高考物理 第10章第2讲 变压器 电能的输送②挑战真题 新人教版
【创新教程】2015届高考物理一轮总复习 10.2 变压器 电能的输送提能课时冲关 新人教版
【创新教程】2015届高考物理一轮总复习 10.2 变压器 电能的输送提能课时冲关 新人教版对应学生用书 课时冲关(三十一)第279页一、选择题1．如图所示，一理想变压器的原线圈匝数n 1＝1 000匝，副线圈匝数n 2＝200匝，交流电源的电动势e ＝311sin 100πt V(不考虑其内阻)，电阻R ＝88 Ω，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则( )A ．电压表的示数为62.2 VB ．电流表的示数为2.5 AC ．通过R 的电流最大值为0.5 AD ．变压器的输入电功率为22 W解析：由于e ＝311sin 100πt V ，原线圈电压最大值U m 为311 V ，有效值U 1＝U m 2＝220 V ，根据U 1U 2＝n 1n 2可得U 2＝44 V ，由欧姆定律知，副线圈中电流I 2＝U 2R＝0.5 A ，I 2m ＝2I 2＝0.7A ，I 1＝n 2n 1I 2＝0.1 A ，所以A 、B 、C 错误，变压器的输入电功率P 1＝P 2＝U 2I 2＝22 W ，D 正确． 答案：D2．(2014年湖北省荆门市高三元月调研)某同学自制变压器，在做副线圈时，将外表涂有绝缘层的导线对折后并在一起在铁芯上绕了n 2圈，导线的两个端头为a 、b ，从导线对折的中点引出了一个c 接头，连接成如图所示的电路(线圈电阻不计)．已知原线圈匝数为n 1，原线圈的输入电压为u 1＝U 0sin ωt ，则下列结论正确的是( )A ．K 打到b 时，V 表读数为2n 2U 0n 1B ．K 打到b 时，通过R 的电流为0C ．K 打到c 时，V 表读数为n 2U 02n 1D ．K 打到c 时，R 的电功率为n 22U 202n 21R解析：K 打到b 时，副线圈中的ac 间与bc 间线圈产生的感应电动势大小相同、方向相反，所以输出电压为零，V 表读数为0，通过R 的电流为0，选项A 错误B 正确；K 打到c时，副线圈中只有ac 间的n 2匝线圈有输出电压，所以输出电压的最大值为U 2m ＝n 2U 0n 1，有效值为U 2＝n 2U 02n 1，V 表读数为n 2U 02n 1，R 的电功率为P ＝U 22/R ＝n 22U 202n 21R ，所以选项C 、D 正确． 答案：B 、C 、D3．如图所示，一理想自耦变压器线圈AB 绕在一个圆环形的闭合铁芯上，输入端AB 间加一正弦式交流电压，在输出端BP 间连接了理想交流电流表、灯泡和滑动变阻器，移动P的位置，可改变副线圈的匝数，变阻器的滑动触头标记为Q ，则( )A ．只将Q 向下移动时，灯泡的亮度变大B ．只将Q 向下移动时，电流表的读数变大C ．只将P 沿顺时针方向移动时，电流表的读数变大D ．只提高输入端的电压U 时，电流表的读数变大解析：只将Q 向下移动时，R 阻值增大，电路中电阻增大，电流减小，故B 项错；由于副线圈上电压不变，电灯两端的电压不变，功率不变，亮度不变，故A 项错．只将P 沿顺时针方向移动时副线圈匝数减少，电压减小，电流减小，故C 项错．只提高输入端的电压时，副线圈上电压增大，电流增大，故D 项对．答案：D4．中国已投产运行的1 000 kV 特高压输电，是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500 kV 的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV 特高压输电，不考虑其他因素的影响．则( )A ．送电电流变为原来的2倍B ．输电线上降落的电压将变为原来的2倍C ．输电线上降落的电压将变为原来的12D ．输电线上损耗的电功率将变为原来的12解析：根据输送电功率P 输＝U 输I 输及P 输不变，可知，送电电流I 输＝P 输/U 输∝1/U 输，当U 输变为原来的2倍时，I 输变为原来的12，选项A 错误；输电线上降落的电压U 降＝I 输R 线∝I 输，所以，当送电电流变为原来的12时，输电线上降落的电压也变为原来的12，选项B 错误，C 正确；输电线上损耗的电功率P 损＝I 2输R 线∝I 2输，所以输电线上损耗的电功率将变为原来的14，选项D 错误． 答案：C5．如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V 1后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L 和滑动变阻器R ，R 上并联一只理想电压表V 2.下列说法中正确的是( )A ．若F 不动，滑片P 向下滑动时，V 1示数变大，V 2示数变小B ．若F 不动，滑片P 向下滑动时，灯泡消耗的功率变小C ．若P 不动，滑片F 向下移动时，V 1、V 2的示数均变小D ．