2019版物理教科版练习：第十一章 第2讲 变压器 电能的输送 含解析
[推荐学习]2019高三物理人教版一轮教师用书：第11章 第2节 变压器 电能的输送 Word版含解
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第二节 变压器 电能的输送(对应学生用书第204页)[教材知识速填]知识点1 理想变压器1．构造和原理(如图11-2-1所示)(1)构造：图11-2-1变压器由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成． (2)原理：电磁感应的互感现象． 2．基本关系(1)电压关系：U 1U 2＝n 1n 2.(2)功率关系：P 入＝P 出．(3)电流关系：①只有一个副线圈时：I 1I 2＝n 2n 1.②有多个副线圈时，U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋U n I n . 3．几种常见的变压器(1)自耦变压器——调压变压器．(2)互感器⎩⎨⎧电压互感器：把高电压变成低电压.电流互感器：把大电流变成小电流.自耦变压器原理如图11-2-2所示：图11-2-2若AX为输入端，触头a向上移动时，副线圈匝数N2增加，输出电压升高．易错判断(1)变压器能改变交变电流的电压，不能改变交变电流的频率．(√)(2)正常工作的变压器当副线圈与用电器断开时，副线圈两端无电压．(×)(3)变压器副线圈并联更多的用电器时，原线圈输入的电流随之减小．(×)知识点2远距离输电1．输电过程(如图11-2-3所示)图11-2-32．电压损失(1)ΔU＝U－U′(2)ΔU＝IR3．功率损失(1)ΔP＝P－P′(2)ΔP＝I2R＝ΔU2 R4．输送电流(1)I＝PU(2)I＝U－U′R5．减少输电线上电能损失的方法(1)减小输电导线的电阻R线．由R线＝ρLS知，可采用加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线．(2)减小输电导线中的电流．在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高输电电压．易错判断(1)增大输电导线的横截面积不利于减少输电过程中的电能损失．(×)(2)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗．(√)(3)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大．(√)[教材习题回访]考查点：变压器的原理1．(沪科版选修3－2 P75T3改编)图11-2-4为一理想变压器，其原、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组成闭合电路．当直导线MN在匀强磁场中沿导轨向左匀速切割磁感线时，电流表的示数是10 mA，那么电流表的示数是()图11-2-4A．40 mA B．0C．10 mA D．2.5 mA[答案]B考查点：互感器的原理2．(粤教版选修3－2 P59T4改编)如图11-2-5所示，P是电压互感器，Q是电流互感器，如果两个互感器的变压比和变流比都是50，电压表的示数为220 V，电流表的示数为3 A，则输电线路中的电压和电流分别是()图11-2-5A．11 000 V150 A B．1 100 V15 AC．4.4 V16.7 A D．4.4 V0.06 A[答案]A考查点：远距离高压输电问题3．(人教版选修3－2 P50 T3改编)从发电站输出的功率为220 kW，输电线的总电阻为0.05 Ω，用110 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．100∶1 B．1∶100C．1∶10 D．10∶1[答案]A考查点：变压器的动态分析问题4．(人教版选修3－2 P44 T5改编)如图11-2-6所示的电路中，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，R0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A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是()图11-2-6A．电压表V1示数增大B．电压表V2、V3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(对应学生用书第205页)理想变压器的基本关系[题组通关]1.如图11-2-7所示，理想变压器的原线圈接在u ＝2202sin 100πt (V)的交流电源上，副线圈接有R ＝55 Ω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( )图11-2-7A ．原线圈的输入功率为220 2 WB ．电流表的读数为1 AC ．电压表的读数为110 2 VD ．