：
若发电站输出电功率为P，输出电压为U，用户得到的电功率为P’，用户得到的电压为U’，输电导线的总电阻为R。（如图）
①导线损失的电压△U=U-U’=IR。
②输电电流I=P/U=（U-U’）/R。
③输电导线上损失的电功率P损=P-P’=I2R=P2R/U2。
由以上公式可知，当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电导线上损耗的功率就减少到原来的1/n2。
【应用2】（07年佛山市教学质量检测．14）水利发电具有防洪、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40m3/s,现在欲在此河段上筑坝安装一台发电功率为1000千瓦的发电机发电。
（1）设发电机输出电压为500V，在输送途中允许的电阻为5Ω，许可损耗总功率的5%，则所用升压变压器原、副线圈匝数比应是多大？
（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10m/s2。
导示：（1）设送电电流为I，损耗的功率为P耗、导线R线，由P＝I2R得：
设送电电压为U送，由P＝IU得：
则升压变压器原副线圈匝数比：
（2）发电时水的重力势能转化为电能
故：mgh×50％＝Pt，其中
类型一理想变压器动态问题分析
【例1】如图，为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则（）
A.保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大
B.保持U1及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗的功率减小
C.保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大
D.保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大
导示：K由a合到b时，n1减小，由U1/U2=n1/n2，可知U2增大，P2=U22/R随之增大，而P1=P2，又P1=I1U1，从而I1增大，A正确；K由b合到a时，与上述情况相反，P2将减小，B正确；P上滑时，R增大，P2=U22/R减小，又P1=P2，P1=I1U1，从而I1减小，C错误；U1增大，由U1/U2=n1/n2可知，U2增大，I2=U2/R随之增大，由I1/I2=n2/n1可知I1也增大，D正确。故选项A、B、D正确。
处理这类问题的关键是分清变量和不变量，弄清理想变压器中“谁决定谁”的问题。注意因果关系，对电压而言，输入决定输出；而对于电流、功率，输出决定输入。
类型二变压器原理的拓展应用
【例2】在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁心的左右两个臂上，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，已知线圈1、2的匝数之比n1：n2=2：1，在不接负载的情况下（）
A、当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为110V
B、当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为55V
C、当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为220V
D、当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为110V
导示：该题考查的是变压器的原理，若不去深入研究变压器的变压原理，只死记公式，很容易错选。
该题给出的变压器的铁心为日字形，与考生熟知的口字形变压器不同，且通过交变电流时，每个线圈产生的磁通量只有一半通过另一线圈，故电压比不再成立。所以只能利用电磁感应定律，从变压器的原理入手，才能解出该题。
当线圈1作为输入端时，
。
因为U1=220V，所以U2=55V，所以选项B对。
当线圈2作为输入端时，
。
因为U2′=110V，所以U1′=110V，所以选项D对。
1．（南京市2007-2008学年度第一学期期末调研测试卷）某理想变压器原、副线圈的匝数比为55：9，原线圈所接电源电压按图示规律变化。副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为40W。则下列判断正确的是（）
A、副线圈两端电压为V
B、原线圈中电流表的示数约为0.18A
C、变压器的输入、输出功率之比为55：9
D、原线圈两端电压的瞬时表达式为u=220sin100πt（V）
2．（扬州市07-08学年度第一学期高三期末调研卷）如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，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=220sin100πt（V），则（）
A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22V
B．当t=s时，c、d间的电压瞬时值为110V
C．单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小
D．当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小
3．（07年江苏省扬州市一模5．）如图所示，一个有两个不同副线圈的理想变压器，原线圈匝数为nl=1100匝，两副线圈的匝数分别为n2=20匝和n3=70匝。原线圈接入220V交变电压，今将一额定电压为10V的用电器接入变压器的副线圈输出端后能正常工作，则两个副线圈连接方式应是（）
A．只用一个副线圈，l、2作为输出端
B．只用一个副线圈，3、4作为输出端
C．将2、4连接，1、3作为输出端
