2013届高三物理专题复习(对交变电流和变压器和远距离输电的考查)
交变电流、变压器、远距离输电的综合理解与应用(解析版)—2025年高考物理一轮复习考点通关卷(新高考
交变电流、变压器、远距离输电的综合理解与应用建议用时：60分钟交变电流、变压器、远距离输电的综合理解与应用1．（2024·四川成都·三模）如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风轮机带动内部匝数为N 的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度ω绕垂直于磁场的水平转轴OO ¢，顺时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。
已知N 匝线圈产生的感应电动势的最大值为E m 。
则（ ）A ．线圈转动的快慢不会影响回路中电流的大小B ．当线圈转到图示位置时产生的感应电流方向为ABCDC ．当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最小D ．穿过线圈的最大磁通量为mE w【答案】B【详解】A ．根据：E w =又：E I R r=+解得：I =可知线圈转动的快慢会影响回路中电流的大小。
故A 错误；B ．当线圈转到题图示位置时，根据右手定则判断知产生的感应电流方向为ABCD 。
故B 正确；C ．当线圈转到题图示位置时，线圈与中性面垂直，感应电动势最大，磁通量的变化率最大。
故C 错误；D ．由：m m ΦE NBS N w w ==得：m m ΦE N w=故D 错误。
故选B 。
2．（2024·天津蓟州·模拟预测）如图甲所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t T ，线圈产生的电动势的最大值为m E ．则（ ）A ．在14t T =时，线圈中产生的瞬时电流最大B ．在12t T =时，线圈中的磁通量变化率最小C ．将线圈转速增大2D ．线圈中电动势的瞬时值m 2πcos eE t T æö=ç÷èø【答案】D【详解】A ．在14t T =时，线圈中磁通量最大，磁通量的变化率最小，则产生的瞬时电流为零，故A 错误；B ．在12t T =时，线圈中的磁通量最小，则磁通量的变化率最大，故B 错误；C ．将线圈转速增大2倍，则角速度增大2倍，根据：m E NBS w =，E =可知线圈中感应电动势的有效值增大2倍，故C 错误；D ．0t =时刻磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，则线圈中电动势的瞬时值为m 2πcos e E t T æö=ç÷èø故D 正确。
《走向高考》2013高考物理总复习 10-2变压器和远距离输电 36张
必考内容 第十章
第2讲
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
(02 21· 电输示图 能送意，
郑 质 预 州 量 测
)如 所 为 小 水 站 图 示 某 型 电 的 P1， 出 输
A为压压，输功为 升变器其入率
功 为 P2， 出 压 率 输电为 P3， 入 压 输电为 输线总阻 电的电为
U2；B 为 压 压 ， 输 功 为 降变器其入率 I，
必考内容 第十章
第2讲
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可其电之的系简， 见中流间关最单
I2、Ir、I3 中 要 道 只知
一 ， 两 总 它等 因 求 电 上电 往 是 个 另 个 和 相 ， 此 输 线 的 流 往 解 决类题突口 这问的破。
必考内容 第十章
第2讲
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①负 电 不 ， 、 线 的 压 载 阻 变原副 圈 电 P1、P2 随 数 的 化 变 ； 匝比变而化 U1、U2 不 ， 流 变电
电流 I1、I2， 率 功 不，、线 的压 变原副圈 电
P2 随 载 阻 变 而 化 负电的化变。 (2)无 哪 情 ， 理 类 题 关 是 清 量 不 论种况 处此 问的键分变 和 变 ， 清 想 压中 物 量 间 联和 互 约 量 弄 理 变 器 各 理 之 的 系 相 制 关 系。
U2＝U3＋Ir， 错 A ， P1＝P2，P2＝P3＋I2r，C、
[答案] B
必考内容 第十章
第2讲
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为了减少输 线 中 能 失 发 厂 出 电 常 电 路 电 损 ， 电 发 的 通 是 经 变 所 压 通远 离 送 再 变所 高 变 过 电 升 后 过 距 输 ， 经 电 将 压 为 低压(如 所 图 示 )。 变 所 电 某电将压 交电为 流降 u0＝100 10 2s10 n0π i ( tV 的 )
(精选+详解)2013届高三物理名校试题汇编系列(第4期)专题11 交变电流
（精选+详解）2013届高三物理名校试题汇编系列（第4期）专题11 交变电流一、单项选择题1．（四川省成都外国语学校2013届高三下学期2月月考理综）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随时间t的变化规律如图所示，副线圈仅接入一个10Ω的电阻．则A．流过电阻的最大电流是20AB．与电阻并联的电压表的示数是141VC．变压器的输入功率是1×103WD．在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是2×103J2.（福建省厦门市2013届高三质量检查理科综合能力测试）如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶1，电阻R=20Ω，是交流电压表，原线圈加上如图乙所示的交流电，则B.R上消耗的电功率为20W加在原线圈上交流电压瞬时值的表达式为3．（浙江省温州市十校联合体2013届高三上学期期末联考理综试题）电阻为1Ω的矩形线圈，绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示。
现把交流电加在电阻为9Ω的电热丝上，则下列说法中正确的是（ ）A ．线圈转动的角速度为100πrad/sB ．电热丝两端的电压U VC ．如果线圈转速提高一倍，则电流不会改变D ．用电流表测量电热丝的值为20A 3.A 解析：T =0.02s ，rad/s 1002ππω==T，选项A 正确；电热丝两端的电压U =V 290V 1092200=⨯，选项B 错误；在其他条件不变的情况下，线圈产生的感应电动势与转速成正比，转速加倍，感应电动势加倍，电流也加倍，选项C 错误；通过电热丝的电流V 210==RU I ，选项D 错误。
4．（东北三校（辽宁省实验中学、东北师大附中、哈师大附中）2013届高三3月第一次联合模拟考试理综试题）如图所示，一个“U ”形线框处在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，OO ’为磁场的边界。
【高考】一轮复习交变电流、变压器与远距离输电ppt课件
A ．55 kV B ．110 kV C ．440 kV D ．880 kV
【例题9】（2014年江苏高考T3） 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 n1、n2，电压分别为U1、U2，电流 分别为I1、I2，输电线上的电阻为 R ．变压器为理想变压器，则下列
通交流、隔直流；
灯亮
通高频、阻低频。
一、交变电流
【例题3】（2017年江苏高考 T 7）某音响电路的简化电路图如图
所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则（ BD）
电感L的作用：通低频，阻高频
电容C的作用：通高频，阻低频
A．电感L1的作用是通高频 B．电容C2的作用是通高频 C．扬声器甲用于输出高频成分 D．扬声器乙用于输出高频成分
交变电流、变压器与远距离输电
人教版 高三物理
江苏高考考试说明 2013-2019年江苏高考物理（交变电流）考题
一、交变电流
v
1、交变生及变 化规律
v v
(1) e＝Emsinωt (2) u＝Umsinωt (3) i＝Imsinωt