若P 不动，滑片F 向下移动时，灯泡消耗的功率变大解析：若F 不动，滑片P 向下滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，则副线圈回路中总电阻变大，则回路中电流减小，灯泡两端电压减小，功率变小，滑动变阻器两端电压变大，V 2的示数变大，而原线圈两端电压不变，则A 错误，B 正确；若P 不动，滑片F 向下移动时，根据理想变压器特点可知原线圈两端电压不变，副线圈两端电压减小，则副线圈回路中电流变小，灯泡L 消耗的功率减小，电压表V 2的示数变小，C 、D 错误．答案：B6．(2014年山东潍坊重点中学月考)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为10∶1，R ＝1 Ω，与原线圈相连的熔断器(保险丝)的熔断电流为1 A ，通过电压传感器测得副线圈两端电压图象如图所示，则下列说法正确的是( )A ．原线圈输入电压的有效值为220 VB ．原线圈两端交流电的频率为500 HzC ．原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为10∶1D ．为保证电路安全工作，滑动变阻器的阻值不得小于1.2 Ω解析：由副线圈两端电压图象可知，U 2＝22 V ；由变压公式可知，原线圈输入电压的有效值为220 V ．由副线圈两端电压图象可知，交变电流周期为0.02 s ，频率为50 Hz ，原线圈两端交流电的频率也为50 Hz ，选项A 正确B 错误；由变压器原理，原、副线圈铁芯中磁通量变化率相等，选项D 错误；为保证电路安全工作，变压器输入功率应小于220 W ，副线圈总电阻应不小于2.2 Ω，所以滑动变阻器的阻值不得小于1.2 Ω，选项D 正确．答案：A 、D7．电流互感器和电压互感器如图所示．其中n 1、n 2、n 3、n 4分别为四组线圈的匝数，a 、b 为两只交流电表，则( )A ．A 为电流互感器，且n 1<n 2，a 是电流表B ．A 为电压互感器，且n 1>n 2，a 是电压表C ．B 为电流互感器，且n 3<n 4，b 是电流表D ．B 为电压互感器，且n 3>n 4，b 是电压表解析：由题图可知A 为电流互感器，B 为电压互感器，因此a 是电流表，b 是电压表．在A 中，有I 1n 1＝I 2n 2，要把大电流变为小电流，有n 2>n 1；在B 中，有U 3U 4＝n 3n 4，要把高电压变成低电压，则有n 3>n 4；综上所述可知，选项A 、D 正确．答案：A 、D8．为保证用户电压稳定在220 V ，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u 1不变，当滑动接头P 上下移动时可改变输出电压．某次检测得到用户电压u 2随时间t 变化的曲线如图乙所示．以下正确的是( )甲 乙A ．u 2＝1902sin (50πt )VB ．u 2＝1902sin (100πt )VC ．为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当下移D ．为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当上移解析：由题图乙知交变电流的周期T ＝2×10－2 s ，所以ω＝2πT＝100π rad/s ，故u 2＝U m sin ωt ＝1902·sin (100πt )V ，A 错误，B 正确．由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1，欲使U 2升高，n 1应减小，P 应上移，C 错误，D 正确．答案：B 、D9．(2014年浙江联考)如图甲所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝6∶1，副线圈两端接三条支路，每条支路上都接有一只灯泡，电路中L 为电感线圈、C 为电容器、R 为定值电阻．当原线圈两端接有如图乙所示的交流电时，三只灯泡都能发光．如果加在原线圈两端的交流电的峰值保持不变，而将其频率变为原来的2倍，则对于交流电的频率改变之后与改变前相比，下列说法中正确的是( )A ．副线圈两端的电压有效值均为6 VB ．副线圈两端的电压有效值均为216 VC ．灯泡Ⅰ变亮，灯泡Ⅱ变亮D ．灯泡Ⅱ变暗，灯泡Ⅲ变亮解析：由图可知原线圈两端的有效值为36 V ，根据U 1U 2＝n 1n 2得副线圈两端的电压有效值均为6 V ，所以选项A 对；电阻对交流无影响，灯泡Ⅰ亮度不变；电感阻交流，电容通交流，所以灯泡Ⅱ变暗，灯泡Ⅲ变亮，选项D 正确．答案：A 、D二、非选择题10．如图所示，一理想变压器的原线圈接在电压为220 V 的正弦交流电源上，两副线圈匝数分别为n 2＝16匝、n 3＝144匝，通过理想二极管、单刀双掷开关与一只“36 V 18 W”的灯泡相连(灯泡电阻不变)，当开关接1时，灯泡正常发光，求：(1)原线圈的匝数n 1；(2)当开关接2时，灯泡两端电压的有效值．