【文档说明】(新高考)高考物理一轮复习课件第12章 第2讲 变压器　远距离输电(含解析).ppt，共(65)页，1.819 MB，由MTyang资料小铺上传

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第十二章交变电流第2讲变压器远距离输电1.知道变压器的工作原理，掌握变压器的特点，并能分析、解决实际问题.2.理解远距离输电的原理并会计算线路损失的电压和功率.【目标要求】考点一理想变压器的原理及应用考点二理想变压器的动态分析考点

三远距离输电课时精练内容索引NEIRONGSUOYIN考点一理想变压器的原理及应用011.构造和原理(1)构造：如图1所示，变压器是由和绕在铁芯上的组成的.(2)原理：电磁感应的互感现象.2.基本关系式(1)功率

关系：.(2)电压关系：.(3)电流关系：只有一个副线圈时(4)频率关系：.基础回扣图1闭合铁芯两个线圈P入＝P出f出＝f入1.理想变压器的制约关系技巧点拨电压原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2，U2＝U1功率副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入，P入＝P出电流副线圈电

流I2和匝数比决定原线圈电流I1，I1＝I2.含有多个副线圈的变压器计算具有两个或两个以上副线圈的变压器问题时，需注意三个关系：功率关系：P1＝P2＋P3＋P4＋……＋Pn电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋……＋nnIn例1(2017·北京卷·16)如图2所

示，理想变压器的原线圈接在u＝220sin(100πt)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.下列说法正确的是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√考向1变压器基本物理量的分析与计算图2例2(多选)(2020·全国卷Ⅲ·20)在图3(a)所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2＝10Ω

，R3＝20Ω，各电表均为理想电表.已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示.下列说法正确的是A.所用交流电的频率为50HzB.电压表的示数为100VC.电流表的示数为1.0AD.变压器传输的电功率为15.0W√考向2原线圈接入用电器的变

压器问题分析图3√变压器传输的电功率P＝I22R2＋I2R3＝15.0W，故D正确.1.(变压器基本物理量的计算)如图4所示，一理想变压器原线圈输入正弦式交流电，交流电的频率为50Hz，电压表示数为11000V，灯泡L1与L2的电阻相等，原线

圈与副线圈的匝数比为n1∶n2＝50∶1，电压表和电流表均为理想交流电表，则A.原线圈输入的交流电压的表达式为u＝11000sin50πt(V)B.开关K未闭合时，灯泡L1两端的电压为220VC.开关K闭合后电

流表的示数为通过灯泡L1中电流的D.开关K闭合后，原线圈输入功率增大为原来的倍√12跟进训练图412开关K闭合后，L1与L2并联，且电阻相等，所以电流表的示数与通过灯泡L1中电流相等，故C错误；开关K闭合后，副线圈功率增大为原来的2倍，则原线圈输入功率增大为原来的2倍，故D错误.2.(原线

圈上有用电器的变压器)(多选)如图5所示，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A.原、副线圈匝数比为9∶1B.原、副线圈

匝数比为1∶9C.此时a和b的电功率之比为9∶1D.此时a和b的电功率之比为1∶9√12图5√1202考点二理想变压器的动态分析1.匝数比不变的情况(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.例3(多选)(2020·河北唐山市摸底考试)如图6所示，理想变压器原线圈一端有a、b两接线柱，a是原线圈的一端点，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表.从某时刻

开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u＝Usin100πt.则A.当单刀双掷开关分别与a、b连接时，电压表的示数比为1∶2B.当t＝0时，c、d间的电压瞬时值为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，电压表示数增大D.当单刀双掷开关由a扳向b时，电流表的示数增大√图6√解析当单刀双掷开关与a连接时，原线圈的匝数为n1，联立得U2∶U2′＝1∶2，故电压表的示数比为1∶2，故A正确；