注意：线圈每经过中性 面一次，电流方向就改 变一次，线圈每转一周， 经过中性面两次，因此 线圈每转一周，电流方 向改变两次。
到N点的过程中（ C ）
A ． U2>U1，U2降低 B ． U2>U1，U2升高 C ． U2<U1，U2降低 D ． U2<U1，U2升高
二、变压器
三、远距离输电
B ． U2>U1，U2升高
【例题3】（2017年江苏高考 T 7）某音响电路的简化电路图如图所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则（ ）
高考物理一轮复习 第十一章 交变电流传感器 第二节 变压器 远距离输电试题
权掇市安稳阳光实验学校第二节 变压器 远距离输电一、变压器原理1．工作原理：电磁感应的互感现象． 2．理想变压器的基本关系式(1)功率关系：P 入＝P 出(有多个副线圈时，P 1＝P 2＋P 3＋…)．(2)电压关系：U 1U 2＝n 1n 2(有多个副线圈时，仍然成立)，若n 1>n 2，为降压变压器；若n 1<n 2，为升压变压器．(3)电流关系：只有一个副线圈时，I 1I 2＝n 2n 1；有多个副线圈时有P 入＝P 出．据P ＝UI 可推出，U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋U n I n .3．制约关系(1)电压：副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定． (2)功率：原线圈的输入功率P 1由副线圈的输出功率P 2决定． (3)电流：原线圈电流I 1由副线圈电流I 2和匝数比决定．1.判断正误(1)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用．( )(2)变压器不但能改变交变电流的电压，还能改变交变电流的频率．( ) (3)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．( )(4)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．( )(5)理想变压器能改变交变电压、交变电流，但不改变功率，即输入功率总等于输出功率．( )提示：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ 二、远距离输电1．输电线路(如图所示)2．输送电流：I ＝P U ＝U －U ′R.3．电压损失：ΔU ＝U －U ′＝IR .4．功率损失：ΔP ＝P －P ′＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2·R ＝ΔU 2R .2.(多选)(2017·河北衡水中学月考)在远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，所用输电导线的电阻率为ρ，横截面积为S ，两地的距离为L ，输电线上损耗的电功率为P 1，用户得到的电功率为P 2.下列关于P 1和P 2的表达式中正确的是( )A ．P 2＝P ⎝⎛⎭⎪⎫1－2PρL U 2SB ．P 2＝P －U 2S2ρLC ．P 1＝2P 2ρLU 2SD ．P 1＝U 2SρL提示：选AC.输电线上的电流I ＝P U ，输电导线的电阻R ＝ρ·2LS，输电线上损耗的电功率为：P 1＝I 2R ＝2P 2ρL U 2S，用户得到的电功率为：P 2＝P ⎝⎛⎭⎪⎫1－2PρL U 2S，故A 、C 正确．理想变压器原理【知识提炼】1．几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器，如图甲、乙所示．(2)互感器⎩⎪⎨⎪⎧电压互感器：把高电压变成低电压，如图丙所示.电流互感器：把大电流变成小电流， 如图丁所示.2．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．【典题例析】(2016·高考全国卷乙)一含有理想变压器的电路如图所示，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、副线圈匝数比值为( )A ．2B ．3C ．4D ．5[审题指导] 通过计算副线圈电阻上消耗的功率就可得到原线圈上消耗的功率；再由原、副线圈匝数比得到两边电流比．由功率相等联系求解即可．[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 ＝IR 1＋U 1.由变压公式U 1/U 2＝k 及功率关系U 1I ＝U 2I 2，可得I 2/I ＝k ，即副线圈输出电流为I 2＝kI ，U 2＝I 2(R 2＋R 3)＝kI (R 2＋R 3)．当开关S 闭合时，电流表示数为4I ，则有U ＝4IR 1＋U ′1.由变压器公式U ′1/U ′2＝k 及功率关系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 ′2R 2＝4kIR 2；联立解得k ＝3，选项B 正确．[答案] B 【跟进题组】考向1 变压器原、副线圈的制约关系1．(多选)(2016·高考全国卷丙)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( )A．原、副线圈匝数之比为9∶1B．原、副线圈匝数之比为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解析：选AD.因为两灯泡额定电压相同且均正常发光，且输入电压为灯泡额定电压的10倍，所以理想变压器的输入、输出电压比为9∶1，由理想变压器变压规律可知，原、副线圈的匝数比为9∶1，A项正确，B项错误；由理想变压器变流规律可知，原、副线圈的电流比为1∶9，由电功率P＝UI可知，a 和b的电功率之比为1∶9，C项错误，D项正确．考向2 自耦变压器的特点2.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有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为( )A．380 V和5.3 A B．380 V和9.1 AC．240 V和5.3 A D．240 V和9.1 A解析：选B.由U1n1＝U2n2得U 2＝n2n1U1＝1 9001 100×220 V＝380 V，由P1＝P2＝U1I1＝U2I2得I1＝P2U1＝2 000220A≈9.1 A，B正确．考向3 互感器的应用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( )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 cd解析：选B.高压输电线上的电流较大，测量时需把电流变小，根据I1I2＝n2n1，MN应接匝数少的线圈，故ab接MN，cd接PQ，且I ab>I cd，选项B正确．考向4 多个副线圈的求解4.如图所示，理想变压器有两个副线圈，L 1、L 2是两盏规格为“8 V ，10 W ”的灯泡，L 3、L 4是两盏规格为“6V ，12 W ”的灯泡，当变压器的输入电压为U 1＝220 V 时，四盏灯泡恰好都能正常发光，如果原线圈的匝数n 1＝1 100匝，求：(1)副线圈n 2、n 3的匝数； (2)电流表的读数．解析：(1)由变压器原理可知n 1∶n 2∶n 3＝U 1∶U 2∶U 3，则n 2＝U 2U 1n 1＝8220×1100匝＝40匝n 3＝U 3U 1n 1＝2×6220×1 100匝＝60匝．(2)由输入功率等于输出功率知I 1U 1＝2P L2＋2P L3，则I 1＝2P L2＋2P L3U 1＝2×10＋2×12220A ＝0.2 A.答案：(1)40匝 60匝 (2)0.2 A(1)关于理想变压器的两点说明 ①理想变压器：a ．没有能量损失(铜损、铁损)．b ．没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)．②频率关系：原、副线圈中电流的频率相等． (2)多副线圈变压器对于副线圈有两个及以上的理想变压器，电压与匝数成正比是成立的，而电流与匝数成反比的规律不成立．但在任何情况下，电流关系都可以根据原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P 入＝P 出进行求解． Ｋ变压器的动态分析问题【知识提炼】1．