D．将2、3连接，1、4作为输出端
4、（2007年上海卷3B．）如图所示，自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源，其电压有效值UAB＝100V，R0＝40W，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值UCD为_____V，通过电阻R0的电流有效值为______A。
5、（08届高三第三次全国大联考）学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1Ω，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=4Ω，全校22个教室，每个教室用“220V，40W”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？

答案：1、B2、A3、C4、200；5
5、（1）发电机输出功率为P出=U1I1=5424W
（2）发电机的电动势E=U1+I1r=250V
（3）输电线上损耗的电功率PR=IR2R=144W

高考物理第一轮考纲知识复习:变压器、电能的输送

教案课件是老师工作中的一部分，大家在着手准备教案课件了。将教案课件的工作计划制定好，这样我们接下来的工作才会更加好！你们知道适合教案课件的范文有哪些呢？下面的内容是小编为大家整理的高考物理第一轮考纲知识复习:变压器、电能的输送，欢迎阅读，希望您能够喜欢并分享！

第2节变压器、电能的输送
【考纲知识梳理】
一、变压器及其原理
1、构造：两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁心上构成所谓的变压器。
2、作用：在输送电能的过程中改变电压。
3、原理：其工作原理是利用了电磁感应现象。
4、特征：正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交流电压。
5、理想变压器的基本关系式:
（1）输出功率决定输入功率，理想变压器的输入功率和输出功率相等，即=。
（2）变压比:，
（3）电流关系:，
（4）若干副线圈时:
,;或
6、几种常用的变压器
(1)自耦变压器
图是自耦变压器的示意图。这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压。
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。AB之间加上输入电压U1。移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2。
(2)互感器
互感器也是一种变压器。交流电压表和电流表都有一定的量度范围，不能直接测量高电压和大电流。用变压器把高电压变成低电压，或者把大电流变成小电流，这个问题就可以解决了。这种变压器叫做互感器。互感器分电压互感器和电流互感器两种。
a、电压互感器
电压互感器用来把高电压变成低电压，它的原线圈并联在高压电路中，副线圈上接入交流电压表。根据电压表测得的电压U2和铭牌上注明的变压比(U1/U2)，可以算出高压电路中的电压。为了工作安全，电压互感器的铁壳和副线圈应该接地。
b、电流互感器
电流互感器用来把大电流变成小电流。它的原线圈串联在被测电路中，副线圈上接入交流电流表。根据电流表测得的电流I2和铭牌上注明的变流比(I1/I2)，可以算出被测电路中的电流。如果被测电路是高压电路，为了工作安全，同样要把电流互感器的外壳和副线圈接地。
二、电能的输送
1.关键:减少电功率损失和电压损失
（1）功率损失：远距离输送电能，由于输电线上的电流热效应，电能转化为热能。出现功率损失。。
（2）电压损失：远距离输送电能，线路中电阻R上消耗部分电压。。
2方法:根据再加上
（1）减小输电导线的电阻,如采用电阻率小的材料;加大导线的横截面积，
（2）提高输电电压,减小输电电流，
【要点名师透析】
一、变压器的工作原理及基本关系
1.工作原理
2.基本关系(理想变压器)
(1)无漏磁，因此Φ、相同.
(2)无线圈内阻，因此无内压降：U=E=.
(3)由于=，即套在同一铁芯上的线圈无论原、副线圈间还是副、副线圈间该比例都成立,
即===…
(4)无能量损失，因此P入=P出，无论副线圈是一个还是多个,
U1I1=U2I2+U3I3+…
又据电压关系可得：
n1I1=n2I2+n3I3+…
【例1】(20xx淄博模拟)(12分)如图所示，理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1，交流电源电压U=311sin100πtV，F为熔断电流为I0=1.0A的保险丝，负载为一可变电阻.
(1)当电阻R=100Ω时，保险丝能否被熔断?
(2)要使保险丝不被熔断，电阻R的阻值应不小于多少?变压器输出的电功率不能超过多少?
【答案】(1)保险丝不会熔断(2)电阻R的阻值不能小于55Ω
电功率不能大于220W
【详解】原线圈电压的有效值为U1=V=220V
由=得副线圈两端的电压
U2=U1=×220V=110V
(1)当R=100Ω时，副线圈中电流
I2==A=1.10A.(3分)
由U1I1=U2I2得原线圈中的电流为
I1=I2=×1.10A=0.55A,由于I1＜I0(熔断电流)，故保险丝不会熔断.(2分)
(2)设电阻R取某一值R0时，原线圈中的电流I1刚好到达熔断电流I0，即I1=1.0A，则副线圈中的电流为
I2=I1=I1=2×1.0A=2.0A
变阻器阻值为：R0==Ω=55Ω(3分)
此时变压器的输出功率为
P2=I2U2=2.0×110W=220W(2分)
可见，要使保险丝F不被熔断，电阻R的阻值不能小于55Ω，
输出的电功率不能大于220W.(2分)
二、理想变压器动态问题分析
1.匝数比不变的情况:如图所示
(1)U1不变，根据=，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2也不变.
