赢在高考2018高中物理一轮复习 10.2 理想变压器 电能的输送 新人教版选修3-2
(安徽专用)高考物理一轮复习 第十章 交变电流第二节理想变压器 电能的输送教学案 新人教版
第二节 理想变压器 电能的输送一、变压器 1．构造由__________、__________和____________组成。
2．原理利用电磁感应的____现象。
3．理想变压器原、副线圈基本量的关系理想变压器(1)没有能量损失(绕线无电阻、铁芯无涡流)(2)没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)基本 关系功率关系 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P 入＝__________电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比，公式：U 1U 2＝______，与负载、副线圈的个数无关电流关系 (1)只有一个副线圈时：I 1/I 2＝________；(2)有多个副线圈时：由P 入＝P 出得I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3＋…＋I n U n 或I 1n 1＝I 2n 2＋I 3n 3＋…＋I n n n频率关系 f 1＝f 2(变压器不改变交变电流的频率)4.几种常见的变压器(1)自耦变压器——调压变压器 (2)互感器(如图所示)①电压互感器：用来把______电压变成______电压。
②电流互感器：用来把______电流变成_______电流。
二、电能的输送如图所示，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 ′。
1．输电电流I ＝__________＝P ′U ′＝U －U ′R 线2．输电导线损耗的电功率P 损＝I 2·R 线＝____________ 即在输送功率一定时，输电电压增大为原来的n 倍，输电导线上损耗的功率就减少为原来的______。
3．输电导线损耗的电压U损＝I·R线＝____________。
1．(2012·福州质检)如图所示，理想变压器原、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相连组成闭合回路。
当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，安培表A1的读数是12 mA，那么安培表A2的读数是( )A．0 B．3 mA C．48 mA D．与R值大小无关2．(2012·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。
高考物理一轮复习 专题10.2 变压器 电能的输送教学案-人教版高三全册物理教学案
专题10.2 变压器 电能的输送1．了解变压器的构造，理解变压器的工作原理。
2．理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。
3．知道远距离输电过程，知道降低输电损耗的两个途径。
了解电网供电的优点和意义。
一、理想变压器1．构造：如图1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。
图1(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。
(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。
2．原理：电流磁效应、电磁感应。
3．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P 入＝P 出及P ＝UI 推出有多个副线圈时，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——调压变压器(2)互感器⎩⎪⎨⎪⎧ 电压互感器：用来把高电压变成低电压。
电流互感器：用来把大电流变成小电流。
二、远距离输电1．输电过程(如图2所示)图22．输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q ＝I 2Rt 。
3．电压损失(1)ΔU ＝U －U ′；(2)ΔU ＝IR4．功率损失(1)ΔP ＝P －P ′；(2)ΔP ＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2R 5．输送电流(1)I ＝PU ；(2)I ＝U －U ′R。
高频考点一 理想变压器基本关系的应用例1．一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V 的正弦交流电源上，如图2所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为U ，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k ，则( )图2A ．U ＝66 V ，k ＝19B ．U ＝22 V ，k ＝19C ．U ＝66 V ，k ＝13D ．U ＝22 V ，k ＝13 答案 A【变式探究】用220 V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V ，通过负载的电流图象如图3所示，则( )图3A ．变压器输入功率约为3.9 WB ．输出电压的最大值是110 VC ．变压器原、副线圈匝数比是1∶2D ．负载电流的函数表达式i ＝0.05sin (100πt ＋π2) A 答案 A【举一反三】如图4，理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝2∶1，和均为理想电表，灯泡电阻R L ＝6 Ω，AB 端电压u 1＝122sin 100πt (V)．