第2講變壓器電能的輸送

1、第2講變壓器電能的輸送理想變壓器(考綱要求 )1.構(gòu)造：如圖1021所示，變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成的圖1021(1)原線圈：與交流電源連接的線圈，也叫初級(jí)線圈(2)副線圈：與負(fù)載連接的線圈，也叫次級(jí)線圈2原理：電流磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)3基本關(guān)系式(1)功率關(guān)系：P入P出(2)電壓關(guān)系：有多個(gè)副線圈時(shí).(3)電流關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí).由P入P出及PUI推出有多個(gè)副線圈時(shí)，U1I1U2I2U3I3UnIn.4幾種常用的變壓器(1)自耦變壓器調(diào)壓變壓器(2)互感器判斷正誤，正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“”(1)沒有能量損失的變壓器叫理想變壓器()(2)變壓器只對(duì)變化的電流起作用，對(duì)恒定電

2、流不起作用()(3)變壓器不但能改變交變電流的電壓，還能改變交變電流的頻率()(4)變壓器能改變交變電壓、交變電流，但不改變功率即輸入功率總等于輸出功率()答案(1)(2)(3)(4)遠(yuǎn)距離輸電(考綱要求 )1.輸電過程(如圖1022所示)圖10222輸電導(dǎo)線上的能量損失：主要是由輸電線的電阻發(fā)熱產(chǎn)生的，表達(dá)式為QI2Rt.3電壓損失(1)UUU；(2)UIR4功率損失(1)PPP；(2)PI2R2R5輸送電流(1)I；(2)I.判斷正誤，正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“”(1)變壓器副線圈并聯(lián)更多的用電器時(shí)，原線圈輸入的電流隨之增大()(2)增大輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失()(

3、3)高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發(fā)熱損耗()(4)在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越小()答案(1)(2)(3)(4)基 礎(chǔ) 自 測(cè)1(多選)關(guān)于理想變壓器的工作原理，以下說法正確的是()A通過正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變B穿過原、副線圈的磁通量在任何時(shí)候都相等C穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D原線圈中的電流通過鐵芯流到了副線圈解析由于是交變電流，交變電流的磁場(chǎng)不斷變化，磁通量也在變化，A錯(cuò)誤；因理想變壓器無漏磁，故B、C正確；原線圈中的電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能又轉(zhuǎn)化為電能，故D錯(cuò)答案BC2(多選)如圖1023所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為

4、21，電池和交變電源的電動(dòng)勢(shì)都為6 V，內(nèi)阻均不計(jì)下列說法正確的是()圖1023AS與a接通的瞬間，R中無感應(yīng)電流BS與a接通穩(wěn)定后，R兩端的電壓為0CS與b接通穩(wěn)定后，R兩端的電壓為3 VDS與b接通穩(wěn)定后，原、副線圈中電流的頻率之比為21解析S與a接通的瞬間，副線圈有瞬間的感應(yīng)電流，A錯(cuò)誤；S與a接通穩(wěn)定后，理想變壓器的原線圈電流穩(wěn)定不變，副線圈電壓為零，B正確；S與b接通穩(wěn)定后，根據(jù)U1U2n1n2，可得R兩端的電壓為3 V，C正確；原、副線圈的頻率相同，D錯(cuò)誤答案BC3(單選)一輸入電壓為220 V，輸出電壓為36 V的變壓器副線圈燒壞為獲知此變壓器原、副線圈匝數(shù)，某同學(xué)拆下燒壞的副線

5、圈，用絕緣導(dǎo)線在鐵芯上新繞了5匝線圈，如圖1024所示，然后將原線圈接到220 V交流電源上，測(cè)得新繞線圈的端電壓為1 V按理想變壓器分析，該變壓器燒壞前的原、副線圈匝數(shù)分別為()圖1024A1 100,360 B1 100,180 C2 200,180 D2 200,360解析根據(jù)可得，可知n11 100.排除C、D兩項(xiàng)再由可知n2180，故A錯(cuò)、B對(duì)答案B4(多選)在遠(yuǎn)距離輸電中，當(dāng)輸電線的電阻和輸送的電功率不變時(shí)，那么()A輸電線路上損失的電壓與輸送電流成正比B輸電的電壓越高，輸電線路上損失的電壓越大C輸電線路上損失的功率跟輸送電壓的平方成反比D輸電線路上損失的功率跟輸電線上的電流成正比