(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化.
(3)I2变化引起P2变化，P1=P2，故P1发生变化.
2.负载电阻不变的情况:如图所示
(1)U1不变，发生变化，故U2变化.
(2)R不变，U2改变，故I2发生变化.
(3)根据P2=，P2发生变化，再根据P1=P2，故P1变化，P1=U1I1，U1不变，故I1发生变化.
3.分析动态问题的程序
【例2】如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表V和电流表A均为理想交流电表，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u1=220sin100πtV，则()
A.当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22V
B.当t=s时，c、d间的电压瞬时值为110V
C.单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小
D.当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小
【答案】选A.
【详解】由正弦交流电的最大值与有效值的关系，可以确定原线圈电压有效值为220V，电压表所测电压值也是有效值，由于变压器原、副线圈电压比等于匝数比，所以电压表示数为22V，A正确；将t=s代入瞬时值表达式计算得u=110V，B错；对于理想变压器，副线圈电压只与原线圈电压和原、副线圈匝数比有关，所以滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表示数不变，所以C错；开关由a扳向b，原、副线圈匝数比变小，所以副线圈电压变大，电流变大，所以D错.
三、高压输电问题分析
1.对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”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(如图所示)：
【例3】(14分)某学校有一台应急备用发电机,内阻为r=1Ω,升压变压器的匝数比为1∶4,降压变压器的匝数比为4∶1,输电线的总电阻为R=4Ω,全校22个教室,每个教室用“220V
40W”的灯泡6盏,要求所有灯都正常发光,则
(1)输电线上损耗的电功率多大?
(2)发电机的输出功率多大?
(3)发电机的电动势多大?
【答案】(1)144W(2)5424W(3)250V
【详解】(1)根据题意,画出从发电机到教室灯泡之间的传输过程,如图所示.
所有灯都正常工作的总功率为P′2=22×6×40W=5280W(1分)
用电器都正常工作时的总电流为I′2==A=24A(1分)
两个变压器之间输电线上的电流为IR=I2==6A(1分)
故输电线上损耗的电功率PR=R=144W(2分)
(2)升压变压器的输出功率为P1′=PR+P2′=5424W(2分)
而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率P出=P1=P1′=5424W(1分)
(3)降压变压器上的输入电压U2=4U2′=880V(1分)
输电线上的电压损失为UR=IRR=24V
因此升压变压器的输出电压为U1′=UR+U2=904V(1分)
升压变压器的输入电压为U1==226V(1分)
升压变压器的输入电流为I1=4IR=24A(1分)
发电机的电动势
E=U1+I1r=226V+24×1V=250V(2分)
【感悟高考真题】
1.（20xx广东理综T19）图（a）左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中，、为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图（b）所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是
A.电流表的示数为2AB.原、副线圈匝数比为1:2
C.电压表的示数为电压的有效值D.原线圈中交变电压的频率为100Hz
【答案】选A.C.
【详解】电流表的示数为：,A正确；原、负线圈的电压比等于匝数比，所以匝数比为2:1，B错误；电压表的示数指交变电流的有效值，C正确；由（b）知交流电的周期为0.02s,故频率为50HZ,D错误。
2.（20xx福建理综T15）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1:n2=5:1，电阻R=20，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1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S1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=20sin(50t)V
B.只断开S2后，L1、L2均正常发光
C.只断开S2后，原线圈的输入功率增大
D.若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W
【答案】选D.
【详解】由图乙知周期为0.02s，因此输入电压的表达式,A错；只断开S2，L1、L2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；S1换接到2后，据和得R消耗的功率为0.8W，故选D.