当t＝0时，c、d间的电压瞬时值为u＝Usin(100π×0)＝0，故B错误；副线圈的电压由原、副线圈匝数和输入电压决定，单刀双掷开关与a连接，滑动变阻器触头P向上移，可知副线圈电压不变，故电压表的示数不变，C错误；单刀双掷开关由a扳向b，原线圈的匝数变小，副线圈的电压变大，则电压表示数

变大，电阻不变，故电流表的示数也变大，故D正确.3.(负载不变匝数变)(2020·天津耀华中学模拟)如图7所示为一自耦变压器的电路图，其特点是铁芯上只绕有一个线圈.把整个线圈作为副线圈，而取线圈的一部分

作为原线圈.原线圈接在电压为U的正弦交流电源上，电流表、均为理想交流电表.当触头P向上移动时，下列说法正确的是A.A1读数变小，A2读数变小B.A1读数变大，A2读数变小C.R两端电压变大，变压器输入功率变小D.R两端电压变大，变

压器输入功率变大√34跟进训练图74.(匝数不变负载变)如图8所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表.下列说法正确的是A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B.当滑动变阻器的滑动触头P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A1示数变大D.若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大√图834解析当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，接入电路的阻值变大，变压器副线圈两端电压不变，副线圈中的电流减小，则R1消耗的功率及其两端电压均变小，故电压表

的示数变大，选项A错误，B正确；当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，副线圈中的电流减小，则原线圈中的电流也减小，电流表A1示数变小，选项C错误；34若闭合开关S，副线圈电路中总电阻减小，副线圈中的电流变

大，R1两端电压变大，R2两端电压减小，电流表A2示数减小；原线圈中的电流也变大，电流表A1示数变大，选项D错误.03考点三远距离输电如图9所示，若发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得到的电功率为P′，用户的电压为U′，输电电流为I，输电线

总电阻为R.1.输电电流基础回扣图92.电压损失(1)ΔU＝；(2)ΔU＝IR.U－U′3.功率损失(1)ΔP＝；4.减少输电线上电能损失的方法(1)减小输电线的电阻R.由R＝知，可加大导线的、采用_

___的材料做导线.(2)减小输电线中的电流.在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须.I2RP－P′横截面积电阻率小提高输电电压1.理清输电电路图的三个回路(如图10)技巧点拨图10(1)在电源回路中，P发电机＝U1I1＝P1.(2)在输送回路中，I2＝I线＝I

3，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R线，ΔP＝I22R线.(3)在用户回路中，P4＝U4I4＝P用户.例4如图11所示为远距离交流输电的简化电路图.发电厂的输出电压为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I1，其末端间的电压为U1，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I2，则A.用户端的电压为B.输电线上的电压降为UC.理想变压器的输入功率为I12rD.输电线路上损失的电功率为I1U图11√输电线上的电压降为U线＝U－U1，选项B错误

；理想变压器的输入功率P入＝I1U1，输电线路上损失的电功率P损＝I12r＝I1(U－U1)，选项C、D错误.例5(2020·浙江7月选考·11)如图12所示，某小型水电站发电机的输出功率P＝100kW，发电机的电压U1＝250V，经变压器升压后向远

处输电，输电线总电阻R线＝8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4＝220V.已知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，下列说法正确的是A.发电机输出的电流I1＝40AB.输电线上的电流I线＝625AC.降压变压器的匝数比n3∶n4

＝190∶11D.用户得到的电流I4＝455A图12√5.(远距离输电基本电路分析)(多选)(2020·全国卷Ⅱ·19)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550kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的

电功率为ΔP，到达B处时电压下降了ΔU.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1100kV特高压输电.输电线上损耗的电功率变为ΔP′，到达B处时电压下降了ΔU′.不考虑其他因素的影响，则跟进训练56√√566.(远距离输电电路的分析)(多选)(