副线圈输出交流电的周期为50 sB [理想变压器原线圈两端电压的有效值为U 1＝220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2U 1n 1＝110 V ，即电压表的读数为110 V ，通过负载电阻的电流I 2＝U 2R ＝11055 A ＝2 A ，则副线圈的输出功率P ＝U 2I 2＝110×2 W ＝220 W ，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，为220 W ，故选项A 、C 错误． 由n 1I 1＝n 2I 2得I 1＝n 2I 2n 1＝1 A ，即电流表的读数为1 A ，选项B 正确．由u ＝2202sin 100πt (V)可知，角速度ω＝100π rad/s ，原线圈所接交流电的周期T ＝2πω＝0.02 s ，副线圈输出交流电的周期不变，仍为0.02 s ，选项D 错误．]2．(2016·全国Ⅰ卷)一含有理想变压器的电路如图11-2-8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 Ω，○A 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( )图11-2-8A ．2B ．3C ．4D ．5B [设原、副线圈的匝数比为k ，根据变压器匝数比与电流成反比的关系，则原线圈电流为I 时，副线圈电流为kI ；原线圈电流为4I 时，副线圈电流为4kI .根据变压器的输入功率等于输出功率得 UI －I 2R 1＝(kI )2(R 2＋R 3) 4UI －(4I )2R 1＝(4kI )2R 2 联立两式代入数据解得k ＝3 选项B 正确．](2018·黄冈模拟)如图所示，一理想变压器的原线圈接在电压有效值为220 V 的正弦式交流电源上，两副线圈匝数分别为n 2＝16，n 3＝144，通过理想二极管(具有单向导电性)、单刀双掷开关与一只“36V18 W”的灯泡相连(灯泡电阻不变)，当开关接1时，灯泡正常发光，则下列说法中不正确的是()A．原线圈的匝数为880B．当开关接2时，灯泡两端电压的有效值为20 2 VC．当开关接2时，灯泡消耗的功率约为18 WD．当开关接2时，灯泡消耗的功率约为11 WC[由n1n3＝U1U L得n1＝880，所以选项A正确；当开关接2时，有n1n2＋n3＝U1U，解得U＝40 V，设交流电的周期为T，由U2R·T2＝U′2R T，可得灯泡两端电压的有效值为U′＝20 2 V，灯泡电阻为R＝U2LP L＝72 Ω，灯泡消耗的实际功率为P＝U′2R＝1009W≈11 W，即选项C错误，B、D正确．]1．匝数比不变的情况(如图11-2-9所示)(1)U 1不变，根据U 1U 2＝n 1n 2，输入电压U 1决定输出电压U 2，可以得出不论负载电阻R 如何变化，U 2不变．图11-2-9(2)当负载电阻发生变化时，I 2变化，根据输出电流I 2决定输入电流I 1，可以判断I 1的变化．(3)I 2变化引起P 2变化，根据P 1＝P 2，可以判断P 1的变化． 2．负载电阻不变的情况(如图11-2-10所示)图11-2-10(1)U 1不变，n 1n 2发生变化，U 2变化．(2)R 不变，U 2变化，I 2发生变化．(3)根据P 2＝U 22R 和P 1＝P 2，可以判断P 2变化时，P 1发生变化，U 1不变时，I 1发生变化． [多维探究]考向1 匝数比不变、负载变化的情况1．(2018·淄博模拟)如图11-2-11所示，理想变压器原、副线圈接有额定电压均为20 V 的灯泡a 和b .当输入u ＝2202sin 100πt (V)的交变电压时，两灯泡均能正常发光．设灯泡不会被烧坏，下列说法正确的是( )图11-2-11A ．原、副线圈匝数比为11∶1B ．原、副线圈中电流的频率比为11∶1C ．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡b 变亮D ．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡a 变亮[题眼点拨] “两灯泡均能正常发光”可求出原线圈两端电压． D [两灯均正常发光，则原线圈输入的电压为：U 1＝U －U 灯＝(220－20) V ＝200 V ，副线圈电压：U 2＝U 灯＝20 V ，根据理想变压器变压比：n 1n 2＝U 1U 2＝20020＝101，故A 错误；变压器不改变交流电的频率，即频率比为1∶1，故B 错误；当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，阻值减小，副线圈电流变大，根据n 1n 2＝I 2I 1，可知原线圈电流变大，灯泡a 分担的电压变大，原线圈输入的电压变小，所以灯泡a 变亮，b 变暗，故C 错误，D 正确．] 考向2 匝数比改变，负载不变的情况2．(多选)如图11-2-12所示，电路中的变压器为理想变压器，S 为单刀双掷开关，U 1为加在原线圈两端的交变电压，I 1、I 2分别为原、副线圈中的电流．