解析：(1)根据变压器电压比n 1n 3＝U 1U 灯 解得原线圈匝数n 1＝880匝．(2)开关接2时，有n 1n 2＋n 3＝U 1U， 解得副线圈上电压为U ＝40 V设交变电流的周期为T . 晶体二极管有单向导电性，因此U 2R T ＝2U ′2RT ， 此时灯泡两端电压有效值为U ′＝20 2 V.答案：(1)880匝 (2)20 2 V11．学校有一台应急备用发电机，内阻为r ＝1 Ω，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＝4 Ω，全校22个教室，每个教室用“220 V,40 W”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？解析：(1)所有灯都正常工作的总功率为P2′＝22×6×40 W＝5280 W，用电器总电流为I2′＝P2′U2′＝5280220A＝24 A，输电线上的电流I1＝I2＝I R＝I2′4＝6 A，降压变压器上，U2＝4U2′＝880 V，输电线上的电压损失为：U R＝I R R＝24 V，因此升压变压器的输出电压为U1′＝U R＋U2＝904 V，输入电压为U1＝U1/4＝226 V，输入电流为I1＝4I1′＝24 A，所以发电机输出功率为P＝U1I1＝5424 W.(2)发电机的电动势E＝U1－I1′r＝250 V.(3)输电线上损耗的电功率P R＝I2R R＝144 W.答案：(1)5424 W (2)250 V (3)144 W[备课札记]。
新教材人教版高中物理 精品资料第2讲 变压器 电能的输送
第2讲变压器电能的输送一、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：电磁感应的互感现象。
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)基本关系功率关系根据能量守恒可得：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P入＝P出电压关系原、副线圈的电压之比等于其匝数之比，公式U1U2＝n1n2，与负载、副线圈的个数无关电流关系(1)只有一个副线圈时：I1I2＝n2n1(2)有多个副线圈时：由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋I n U n或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋I n n n频率关系f1＝f2(变压器不改变交变电流的频率)4.几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器，如图2甲(降压作用)、乙(升压作用)所示。
图2(2)互感器电压互感器(n1＞n2)：把高电压变成低电压，如图丙所示。
电流互感器(n1＜n2)：把大电流变成小电流，如图丁所示。
二、电能的输送如图3所示。
图31．输电电流：I＝PU＝P′U′＝U－U′R。
2．电压损失(1)ΔU＝U－U′(2)ΔU＝IR 3．功率损失(1)ΔP＝P－P′(2)ΔP＝I2R＝(P U) 2R4．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＝ρlS知，可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。
【自测采用220 kV高压向远方的城市输电。
当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的14，输电电压应变为()A．55 kV B．110 kVC．440 kV D．880 kV答案 C解析设输送功率为P，则有P＝UI，其中U为输电电压，I为输电电流。
2023年高考物理热点复习：变压器 电能的输送(附答案解析)
第1页（共23页）2023年高考物理热点复习：变压器
电能的输送
【2023高考课标解读】
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。
【2023高考热点解读】
一、理想变压器
1．构造和原理
(1)构造(如图所示
)
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：n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…＋n n I n 。
3．几种常见的变压器
(1)自耦变压器——调压变压器。
(2)
自耦变压器原理如图所示：
若AX 为输入端，触头a 向上移动时，副线圈匝数N 2增加，输出电压升高。
2013届高考一轮物理复习课件(人教版)：第十章第2节 变压器、电能的输送
第十章
损
＝I2R 可大幅度减小，这是行之有效的办法.