6、解析輸電線路上損失電壓UIR，在R一定時(shí)，U和I成正比若U越高，I，I越小，那么U越小輸電線路上損失的功率PI2R，當(dāng)P一定時(shí)，I，所以P2R，即P和U的平方成反比，跟I的平方成正比，故A、C正確答案AC5(2013汕頭質(zhì)量測(cè)評(píng))(單選)如圖1025所示為遠(yuǎn)距離輸電的電路原理圖，下列判斷正確的是()圖1025AU1U2 BU2U3 CI4I2解析在遠(yuǎn)距離輸電的過程中，第一級(jí)為升壓過程，故U1I2，A錯(cuò)誤、D正確；由部分電路歐姆定律可得U3U2I2R線，B錯(cuò)誤；由于第二級(jí)為降壓過程，故U3U4，由U3I2U4I4，可知I2I4，C錯(cuò)誤答案D熱點(diǎn)一變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用理想變壓器的規(guī)律理想變壓器沒有

7、能量損失；沒有磁通量損失基本關(guān)系功率關(guān)系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率P入P出電壓關(guān)系原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，即，與負(fù)載情況、副線圈個(gè)數(shù)的多少無關(guān)電流關(guān)系只有一個(gè)副線圈：電流和匝數(shù)成反比，即；多個(gè)副線圈：由輸入功率和輸出功率相等確定電流關(guān)系，即U1I1U2I2U3I3InUn頻率關(guān)系原、副線圈中電流的頻率相等制約關(guān)系電壓副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定，即U2U1(原制約副)功率副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載決定，原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定，即P1P2(副制約原)電流原線圈的電流I1由副線圈的電流I2和匝數(shù)比決定，即I1I2(副制約原)【典例1】 (20

8、13廣東卷，16)如圖1026，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n221，和均為理想電表，燈泡電阻RL6 ，AB端電壓u112sin 100t (V)，下列說法正確的是()圖1026A電流頻率為100 Hz B.的讀數(shù)為24 VC.的讀數(shù)為0.5 A D變壓器輸入功率為6 W解析由2f100 rad/s得：f50 Hz，A錯(cuò)有效值U112 V，又：得：U26 V，I21 A，B、C項(xiàng)錯(cuò)由能量守恒得P1P2U2I26 W，D對(duì)答案D【跟蹤短訓(xùn)】1(2012重慶卷，15)如圖1027所示，理想變壓器的原線圈接入u11 000 sin 100t(V)的交變電壓，副線圈通過電阻r6 的導(dǎo)線對(duì)“220 V

9、,880 W”的電器RL供電，該電器正常工作由此可知()圖1027A原、副線圈的匝數(shù)比為501B交變電壓的頻率為100 HzC副線圈中電流的有效值為4 AD變壓器的輸入功率為880 W解析由電器RL正常工作，可得通過副線圈的電流為I A4 A，故C對(duì)；副線圈導(dǎo)線所分電壓為Ur46 V24 V，副線圈兩端電壓U2220 V24 V244 V，因此原、副線圈的匝數(shù)比，故A錯(cuò)；又P1P2U2I22444 W976 W，故D錯(cuò)；交變電壓的頻率f50 Hz，故B錯(cuò)答案C熱點(diǎn)二理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析解決理想變壓器中有關(guān)物理量的動(dòng)態(tài)分析問題的方法1分清不變量和變量，弄清理想變壓器中電壓、電流、功率之間的聯(lián)系和