下列说法中正确的是( )【导学号：84370476】图11-2-12A ．保持U 1不变，S 由b 切换到a ，则R 上消耗的功率减小B ．保持U 1不变，S 由a 切换到b ，则I 2减小C ．保持U 1不变，S 由b 切换到a ，则I 1增大D ．保持U 1不变，S 由a 切换到b ，则变压器的输入功率增大BC [S 由b 切换到a 时，副线圈匝数增多，则输出电压U 2增大，电流I 2增大，R 消耗的功率增大，由变压器功率关系可知，其输入功率也增大，故I1增大．S由a切换到b时，副线圈匝数减少，则输出电压U2减小，输出电流I2减小，所以根据P2＝I2U2，P2减小；又因P1＝P2，所以变压器输入功率减小．由以上分析可知，正确选项为B、C.]考向3负载和匝数比都变化的情况3．(多选)(2018·太原模拟)如图11-2-13所示，理想变压器的原线圈接u＝U0co100πt 的交变电流，副线圈接有可调电阻R，触头P与线圈始终接触良好，下列判断正确的是()图11-2-13A．交变电流的频率为50 HzB．若仅将触头P向A端滑动，则电阻R消耗的电功率增大C．若仅使电阻R增大，则原线圈的输入电功率增大D．若使电阻R增大的同时，将触头P向B端滑动，则通过原线圈的电流一定减小[题眼点拨]①“仅使P向A滑动”说明与R并联的副线圈匝数变多；②“仅使电阻R增大”，由P＝U2R说明变压器的输出功率变小．ABD[根据ω＝2πf可得ω＝2πf＝100π rad/s，解得f＝50 Hz，A正确；若仅将触头P向A端滑动，则副线圈匝数增大，根据U1U2＝n1n2可得副线圈输入电压增大，即R两端的电压增大，根据P＝U2R可得电阻R消耗的电功率增大，B正确；若仅使电阻R增大，R两端电压不变，根据P＝U2R可得电阻R消耗的功率减小，即副线圈消耗的功率减小，所以原线圈输入功率减小，C错误；若使电阻R增大的同时，将触头P向B端滑动，根据U1 U2＝n1n2可得副线圈两端的电压减小，根据I＝UR可得通过R的电流减小，即副线圈中的电流减小，根据公式I1I2＝n2n1，原线圈中的电流一定减小，D正确．]远距离输电1．理清三个回路图11-2-14(1)电源回路：该回路中，通过线圈1的电流I1等于发电机中的电流I机；线圈1两端的电压U1等于发电机的路端电压U机；线圈1输入的电功率P1等于发电机输出的电功率P机．(2)输送回路：I2＝I3＝I线，U2＝U3＋ΔU，P2＝ΔP＋P3.(3)用户回路：I4＝I用，U4＝U用，P4＝P用．2．抓住两个联系(1)理想的升压变压器联系了电源回路和输送回路，由理想变压器原理可得：线圈1(匝数为n 1)和线圈2(匝数为n 2)中各个量间的关系是：U 1U 2＝n 1n 2，I 1n 1＝I 2n 2，P 1＝P 2.(2)理想的降压变压器联系了输送回路和用户回路，由理想变压器原理可得：线圈3(匝数为n 3)和线圈4(匝数为n 4)中各个量间的关系是：U 3U 4＝n 3n 4，I 3n 3＝I 4n 4，P 3＝P 4. 3．理解两个损失(1)电压损失：ΔU ＝I 线R 线． (2)功率损失：P 损＝I 2线R 线＝ΔU 2R 线.4．掌握一个守恒能量守恒关系式：P 1＝P 线损＋P 用户．[母题] 如图11-2-15为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T 的原、副线圈匝数分别为n 1、n 2，在T 的原线圈两端接入一电压u ＝U m sin ωt 的交流电源，若输送电功率为P ，输电线的总电阻为2r ，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )图11-2-15A ．⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 2U 2m 4rB ．⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2n 1U 2m 4rC ．4⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22⎝ ⎛⎭⎪⎫P U m 2rD ．4⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2n 12⎝ ⎛⎭⎪⎫P U m 2r【自主思考】(1)计算输电线上损失功率的公式是什么？ [提示] P 损＝I 22R 线．(2)公式I 2＝PU 2中，U 2是最大值，还是有效值？[提示] 有效值．C [升压变压器T 的原线圈两端电压的有效值为U 1＝U m2；由变压关系可得U1U2＝n1n2，则U2＝n2U m2n1；因为输送电功率为P，输电线中的电流为I2＝PU2＝2n1Pn2U m，则输电线上损失的电功率为ΔP＝I22(2r)＝4n21P2rn22U2m，故选项C正确．][母题迁移]迁移1远距离输电与变压器的动态分析相结合1．