下列说法正确的是( )图4A.电流频率为100 HzB.的读数为24 VC.的读数为0.5 AD.变压器输入功率为6 W答案 D解析 由ω＝2πf ＝100π rad/s 得：f ＝50 Hz ，A 错．有效值U 1＝12 V ，又因为U 2U 1＝n 2n 1得：U 2＝6 V ，I 2＝U 2R L ＝1 A ，选项B 、C 错．由能量守恒得P 1＝P 2＝U 2I 2＝6 W ，D 选项对．【变式探究】自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图5所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900匝，原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V 的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R 上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流的有效值为I 1，负载两端电压的有效值为U 2，且变压器是理想的，则U 2和I 1分别约为( )图5A ．380 V 和5.3 AB ．380 V 和9.1 AC ．240 V 和5.3 AD ．240 V 和9.1 A 答案 B【方法规律】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U 1、U 2、I 1、I 2均为有效值．高频考点二 理想变压器的动态分析例2．如图9所示电路中，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，R 0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A 1的示数增大了0.2 A ，电流表A 2的示数增大了0.8 A ，则下列说法正确的是( )图9A ．电压表V 1示数增大B ．电压表V 2、V 3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解析 由于a 、b 接在电压有效值不变的交流电源两端，故电压表V 1示数不变，选项A 错误；由理想变压器原理公式U 1U 2＝n 1n 2且U 1、n 1、n 2不变，则U 2不变，即V 2的示数不变，V 3的示数U 3＝U 2－I 2R 0应减小，故选项B 错误；由公式I 1I 2＝n 2n 1得：n 1n 2＝ΔI 2ΔI 1＝0.80.2＝4，则n 1＞n 2，该变压器起降压作用，故C 错误；又I 2＝U 2R 0＋R ，I 2增大，R 应减小，故滑片应沿c →d 方向滑动，故D 正确． 【变式探究】 (多选)如图10所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q 来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R 0和滑动变阻器R ，P 为滑动变阻器的滑动触头．在原线圈上加一电压为U 的正弦交流电，则( )图10A ．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表读数变大B ．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表读数变小C ．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表读数变大D ．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表读数变小答案 BC【举一反三】 (多选)如图11，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2.原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，用交流电压表测得a 、b 端和c 、d 端的电压分别为U ab 和U cd ，则( )图11A ．U ab ∶U cd ＝n 1∶n 2B ．增大负载电阻的阻值R ，电流表的读数变小C ．负载电阻的阻值越小，cd 间的电压U cd 越大D ．将二极管短路，电流表的读数加倍答案 BD解析 变压器的变压比U 1U 2＝n 1n 2，其中U 1、U 2是变压器原、副线圈两端的电压．U 1＝U ab ，由于二极管的单向导电特性，U cd ≠U 2，选项A 错误．增大负载电阻的阻值R ，负载的电功率减小，由于P 入＝P 出，且P 入＝I 1U ab ，所以原线圈上的电流I 1减小，即电流表的读数变小，选项B 正确．c 、d 端的电压由输入电压U ab 决定，负载电阻R 的阻值变小时，U cd 不变，选项C 错误．根据变压器上的能量关系有E 输入＝E 输出，在一个周期T 内，二极管未短路时有U ab I 1T ＝U 2R ·T 2＋0(U 为副线圈两端的电压)，二极管短路时有U ab I 2T ＝U 2RT ，由以上两式得I 2＝2I 1，选项D 正确．【变式探究】图12甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4∶1，原线圈接图乙所示的正弦交流电．图甲中R t 为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R 1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表．则下列说法正确的是( )图12A ．图乙所示电压的瞬时值表达式为u ＝51sin 50πt VB ．变压器原、副线圈中的电流之比为1∶4C ．变压器输入、输出功率之比为1∶4D ．R t 处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大答案 B高频考点三 远距离输电问题例3．