10、相互制約關(guān)系，利用閉合電路歐姆定律，串、并聯(lián)電路特點(diǎn)進(jìn)行分析判定2分析該類問題的一般思維流程是：【典例2】如圖1028所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為101，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1220sin 100t(V)，則()圖1028A當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表V1的示數(shù)為22 VB當(dāng)t s時(shí)，電壓表V0的讀數(shù)為220 VC單刀雙擲開關(guān)與a連接，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過程中，電壓表V1的示數(shù)增大，電流表示數(shù)變小D當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，電壓表V1和電流表的示數(shù)均變小解析原線圈輸入電壓的有效

11、值為220 V，由變壓比及電表測(cè)得的有效值可知，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，副線圈的輸出電壓U222 V，而U2UR0UV1，所以電壓表V1的示數(shù)小于22 V，A錯(cuò)；由瞬時(shí)值表達(dá)式可知，當(dāng)t s時(shí)，電壓的瞬時(shí)值為110 V，而電壓表示數(shù)為有效值，故電壓表V0的讀數(shù)為220 V，B對(duì)；單刀雙擲開關(guān)與a連接，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過程中，R接入電路的阻值增大，而U2不變，故電流表讀數(shù)減小，電壓表V1示數(shù)增大，C對(duì)；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，變壓器原線圈匝數(shù)減小，所以副線圈輸出電壓增大，電壓表V1和電流表的示數(shù)均變大，D錯(cuò)答案BC反思總結(jié)常見的理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問題一般有兩種：匝數(shù)比不變的情

12、況和負(fù)載電阻不變的情況1匝數(shù)比不變的情況(1)U1不變，根據(jù)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，不論負(fù)載電阻R如何變化，U2也不變(2)當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，I2變化，輸出電流I2決定輸入電流I1，故I1發(fā)生變化(3)I2變化引起P2變化，由P1P2知P1發(fā)生變化2負(fù)載電阻不變的情況(1)U1不變，發(fā)生變化，U2變化(2)R不變，U2變化，I2發(fā)生變化(3)根據(jù)P2和P1P2，可以判斷P2變化時(shí)，P1發(fā)生變化，U1不變時(shí)，I1發(fā)生變化【跟蹤短訓(xùn)】2(2013遼寧五校聯(lián)考)如圖1029所示，有一矩形線圈的面積為S，匝數(shù)為N，電阻不計(jì)，繞OO軸在水平方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，

13、從圖示位置開始計(jì)時(shí)矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器，滑動(dòng)觸頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓，副線圈接有可調(diào)電阻R，下列判斷正確的是()圖1029A矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為eNBScos tB矩形線圈從圖示位置經(jīng)過時(shí)間時(shí)，通過電流表的電荷量為0C當(dāng)P不動(dòng)、R增大時(shí)，電壓表讀數(shù)也增大D當(dāng)P向上移動(dòng)、R不變時(shí)，電流表讀數(shù)減小解析矩形線圈切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流為正弦式交變電流，圖示時(shí)刻線圈切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，最大值為EmNBS，則其瞬時(shí)值表達(dá)式為eNBScos t，選項(xiàng)A正確；矩形線圈從圖示位置經(jīng)過時(shí)間，剛好為周期，磁通量的變化量不為0，通過電流表的電荷量不為0，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電

14、壓表讀數(shù)為電壓的有效值，矩形線圈的電阻不計(jì)，故電壓表的示數(shù)為交流電壓的有效值，恒定不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)P向上移動(dòng)、R不變時(shí)，原線圈的電壓不變，副線圈的電壓增大，輸出功率變大，故原線圈中的電流增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案A熱點(diǎn)三遠(yuǎn)距離輸電問題遠(yuǎn)距離輸電問題的“三二一”1理清三個(gè)回路圖102102抓住兩個(gè)聯(lián)系(1)理想的升壓變壓器聯(lián)系了回路1和回路2，由變壓器原理可得：線圈1(匝數(shù)為n1)和線圈2(匝數(shù)為n2)中各個(gè)量間的關(guān)系是，P1P2.(2)理想的降壓變壓器聯(lián)系了回路2和回路3，由變壓器原理可得：線圈3(匝數(shù)為n3)和線圈4(匝數(shù)為n4)中各個(gè)量間的關(guān)系是，P3P4.3掌握一個(gè)守恒能量守恒關(guān)系式P1P