(多选)(2018·德州模拟)如图11-2-16所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图，图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表．设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用R0表示，并且电阻不变，变阻器R相当于用户用电器的总电阻．当用电器增加时，相当于R变小，则当用电进入高峰时()【导学号：84370477】图11-2-16A．电压表V1、V2的读数均不变，电流表A2的读数增大，电流表A1的读数减小B．电压表V3、V4的读数均减小，电流表A2的读数增大，电流表A3的读数增大C．电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变D．线路损耗功率增大BCD[因为输入电压和变压器匝数比都不变，所以电压表V1、V2的读数均不变，用电高峰期，电阻减小，电流增大，根据电流与匝数成反比知电流都增大，故A错误；输电线上的电压损失增大，故电压表V3、V4的读数均减小，电流表A2的读数增大，电流表A3的读数增大，故B正确；电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变，等于输电线的电阻值，故C正确；因为输电线上的电流增大，所以线路损耗的功率增大，故D正确．故选：BCD.]迁移2远距离输电与互感器相结合2．(多选)(2018·青岛模拟)如图11-2-17所示为某小型电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率为20 kW.在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为1∶10，电流表的示数为1 A，输电线的总电阻为10 Ω，则下列说法正确的是()图11-2-17A．采用高压输电可以增大输电线中的电流B．升压变压器的输出电压U2＝2 000 VC．用户获得的功率为19 kWD．将P下移，用户获得的电压将增大BC[根据高压输电原理，提高输电电压，输电电流减小，A错误；根据电流互感器的原理，输电电流：I输＝101×1 A＝10 A，输电电压：U2＝PI＝20×10310V＝2 000 V，B正确；输电线上的功率损失：P损＝I2R＝102×10 W ＝1 kW，用户获得的功率为：P用＝P输－P损＝20 kW－1 kW＝19 kW，C 正确；将P下移，降压变压器原线圈匝数增加，根据变压器的变压规律，副线圈的电压减小，用户获得的电压将减小，D错误．故选BC.]迁移3远距离输电与传感器相结合3．(多选)如图11-2-18甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100 Ω.降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小．电压表V显示加在报警器上的电压(报警器未画出)．未出现火警时，升压变压器的输入功率为750 kW，则下列说法中正确的有()图11-2-18A．降压变压器副线圈输出的交变电流频率为50 HzB．远距离输电线路损耗功率为180 kWC．当出现火警时，电压表V的示数变小D．当出现火警时，输电线上的电流变小AC[由题图乙知交变电流的周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，A正确；由题图乙知升压变压器输入电压有效值为250 V，根据变压比公式知升压变压器副线圈两端电压为25 000 V，所以输电线中的电流为30 A，输电线损失的电压为ΔU＝IR＝30×100 V＝3 000 V，输电线路损耗功率为ΔP ＝ΔU·I＝90 kW，B错误；当出现火警时传感器R2阻值减小，降压变压器副线圈中电流增大，输电线上电流变大，电压变大，降压变压器输入、输出电压都变小，定值电阻的分压增大，电压表V的示数变小，C正确，D 错误．]。
2019版新高考物理大一轮复习课件：专题十 第2讲 变压器 电能的输送
A.电压表 的示数不变 B.电流表 的示数始终为 0 C.若滑动变阻器的滑片不动，仅改变 u，使 u＝220 2· sin 200πt(V)，则电流表 的示数增大 D.若滑动变阻器的滑片不动，仅改变 u，使 u＝220 2· sin 200πt(V)，则电流表 的示数减小 答案：AC
【基础检测】
1.(多选)理想变压器的原、副线圈匝数比 n1∶n2＝10∶1， 原线圈两端接通交流电源，则( )
A.原、副线圈中电流频率之比 f1∶f2＝10∶1 B.原、副线圈两端电压之比为 U1∶U2＝10∶1 C.原、副线圈内交变电流之比 I1∶I2＝1∶10 D.变压器输入和输出功率之比 P1∶P2＝10∶1 答案：BC
副线圈的输出电压 U2′＝I2′R2＝4nIn2 1，由UU12′ ′＝nn12可得原线 圈两端的电压 U1′＝4Inn122，则 U＝U1′＋4IR1＝4Inn122＋12I， 联立解得nn12＝3，选项 B 正确.