(多选)在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么( )A ．输电线路上损失的电压与输送电流成正比B ．输送电压越高，输电线路上损失的电压越大C ．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D ．输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比答案 AC解析 输电线路上损失电压ΔU ＝Ir ，在r 一定时，ΔU 和I 成正比．若U 越高，I ＝P U，I 越小，那么ΔU 越小．输电线路上损失的功率ΔP ＝I 2r ，当P 一定时，I ＝P U，所以ΔP ＝(P U )2r ，即ΔP 和U 的平方成反比，跟I 的平方成正比，故A 、C 正确．【变式探究】如图15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( )图15A ．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 ．输电线上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【举一反三】(多选)一台发电机最大输出功率为4 000 kW ，电压为4 000 V ，经变压器T 1升压后向远方输电．输电线路总电阻为R ＝1 kΩ.到目的地经变压器T 2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V 、60 W)．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T 1和T 2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则( )A ．T 1原、副线圈电流分别为103A 和20 AB ．T 2原、副线圈电压分别为1.8×105 V 和220 VC ．T 1和T 2的变压比分别为1∶50和40∶1D ．有6×104盏灯泡(220 V 、60 W)正常发光答案 ABD解析 远距离输电的模型如图所示． T 1原线圈的电流为I 1＝P 1U 1＝4 000×1034 000A ＝1×103 A ，输电线上损失的功率为P 损＝I 22R ＝10%P 1，所以I 2＝ 10%P 1R＝ 4 000×103×0.11×103 A ＝20 A ，A 正确；T 1的变压比为n 1n 2＝I 2I 1＝20103＝150；T 1副线圈的电压为U 2＝50U 1＝2×105 V ，T 2原线圈的电压为U 3＝U 2－I 2R ＝2×105 V －20×103 V ＝1.8×105 V ，B 正确；T 2的变压比为n 3n 4＝U 3U 4＝1.8×105220＝9×10311，C 错误；能正常发光的灯泡盏数为N ＝90%P 160＝6×104，D 正确． 1．【2016·全国卷Ⅰ】一含有理想变压器的电路如图1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 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1A ．2B ．3C ．4D ．52．【2016·全国卷Ⅲ】如图1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( )图1A ．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【答案】AD 【解析】设灯泡的额定电压为U 0，则输入电压U ＝10U 0，由于两灯泡均正常发光，故原线圈两端的电压U 1＝U －U 0＝9U 0，副线圈两端的电压U 2＝U 0，所以原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝U 1∶U 2＝9∶1，A 正确，B 错误；原、副线圈的电流之比I 1∶I 2＝n 2∶n 1＝1∶9，由电功率P ＝UI 可知，a 和b 的电功率之比为1∶9，C 错误，D 正确．3．【2016·天津卷】如图1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( )图1A ．当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时，R 1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A 1示数变大D ．若闭合开关S ，则电流表A 1示数变大，A 2示数变大4．【2016·江苏卷】一自耦变压器如图1所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a 、b 间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c 、d 间作为副线圈．在a 、b 间输入电压为U 1的交变电流时，c 、d 间的输出电压为U 2，在将滑动触头从M 点顺时针旋转到N 点的过程中( )图1A ．U 2>U 1，U 2降低B ．U 2>U 1，U 2升高C ．U 2<U 1，U 2降低D ．U 2<U 1，U 2升高【答案】C 【解析】根据变压器原、副线圈两端电压和原、副线圈匝数的关系式有U 1U 2＝n 1n 2，这里n 2< n 1，所以U 2 <U 1.在将滑动触头从M 点顺时针旋转到N 点的过程中，n 2变小，n 1不变，而原线圈两端电压U 1也不变，因此U 2降低，选项C 正确．5．【2016·四川卷】如图1所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L 供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则( )图1A ．