第十章
第2节
高考调研
高三物理（新课标版）
①铁芯 小、方向 ⑩输入 ＝„„ ⑲多
②线圈
③初级
④负载
⑤次级
⑥大
⑦感应电动势 ⑫P
入
⑧互感现象
出
⑨能量损失 U2 U3 ⑭ ＝ n2 n3 ⑰高 ⑱低
⑪输出 I1 n 2 ⑮ ＝ I2 n 1
＝P
U1 U2 ⑬ ＝ n1 n2
定
电流 原线圈的电流I1由副线圈的电流I2和匝数比决定
第十章
第2节
高考调研
高三物理（新课标版）
例 1 一输入电压为 220 V， 输出电压为 36 V 的变压 器副线圈烧坏．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，如图所示，然后将原线圈接到 220 V 交流电源上， 测得新绕线圈两端的电压为 1 V．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( )
第2节
高考调研
高三物理（新课标版）
第十章
第2节
高考调研
高三物理（新课标版）
例 2 如图所示， 变压器初级线圈接电压一定的交流 电，在下列措施中，能使原线圈所接电流表示数变小的 是( )
第十章
第2节
高考调研
高三物理（新课标版）
A．只将 S1 从 2 拨向 1 B．只将 S2 从 4 拨向 3 C．只将 S3 从闭合改为断开 D．只将变阻器 R3 的滑动触头下移
高考调研
高三物理（新课标版）
第十章
交变电流 传感器
第十章 交变电流
传感器
高考调研
高考物理 102 变压器 电能的输送课件 新人教版
(2)由引发电火花的电压最大值可以确定变压器原、副线
细 研
圈的匝数之比．
菜单
新课标 ·物理（安徽专用）
固
考 基
【解析】 由题 u-t 图象知，交流电压的最大值 Um＝5
· 教 材
V，所以电压表的示数 U＝U2m＝
5 2
V，故选项 A、B 错误；
练
回 扣
根据UU12＝nn12得nn21＝UU21，变压器副线圈电压的最大值 U2m＝5
课
提
后
考
B．U＝110 V，I＝0.05 A
作
能
业
· 考
C．U＝110 2 V，I＝0.2 A
题
细 研
D．U＝110 2 V，I＝0.2 2 A
菜单
新课标 ·物理（安徽专用）
固
考
基 · 教 材
【解析】 由变压原理nn12＝UU12可得 U1＝110 V，即电压 练
回 扣
表示数为 110 V．由 P 入＝P 出，灯泡正常发光可得 P 入＝U1I1
n1 n2
.
练 考 题 ·
随
析 考
(2)功率关系：P 入＝P出 ．
堂 自
点 · 重 难
(3)电流关系：①只有一个副线圈时：II12＝
n2 n1
.
测
突 破
②有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn..