答案：B
2.(2015 年新课标Ⅰ卷)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，
A.电压表 示数增大 B.电压表 、 示数均增大 C.该变压器起升压作用 D.滑动变阻器的滑片沿 c→d 方向滑动
解析：电压表 的示数和 a、b 间电压的有效值相同，滑 片滑动时 示数不变，选项 A 错误；电压表 测量的电压为 副线圈两端的电压，原、副线圈匝数不变，输入电压不变，故
示数不变， 示数为 示数减去 R0 两端电压，两线圈中电 流增大，易知 R0 两端电压升高，故 示数减小，选项 B 错误； 理想变压器 U1I1＝U2I2，则 U1ΔI1＝U2ΔI2，ΔI2＞ΔI1，故 U2＜ U1，变压器为降压变压器，选项 C 错误；因 I2 增大，故知 R 减小，滑动变阻器的滑片沿 c→d 方向滑动，选项 D 正确.
2019版高考物理一轮规范特训：11-2 变压器 电能的输送
板块三 限时规范特训时间：45分钟满分：100分 一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分。
其中1～6为单选，7～10为多选)1．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V ，6 W ”的小灯泡并联在副线圈的两端。
当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是( )A ．120 V ,0.10 AB ．240 V ,0.025 AC ．120 V ,0.05 AD ．240 V ,0.05 A 答案 D解析 副线圈电压U 2＝12 V ，由U 1U 2＝n 1n 2得U 1＝240 V ，副线圈中电流I 2＝2·P U ＝1 A ，由I 1I 2＝n 2n 1得I 1＝0.05 A ，D 选项正确。
2．如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为：u ＝2202sin100πt (V)的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“22 V 22 W ”的灯泡10个，灯泡均正常发光。
除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是( )A ．变压器原、副线圈匝数比为102∶1B ．电流表示数为1 AC ．电流表示数为10 AD ．副线圈中电流的频率为5 Hz答案 B解析 由u ＝2202sin100πt (V)可知，输入电压的有效值U 1＝22022V ＝220 V ，又知在输出端10个灯泡并联且正常发光，则知输出端电压的有效值U 2＝22 V ，则n 1∶n 2＝U 1∶U 2＝10∶1，A 选项错。
灯泡正常发光时的电流I ＝P U ＝1 A ，输出端10个灯泡均正常发光，总电流I 2＝10I ＝10 A ，根据I 1∶I 2＝n 2∶n 1，得出电流表示数I 1＝1 A ，B 选项对，C 选项错。
变压器中输出电流的频率与输入电流的频率是一致的f ＝100π2πHz ＝50 Hz ，D 选项错。
3.[2017·四川广元二模]一理想降压变压器原、副线圈匝数比为k ，原线圈与阻值为4R 0的电阻串联后，接入有效值为25 V 的正弦式交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R 0，当负载电阻的阻值R ＝5R 0时，理想电压表的示数为5 V 。
2019届高三人教版物理一轮复习课件：第十一章 第2节 变压器、电能的输送
2．(08787112)(人教版选修 3－2 P43 科学漫步改编)(多选) 如图 所示，L1、L2 是高压输电线，图中两电表示数分别是 220 V 和 10 A， 已知甲图中原、副线圈匝数比为 100∶1，乙图中原、副线圈匝数比 为 1∶10，则( )
A．甲图中的电表是电压表，输电电压为 22 000 V B．甲图是电流互感器，输电电流是 100 A C．乙图中的电表是电压表，输电电压为 22 000V D．乙图是电流互感器，输电电流是 100 A 解析：AD [根据匝数比UU12＝nn12，有 U1＝nn21U2＝1010×220 V＝22 000 V，故 A 正确；甲图是电压互感器，故 B 错误；乙图是电流互感 器，电表是电流表，故 C 错误；只有一个副线圈的变压器，电流比 等于匝数的反比II12＝nn12，有 I1＝nn12I2＝110×10 A＝100 A，故 D 正确．]