3.（20xx新课标全国卷T17）如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则
A．U=110V,I=0.2A
B.U=110V,I=0.05A
C.U=1102V,I=0.2A
D.U=1102V,I=0.22A
【答案】选A。
【详解】在副线圈电路中，I2=PU=0.1A，再根据U1U2=n1n2，及I2I1=n1n2，得U1=110V，I1=0.2A，故B、C、D错，A正确。
4.（20xx山东高考T20）为保证用户电压稳定在220V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。保持输入电压不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压。某此检测得到用户电压随时间t变化的曲线如图乙所示。以下正确的是（）
A、
B、
C、为使用户电压稳定在220V，应将P适当下移
D、为使用户电压稳定在220V，应将P适当上移
【答案】选B、D。
【详解】由图像可知，正弦式交变电压的最大值为，其周期为0.02S,可得其表达式为B选项正确，又在、不变的前提下通过改变来使增大，由可得应使减小，故应将P适当上移，D选项正确。
5.（20xx浙江理综T16）如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈，上线圈两端与u=51sin314tV的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是
A.2.0VB.9.0V
C.12.7VD.144.0V
【答案】选A.
【详解】根据上线圈所加电压的表达式可得，最大值为51V.所以有效值.若变压器为理想变压器：，可得：U2=9.0V.但由于铁心不闭合，考虑到磁漏的存在，应有U29.0V，所以A正确.
6（20xx海南物理T11）如图：理想变压器原线圈与-10V的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a和b，小灯泡a的额定功率为0.3w，正常发光时电阻为30，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09A，可计算出原、副线圈的匝数比为_______，流过灯泡b的电流为_______A,
【答案】0.2
【详解】V，根据小灯泡正常发光，则V，A，根据，，所以A，A。
7.（20xx江苏物理T13-1）图为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头。原线圈输入正弦式交变电压的u-t图象如题13-2图所示。若只在ce间接一只=400Ω的电阻，或只在de间接一只=225Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W。
(1)请写出原线圈输入电压瞬时值的表达式；
(2)求只在ce间接400Ω的电阻时，原线圈中的电流I1；
(3)求ce和de间线圈的匝数比。

【答案】（1）(2)0.28A(3)4:3
【详解】（1）有题13-2图知，电压瞬时值（V）
(2)电压有效值（V）
理想变压器
原线圈中的电流=0.28A
(2)设ab间匝数为，根据变压器规律有，
由题意有：，联立可得：
8（20xx全国卷2）19.图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连：P为滑动头。现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止。用表示流过原线圈的电流，表示流过灯泡的电流，表示灯泡两端的电压，表示灯泡消耗的电功率（这里的电流、电压均指有效值：电功率指平均值）。下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是
答案：BC
解析：副线圈是均匀密绕的且滑动头匀速上滑，说明副线圈的匝数在均匀增大，由变压器的变压比，得均匀增大（k为单位时间增加的匝数），C正确。灯泡两端的电压由零增大时其电阻增大，描绘的伏安特曲线为B。灯泡的功率先增大的快（电阻小）后增大的慢（电阻大），D错误。原线圈功率等于灯泡功率是增大的，所以原线圈电流一定增大，A错误。
【命题意图与考点定位】考查理想变压器和灯泡的伏安特曲线知识。
9（20xx天津卷）7.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L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1，A2，导线电阻不计，如图所示。当开关S闭合后
A.A1示数变大，A1与A2示数的比值不变
B.A1示数变大，A1与A2示数的比值变大
C.V2示数变小，V1与V2示数的比值变大
D.V2示数不变，V1与V2示数的比值不变
答案：AD
10（20xx重庆卷）17.输入电压为220V，输出电压为36V的变压器副线圆烧坏，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，如题17图所示，然后将原线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1V，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：
A1100、360B1100、180
C2200、180D220、360
【答案】B
【解析】对新绕线的理想变压器，根据变压比公式得
变压器烧坏前，同理，B正确。
11（20xx江苏卷）7.在如图多事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
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】逐项判断
A.应不变，A错误；
B.，,，因P变大，I变大，所以U损变大，所以降压变压器初级电压U3变小，B错误；
C.,因P变大，所以P损变大，C正确；
D.，因P变大，所以比值变大，D正确；
本题选CD。本题考查电能的输送，通常考查电压的变化引起其它变化，本题考查考查功率的变化引起其它变化，有新意。本题难度：中等。
12（20xx福建卷）13．中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原采用500kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P。在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为