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1.【2015·海南·10】4．如图，一理想变压器原、副线圈匝数比为4:1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R 0，负载电阻的阻值R =11R 0，是理想电压表；现将负载电阻的阻值减小为R =5R 0，保持变压器输入电流不变，此时电压表读数为5.0V ，则A ．此时原线圈两端电压的最大值约为34VB ．此时原线圈两端电压的最大值约为24VC ．原线圈两端原来的电压有效值约为68VD ．原线圈两端原来的电压有效值约为48V【答案】AD2.【2015·江苏·1】5．一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V 交变电流改为110V ，已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为（ ）A ．200B ．400C ．1600D ．3200【答案】B 【解析】根据变压器的变压规律2121n n U U =，代入数据可求副线圈匝数为400，所以B 正确。
高考物理一轮复习课件：10.2变压器 电能的输送(人教版)
4.(2012年安徽淮北模拟)如图所示,一理想变压器的原线圈匝数n1=1 000匝,副线圈匝数n2=200匝,电阻R=88 Ω.原线圈接入一电压u=220 2
sin 100πt(V)的交流电源,电压表和电流表对电路的影响可忽略不计,
则 ( )
A.t=1 s的时刻,电压表的示数为0 B.电流表的示数为2.5 A C.变压器的输入功率为22 W
确. 【答案】AC
知识建构
技能建构
2.(2012年河北衡水模拟)如图所示为理想变压器原线圈所接正弦交 流电源两端的电压-时间图象.原、副线圈匝数比n1∶n2=10∶1,串联
在原线圈电路中交流电流表的示数为1 A,则 (
)
A.变压器原线圈所接交流电压的有效值为220 V B.变压器输出端所接电压表的示数为22 2V C.变压器输出端交变电流的频率为50 Hz
知识建构 技能建构
D.原线圈输入功率减小 【解析】由于变压器原、副线圈的匝数不变,原线圈输入有效值
恒定的交流电压,则副线圈两端的输出电压也是不变的,当S闭合,
并联了一个灯泡,电路的电阻减小,流过R的电流增加,则R两端的电 压增加,原线圈中的电流也增加,原线圈输入功率增大. 【答案】B
知识建构
技能建构
知识建构 技能建构
D.副线圈交变电流的频率是100π Hz
U1 【解析】电压表示数应该为有效值,由 U 2
U
可得:U2=44 V,A错误;I
n1 = n2
2 2= =0.5 A,故I1= n1 I2=0.1 A,即电流表示数为0.1 A,B错误;对于理想 R
n2
变压器,电源的输入功率与输出功率相等,由P=UI可知C正确;根据f
= = Hz=50 Hz可知D错误. 2 2
高考物理一轮复习理想变压器电能的输送习题新人教
第十一章 第2讲 理想变压器 电能的输送1．(2020·北京卷)如图所示，理想变压器的原线圈接在u ＝2202sin100πt(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21，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 )A ．原线圈的输入功率为2202WB ．电流表的读数为1AC ．电压表的读数为110 2 VD ．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2202V ，故有效值为U 1＝220V ，由U 1U 2＝n 1n 2，故副线圈电压的有效值U 2＝110V ，故输出功率P 2＝U 22R ＝220W ，再由输入功率等于输出功率知，P 1＝P 2＝220W ，A 错误；根据欧姆定律知，I 2＝U 2R ＝2A ，I 1I 2＝n 2n 1得I 1＝1A ，故电流表读数为1A ，所以B 正确；电压表的读数为有效值，即U 2＝110V ，C 错误；由交流电压的表达式可知，ω＝100π(rad/s)，又T ＝2πω，解得T ＝0.02s ，所以D 错误。
2．(2020·四川理综)如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L 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( B )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n ，则根据变压比有，U 1U 2＝n 1n 2，U 1U 2′＝n 1－n n 2－n ，由于U 2′＝n 2－n n 1－nU 1，U 2＝n 2n 1U 1，因此U 2′小于U 2，即副线圈两端的电压变小，小灯泡变暗，A 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。
人教版高中物理一轮复习课件：10.2变压器 电能的输送
【解题指南】解答本题应从以下三点重点把握： (1)画出远距离输电的模型图，并在图上标出各个参量. (2)根据P=UI计算输电电流. (3)根据升压变压器和降压变压器原、副线圈的电压、电流和功 率关系列式求解.
【自主解答】选A、B、D.远距离输电的模型如图所示.
T1原线圈的电流为
I1
=
P1 U1
=
3.基本关系 (((②123有)))电功电多压 率 流个关 关 关副系 系 系线： ： ：圈①PUU时入12只：==有__U__nn1一__I12P__1出个_=_.__副___.线_U_2圈_I_2时+_U_:3_I_I3I_12+_…=___+__Un_n_n12_I__n_.__. 4.几种常用的变压器 (1)自耦变压器——也叫__调__压___变压器.