课
提
后
考
作
能
业
·
考
题
细
研
菜单
新课标 ·物理（安徽专用）
固
考 3．几种常用的变压器
基 ·
突 破
则U2和I1分别约为(
物理一轮复习精练精析【课堂新坐标】(人教版)第十章第2讲变压器电能的输送Word版含解析
第十章第2讲变压器电能的输送一、选择题(本大题共10小题，每小题7分，共70分．第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求．全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分．)1.如图10－2－19所示的理想变压器，对于原、副线圈，不一定相等的物理量是()图10－2－19A．交流电的最大值B．磁通量的变化率C．电功率D．交变电流频率【解析】根据理想变压器的工作原理，原、副线圈中磁通量变化率一定相等，交变电流频率一定相等．根据能量守恒，原、副线圈中电功率一定相等，但交流电的最大值不一定相等，故选A.【答案】 A2．(2012·海南高考)如图10－2－20，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()图10－2－20A．120 V,0.10 A B．240 V,0.025 AC．120 V,0.05 A D．240 V,0.05 A【解析】灯泡正常工作，副线圈电压U2＝12 V，副线圈电流I2＝2×612A＝1 A，根据匝数比得原线圈电流I1＝120I2＝0.05 A，原线圈电压U1＝20U2＝240 V，选项D正确，其他选项错误．【答案】 D3．如图10－2－21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 V60 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()图10－2－21A．图示位置穿过线框的磁通量变化率不为零B．线框中产生交变电压的表达式为u＝5002sin (200t) VC．变压器原、副线圈匝数之比为50∶11D．允许变压器输出的最大功率为2 200 W【解析】图示位置穿过线框的磁通量最大，但由于没有边切割磁感线，所以无感应电动势，磁通量的变化率为零，A选项错误；线框中交变电压u＝NBSωsin ωt＝5002sin (200t) V，B选项正确；变压器原、副线圈匝数之比n1n2＝U1U2＝500220＝2511，C选项错误；变压器输出的最大功率等于输入的最大功率P＝UI＝500×10 W＝5 000 W，D选项错误．【答案】 B4．图10－2－22甲中的变压器为理想变压器，原线圈与副线圈的匝数之比n1∶n2＝10∶1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式电压，两个20 Ω的定值电阻串联接在副线圈两端，电压表为理想电表．则()图10－2－22A．原线圈上电压的有效值为100 VB．原线圈上电压的有效值约为70.7 VC．交变电流的周期为50 HzD．电压表的读数约为5 2 V【解析】原线圈上电压的最大值为100 V，有效值约为70.7 V，选项B 正确，A 错误．交变电流的周期为0.04 s ，频率为25 Hz ，选项C 错误．根据变压器变压公式，副线圈电压为7.07 V ，电压表的读数约为2.5 2 V ，选项D 错误．【答案】 B5.(2014·苏北四市调研)如图10－2－23所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为10∶1，R 1＝20 Ω，R 2＝10 Ω，C 为电容器，原线圈所加电压u ＝2202sin (100πt ) V ．下列说法正确的是( )图10－2－23A ．通过电阻R 3的电流始终为零B ．副线圈两端交变电压的频率为5 HzC ．电阻R 2的电功率为48.4 WD ．原副线圈铁芯中磁通量变化率之比为10∶1【解析】 在交流电路中电容器能够通交流，所以A 错误；变压器能够改变交流电压，但是不能变频，因此B 错误；根据U 1U 2＝n 1n 2得到U 2＝22 V ，所以电阻R 2的电功率为P 2＝U 22R 2＝48.4 W ，C 正确；根据法拉第电磁感应定律得到原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为1∶1，D 错误．【答案】 C6.利用如图10－2－24所示的电流互感器可以测量被测电路中的大电流，若互感器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝1∶100，交流电流表A 的示数为50 mA ，则( )图10－2－24A ．被测电路的电流有效值为0.5 AB ．