2019·广东深圳市4月第二次调研)如图13为远距离输电示意图，发电厂输出电压U1＝104V，输出功率P1＝109W，两个理想变压器的匝数比分别为n1∶n2＝1∶100、n3∶n4＝100∶1，输电线总电阻r＝50Ω.则A.U4＝U1B.I4＝I1C.通过电阻r的电流I

2＝2×104AD.电阻r损耗的电功率为5×107W√56图13√56电阻r损耗的电功率Pr＝I22r＝(103)2×50W＝5×107W，故D正确.56课时精练041.(2020·江苏卷·2)电流互感器是一种测量电路中

电流的变压器，工作原理如图1所示.其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上.则电流互感器A.是一种降压变压器B.能测量直流电路的电流C.原、副线圈电流的频率不同D.副线圈的电流小于原线圈的电流123456789101112双基巩固练13√图1解析电流互感器原线圈匝数小，副线

圈匝数多，是一种升压变压器，故A错误；变压器的原理是电磁感应，故它不能测量直流电路的电流，故B错误；12345678910111213变压器不改变交变电流的频率，故C错误；变压器的电流与匝数成反比，因此副线圈的电流小于原线圈的电流，故D正确

.2.(多选)如图2，发电厂的输出电压为U1，发电厂至用户间输电导线的总电阻为R，通过导线的电流为I，用户得到的电压为U2.下列输电导线上损耗功率的表达式中正确的是A.(U1－U2)IB.I2R12345678910111213图2√√√3.(2020·陕西西安中学

三模)在如图3所示的电路中，理想变压器原副线圈的匝数比n1∶n2∶n3＝6∶3∶1，电流表均为理想交流电流表，两电阻阻值相同.当在原线圈两端加上大小为U的交变电压时，三个电流表的示数之比I1∶I2∶I3为A.1∶2∶3B.1∶2∶1C.1∶3∶6D.5∶9∶3

√12345678910111213图312345678910111213由欧姆定律可知I2＝3I3，由变压器原、副线圈功率相等有I1U1＝I2U2＋I3U3，则I1∶I2∶I3＝5∶9∶3，故D正确，A、B、C错误.4.(2019·山东济宁市第二次摸底)

高压输电线路常因结冰而损毁严重.为消除高压输电线上的冰，有人设想利用电流的热效应除冰的融冰思路.若在正常供电时，高压线上输电电压为U，输电电流为I，热耗功率为ΔP；除冰时，在输电功率、用户的输入电压和输电线电阻不

变的情况下，通过自动调节变压器的变压比，使输电线上的热耗功率变为16ΔP，则除冰时A.输电电流为4IB.输电电流为16IC.输电电压为4UD.输电电压为√12345678910111213解析高压线上的热耗功率ΔP＝I2R线若热耗功率变

为16ΔP，则16ΔP＝I′2R线解得I′＝4I，故A正确，B错误.输电功率不变，由P＝UI＝U′I′得U′＝U，故C、D错误.123456789101112135.(多选)(2020·河南中原名校联考)如图4所示是变压器通过降压给用户供

电的示意图.变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动，可以认为电压表V1示数不变.两条输电线的总电阻用R0表示，滑动变阻器R表示用户用电器的总电阻.如果变压器上的能量损失忽略不计，当用户的用电器增加时，图中各表的示数变化的情况是

A.电流表A1示数变大B.电流表A2示数变小C.电压表V2示数变大D.电压表V3示数变小图4√12345678910111213√6.(2018·天津卷·4)教学用发电机能够产生正弦式交变电流.利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图5所示，理想交流电流表A、

理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P.若发电机线圈的转速变为原来的，则A.R消耗的功率变为PB.电压表V的读数变为UC.电流表A的读数变为2ID.通过R的交变电流频率不变12345678910111213图5√123456789101

112137.(2019·四川达州市第二次诊断)如图6所示，一自耦变压器接在交流电源上，V1、V2为理想交流电压表.下列说法正确的是A.若P不动，滑片F向下滑动时，V1示数不变，V2示数变小B.若P不动，滑片F向下滑动时，灯泡消耗的功率变大C.若F不动，滑片P向上滑动时，V1示数不变