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 U1、U2、I1、I2 均为有效值
1．(08787114)(多选)(2016·新课标Ⅲ)如图，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( )
解析： B [由题知，变压器的输入电压 U1＝2202 2 V＝220 V， 所以 U2＝nn21U1＝110 V；副线圈电流 I2＝UR2＝2 A，原线圈电流 I1＝nn21 I2＝1 A．本题中电压表、电流表的读数为有效值，故 B 项正确，C 项错误；原线圈输入功率 P1＝U1I1＝220 W，A 项错误；交流电的周 期 T＝2ωπ＝120π0πs＝0.02 s，D 项错误．]
2019课标通用高考物理复习第十一章 第2节 变压器 电能的输送物理课件PPT
[答案] B
[方法规律] 变压器动态问题的分析流程
[集训冲关]
B．保持 Q 的位置不动，将 P 向上滑动时，电流表的读数变小
C．保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时，电流表的读数变大
D．保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时，电流表的读数变小
解析：在原、副线圈匝数比一定的情况下，变压器的输出电压 由输入电压决定。因此，当 Q 位置不变时，输出电压 U′不变， 此时 P 向上滑动，负载电阻值 R′增大，则输出电流 I′减小。 根据输入功率 P 入等于输出功率 P 出，电流表的读数 I 变小，故 A 错误，B 正确；P 位置不变，将 Q 向上滑动，则输出电压 U′变 大，I′变大，电流表的读数变大，变压器的输入功率变大。因 此选项 C 正确，D 错误。 答案：BC
理想变压器以及原、副线圈基本量的关系
没有能量损失(铜损、铁损)，没有磁通量损失(磁通量 理想变压器
全部集中在铁芯中)
功率关系 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，P 入＝P 出
基 电压关系 原、副线圈的电压比等于匝数比，U1∶U2＝n1∶n2，
与负载的多少无关
本
关
只有一个副线圈时，I1∶I2＝n2∶n1；有多个副线圈
27 V，B 错误；副线圈两端电压的最大值为 9 2 V，C 错误；变
压器副线圈两端交变电流的频率为 50 Hz，D 正确。 答案：AD
4.(2016·全国卷Ⅰ)一含有理想变压器的电路
2019高考物理一轮优级备、讲、练全国经典版讲义：第11
第2讲变压器电能的输送板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】理想变压器Ⅱ1．构造：如图所示。
变压器主要由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。
(1)原线圈：指与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。
(2)副线圈：指与负载连接的线圈，也叫次级线圈。
2．工作原理：电磁感应的互感现象。
3．理想变压器的基本关系式(1)功率关系：P入＝P出。
(2)电压关系：U1U2＝n1n2，若n1>n2，为降压变压器；若n1<n2，为升压变压器。
(3)电流关系：只有一个副线圈时，I1I2＝n2n1；有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋U n I n。
4．几种常用的变压器(1)自耦变压器(也叫调压变压器)。
(2)互感器①电压互感器，可以把高电压降为□10低电压；②电流互感器，可以把□11强电流降为□12弱电流。
【知识点2】远距离输电Ⅰ1．输电过程(如图所示)2．电压损失 (1)ΔU ＝U －U ′。
(2)ΔU ＝IR 。
3．功率损失 (1)ΔP ＝P －P ′。
(2)ΔP ＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2R ＝ΔU 2R 。
4．输送电流 (1)I ＝PU 。
(2)I ＝U －U ′R 。