被测电路的电流平均值为0.5 AC ．被测电路的电流最大值为5 2 AD ．原、副线圈中的电流同时达到最大值【解析】 交流电流表示数为副线圈中电流的有效值，即I 2＝50mA ＝0.05 A ，根据I 1I 2＝n 2n 1得，I 1＝5 A ，A 、B 均错误；原线圈(被测电路)中电流的最大值I 1m ＝2I 1＝5 2 A ，C 项正确；原线圈中电流最大时，线圈中磁通量的变化率等于零，此时副线圈中的电流最小；原线圈中电流等于0时，磁通量的变化率最大，副线圈中电流最大．所以原、副线圈电流有相位差，故不能同时达到最大值，D 项错误．【答案】 C7．发电机的输出电压为220 V ，输出功率为44 kW ，每条输电线电阻为0.2 Ω，则用户得到的电压U 和电功率P 分别为( )A ．U ＝80 VB ．P ＝16 kWC ．U ＝140 VD ．P ＝28 kW【解析】 由P 出＝U 出I 可得，输电电流I ＝200 A ，输电线上损耗的功率P线＝2I2R＝16 000 W＝16 kW，用户得到电功率P＝P出－P28 kW，D项正确．输电线上损失的电压U线＝2IR＝80 V，用户线＝得到电压U＝U出－U线＝140 V，C项正确．【答案】CD8．(2014·大连四所重点中学联考)如图10－2－25所示，M为理想变压器，电表均可视为理想电表，电电压U不变，输电线电阻忽略不计．当变阻器滑片P向上移动时，读数发生变化的电表是()图10－2－25A．A1B．A2C．V1D．V2【解析】由于电电压U不变，根据理想变压器工作原理可知两电压表示数不变，C、D错误；当变阻器滑片P向上移动时，变阻器连入电路的电阻减小，右侧电路中电流增大，B正确；根据P入＝PA正确．出可知原线圈中电流也增大，【答案】AB9．如图10－2－26所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一峰值不变的正弦交变电压，副线圈接一可变电阻R，在其他条件不变的情况下，为使变压器输入功率增大，下面的措施正确的是()图10－2－26A ．仅增加原线圈匝数n 1B ．仅增加副线圈匝数n 2C ．仅减小电阻R 的阻值D ．仅增大电阻R 的阻值【解析】 为使变压器输入功率增大，可以仅减小电阻R 的阻值或仅增加副线圈匝数n 2，选项B 、C 正确．【答案】 BC10．有5个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原、副线圈电路中，如图10－2－27所示，若将该电路与交流电接通，且电键接到1位置，发现5个灯泡亮度相同；若将电键接到2位置，且在变化中灯泡都不会烧毁，则可能的是( )图10－2－27A ．该变压器是降压变压器，线圈匝数比为4∶1B ．该变压器是升压变压器，线圈匝数比为1∶4C ．副线圈电路中的灯泡仍发光，只是更亮些D ．副线圈电路中的灯泡仍发光，只是更暗些【解析】 电键接到1位置时，I 1＝14I 2，所以n 1∶n 2＝I 2∶I 1＝4∶1，A 对，B 错．电键接到2位置时，U 1变大，导致U 2变大，所以副线圈电路中的灯泡更亮些，C 对，D 错．【答案】 AC二、非选择题(本大题共2小题，共30分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11．(15分)发电站需向远距离负载供电，若发电机输出电压U 1＝230 V ，输出功率P 1＝2.3×105 W ，负载额定电压U 4＝220 V ，输电线总电阻R 0＝1 Ω，要求输电线损失功率为1.0×104 W ．求：图10－2－28(1)输电线电流I 2大小；(2)升压变压器原、副线圈匝数比；(3)降压变压器原、副线圈匝数比．【解析】 (1)由P 损＝I 22R 0得I 2＝P 损R 0＝ 1.0×1041A ＝100 A. (2)U 2＝P 1I 2＝2.3×105100 V ＝2 300 V n 1n 2＝U 1U 2＝230 V 2 300 V ＝110.(3)U 3＝U 2－U 损＝U 2－I 2R 0＝(2 300－100×1) V ＝2 200 V n 3n 4＝U 3U 4＝2 200 V 220 V ＝101.【答案】 (1)100 A (2)1∶10 (3)10∶112．(15分)如图10－2－29所示，交流发电机电动势的有效值E ＝20 V ，内阻不计，它通过一个R ＝6 Ω的指示灯连接变压器．变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V 0.25 W ”，灯泡都正常发光，导线电阻不计．求：图10－2－29(1)降压变压器原、副线圈匝数比；(2)发电机的输出功率．【解析】 (1)彩色小灯泡额定电流I L ＝P U ＝124 A ，副线圈总电流I 2＝24I L ＝1 A.变压器输入功率等于U 1I 1＝U 2I 2＝6 W 变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得E ＝U 1＋I 1R ＝U 2I 2I 1＋I 1R ＝6I 1＋6I 1， 代入E 值解得I 1＝13A(I 1＝3 A 应舍去，根据题意是降压变压器，应I 1<I 2＝1 A)，所以n 1n 2＝I 2I 1＝31. (2)发电机的输出功率P ＝I 1E ＝6.67 W.【答案】 (1)3∶1 (2)6.67。