匝数比不变的情况(如图所示)(1)U 1不变，根据U 1U 2＝n 1n 2可以得出不论负载电阻R 如何变化，U 2不变．(2)当负载电阻发生变化时，I 2变化，根据I 1I 2＝n 2n 1可以判断I 1的变化情况．(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(如图所示)(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．【典题例析】(2015·高考安徽卷)如图所示电路中，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，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( )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[审题指导] 由于原副线圈匝数不变，则V1、V2不变；而A2示数增大，则R0的电压要增大，所以可判断V3的变化和R阻值的变化．[解析] 电压表V1的示数和a、b间电压的有效值相同，滑片滑动时V1示数不变，选项A错误；电压表V2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V2示数不变，V3示数为V2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V3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，变阻器滑片是沿c→d的方向滑动，选项D正确．[答案] D【跟进题组】考向1 原、副线圈匝数不变时的动态分析1．(2016·高考天津卷)如图所示，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示数变大解析：选B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，变压器副线圈的总负载的等效电阻增大，R1中电流减小，R1两端电压减小，电压表示数变大，R1消耗的电功率变小，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，变压器副线圈输出电流减小，输出功率减小，根据变压器输入功率等于输出功率，变压器输入功率减小，电流表A1示数变小，选项C错误．若闭合开关S，变压器副线圈的总负载的等效电阻减小，则R1中电流增大，R1两端电压增大，电压表示数减小，电流表A2示数减小，电流表A1示数变大，选项D错误．考向2 负载电阻不变时的动态分析2．(2016·高考四川卷)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，其他条件不变，则( )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：选B.由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1①由U 1U ′2＝n 1－Δnn 2－Δn 得 U ′2＝n 2－Δn n 1－ΔnU 1②由②①得：U ′2U 2＝（n 2－Δn ）n 1（n 1－Δn ）n 2＝n 2n 1－Δnn 1n 2n 1－Δnn 2，因为n 2＜n 1，所以U ′2U 2＜1，即U ′2＜U 2，故小灯泡变暗，B 正确，A 错误．由以上分析过程可以看出，C 错误．由I 1I 2＝n 2n 1和I ′1I ′2＝n 2－Δnn 1－Δn可见，D 错误．1．变压器动态问题的“制约”关系(1)电压制约：副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定． (2)电流制约：原线圈电流I 1由副线圈电流I 2和匝数比决定． (3)功率制约：原线圈的输入功率P 入由副线圈的输出功率P 出决定． (4)元件制约(由元件的特性制约负载电路)负载回路中若存在二极管，则负载回路中通过的将不再是交流电，而是脉冲电流．2．变压器动态问题分析思路程序远距离输电问题【知识提炼】1．远距离输电的处理思路：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”这样的顺序，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) (1)功率关系：P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 损＋P 3.(2)电压、电流关系：U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1，U 3U 4＝n 3n 4＝I 4I 3U 2＝ΔU ＋U 3，I 2＝I 3＝I 线．(3)输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 2－U 3R 线.(4)输电线上损耗的电功率：P 损＝I 线ΔU ＝I 2线R 线＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P 2U 22R 线．当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n 倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的1n2.【典题例析】(2015·高考福建卷)如图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( )A ．(n 1n 2)U 2m 4rB ．(n 2n 1)U 2m4rC ．4(n 1n 2)2(P U m)2rD ．4(n 2n 1)2(P U m)2r[审题指导] 由原线圈电压的表达式和原副线圈的匝数比可得到副线圈两端的电压有效值，由功率可求输送电流，则损失功率为I 2·(2r )．[解析] 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 U 1U 2＝n 1n 2，则U 2＝n 2U m 2n 1；因为输送电功率为P ，输电线中的电流为I 2＝P U 2＝2n 1P n 2U m ，则输电线上损失的电功率为ΔP ＝I 22(2r )＝4n 21P 2r n 22U2m，故选项C 正确．[答案] C1897年，举世闻名的“尼亚加拉”水电站在美丽的尼亚加拉瀑布建成，现已使用100多年．当时世界各地都在使用费用高昂的直流电(因为使用直流电时必须每隔一公里建设一套发电机组)，而尼亚加拉水电站采用了特斯拉发明的交流电供、输电技术，用高压电实现了远距离供电．若其中某一发电机组设计为：发电机最大输出功率为P ＝100 kW ，输出电压为U 1＝250 V ，用户需要的电压为U 2＝220 V ，输电线电阻为R ＝10 Ω，输电线中因生热而损失的功率为输送功率的4%.(1)画出此输电线路的示意图．(2)求在输电线路中设置的升压变压器的原、副线圈匝数比． (3)求降压变压器的最大输出电流I 3.(保留整数)解析：(1)输电线路示意图如图所示． (2)输电过程中损失的功率：P 损＝ηP 通过R 的电流：I 2＝P 损R发电机的输出电流：I 1＝PU 1升压变压器的原、副线圈匝数比n 1n 2＝I 2I 1＝ ηP R ·U 1P ＝ 100×103×0.0410×250100×103＝120. (3)用户得到的最大功率：P 用＝P (1－η)，降压变压器的最大输出电流I 3＝P 用U 2＝P （1－η）U 2＝100×103×（1－0.04）220A ＝436 A.答案：(1)见解析 (2)120(3)436 A远距离输电问题的“三、二、一” (1)理清三个回路 (2)抓住两个联系①理想的升压变压器联系了回路1和回路2，由变压器原理可得：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 1I 2＝n 2n 1，P 1＝P 2.②理想的降压变压器联系了回路2和回路3，由变压器原理可得：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 3I 4＝n 4n 3，P 3＝P 4.(3)掌握一个守恒能量守恒关系式P 1＝P 损＋P 3.1.