A.变压器的输入电压最大值是220 2 V B.正弦交变电流的周期是1×10-3 s C.变压器的输入功率是1×103 W D.电压表的示数是100 2 V
4
00010A3 ,A输=1电1线03上损失的
4 000
功率为P损=I22R=10%P1,所I以2 =
10%P1 = R
4
000 103 1103
0.1
A
=20
A，选项A正确；T1的匝数比为nn12
=
I2 I1
20 = 103
=；51T0 1
上副线圈的电压为U2=50U1=2×105 V,T2原线圈的电压为U3=U2-
U2 n2
n1 n2 n3
(2)功率切入法：理想变压器的输入、输出功率为P入=P出，当 变压器有多个副线圈时，P1=P2+P3+… (3)电流切入法：由 I 知P ，对只有一个副线圈的变压器有 ， 当变II12压= nn器12 有多个副线圈时U 有n1I1=n2I2+n3I3+…
高考物理人教版一轮总复习配套课件 10.2 变压器电能的输送
［例1］如图10-2-2所示，理想变压器原线圈输入电压u＝ Umsinωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器， V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和 A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示。下列说法正 确的是( ) A.I1和I2表示电流的瞬时值 B.U1和U2表示电压的最大值 C.滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大 D.滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变小
C
方法点拨:分析这类问题的基本思路： (1)首先抓住各量的决定因素：U1由电源决定，U2由输 入电压U1及匝数比决定：U2=(n2/n1)U1；I2由输出电压U2及 负载电阻R决定：I2=U2/R；I1由I2及匝数比决定：I1=(n2/n1)I2。 (2)然后利用直流电路中的动态分析方法即可。
1.图10-2-3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10-2-5乙所示。现将S1接1、S2闭合，此时 L2 D 正常发光。下列说法正确的是 )t ) u 20 2 (sin( 50 A.输入电压u表达式 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0.8 W
图10-2-2
思路点拨：搞清次级回路的电路结构，次级线圈相当于电源， 从变化的局部开始分析，到整个电路的各量变化，注意电压之 比与匝数有关；输出功率的变化，决定输入功率的变化。
在交变电流中电压表和电流表显示的都是有效值，A、 B均错误；由理想变压器可知，副线圈两端电压U2不变，从 电路可知当滑片P向下移动时，电阻变小，电流增大，所以C正 确，D错误。
赢在高考高中物理一轮复习10.2理想变压器电能的输送课件新人教版选修32
(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,ΔU=IR 线.
2.减小功率损失和电压损失的方法
(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.
P
(2)提高输电电压,减小输电电流.输送功率一定时,线路电流 I=U,输电线
P2 R线
(yàodiǎ
n)二
要点
(yàodiǎn)
三
第十八页，共40页。
要点
(yàodiǎ
n)一
要点
(yàodiǎ
n)二
要点
(yàodiǎn)
三
要点三 电能输送问题
1.电能输送示意图
2.分清各部分输入、输出的各个物理量及其相互关系
(1)功率关系:P1=P2,P1'=P2'
P2=P2'+P 线.
U
n
I
(2)电流、电压关系:U1 = n1 = I2
B.只将 P 逆时针转动,灯泡变亮
C.只将 Q 向上移动,灯泡变亮
D.只将 Q 向下移动,灯泡变亮
第十六页，共40页。
要点
(yàodiǎn)
一
要点
(yàodiǎn)
二
要点
(yàodiǎn)
三
解析:原线圈电压、匝数不变,只将 P 顺时针转动,副线圈匝数变小,则电
U2
压 U2 变小,根据 P= 知灯泡功率变小,灯泡变暗,A 项错误;只将 P 逆时针转
相等,即 P1=P2.在输入电压 U1 一定的情况下,当负载电阻 R 增大时,I2 减小,
则变压器的输出功率 P2=U2I2 减小,输入功率 P1 也将相应减小;当负载电阻 R
(新课标)高考物理一轮总复习第十一章第二讲变压器电能的输送练习(含解析)