板块二 考点细研·悟法培优考点1 理想变压器的工作原理和基本量的关系 [深化理解]1．基本关系(1)无漏磁，故原、副线圈中的Φ、ΔΦΔt 相同。
(2)线圈无电阻，因此无电压降，U ＝E ＝n ΔΦΔt。
(3)根据U n ＝ΔΦΔt 得，套在同一铁芯上的线圈，无论是原线圈，还是副线圈，该比例都成立，则有U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝…。
(4)无电能损失，因此P 入＝P 出，无论副线圈一个还是多个，总有U1I1＝U2I2＋U3I3＋…，将电压关系代入可得n1I1＝n2I2＋n3I3＋…。
(5)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。
(6)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。
高考物理复习第十一章交变电流第二课时变压器电能的输送市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课件
2.[变压器规律应用](·福建厦门质检)如图为一个变压器实物图,依据其
铭牌上所提供信息,以下判断正确是( )
B
A.这是一个升压变压器
B.原线圈匝数比副线圈匝数多
C.当原线圈输入交流电压220 V、副线圈接负载时,
副线圈中电流比原线圈中电流小
D.导线粗是原线圈,细是副线圈
解析:依据铭牌上所提供信息可知,变压器输入电压为220 V,输出电压为 12 V,该变压器为降压变压器,故选项A错误,B正确;由理想变压器输出功 率等于输入功率,且原线圈电压大于副线圈电压,故副线圈接负载时,副线 圈中电流比原线圈中电流大,选项C错误;因为副线圈电流较大,为了减小 实际变压器导线电阻发烧损耗,电流大线圈导线较粗,则导线粗应是副线 圈,选项D错误.
22/45
2. 导学号 00622756 [匝数改变和负载电阻改变](·重庆南开中学二 模)(多项选择)如图所表示,理想变压器原线圈接一正弦式交变电流,交 变电流电压有效值恒定不变.则以下说法中正确是(BC ) A.只将S1从2拨向1时,电流表示数变小 B.只将S2从4拨向3时,电流表示数变小 C.只将S3从闭合变为断开,电阻R2两端电压不变 D.只将变阻器R3滑动触头上移,变压器输入功率增大
13/45
即时巩固
1.[变压器相关规律](·山东潍坊质检)理想变压器在正常工作时,原、副 线圈中不一样物理量是( ) D A.每匝线圈中磁通量改变率 B.交变电流频率 C.原线圈输入功率和副线圈输出功率 D.原线圈感应电动势和副线圈感应电动势
解析:依据变压器工作原理,穿过原、副线圈每匝磁通量及其改变率是相 同,故A不符合题意;交变电流频率保持不变,B不符合题意;理想变压器无 功率损失,C不符合题意;而E=n 与n成正比,变压器原、副线圈匝数不 一样,故感应电动势不一样,所以D符合题意. t
2019高考物理一轮复习课件11.2变压器、电能的输送
课 堂 互 动 · 考 点 突 破
功率关系 U′1·4I＝U′2I′2，可得 I′2/(4I)＝k，即副线圈输 出电流为 I′2＝4kI，U′2＝I′2R2＝4kIR2；联立解得 k＝3， 选项 B 正确。
[答案] B
菜 单
高考总复习·物理
第十一章
课 前 预 习 · 知 识 回 顾
两边电流比。由功率相等联系求解即可。
课 堂 互 动 · 考 点 突 破
菜
单
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交变电流
传感器
[解析]
设理想变压器原、副线圈匝数比值为 k，根据
题述，当开关 S 断开时，电流表示数为 I，则由闭合电路欧 姆定律得，U＝IR1＋U1。由变压公式 U1/U2＝k 及功率关系 U1I＝U2I2，可得 I2/I＝k，即副线圈输出电流为 I2＝kI，U2 ＝I2(R2＋R3)＝kI(R2＋R3)。当开关 S 闭合时，电流表示数 为 4I，则有 U＝4IR1＋U′1。由变压器公式 U′1/U′2＝k 及
课 下 作 业 · 素 养 提 升
课 堂 互 动 · 考 点 突 破
增大了 0.8 A，则下列说法正确的是 导学号：82210971
图11－2－3
菜 单
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交变电流
传感器
A．电压表V1示数增大 B．电压表V2、V3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