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所示，则( )A ．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解析：选A.由题图可知通过负载的电流最大值为I m ＝0.05 A ，周期T ＝0.02 s ，故电流的函数表达式i ＝I m sin 2πTt ＝0.05sin 100πt (A)，D 错误；理想变压器匝数比等于电压比，即 n 1∶n 2＝U 1∶U 2＝2∶1，C 错误；输出电压U 2＝110 V ，其最大值U 2m ＝2U 2＝110 2 V ，B 错误；理想变压器输入功率等于输出功率，即输入功率P ＝I 2U 2＝0.052×110 W ≈3.9 W ，A 正确．2．(2015·高考全国卷Ⅰ)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( )A ．U ＝66 V ，k ＝19B ．U ＝22 V ，k ＝19C ．U ＝66 V ，k ＝13D ．U ＝22 V ，k ＝13解析：选A.设原、副线圈中的电流分别为I 1、I 2，则I 1I 2＝n 2n 1＝13，故k ＝I 21RI 22R＝19.设原线圈两端的电压为U 1，则U 1U ＝n 1n 2＝31，故U 1＝3U ，而原线圈上电阻分担的电压为13U ，故U3＋3U ＝220 V ，解得U ＝66 V ．选项A 正确．3．(多选)(高考全国卷Ⅱ)如图，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A 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( )A ．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，电流表的读数加倍解析：选BD.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R 的阻值，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 的时间内，二极管未短路时有U ab I 1T ＝U 2R ·T2＋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．4.(多选)(2015·高考天津卷)如图所示，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( )A ．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，电流表读数变小解析：选BC.保持Q 的位置不动，则U 2不变，将P 向上滑动时，R 接入电路的电阻变大，根据I 2＝U 2R 0＋R 知，I 2变小，由I 1I 2＝n 2n 1得I 1也变小，即电流表读数变小，选项A 错误，选项B 正确；保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，U 2变大，则根据P 2＝U 22R 0＋R知副线圈输出功率变大，由P 1＝P 2知，变压器原线圈输入功率P 1变大，而P 1＝I 1U ，输入电压U 一定，I 1变大，即电流表读数变大，选项C 正确，选项D 错误．一、单项选择题1.如图所示，理想变压器的原线圈接入u ＝11 0002·sin 100πt (V)的交变电压，副线圈通过电阻r ＝6Ω的导线对“220 V 880 W ”的电器R L 供电，该电器正常工作．由此可知( )A ．原、副线圈的匝数比为50∶1B ．交变电压的频率为100 HzC ．副线圈中电流的有效值为4 AD ．变压器的输入功率为880 W解析：选C.由题可知，副线圈输出电压U 2＝220 V ＋U r ，n 1n 2＝U 1U 2＝11 000220＋U r ＜501，＝880220 A ＝故A 错误.2πf ＝100π Hz ，f ＝50 Hz ，故B 错误．I 24 A ，故C 项正确．由于理想变压器P 入＝P 出＝I 22r ＋880 W ＞880 W ，故D 错误．2.在如图所示的铁芯上绕有4个线圈，匝数之比为n 1∶n 2∶n 3∶n 4＝1∶1∶2∶1，今在线圈1两端接正弦交流电源，下列判断正确的是( )A ．U 1＝U 2＝12U 3＝U 4B ．U 1＝U 2＝12U 3，U 4＝0C ．U 1＝U 2＋U 3＋U 4D ．以上均不对解析：选B.线圈1、2、3的电压关系遵守变压比公式，线圈4中的磁通量始终为0，不产生感应电动势，故U 4＝0，B 正确．3．如图所示，电路中变压器原线圈匝数n 1＝1 000，两个副线圈匝数分别为n 2＝500、n 3＝200，分别接一个R ＝55 Ω的电阻，在原线圈上接入U 1＝220 V 的交流电源．则两副线圈输出电功率之比P 2P 3和原线圈中的电流I 1分别是( )A ．P 2P 3＝52，I 1＝2.8 AB ．P 2P 3＝25，I 1＝2.8 AC ．P 2P 3＝254，I 1＝1.16 AD ．P 2P 3＝425，I 1＝1.16 A解析：选C.对两个副线圈有U 1U 2＝n 1n 2、U 1U 3＝n 1n 3，所以U 2＝110 V ，U 3＝44 V ，又因为P ＝U 2R ，所以P 2P 3＝U 22U 23＝254；由欧姆定律得I 2＝U 2R ＝2 A ，I 3＝U 3R＝0.8 A ，对有两个副线圈的变压器有n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3，得I 1＝1.16 A ，故C 正确．4．如图所示，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( )A ．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解析：选D.由u －t 图象可知，交流电的周期T ＝0.02 s ，故频率f ＝1T＝50 Hz ，选项A 错误；交流电的最大值U m ＝500 V ，故有效值U ＝U m2＝250 2 V ，选项B 错误；输电线上的电流由降压变压器副线圈上的电阻和降压变压器原副线圈的匝数比决定，选项C 错误；当用户用电器的总电阻增大时，副线圈上的电流减小，根据I 1I 2＝n 2n 1，原线圈(输电线)上的电流减小，根据P ＝I 21R ，得输电线上损失的功率减小，选项D 正确．5．(2015·高考广东卷)如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器．原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P ，使输出电压有效值由220 V 降至110 V ．调节前后( )A ．副线圈中的电流比为1∶2B ．副线圈输出功率比为2∶1C ．副线圈的接入匝数比为2∶1D ．原线圈输入功率比为1∶2解析：选C.根据欧姆定律I ＝U R，U 2由220 V 降至110 V ，副线圈上的电流变为原来的12，即调节前后，副线圈上电流之比为2∶1，选项A 错误；根据P＝UI 知，U 、I 均变为原来的12时，副线圈上输出的功率变为原来的14，即调节前后副线圈的输出功率之比为4∶1，选项B 错误；根据理想变压器电压与匝数的关系U 1U 2＝n 1n 2，当U 2由220 V 降至110 V 时，n 2变为原来的12，即调节前后副线圈接入的匝数比为2∶1，选项C 正确；根据理想变压器P 入＝P 出，所以原线圈输入功率等于副线圈的输出功率，即调节前后原线圈输入功率之比为4∶1，选项D 错误．6．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 2B ．I 2＝U 2RC ．I 1U 1＝I 22RD ．I 1U 1＝I 2U 2解析：选D.根据理想变压器的工作原理得I 1U 1＝I 2U 2、I 1I 2＝n 2n 1.U 2不是加在R两端的电压，故I 2≠U 2R，而I 1U 1等于R 上消耗的功率I 22R 与下一级变压器的输入功率之和．只有选项D 正确．7．(2017·江西八校联考)有一种调压变压器的构造如图所示．线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上，C 、D 之间加上输入电压，转动滑动触头P 就可以调节输出电压．