变压器 电能的输送[A 组·基础题]1．如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝5∶1，其原线圈接一交流电源，电压u ＝2202sin 100πt V ，副线圈接一电动机，电阻为11 Ω.若电流表A 2示数为1 A ，电表对电路的影响忽略不计，则( B )A ．交流电的频率为100 HzB ．电动机输出功率为33 WC ．电流表A 1示数为5 AD ．变压器原线圈的输入功率为33 W2．(2018·广东高考一模)在如图所示的电路中，理想变压器原线圈匝数n 1＝600匝，副线圈的匝数n 2＝120匝，当原线圈接入u ＝180sin 50πt V 的正弦式交变电流时，下列判断正确的是( C )A ．正弦式交变电流的频率为50 HzB ．副线圈两端电压为36 VC ．当滑动变阻器滑片向b 端滑动时，灯泡消耗的电功率一定增大D ．当滑动变阻器滑片向a 端滑动时，滑动变阻器消耗的总电功率一定增大解析：正弦交流电的频率为f ＝ω2π＝50π2π＝25 Hz ，A 错误；原线圈两端电压为U 1＝1802＝90 2 V ，根据U 1U 2＝n 1n 2可得副线圈两端电压为U 2＝18 2 V ，B 错误；当滑动变阻器滑片向b 端滑动时，灯泡两端的电压增大，故小灯泡消耗的电功率一定增大，C 正确；滑动变阻器滑片向a 端滑动过程中，其连入电路的电阻分为两部分，一部分增大，一部分减小，所以其消耗的总功率不一定增大，D 错误．3．普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab 一侧线圈的匝数较少，工作时电流为I ab ，cd 一侧线圈的匝数较多，工作时电流为I cd ，为了使电流表能正常工作，则( B )A．ab接MN、cd接PQ，I ab＜I cdB．ab接MN、cd接PQ，I ab＞I cdC．ab接PQ、cd接MN，I ab＜I cdD．ab接PQ、cd接MN，I ab＞I cd4．如图，一理想变压器原线圈接正弦式交流电源，副线圈接有三盏相同的灯(不计灯丝电阻的变化)，灯上均标有“36 V 6 W”字样，此时L1恰好正常发光，图中两个电表均为理想电表，其中电流表的示数为0.5 A，下列说法正确的是( D )A．原、副线圈匝数之比为3∶1B．变压器的输入功率为12 WC．电压表的示数为9 VD．若L3突然断路，则L1变暗，L2变亮，输入功率减小5．(多选)如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u＝311sin 314t V的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统，其中R2是用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的传感器，电流表A2是值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器两端的电压(报警器未画出)，R3是一定值电阻．当传感器R2所在处出现火情时，下列说法正确的是( BD )A．变压器的输入功率不变B．变压器的输入功率增大C．电流表A1的示数增大，电压表V1的示数增大D．电流表A2的示数减小，电压表V2的示数减小6．(多选)(2019·山西榆社中学联考)如图所示，理想变压器原、副线的匝数比n1∶n2＝22∶1在a、b端加上一交变电压u＝2202sin 100 πt V，通过小灯泡的电流为0.3 A，小灯泡正常发光，则下列说法正确的是( AD )A．小灯泡的额定功率为3 WB．小灯泡的额定功率为66 WC．将滑动变阻器的滑片稍微下移，灯泡会变暗D．将滑动变阻器的滑片稍微下移，变压器的输入功率将变小7．(多选)如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝210T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5 m2，线框电阻不计，线框平面与磁感线垂直，以此时刻为计时起点，线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝200 rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V 60 W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法正确的是( BD )A．图示位置穿过线框的磁通量变化率不为零B．线框中交变电压瞬时值的表达式为e＝5002·sin 200t VC．变压器原、副线圈匝数之比为50∶11D．变压器允许输出的最大功率为5 000 W[B组·能力题]8. 