15、損P3【典例3】 圖102112013年4月20日8時(shí)2分在四川省雅安市蘆山縣發(fā)生7.0級(jí)地震后，常州常發(fā)集團(tuán)向?yàn)?zāi)區(qū)人民捐贈(zèng)一批柴油發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)說明書的部分內(nèi)容如下表所示，現(xiàn)在用一臺(tái)該型號(hào)的柴油發(fā)電機(jī)給災(zāi)民臨時(shí)安置區(qū)供電，如圖10211所示發(fā)電機(jī)到安置區(qū)的距離是400 m，輸電線路中的火線和零線均為GBCZ60型單股銅導(dǎo)線，該型號(hào)導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電阻為2.5104，安置區(qū)家用電器的總功率為44 kW，當(dāng)這些額定電壓為220 V的家用電器都正常工作時(shí)().型號(hào)AED6500S輸出電壓范圍220300 V最大輸出功率60 kWA.輸電線路中的電流為20 AB發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出電壓為300 VC在輸

16、電線路上損失的電功率為8 kWD如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦式交變電流，則其輸出電壓最大值是300 V解析當(dāng)這些額定電壓為220 V的家用電器都正常工作時(shí)，輸電線路中的電流為I200 A，A錯(cuò)；導(dǎo)線電阻為R2.51044002 0.2 ，則發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出電壓為U輸U(kuò)IR260 V，B錯(cuò)；在輸電線路上損失的電功率為P損I2R8 kW，C對(duì)；如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦式交變電流，則其輸出電壓的最大值是UmU輸368 V，D錯(cuò)答案C【跟蹤短訓(xùn)】3隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)能源的需求也日益增大，節(jié)能變得越來越重要某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電，用戶通過降壓變壓器用電，若發(fā)電廠輸出電壓為U

17、1，輸電導(dǎo)線總電阻為R，在某一時(shí)段用戶需求的電功率為P0，用戶的用電器正常工作的電壓為U2.在滿足用戶正常用電的情況下，下列說法正確的是()A輸電線上損耗的功率為B輸電線上損耗的功率為C若要減少輸電線上損耗的功率可以采用更高的電壓輸電D采用更高的電壓輸電會(huì)降低輸電的效率解析設(shè)發(fā)電廠輸出功率為P，則輸電線上損耗的功率為PPP0，PI2R，A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；采用更高的電壓輸電，可以減小導(dǎo)線上電流，故可以減小輸電導(dǎo)線上損耗的功率，C項(xiàng)正確；采用更高的電壓輸電，輸電線上損耗的功率減小，則發(fā)電廠輸出的總功率減小，故可提高輸電的效率，D項(xiàng)錯(cuò)誤答案C4某小型水電站的電能輸送示意圖如圖10212所示，發(fā)電機(jī)通過

18、升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電已知輸電線的總電阻為R，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為41，降壓變壓器副線圈兩端交變電壓u220sin (100t) V，降壓變壓器的副線圈與阻值R011 的電阻組成閉合電路若將變壓器視為理想變壓器，則下列說法中正確的是()圖10212A通過R0電流的有效值是20 AB降壓變壓器T2原、副線圈的電壓比為41C升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓D升壓變壓器T1的輸出功率大于降壓變壓器T2的輸入功率解析降壓變壓器副線圈兩端交變電壓有效值為220 V，負(fù)載電阻為11 ，所以通過R0電流的有效值是20 A，選項(xiàng)A正確；降壓變壓器T2的原、