高三人教版物理总复习讲与练课件 10-2变压器 电能的输送
解析：对于理想变压器，认为无磁通量损漏，因而穿 过两个线圈的磁通量相同，磁通量变化率相同，A错误B正 确；每匝线圈产生的感应电动势相等，且电压与匝数成正 比，C错；理想变压器忽略热损耗，故输入功率等于输出 功率，D正确．
答案：BD
知识点二
电能的输送
知识回顾 1．输电导线上的能量损失：主要是由输送线路电阻发
原、副线圈的电压比等于匝数比，公 电压关系 基 本 关 系 电流关系 式：U1/U2＝n1/n2，与负载线圈的多少 无关 (1)只有一个副线圈时：I1/I2＝n2/n1 (2)有多个副线圈时：由P入＝P出得I1U1 ＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn或I1n1＝I2n2＋ I3n3＋…＋Innn 频率关系 f1＝f2(变压器不改变交流电的频率)
2．变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁 场，由于电流的 大小 、 方向在不断变化，铁芯中的磁场也 在不断变化．变化的磁场在副线圈中产生 感应电动势 所以 尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电 流． 互感现象 是变压器工作的基础．
3．理想变压器：没有 能量损失 的变压器，即 输入 功 率等于 输出 功率． 4．理想变压器电压与匝数的关系：原、副线圈的电压 U1 n1 之比等于两个线圈的 匝数 之比，即 ＝ . U2 n2
解析：根据输电线路上损失的功率P损＝I2R以及输电线 上的电流与输出功率、输送电压的关系P＝UI可知，当输 电线的电阻和输送的电功率不变时，输送的电压越高，输 电线上的电流越小，输电线路上损失的电压越小，且输电 线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比，A错、C对； 根据欧姆定律可知，输电线路上损失的电压与输送电流成 正比，B对；输电导线总电阻R两端的电压不等于输送的电
2
基础自测 1．某发电厂通过远距离向某学校输电，输送的电功率 为P，从发电厂至学校的输电导线总电阻为R，当输电线的 电阻和输送的电功率不变时则下列说法正确的是( )
高考物理总复习人教版配套课件：第10章-第2节变压器-电能的输送
电阻 • 2．减小输电损耗的途径有两个，一是减小输 电流 电线的 _______；二是减小输电线中的 _______． 电阻率 • (1)减小电阻 距离 • ①减小 _________，比如换铝为铜． 面积 • ②减小_______． • ③增大_______，但耗费材料． •高压输电 (2)减小电流 • 在输出功率不变的情况下，要减小电流，必 须提高电压，即需采用______________．
• 3．理想变压器 • (1)定义 能量 • 完全没有________损耗的变压器，称为理想 变压器． • 能量损耗包括铜损(线圈电阻产生的焦耳热)、 铁损(涡流产生的焦耳热)和磁漏． • (2)理想变压器具备的条件 等于 • ①原、副线圈没有电阻，没有焦耳热的产 生． • ②铁芯没有漏磁，原、副线圈的磁通量没有
• 4．理想变压器的电压、电流与匝数的关系 • (1)功率关系 • 理想变压器不考虑能量损失，输入功率等于 输出功率． • (2)电压与匝数的关系 n1 U1 n 2 在同一铁芯上只有一组副线圈时： ＝_____. U2 • 原、副线圈的电压之比等于线圈的匝数之 n2 比． I U
1 2 n1 在同一铁芯上只有一组副线圈时：I1U1＝I2U2，得 ＝ ＝____. I2 U1
• 知识点1 理想变压器 • 1．变压器的组成 闭合铁芯 线圈 • 变压器是由___________和绕在铁芯上的两 个______组成的．如图所示：
原 副 次级
初级
• 一个线圈与交流电源连接，叫做____线圈， 也叫______线圈；另一个线圈与负载连接，