如图所示的电路中，变压器为理想变压器，原线圈接一正弦交变电流，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，则当该装置附近有火源而导致其所在位置温度升高时(不考虑仪器的损坏)( B )A．电流表示数不变B．电压表的示数不变C．R0的功率变小D．变压器的输出功率减小9．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈中心的抽头，电压表和电流表均为理想电表，除R以外其余电阻不计．从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝2202·sin 100πt V．下列说法中正确的( C )A ．t ＝1600 s 时，电压表的示数为220 V B ．t ＝1600s 时，a 、c 两点间电压瞬时值为110 V C ．滑动变阻器滑片向上移，电压表的示数不变，电流表的示数减小D ．单刀双掷开关由a 扳向b ，电压表的示数不变，电流表的示数减小10．(多选)如图所示，匀强磁场的磁感应强度B ＝22T ，单匝矩形线圈面积S ＝1 m 2，电阻r ＝10 Ω，绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动．线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接．V 为理想交流电压表，A 1、A 2为理想交流电流表，L 1、L 2为两个完全相同的电灯泡，灯泡上标有“20 V 20 W”的字样且均正常发光，电流表A 1的示数为1 A ．则以下说法正确的是( AC )A ．电流表A 1、A 2的示数之比为1∶2B ．理想电压表原、副线圈的匝数之比为1∶2C ．线圈匀速转动的角速度ω＝100 rad/sD ．电压表的示数为40 2 V11．(多选)如图甲所示，空间中存在一水平方向的匀强磁场，磁感应强度B ＝0.5 T ，一矩形线圈绕水平中心轴P 匀速转动，转动角速度ω＝10 2 rad/s ，线圈面积S ＝0.3 m 2，匝数n ＝4，现把甲图产生的交流电加在乙图的a 线圈两端，铁芯上的另一线圈b 与一个标有“12 V 9 W”的小灯泡相连．线圈a 与b 的匝数之比为1∶2.甲图中的矩形线圈从图示位置运动开始计时，不计所有导线的电阻，则( BD )A ．线圈转动产生的感应电动势e ＝62sin 102t VB ．线圈绕P 转动时的电动势等于绕另一平行于P 轴的Q 轴转动时的电动势C ．小灯泡恰好正常发光D ．小灯泡不能正常发光12．(多选)(2019·长春实验中学开学考试)含有理想变压器的电路如图所示，L 1、L 2、L 3均为“24 V 2 W”的灯泡，V 为理想交流电压表，a 、b 端接正弦交流电压源(输出电压的有效值恒定)．当开关S 闭合时，灯泡均正常发光．下列说法正确的是( BD )A ．变压器原、副线圈匝数比为1∶2B ．电压表的示数为72 VC ．变压器的输入功率为8 WD ．若在副线圈上再并联一个相同的灯泡，灯泡L 1可能会烧毁解析：每个灯泡的额定电流：I L ＝P L U L ＝224 A ＝112 A ，则原线圈的电流为I 1＝112A ，副线圈的电流为I 1＝16 A ，则n 1n 2＝I 2I 1＝21，选项A 错误；变压器次级电压为24 V ，则根据匝数比可得初级电压为U 1＝n 1n 2U 2＝48 V ，则电压表读数为48 V ＋24 V ＝72 V ，选项B 正确；变压器的输入功率：P 1＝U 1I 1＝4 W ，选项C 错误； 副线圈上再并联一个相同的灯泡L 4，则副线圈电流增大，则原线圈电流也增大，超过额定电流，灯泡L 1可能烧坏，故D 正确．13．(2019·河南中原名校质检)2017年8月，广东省受台风“天鹤”影响，造成大面积停电．某通讯公司准备的应急供电系统如图所示，图中T 1、T 2分别为理想的升压变压器和降压变压器，R 表示输电线电阻，I 表示电流，U 表示线圈两端电压，n 表示线圈的匝数，下列说法正确的是( D )A ．如果发电机的输出功率为P ，则P ＝U 1I 1＝U 2I 2＝U 4I 4B ．若n 1∶n 2＝n 4∶n 3，则有U 1＝U 4C ．用户消耗的功率越大，输电线上消耗的功率越小D ．如果发电机的输出功率为P ，则输电线上消耗的功率为P 2U 22R 解析：由于输电线需要消耗一部分电能，故发电机的输出功率P ＝U 1I 1＝U 2I 2＞U 4I 4，A 错误；输电线上有电压降，所以n 1n 2＝U 1U 2，U 2＝ΔU ＋U 3，n 3n 4＝U 3U 4，即U 1ΔU ＋U 3＝U 4U 3，故U 1≠U 4，B 错误；根据P ＝UI 可知I 2＝P U 2，可知输电线上损耗的功率ΔP ＝I 22R ＝P 2U 22R ，用户消耗的功率越大，则发电机输出功率越大，输电线上消耗的功率越大，C 错误，D 正确．。