图中A 为交流电流表，V 为交流电压表，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，C 、D 两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是( )A ．当R 3不变，滑动触头P 顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小B ．当R 3不变，滑动触头P 逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小C ．当P 不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变小D ．当P 不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变大解析：选A.当R 3不变，P 顺时针转动时，n MN 减小，由U CD U MN ＝n CDn MN，知U MN 减小，则电压、电流表读数均减小，A 项正确，同理知B 项错；当P 不动时，匝数n MN不变，输出电压U MN 不变，滑片向上滑动，根据串反并同，得电压表示数变大，电流表示数变小，C 项错误，同理知D 项也错误．二、多项选择题8．如图，将额定电压为60 V 的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上．闭合开关S 后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V 和2.2 A ．以下判断正确的是( )A ．变压器输入功率为484 WB ．通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC ．通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD ．变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝11∶3解析：选BD.变压器的输入功率P 1＝P 2＝I 2U 2＝2.2×60 W ＝132 W ，选项A错误；由U 1U 2＝n 1n 2得n 1n 2＝U 1U 2＝22060＝113，选项D 正确；由I 1I 2＝n 2n 1得I 1＝n 2n 1I 2＝311×2.2 A＝0.6 A ，选项B 正确；根据I ＝I m2得副线圈上的电流的最大值I 2m ＝2I 2＝2.2 2A ，选项C 错误．9．如图所示理想变压器的三个线圈的匝数n 1∶n 2∶n 3＝1∶4∶4，在M 、N间接正弦交流电源，在a 、b 和c 、d 间接相同的电阻器R ，则( )A ．U 1＝U 2＝4U 3B ．U 2＝U 3＝2U 1C ．I 1＝4I 2＝4I 3D ．P 1＝2P 2＝2P 3解析：选BCD.由于副线圈有两个相同的铁芯，所以原线圈中的磁通量与副线圈中的磁通量关系为：Φ1＝2Φ2＝2Φ3，磁通量变化率关系为：ΔΦ1Δt ＝2ΔΦ2Δt ＝2ΔΦ3Δt，故每匝线圈产生的感应电动势关系为：e 1＝2e 2＝2e 3，对理想变压器有：U 1＝n 1e 1，U 2＝n 2e 2，U 3＝n 3e 3，因此，可得：U 1n 1＝2U 2n 2＝2U 3n 3，代入n 1∶n 2∶n 3＝1∶4∶4得U 2＝U 3＝2U 1，故A 错，B 对．由能量守恒得：P 1＝P 2＋P 3＝2P 2＝2P 3，D 对，由I 1U 1＝2I 2U 2＝2I 3U 3得：I 1＝4I 2＝4I 3，C 对．10．(2015·高考海南卷)如图，一理想变压器原、副线圈匝数之比为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，V 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，此时电压表的读数为5.0 V ，则( )A ．此时原线圈两端电压的最大值约为34 VB ．此时原线圈两端电压的最大值约为24 VC ．原线圈两端原来的电压有效值为68 VD ．原线圈两端原来的电压有效值为48 V解析：选AD.当负载电阻值减小为R ＝5R 0时，根据串并联电路规律，R 两端电压为R 0两端电压的5倍，因为电压表测量R 两端的电压，所以U R 0＝15×5 V＝1 V ，故副线圈两端电压为U 2＝6 V ，根据公式U 1U 2＝n 1n 2可得此时原线圈两端电压的有效值为U 1＝24 V ，所以此时原线圈两端电压的最大值约为24 2 V ≈34 V ，A 正确、B 错误；因为变化过程中变压器的输入电流不变，所以对于副线圈中变化前后电流也不变，则变化后电压U ′2＝IR 0＋5IR 0，变化前，U 2＝IR 0＋11IR 0＝12IR 0，所以U 2＝2U ′2＝12 V ，根据公式U 1U 2＝n 1n 2可得原线圈两端原来的电压有效值为48 V ，D 正确、C 错误． 11．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：选AD.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，要把高电压变为低电压，则有n 3>n 4；综上所述可知，选项A 、D 正确．12.如图所示的电路中，T 为一降压式自耦调压变压器．开始时灯泡L 正常发光，现在电源电压U 略降低，为使灯泡L 仍能正常发光，可采用的措施是( )A ．将自耦调压变压器的滑片P 适当上滑B ．将自耦调压变压器的滑片P 适当下滑C ．适当增大滑动变阻器R 2的阻值D ．适当减小滑动变阻器R 2的阻值解析：选AC.若保持负载总电阻不变，电源电压U 略降低时，为使灯泡L仍能正常发光，只需输出电压U 2保持不变．根据变压比U U 2＝n 1n 2，可得U 2＝n 2n 1U ，由此可知，n 2应增大，自耦调压变压器的滑片P 应适当上滑，选项A 正确，选项B 错误；若保持匝数比不变，根据变压比U U 2＝n 1n 2，可得U 2减小，为使灯泡L仍能正常发光，加在L 两端的电压应不变，则加在R 1两端的电压应减小，故总电流应减小，负载总电阻应增大，R 2应增大，选项C 正确，选项D 错误．三、选做题13．(2017·江西师大附中月考)如图所示，匝数为50匝的矩形闭合导线框ABCD 处于磁感应强度大小B ＝210 T 的水平匀强磁场中，线框面积S ＝0.5 m 2，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO ′以角速度ω＝100 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 ( )A ．在图示位置线框中产生的感应电动势最大B ．线框中产生感应电动势的有效值为250 2 VC ．变压器原、副线圈匝数之比为25∶22D ．允许变压器输出的最大功率为1 000 W解析：选C.在图示位置线框平面和磁感线垂直，磁通量最大，线框中产生的感应电动势为零，选项A 错误；线框中产生的感应电动势的最大值E m ＝NBSω＝250 2 V ，其有效值E ＝22E m ＝250 V ，选项B 错误；灯泡能正常发光，则电压U 2＝220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2，可知变压器原、副线圈匝数之比为25∶22，选项C 正确；熔断器允许通过的最大电流为10 A ，即I 1＝10 A ，P 1＝P 2＝U 1I 1＝250×10 W ＝2 500 W ，因此变压器允许输出的最大功率为2 500 W ，选项D 错误．14．(多选)(2017·浙江丽水中学月考)如图所示是通过街头变压器降压给用户供电的示意图．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．输出电压通过输电线送给用户，两条输电线总电阻用R 0表示．当负载增加时，则( )A ．电压表V 1、V 2的示数几乎不变B ．电流表A 2的示数增大，电流表A 1的示数减小C ．电压表V 3的示数增大，电流表A 2的示数增大D ．电压表V 2、V 3的示数之差与电流表A 2的示数的比值不变解析：选AD.据题意可知，电压表V 1和V 2分别测量原线圈电压和副线圈电压，因原线圈输入电压不变，则副线圈的电压也不变，所以A 选项正确；负载增加，则副线圈电流增大，即A 2示数增大，据副线圈电流决定原线圈电流，则。