19、副線圈匝數(shù)之比為41，所以降壓變壓器T2原、副線圈的電壓比為41，選項(xiàng)B正確；升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓加上輸電線上損失的電壓，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；升壓變壓器T1的輸出功率等于降壓變壓器T2的輸入功率加上輸電線上損失的功率，選項(xiàng)D正確答案ABD物理建模11.三種特殊的變壓器模型自耦變壓器高中物理中研究的變壓器本身就是一種忽略了能量損失的理想模型，自耦變壓器(又稱調(diào)壓器)，它只有一個(gè)線圈，其中的一部分作為另一個(gè)線圈，當(dāng)交流電源接不同的端點(diǎn)時(shí)，它可以升壓也可以降壓，變壓器的基本關(guān)系對(duì)自耦變壓器均適用如圖10213所示圖10213【典例1】 (2012課標(biāo)全國卷，17)自耦變壓器鐵

20、芯上只繞有一個(gè)線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖10214所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)已知變壓器線圈總匝數(shù)為1 900匝；原線圈為1 100匝，接在有效值為220 V的交流電源上當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，負(fù)載R上的功率為2.0 kW.設(shè)此時(shí)原線圈中電流有效值為I1，負(fù)載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為()圖10214A380 V和5.3 A B380 V和9.1 AC240 V和5.3 A D240 V和9.1 A解析根據(jù)理想變壓器電壓比關(guān)系，代入數(shù)據(jù)解得副線圈兩端的電壓有效值U2380 V，因理想變壓器原、副線圈輸入和輸出的功率相等

21、，即P入P出U1I1，解得I1A9.1 A，選項(xiàng)B正確；選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤答案B即學(xué)即練1如圖10215甲所示，為一種可調(diào)壓自耦變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖，線圈均勻繞在圓環(huán)形鐵芯上，若AB間輸入如圖乙所示的交變電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭P到如圖甲中所示位置，在BC間接一個(gè)理想的交流電壓表(圖甲中未畫出)，則()圖10215AAB間輸入的交流電的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u220sin(100t)VB該交流電的頻率為100 HzCt1102s時(shí)電壓表的讀數(shù)為零DBC間輸出的電功率為零解析由乙圖可讀出交流電的最大值為Um220 V，周期T2102s，100 rad/s.則交流電的電壓瞬時(shí)值uUmsin t220sin(1

22、00t)V，A正確由f50 Hz，知B錯(cuò)因電壓表測(cè)交流電電壓時(shí)，讀數(shù)為交流電的有效值，不能讀出瞬時(shí)值，所以讀數(shù)為220 V，則C錯(cuò)由于BC間接理想電壓表，RV無窮大，則P0，D正確答案AD互感器分為電壓互感器和電流互感器，比較如下：類型比較項(xiàng)目電壓互感器電流互感器原理圖原線圈的連接并聯(lián)在高壓電路中串聯(lián)在待測(cè)交流電路中副線圈的連接連接電壓表連接電流表互感器的作用將高電壓變?yōu)榈碗妷簩⒋箅娏髯兂尚‰娏骼玫墓絀1n1I2n2【典例2】 電流互感器和電壓互感器如圖10216所示其中n1、n2、n3、n4分別為四組線圈的匝數(shù)，a、b為兩只交流電表，則()圖10216AA為電流互感器，且n1n2，a是電

23、壓表CB為電流互感器，且n3n4，b是電壓表解析由題圖可知A為電流互感器，B為電壓互感器，因此a是電流表，b是電壓表在A中，有I1n1I2n2，要把大電流變?yōu)樾‰娏?，有n2n1；在B中，有，要把高電壓變成低電壓，則有n3n4；綜上所述可知，選項(xiàng)A、D正確答案AD即學(xué)即練2(2013天津卷，4)普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測(cè)量電流，通常要通過電流互感器來連接，圖10217中電流互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少，工作時(shí)電流為Iab，cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多，工作時(shí)電流為Icd，為了使電流表能正常工作，則()圖10217Aab接MN、cd接PQ，IabIcdBab接MN、cd接PQ，IabI