菜
单
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第十一章
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交变电流
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[基础题组]
一、单项选择题
1．一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220 V 交变电压改变为110 V ．已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为( )
A ．200
B ．400
C ．1 600
D ．3 200
解析：根据变压器的变压规律U 1U 2＝n 1n 2得，n 2＝U 2U 1n 1＝110220
×800＝400，选项B 正确．
答案：B
2．(2018·河北唐山模拟)一含有理想变压器的电路如图所示，变压器原副线圈匝数比n 1∶n 2＝2∶1，图中电阻R 1、R 2和R 3的阻值分别是4 Ω、2 Ω和3 Ω，U 为有效值恒定的正弦交流电源．当开关S 断开时，理想电流表的示数为I ，当S 闭合时，电流表的示数为( )
A.23
I B.12I C.32I D ．2I
解析：设S 闭合时，电流表示数为I 1，对理想变压器有P 入＝P 出，I 1I 2＝n 2n 1
，则开
关闭合时有I 1U －I 21R 1＝(2I 1)2R 2，开关断开时有IU －I 2R 1＝(2I)2(R 2＋R 3)，两式联立解得I 1＝2I ，故D 项正确．
答案：D
3．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，电压分别为U 1、U 2，电流分别为I 1、I 2，输电线上的电阻为R.变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是( )
A.I 1I 2＝n 1n 2
B ．I 2＝U 2R
C ．I 1U 1＝I 22R
D ．I 1U 1＝I 2U 2
解析：根据变压器电流与匝数关系知I 1I 2＝n 2n 1
，A 错误．U 2不是电阻R 两端的电压，故I 2≠U 2R
，B 错误．I 22R 仅是输电线上损失的功率，而I 1U 1是升压变压器的输入功率，二者并不相等，C 错误．根据功率关系知I 1U 1＝I 2U 2，D 正确． 答案：D
4.一理想降压变压器原、副线圈匝数比为K ，原线圈与
阻值为4R 0的电阻串联后，接入有效值为25 V 的正弦
交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R 0，当负载电阻的阻值R ＝5R 0时，理想电压表的示数为5 V ．保持变压器输入电流不变，现将负载电阻的阻值增大到R ′＝11R 0，此时输入电压有效值为U ，则( )
A ．K ＝256
，U ＝49 V B ．K ＝256
，U ＝48 V C ．K ＝4，U ＝49 V
D ．K ＝4，U ＝48 V
解析：变压器次级电流I 2＝U R R ＝5 V 5R 0＝1 V R 0，此时变压器初级电流为I 1＝1 V KR 0
； 变压器次级电压U 2＝5 V 5R 0×6R 0＝6 V ，
初级电压U 1＝KU 2＝6K V.
则U ＝U 1＋I 1×4R 0，即25 V ＝6K V ＋4 V K
，解得K ＝4.保持变压器输入电流不变，则次级电流也不变，将负载电阻的阻值增大到R ′＝11R 0，则变压器次级电压
为U 2′＝1 V R 0
×(11R 0＋R 0)＝12 V ，初级电压U 1′＝KU 2′＝48 V ，故U ′＝U 1′＋I 1·4R 0＝48 V ＋1 V 4R 0
×4R 0＝49 V ．故选项C 正确，A 、B 、D 错误． 答案：C
5．由闭合电路欧姆定律及串并联关系可知，图甲中，A 、B 两点间接直流稳压电源，U AB ＝100 V ，R 1＝40 Ω，滑动变阻器总电阻R ＝20 Ω，滑片处于变阻器正中位置；图乙中，自耦变压器输入端a 、b 接交流稳压电源，其电压有效值U ab ＝100 V ，滑片处于线圈正中位置，R 2＝40 Ω.若R 1和R 2的发热功率分别为P 1和P 2，则P 1和P 2的关系为( )。