• 2．变压器的工作原理 互感 • 变压器的工作原理是电磁感应中的 ________ 相同 现象 . 即同一铁芯上的磁通量的变化率处处 磁场 ________． 电动势 • 电流通过原线圈时在铁芯中激发________ ， 电流 由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中 的磁场也在不断变化．变化的磁场在副线圈 中产生__________，能够输出________．
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高考物理 第10章第2讲 变压器 电能的输送②挑战真题 新
人教版
1.（2010·浙江理综）某水电站，用总电阻为
2. 5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户，
其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV 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2.0×105 A
B.输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV
C.若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kW
D.输电线上损失的功率为ΔP=U 2/r,U 为输电电压，r 为输电线的电阻
【解析】输电线上输送的电流为I=P U
=63
33101050010⨯⨯⨯ A=6×103 A,故A 错；输电线上损失的电压为U 损=IR=6×103×2.5 V=1.5×104
V=15 kV,B 正确；当用5 kV 电压输电时，输电线上
损失的功率不会超过3×106 kW,与实验情况相背，故C 错误；当用公式ΔP=U 2/r 计算损失的
功率时，U 为输电线上损失的电压而不是输电电压，D 错误.
【答案】B
2．(2009·海南高考)一台发电机的最大输出功率为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的耗损可忽略，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103 A 和20 A
B ．T 2原、副线圈电压分别为1.8×105 V 和220 V
C ．T 1和T 2的变压比分别为1∶50和40∶1
D ．有6×104盏灯泡(220 V,60 W )正常发光
【解析】 输电线路上消耗的功率为P ＝400 kW ＝I 2R 可知输电线上电流为I 2＝20 A ，根
据原线圈P 1＝U 1I 1，可知I 1＝103 A ，A 对；T 1的变压比为I 2：I 1＝1∶50；根据P ＝U 2I 2，可知
U 2＝2×105 V ，输电线上电压U 线＝I 2R ＝20 000 V ，则副线圈输入电压为U 3＝U 2－U 线＝1.8×105 V ，又灯泡正常发光、副线圈电压为220 V ，B 对；T 2的变压比为U 3∶220＝9 000∶11，C 错；
根据U 3I 2＝60n ，解得n ＝6×104，D 对．
【答案】 A 、B 、D
3．(2009·山东理综)某小型水电站的电能输送示意图如下．发电机的输出电压为200 V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原副线圈匝数分别为n 1、n 2.降压变压器原副线匝数分别为n 3、n 4 (变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，则( )
A.n 2n 1>n 3n 4
B. n 2n 1<n 3n 4
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】 根据变压器工作原理可知n 1n 2＝220U 2，n 3n 4＝U 3220
，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U 2>U 3，所以n 2n 1>n 3n 4
，A 正确，B 、C 不正确．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 正确．
【答案】A、D
4．(2009·海南高考)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50 Hz和60 Hz.现用一钳型电流表在中国测量某一电流，电表读数为10 A；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30 A；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.。