《走向高考》2013高考物理总复习 10-2变压器和远距离输电
10-2变压器和远距离输电一、选择题1．在变电站里，经常要用交流电表监测电网上的强电流。
所用的器材叫电流互感器，如下图所示中，能正确反映其工作原理的是()[答案] A[解析]电流互感器的工作目的是把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少、副线圈的匝数多，监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中。
2.如图，理想变压器原副线圈匝数之比为，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55VB ．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0.5AD ．原线圈中的输入功率为1102W[答案] AC[解析] 副线圈中电压表读数为副线圈电压的有效值U 2＝n 2U 02n 1＝55V ，A 对。
副线圈中交流电的周期等于原线圈中交流电源电压的周期T ＝2πω＝150s ，B 错。
原线圈中的电流I 1＝I 2n 2n 1＝U 2n 2Rn 1＝0.5A ，C 对。
原线圈中的输入功率P ＝U 0I 12＝110W ，D 错。
3．(2012·大连四所重点中学联考)如图所示，M 为理想变压器，电表均可视为理想电表，电源电压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( )A ．A 1B ．A 2C ．V 1D ．V 2[答案] AB[解析] 本题考查变压器及电路动态分析。
由于电源电压U 不变，根据理想变压器工作原理可知两电压表示数不变，CD 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＝P 出可知原线圈中电流也增大，A 正确。
4．(2012·辽宁丹东四校摸底)如图所示，两种情况下变压器灯泡L 2、L 3的功率均为P ，且L 1、L 2、L 3为相同的灯泡，匝数比为n 1 ∶n 2＝3 ∶1，则图甲中L 1的功率和图乙中L 1的功率分别为( )A ．P 、PB ．9P 、4P 9 C.4P 9、9P D.4P 9、P [答案] B[解析] 由题意可知，两种情况下变压器输出功率均为2P ，设灯泡L 2、L 3的电压为U ，电流为I ，电阻为R ，两种情况下变压器的输入电压为3U ，变压器输入电流为23I ；图甲中L 1的功率为P 1＝(3U )2R ＝9P ；图乙中L 1的功率为P 2＝(23I )2R ＝4P 9，选项B 正确。
2013届高三物理专题复习(对交变电流和变压器及远距离输电的考查)
对交变电流和变压器及远距离输电的考查寄语 交变电流部分每年的考查一般不会太难，以中低档题目为主，题型多以选择题出现，考查的重点一般是交变电流的有效值、交变电流的图象、远距离输电的基本规律等.一、交变电流的规律1．(多选)如图所示，导体棒ab 两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c 、d 相接．c 、d 两个端点接在匝数比n 1∶n 2＝10∶1的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R 0.匀强磁场的磁感应强度为B ，方向竖直向下，导体棒ab 长为l (电阻不计)，绕与ab 平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO ′以角速度ω匀速转动．如果滑动变阻器的阻值为R 时，通过电流表的电流为I ，则 ( ).A ．滑动变阻器上消耗的功率为P ＝100I 2RB ．变压器原线圈两端的电压U 1＝10IRC ．取ab 在环的最低端时t ＝0，则导体棒ab 中感应电流的表达式是i ＝2I sin ωtD ．ab 沿环转动过程中受到的最大安培力F ＝2BIl2．(2012·湖南高三联考)如图所示，水平铜盘半径为r ，置于磁感应强度为B ，方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度ω做匀速圆周运动，铜盘的边缘及中心处分别通过滑动变阻器R 1与理想变压器的原线圈相连，该理想变压器原、副线圈的匝数比为n ∶1，变压器的副线圈与电阻为R 2的负载相连，则( )．A ．变压器原线圈两端的电压为Br 2ω2B ．若R 1不变时，通过负载R 2的电流强度为0C ．若R 1不变时，变压器的副线圈磁通量为0D ．若R 1变化时，通过负载R 2的电流强度为通过R 1电流的1n二、变压器原理3．(多选)如图4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，U 1为加在原线圈两端的交变电压，I 0、I 1分别为原线圈和副线圈中的电流，下列说法正确的是 ( )．图4A．保持P的位置及U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U不变，S由a切换到b，则I1减小C．保持P的位置及U不变，S由b切换到a，则I1增大D．保持U不变，S接b端，将P向上滑动，则I1减小三、电能的传输4．2012年入春以来，云南省部分地区出现严重旱情，导致大面积农作物受灾，大量群众饮水困难．目前旱情仍在继续．为帮助灾区抗旱，电力部门加大了对灾区的电力供应．如图所示，发电厂的输出电压和输电线的电阻、变压器不变，若发电厂增大输出功率，则下列说法正确的是()．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减小四、综合应用5．(多选)如图所示，T为理想变压器，A1、A2为理想交流电流表，V1、V2为理想交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻(光照增强，电阻减小)，原线圈两端接恒压正弦交流电源，当光照增强时()．A．电压表V1示数变小B．电压表V2示数变大C．电流表A1示数变大D．电流表A2示数变大6．如图所示，图(a)中的变压器是一理想变压器，其输出端输出电压信号如图(b)所示(图线为正弦曲线)，电路中电阻R＝55 Ω，图中交流电流表、交流电压表为理想电表，其中电流表A1与电流表A2的读数之比为1∶4，下列说法中正确的是()．A．电压表V1的示数为880 VB．电压表V2的示数为220 2 VC．原线圈输入功率为220 WD．原线圈中交变电压的频率为100 Hz【自我演练】1、（2013河北省名校俱乐部模拟）如图甲所示,理想变压器的原线圈匝数n1=100匝，副线圈匝数=50匝，电阻R=10Ω，○V是交流电压表，原线圈加上如图乙所示的交流电,则下列说法正确的是n2A.流经电阻的电流的频率为100 HzB.○V的示数为10 VC.流经R的电流方向每秒改变50次D.电阻R上每秒产生的热量为10 J2、（2013年3月山东省烟台市诊断）如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电．当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定功率10W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40Ω，图中电压表为理想电表，下列说法正确的是A．变压器输入电压的瞬时值表达式为u=2202sinπt（V）B．电压表的示数为220VC．变压器原、副线圈的匝数比为11:1D．变压器的输入功率为110W3、（2013山东省名校联考）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n l∶n2=4∶1，原（阻值随温线圈接图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻RT度的升高而减小）及报警器P组成闭合电路，回路中电流增加到一定值时报警器P将发出警报声.则以下判断正确的是A.变压器副线圈中交流电压的瞬时表达式u=92sin100πt(V)B.电压表示数为9V处温度升高到一定值时，报警器P将会发出警报声C. RTD. R处温度升高时，变压器的输入功率变小T4、（湖北省荆门市2012-2013学年度高三元月调考）如图所示，半径为L=1m的金属圆环，其半径Oa是铜棒，两者电阻均不计且接触良好。