，V2示数变大D.若F不动，滑片P向上滑动时，灯泡消耗的功率变小√12345678910111213图6解析设变压器的输入电压为U1，输出电压为U2；若P不动，滑片F向下滑动时，输入电压U1不变，V1示数不变，12345678910111213故灯泡消耗的功率减小，V2的示数变小，故A正确，B

错误；则输出电压U2也不变，V1示数不变；滑片P向上滑动时，滑动变阻器R接入电路的电阻值减小，则副线圈回路中的电流增大，灯泡中的电流、电压都增大，灯泡消耗的功率变大；由UV2＝U2－UL可知电压表V2示数变小，故C、D错误.8.(2020·山东卷·5)

图7甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝22∶3，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示.灯泡L的电阻恒为15Ω，额定电压为24V，定值电阻R1＝10Ω、R2＝5Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω.为使灯泡正常工作，滑

动变阻器接入电路的电阻应调节为A.1ΩB.5ΩC.6ΩD.8Ω√12345678910111213图7解析由题图乙可得U1＝220V，12345678910111213R1两端电压UR1＝U2－UL＝30V－24V＝6V通过R的电流IR＝I－I1＝1A可解得R＝1Ω

，选项A正确.9.(2020·广东汕头市调研)如图8所示为远距离输电的原理图.发电厂输出的电压恒定，升压、降压变压器均为理想变压器.由于用户负载的变化会造成其得到的电压变化，供电部门要实时监控.监控电表为理想电表.若某次监测发现V2表的示数减

小.则下列判断正确的是A.电流表A1的示数增大B.电流表A2的示数减小C.电压表V1的示数增大D.输电线损失的功率减小√12345678910111213能力提升练图8解析根据题意知，发电厂的输出电压恒为U，升压变压器的变压比不变，所以电压表V1的示数不变，故C错误；123456

78910111213某次监测发现V2表的示数减小，根据降压变压器变压比不变可知，降压变压器的输入电压U20减小，又U1＝U20＋I1R线，则I1增大，即电流表A1的示数增大，故A正确；根据电流表A1的示数增大及降压变压器电流比：，可知电流表A2的示数增大，故B错误；输电线上损失功率为P损

＝I12R线，由于电流表A1的示数增大，故输电线损失的功率增大，故D错误.10.(2020·云南昆明市五校联考)图9甲中理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝5∶1，电阻R＝20Ω，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流，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(50πt)VB.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√12345678910111213图91234567891011121311.如图10所示，某小型水电站的发电机输出电压为220V，正常情况下输出的总功率P0＝8.8×104W，为了

减少远距离输电过程中的电能损失，往往采用高压输电.输送电压为U＝1100sin200πtV，输电导线的总电阻为r＝5Ω，现要使额定电压为220V的用电器正常工作，下列说法正确的是A.输电线上的电流为220AB.降压变

压器匝数比C.用电器的额定功率P＝5.6×104WD.用电器上交流电的频率是50Hz12345678910111213图10√12345678910111213根据：P0＝U输I输，解得输电线上的电流为：I输＝80A，故

A错误；降压变压器的输入电压为：U3＝U输－I输r＝700V，用电器的额定功率为：P＝P0－I输2r＝56000W，故C正确；1234567891011121312.如图11所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝22∶5，电阻R1＝R2＝25Ω，D为理想二极管，原线圈接u＝

220sin(100πt)V的交变电流，则A.交变电流的频率为100HzB.通过R2的电流为1AC.通过R2的电流为AD.变压器的输入功率为200W√12345678910111213图111234567891011

12131234567891011121313.(2016·全国卷Ⅰ·16)一含有理想变压器的电路如图12所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω，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A.2B.3C.4D.5图12√拓展拔高练12345678910111213123456789101112131234567891011

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