24、cdCab接PQ、cd接MN，IabIcdDab接PQ、cd接MN，IabIcd解析測(cè)電流時(shí)，需副線圈中的電流較小，由可知；n2較大，n1較小，所以ab接MN，cd接PQ，IabIcd.選項(xiàng)B正確答案B雙副線圈變壓器計(jì)算具有兩個(gè)(或兩個(gè)以上)副線圈的變壓器問題時(shí)，應(yīng)注意三個(gè)關(guān)系：(1)電壓關(guān)系：(2)電流關(guān)系：n1I1n2I2n3I3(3)功率關(guān)系：P1P2P3【典例3】 如圖10218所示，理想變壓器有兩個(gè)副線圈，L1、L2是兩盞規(guī)格為“8 V,10 W”的燈泡，L3、L4是兩盞規(guī)格為“6 V,12 W”的燈泡，當(dāng)變壓器的輸入電壓為U1220 V時(shí)，四盞燈泡恰好都能正常發(fā)光，如果原線圈的匝數(shù)

25、n11 100匝，求： 圖10218(1)副線圈n2、n3的匝數(shù)(2)電流表的讀數(shù)解析(1)由變壓器原理可知n1n2n3U1U2U3，則n2n11 100匝40匝n3n11 100匝60匝(2)由輸入功率等于輸出功率知I1U1P2P3P4即有I1A0.2 A.答案(1)40匝60匝(2)0.2 A即學(xué)即練3如圖10219所示，接于理想變壓器中的四個(gè)規(guī)格相同的燈泡都正常發(fā)光，那么，理想變壓器的匝數(shù)比n1n2n3為()圖10219A111B321C621D221解析燈泡正常發(fā)光，可得UAUBUCUD，所以U22U3.由變壓器的電壓比公式，所以n22n3，同理，燈泡正常發(fā)光，功率相等，即PAPBPC

26、PD.由PI2R，得IAIBICID，即I1I2I3.由U1I1U2I2U3I3得n1I1n2I2n3I3，即n1n2n32n3n33n3，所以n1n2n3321.答案B對(duì)應(yīng)高考題組1(2011課標(biāo)全國，17)如圖所示，一理想變壓器原，副線圈的匝數(shù)比為12；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220 V，額定功率為22 W；原線圈電路中接有電壓表和電流表現(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光若用U和I分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)，則()AU110 V，I0.2 ABU110 V，I0.05 ACU110 V，I0.2 ADU110 V，I0.2 A解析由變壓原理可得U1110 V，即電壓表示數(shù)為110

27、 V由P入P出，燈泡正常發(fā)光可得P入U(xiǎn)1I1P出22 W，I1 A0.2 A，故A正確答案A2(2011山東理綜，20)為保護(hù)用戶電壓穩(wěn)定在220 V，變電所需適時(shí)進(jìn)行調(diào)壓，圖甲為調(diào)壓變壓器示意圖保持輸入電壓u1不變，當(dāng)滑動(dòng)接頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓某次檢測(cè)得到用戶電壓u2隨時(shí)間t變化的曲線如圖乙所示以下正確的是()Au2190sin(50t)VBu2190sin(100t)VC為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V，應(yīng)將P適當(dāng)下移D為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V，應(yīng)將P適當(dāng)上移解析由題圖乙知交變電流的周期T2102s，所以100 rad/s，故u2Umsin t190sin(100t)V，A錯(cuò)誤，B

28、正確由得U2U1，欲使U2升高，n1應(yīng)減小，P應(yīng)上移，C錯(cuò)誤，D正確答案BD3(2012山東卷，18)如圖甲所示是某燃?xì)鉅t點(diǎn)火裝置的原理圖轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交變電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，為交流電壓表當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于5 000 V時(shí)，就會(huì)在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w以下判斷正確的是()A電壓表的示數(shù)等于5 VB電壓表的示數(shù)等于 VC實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是1 000D實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是1 000，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案BC4(2012福建卷，14)如圖所示，理想變壓器原線圈輸入電壓uUmsin t，副線圈電路