A．P/4B．P/2C．2PD．4P
答案：A
解析：由可知当输出电压由500kv升高到1000kv时，电路中的电流将减为原来的一半；由可知电路中损耗的功率变为原来的。
【命题特点】本题以高压输电这一生活情境为背景，相应了“两会”提出的节能减排的建议，考查了用远程高压输电减小能耗的知识点，具有实际意义。
【启示】高考复习中应注重物理问题联系生活实际。
13（20xx山东卷）19．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头。
A．副线圈输出电压的频率为50Hz
B．副线圈输出电压的有效值为31V
C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小
D．P向右移动时，变压器的输出功率增加
答案：AD
解析：
A.周期，频率，A正确；
B.原线圈输入电压的有效值为，所以，副线圈输出电压的有效值为，B错误；
C.根据，所以，不变。C错误；
D.变压器的输出功率，P向右移动时，电阻变小，变压器的输出功率增加，D正确。
本题选AD。本题考查变压器原理和交流电图象。
难度：容易。
14（20xx浙江卷）17.某水电站，用总电阻为2.5的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3106KW。现用500kV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2105A
B.输电线上由电阻造成的损失电压为15kV
C.若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为9108KW
D.输电线上损失的功率为P＝U2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻
答案：B
15（09广东物理9）图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（ABD）
A．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来减小电路的发热损耗
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：依据输电原理，电路中的功率损耗，而,增大输电线的横截面积，减小输电线的电阻，则能够减小输电线上的功率损耗，A正确；由P=UI来看在输送功率一定的情况下，输送电压U越大，则输电电流越小，则功率损耗越小，B正确；若输电电压一定，输送功率越大，则电流I越大，电路中损耗的电功率越大，C错误；输电电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，因此并不是输电电压越高越好，D正确。
【考点模拟演练】
1．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为11∶2，原线圈两端的输入电压u＝2202sin100πt(V)，电表均为理想电表，滑动变阻器R接入电路部分的阻值为10Ω.下列叙述中正确的是
()
A．该交流电的频率为50Hz
B．电压表的读数为422V
C．电流表的读数为4A
D．若滑动变阻器的滑片P向a端移动，电流表的读数变大
【答案】AC
【详解】根据原线圈两端输入电压的表达式可知，交流电的频率f＝ω2π＝100π2πHz＝50Hz，A正确；变压器原线圈电压的有效值为U1＝220V，利用变压器的变压比U1∶U2＝n1∶n2，可求得U2＝40V，电压表的读数为40V，B错误；电流表的读数为I＝U2R＝4A，C正确；若滑动变阻器的滑片P向a端移动，接入电路的电阻增大，而U2不变，电流表示数变小，D错误．
2．图甲是线圈绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电图象，把该交流电压加在图乙中变压器的A、B两端．已知理想变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为5∶1，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻R＝1Ω，其他各处电阻不计，以下说法正确的是()
A．在t＝0.1s、0.5s时，穿过线圈的磁通量最大
B．线圈转动的角速度为10πrad/s
C．电压表的示数为2V
D．电流表的示数为0.40A
【答案】D
【详解】t＝0.1s,0.5s时，电压达最大值，此时线圈平面与磁场平行，A错误；由图知T＝0.4s，所以角速度w＝2πT＝2π0.4s＝5πrad/s，B错误；由U1U2＝n1n2得输出电压的最大值为22V，所以电压表示数应为2V，C错误，R中电流IR＝2V1Ω＝2A，由变压器的电流与匝数关系知电流表示数为0.40A，D正确，正确答案D.
3．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()
【答案】B
【详解】在理想变压器中，因为U不变，故示数不变；闭合S时，负载电阻变小，副线圈中电流I2增大，示数增大，由P入＝P出可知示数增大，因ab和cd导线的电阻不可忽略，所以U3减小，示数变小．由I3＝U3/R1得，流过R1处的电流I3变小，示数变小，故B对．
4.(20xx华南师大附中模拟)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()
【答案】选A.
【详解】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.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1＝20Ω，R2＝30Ω，C为电容器.已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则()
A.交流电的频率为0.02Hz
B.原线圈输入电压的最大值为200V
C.电阻R2的电功率约为6.67W
D.通过R3的电流始终为零
【答案】选C.
【详解】根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、频率相同，周期为0.02s、频率为50Hz，A错；由图乙可知通过R1的电流最大值为Im＝1A、根据欧姆定律可知其最大电压为Um＝20V，再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为200V，B错；因为电容器有通交流、阻直流的作用，则有电流通过R3和电容器，D错；根据正弦交流电的峰值和有效值关系及并联电路特点可知电阻R2的电流有效值为I＝、电压有效值为U＝Um/V，电阻R2的电功率为P2＝UI＝W,C对.