高中物理复习选修3-2第十一章交变电流传感器第2讲变压器远距离输电
第2讲 变压器 远距离输电知识要点一、理想变压器 1.构造和原理(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(2)原理:电磁感应的互感现象。
2.基本关系式(1)功率关系:P 入＝P 出。
(2)电压关系:U 1U 2＝n 1n 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 。
二、远距离输电图21.电压损失:(1)ΔU ＝U 2－U 3。
(2)ΔU ＝I 2R 线。
2.功率损失:(1)ΔP＝P2－P3。
(2)P损＝I22R线＝ΔU2 R线。
3.功率关系:P1＝P2,P3＝P4,P2＝P损＋P3。
4.电压、电流关系:U1U2＝n1n2＝I2I1,U3U4＝n3n4＝I4I3,U2＝ΔU＋U3,I2＝I3＝I线。
5.输电电流:I线＝P2U2＝P3U3＝U2－U3R线。
6.输电线上损耗的电功率:P损＝I线ΔU＝I2线R线＝⎝⎛⎭⎪⎫P2U22R线。
基础诊断1.[教科版选修3－2·P62·T10改编]有些机床为了安全,照明电灯用的电压是36 V,这个电压是把380 V的电压降压后得到的。
如果变压器的原线圈是1 140匝,副线圈是()A.1 081匝B.1 800匝C.108匝D.8 010匝解析由题意知U1＝380 V,U2＝36 V,n1＝1 140,则U1U2＝n1n2得n2＝U2U1n1＝108,选项C 正确。
答案 C2. (多选)理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1,原线圈两端接交流电源,则()A.原、副线圈中电流频率之比f1∶f2＝10∶1B.原、副线圈两端电压之比为U1∶U2＝10∶1C.原、副线圈内电流之比I1∶I2＝1∶10D.变压器输入和输出功率之比P1∶P2＝10∶1答案BC3.如图3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。
2013届高考物理一轮复习第十章 交变电流 10.2 变压器 远距离输电 课件
答案：36 W
理想变压器动态分析问题
1．匝数比不变的情况 如图： (1)U1 不变，根据 U1 n 1 ＝ ，输入电压 U1 决定输 U2 n 2
U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I 线． P2 P3 U2－U3 (3)输电电流：I 线＝ ＝ ＝ . U2 U3 R线 (4)输电线上损耗的功率 P2 2 P 损＝I 线·ΔU＝I线R 线＝( ) R 线． U2
2
当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的 n 倍，输电线上 1 损耗的功率就减少到原来的 2. n
答案：ABC
2．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，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 1 000 kV 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 4 P B. 2 )
答案：0.066 2 A
350 V
理想变压器原、副线圈基本量的关系
(1)基本关系中U1、U2、I1、I2均指有效值． (2)当原线圈中串联电阻(或灯泡)时，U1为加在原线圈两端的电压，并 不是电源的电压． (3)只有一个副线圈的变压器电流与匝数成反比，多个副线圈的变压器 有n1I1＝n2I2源的电压有效值不变，即 V1 示数不变，因
U1 n 1 ＝ ， U2 n 2
故 V2 示数不变，V1 与 V2 示数的比值不变，D 对．S 闭合使负载总电 阻减小，I2＝ U2 I1 n 2 ，所以 I2 增大．因 ＝ ，所以 A1 示数增大，A1 与 R I2 n 1
高三物理一轮复习专题13交变电流(含高考真题)
专题13 交变电流1. （2013高考山东理综第14题）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，○A为交流电流表.线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO’沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是A．电流表的示数为10AB．.线圈转动的角速度为50πrad/sC．.0.01s时线圈平面与磁场方向平行D．0.02s时电阻R中电流的方向自右向左答案：C解析：电流表的示数为交变电流的有效值，为10A，选项A正确.由图乙可知，周期为0.02s，频率为f=50Hz，线圈转动的角速度为ω=2πf=100πrad/s，选项B错误.0.01s时产生的感应电流为负最大，线圈平面与磁场方向平行，选项C正确.由右手定则可判断0.02s时电阻R中电流的方向自左向右，选项D错误.2.(2013高考江苏物理第8题)如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光. 要使灯泡变亮，可以采取的方法有（A）向下滑动P（B）增大交流电源的电压（C）增大交流电源的频率（D）减小电容器C的电容答案：BC解析：要使灯泡变亮，可以采取的方法有：向上滑动P，或增大交流电源的电压，增大交流电源的频率，或增大电容器C的电容，选项BC正确AD错误.3．（2013高考四川理综第2题）用220V 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110V ，通过负载的电流图象如图所示，则A.变压器输入功率约为3.9WB.输出电压的最大值是110VC.变压器原、副线圈的匝数比是1∶2D.负载电流的函数表达式i=0.05sin(100πt+π/2)A答案：A解析：通过负载的电流有效值为0.0252A ，变压器输入功率约为P=UI=110×0.0252W=3.9W ，选项A 正确.变压器输出电压的最大值是1102V ，选项B 错误.由变压公式，变压器原、副线圈的匝数比是2∶1，选项C 错误.负载电流的函数表达式i=0.05sin(100πt)A ，选项D 错误.4. （2013高考广东理综第16题）如图5，理想变压器原、副线圈匝数比n 1:n 2=2:1，○V 和○A 均为理想电表，灯泡电阻R L =6Ω，AB 端电压t u π100sin 2121=(V).下列说法正确的是A.电流频率为100HzB. ○V 的读数为24V C. ○A 的读数为0.5A D. 变压器输入功率为6W答案：D解析：由ω=100π=2πf 解得：f=50Hz ，选项 A 错.AB 端电压有效值U 1=12V ，根据变压公式，副线圈电压U 2=6V ，○V 的读数为6V.由欧姆定律可得I= U 2/ R L =1A ，○A 的读数为1A ，选项BC 错误.由理想变压器功率关系，变压器输入功率为P= I U 2=6W ,选项D 正确.5. （2013高考福建理综第15题）如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0Ω,外接R=9.0Ω的电阻.闭合开关S ，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势sin10πt （V ），则A.该交变电流的频率为10HzB.该电动势的有效值为VC.外接电阻R 所消耗的电功率为10WD.电路中理想交流电流表○A 的示数为1.0A答案：D解析：由2πf=10π可得该交变电流的频率为f=5Hz，选项A错误.该电动势的最大值为V，有效值为10V，选项B错误.外接电阻R中电流I=E/(R+r)=1A，电路中理想交流电流表○A的示数为1.0A，外接电阻R所消耗的电功率为P=I2R=9W，选项C错误D正确.。
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对交变电流和变压器及远距离输电的考查
寄语 交变电流部分每年的考查一般不会太难，以中低档题目为主，题型多以选
择题出现，考查的重点一般是交变电流的有效值、交变电流的图象、远距离输电的基本规律等.