6.如图所示，为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则()
A.保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大
B.保持U1及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗的功率减小
C.保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大
D.保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大
【答案】选A、B、D.
【详解】K由a合到b时，n1减小，由U1/U2=n1/n2，可知U2增大，P2=/R随之增大，而P1=P2，又P1=I1U1，从而I1增大，A正确；K由b合到a时，与上述情况相反，P2将减小，B正确；P上滑时，R增大，P2=/R减小，又P1=P2，P1=I1U1，从而I1减小，C错误；U1增大，由U1/U2=n1/n2可知，U2增大，I2=U2/R随之增大，由I1/I2=n2/n1可知I1也增大，D正确.故选项A、B、D正确.
7．如图所示，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＝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55V
B．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
【详解】原线圈电压有效值U1＝220V，由电压比等于匝数比可得副线圈电压U2＝55V，A对；电阻R上的电流为2A，由原副线圈电流比等于匝数的反比，可得电流表示数为0.5A，C对；输入功率为P＝220×0.5W＝110W，D错；周期T＝2πω＝0.02s，B错．
8．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′＝U2SρLB．P′＝P2ρLU2S
C．P用＝P－U2SρLD．P用＝P(1－PρLU2S)
【答案】BD
【详解】输电线电阻R＝ρLS，输电电流为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)．故B、D正确．
9．理想变压器连接电路如图甲所示，已知原副线圈匝数比为10∶1，当输入电压波形如图乙时，电流表读数2A，则
()
A．电压表读数282VB．电压表读数28.2V
C．输入功率为56.4WD．输入功率为40W
【答案】D
【详解】由图乙可知，Um＝282V，则输入电压有效值U1＝Um2＝200V．根据U1U2＝n1n2，U2＝20V，再根据I1I2＝n2n1，I1＝0.2A，输入功率P＝U1I1＝40W，故A、B、C错，D正确．
10．如图20所示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n1n2＝120，加在原线圈的电压为u1＝311sin100πt(V)，霓虹灯正常工作的电阻R＝440kΩ，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6220V，副线圈中的电流14.1mA
B．副线圈两端电压4400V，副线圈中的电流10.0mA
C．I1I2
D．I1I2
【答案】BD
【详解】原线圈电压的有效值为220V，由U1U2＝n1n2解得副线圈电压U2＝4400V；由I2＝U2R得I2＝10.0mA，选项B对．根据n1n2，而I1I2＝n2n1，故I1I2，选项D对．
11．(14分)如图(a)是一理想变压器的电路连接图，图(b)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2A，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．
【答案】(1)40W20V
(2)A1示数增大A2示数增大V示数不变
【详解】(1)由图(b)可知输入电压的有效值
U1＝200V
由U1U2＝n1n2得
U2＝n2U1n1＝20V
变压器的输入功率P1等于输出功率P2
故P1＝P2＝U2I2＝20×2W＝40W.
(2)将S闭合，U2不变，即电压表示数保持20V不变；由于负载增多，负载总电阻减小，电流表A2的示数增大；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A1的示数增大．
12．(16分)发电机的端电压为220V，输出电功率为44kW，输电导线的电阻为0.2Ω，如果用原、副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户．
(1)画出全过程的线路图．
(2)求用户得到的电压和功率．
(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压．
【答案】(1)见解析(2)219.6V43.92kW
(3)180V36kW
【详解】(1)线路图如图所示．
(2)升压变压器副线圈上的输出电压
U2＝n2n1U1＝2200V，
升压变压器副线圈上的输出电流I2＝n1n2I1，
升压变压器原线圈上的输入电流，由P＝U1I1得
I1＝PU1＝44×103220A＝200A，
所以I2＝n1Pn2U1＝44×10310×220A＝20A.
输电线路上的电压损失和功率损失分别为
UR＝I2R＝4V，PR＝I22R＝0.08kW.
加到降压变压器原线圈上的输入电流和电压分别为
I3＝I2＝20A，U3＝U2－UR＝2196V.
降压变压器副线圈上的输出电压和电流分别为
U4＝n4n3U3＝219.6V，I4＝n3n4I3＝200A.
用户得到的功率P4＝U4I4＝43.92kW.
(3)若不采用高压输电，线路损失电压为
UR′＝I1R＝40V，
用户得到的电压U′＝U1－UR′＝180V，
用户得到的功率为P′＝U′I1＝36kW.

文章来源：http://m.jab88.com/j/71030.html

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