一、交变电流的规律
1．(多选)如图所示，导体棒ab 两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不
计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c 、d 相接．c 、d 两个端点接在匝数比n 1∶n 2＝10∶1的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R 0.匀强磁场的磁感应强度为B ，方向竖直向下，导体棒ab 长为l (电阻不计)，绕与ab 平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO ′以角速度ω匀速转动．如果滑动变阻器的阻值为R 时，通过电流表的电流为I ，则 ( ).
A ．滑动变阻器上消耗的功率为P ＝100I 2R
B ．变压器原线圈两端的电压U 1＝10IR
C ．取ab 在环的最低端时t ＝0，则导体棒ab 中感应电流的表达式是i ＝2I sin ωt
D ．ab 沿环转动过程中受到的最大安培力F ＝2BIl
2．(2012·湖南高三联考)如图所示，水平铜盘半径为r ，置于磁感应强度为B ，
方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度ω做匀速圆周运动，铜盘的边缘及中心处分别通过滑动变阻器R 1与理想变压器的原线圈相连，该理想变压器原、副线圈的匝数比为n ∶1，变压器的副线圈与电阻为R 2的负载相连，则
( )．
A ．变压器原线圈两端的电压为Br 2ω2
B ．若R 1不变时，通过负载R 2的电流强度为0
C ．若R 1不变时，变压器的副线圈磁通量为0
D ．若R 1变化时，通过负载R 2的电流强度为通过R 1电流的1n
二、变压器原理
3．(多选)如图4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，U 1为加在原线圈两端的交变电压，I 0、I 1分别为原线圈和副线圈中的电流，下列说法正确的是 ( )．
图4
A．保持P的位置及U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U不变，S由a切换到b，则I1减小
C．保持P的位置及U不变，S由b切换到a，则I1增大
D．保持U不变，S接b端，将P向上滑动，则I1减小
三、电能的传输
4．2012年入春以来，云南省部分地区出现严重旱情，导致大面积农作物受灾，大量群众饮水困难．目前旱情仍在继续．为帮助灾区抗旱，电力部门加大了对灾区的电力供应．如图所示，发电厂的输出电压和输电线的电阻、变压器不变，若发电厂增大输出功率，则下列说法正确的是()．
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减小
四、综合应用
5．(多选)如图所示，T为理想变压器，A1、A2为理想交流电流表，V1、V2为理想交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻(光照增强，电阻减小)，原线圈两端接恒压正弦交流电源，当光照增强时()．
A．电压表V1示数变小
B．电压表V2示数变大
C．电流表A1示数变大
D．电流表A2示数变大
6．如图所示，图(a)中的变压器是一理想变压器，其输出端输出电压信号如图(b)所示(图线为正弦曲线)，电路中电阻R＝55 Ω，图中交流电流表、交流电压表为理想电表，其中电流表A1与电流表A2的读数之比为1∶4，下列说法中正确的是()．
A．电压表V1的示数为880 V
B．电压表V2的示数为220 2 V
C．原线圈输入功率为220 W
D．原线圈中交变电压的频率为100 Hz
【自我演练】
1、（2013河北省名校俱乐部模拟）如图甲所示,理想变压器的原线圈匝数n1=100匝，副线圈匝数n2=50匝，电阻R=10Ω，○V是交流电压表，原线圈加上如图乙所示的交流电,则下列说法正确的是
A.流经电阻的电流的频率为100 Hz
B.○V的示数为10 V
C.流经R的电流方向每秒改变50次
D.电阻R上每秒产生的热量为10 J
2、（2013年3月山东省烟台市诊断）如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电．当原
线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定功率10W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40Ω，图中电压表为理想电表，下列说法正确的是
A．变压器输入电压的瞬时值表达式为u=2202sinπt（V）
B．电压表的示数为220V
C．变压器原、副线圈的匝数比为11:1
D．变压器的输入功率为110W
3、（2013山东省名校联考）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n l∶n2=4∶1，原线圈接图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻R T（阻值随温度的升高而减小）及报警器P组成闭合电路，回路中电流增加到一定值时报警器P将发出警报声.则以下判断正确的是
A.变压器副线圈中交流电压的瞬时表达式u=92sin100πt(V)
B.电压表示数为9V
C. R T处温度升高到一定值时，报警器P将会发出警报声
D. R T处温度升高时，变压器的输入功率变小
4、（湖北省荆门市2012-2013学年度高三元月调考）
如图所示，半径为L=1m的金属圆环，其半径Oa是铜
棒，两者电阻均不计且接触良好。
今让Oa以圆心O为
轴，以角速度 =10rad/s匀速转动，圆环处于垂直于
环面，磁感应强度为B=2T的匀强磁场中。
从圆心O引
出导线，从圆环上接出导线，并接到匝数比为n1∶
n2=1∶4的理想变压器原线圈两端。
则接在副线圈两端
的理想电压表的示数为
A．40V B．20V
C．80V D．0V
5、（江苏省南师大附中2012届高三5月份模拟考试试卷）如图甲所示为远距离输电示意图，升压变压器原副线圈匝数比为1∶10，降压变压器副线圈接有负载电路，升压变压器和降压变压器之间的长距离输电线路的电阻不能忽略，变压器视为理想变压器，升压变压器左侧输入端输入如图乙所示交变电压，下列说法中正确的有()
A.升压变压器副线圈输出电压的频率为50 Hz
B.升压变压器副线圈输出电压的有效值为31 V
C.滑片P向右移动时，降压变压器的输出电压变大
D.滑片P向右移动时，整个输电系统的效率降低
6、（江苏省扬州中学2012届高三元月双周练习）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，CD之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，CD两端接恒压交流电源，变压器可视为理想变压器。
则（）
A．当动触头P逆时针转动时，电流表读数变大，电压表读数变大
B．当动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变大
C．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变小，电压表读数变大
D．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变小。