29、中R0為定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器.和是理想交流電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；和是理想交流電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示下列說法正確的是()AI1和I2表示電流的瞬時(shí)值BU1和U2表示電壓的最大值C滑片P向下滑動(dòng)過程中，U2不變、I1變大D滑片P向下滑動(dòng)過程中，U2變小、I1變小解析交流電表的示數(shù)為有效值，故A、B兩項(xiàng)均錯(cuò)誤；P向下滑動(dòng)過程中，R變小，由于交流電源、原副線圈匝數(shù)不變，U1、U2均不變，所以I2變大，由，得I1I2變大，故C項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤答案C5(2012天津卷，4)通過一理想變壓器，經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P，原線圈的電壓U保持不變，輸電線路的總電阻為R.當(dāng)副線圈與原線

30、圈的匝數(shù)比為k時(shí)，線路損耗的電功率為P1，若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk，線路損耗的電功率為P2，則P1和分別為()A.， B.2R，C.， D.2R，解析根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律，得k，nk，所以U1kU，U2nkU.根據(jù)PUI，知匝數(shù)比為k和nk的變壓器副線圈的電流分別為I1，I2.根據(jù)PI2R，輸電線路損耗的電功率分別為P1IR2R，P2IR2R，所以.選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤答案D6(2012江蘇高考)某同學(xué)設(shè)計(jì)的家庭電路保護(hù)裝置如圖所示，鐵芯左側(cè)線圈L1由火線和零線并行繞成當(dāng)右側(cè)線圈L2中產(chǎn)生電流時(shí)，電流經(jīng)放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)K，從而切斷家庭電路僅考慮L1在鐵芯中產(chǎn)

31、生的磁場(chǎng)，下列說法正確的有()A家庭電路正常工作時(shí)，L2中的磁通量為零B家庭電路中使用的電路增多時(shí)，L2中的磁通量不變C家庭電路發(fā)生短路時(shí)，開關(guān)K將被電磁鐵吸起D地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時(shí)，開關(guān)K將被電磁鐵吸起解析當(dāng)家庭電路正常工作時(shí)，火線和零線中的電流大小始終相等，方向始終相反，由于采用雙線繞成，當(dāng)電路正常工作時(shí)，火線和零線在鐵芯內(nèi)部產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小相等，方向相反，所以內(nèi)部的磁通量為零，A正確；當(dāng)電路中的電器增多時(shí)，火線和零線中的電流都增大了，但大小始終相等，方向始終相反，鐵芯內(nèi)部的磁通量還是零，即L2中的磁通量不變，B正確；當(dāng)電路發(fā)生短路時(shí)，電流不經(jīng)用電器，火線和零線中電流很大，但大小始終

32、相等，方向始終相反，鐵芯內(nèi)部的磁通量還是零，L2不產(chǎn)生感應(yīng)電流，開關(guān)K不會(huì)被電磁鐵吸起，C錯(cuò)誤；當(dāng)?shù)孛嫔系娜私佑|火線發(fā)生觸電時(shí)，電流經(jīng)人體流向地面，不經(jīng)過零線，所以火線和零線中的電流大小不等，在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的磁通量不為零，L2中產(chǎn)生感應(yīng)電流，開關(guān)K被電磁鐵吸起，D正確答案ABD7(2013江蘇卷，8)如圖所示，理想變壓器原線圈接有交流電源，當(dāng)副線圈上的滑片P處于圖示位置時(shí)，燈泡L能發(fā)光要使燈泡變亮，可以采取的方法有()A向下滑動(dòng)PB增大交流電源的電壓C增大交流電源的頻率D減小電容器C的電容解析滑片P向下滑動(dòng)，副線圈匝數(shù)減小，變壓器輸出電壓減小燈泡變暗，則A項(xiàng)錯(cuò)；增大原線圈的輸入電壓，輸出電壓增大

33、，小燈泡變亮，B項(xiàng)正確；增大交流電的頻率，電容器對(duì)交流電的阻礙減小，因此燈泡變亮，C項(xiàng)正確；減小電容器的電容，電容器對(duì)交流電的阻礙會(huì)增大，因此D項(xiàng)錯(cuò)誤答案BC A對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練練熟基礎(chǔ)知識(shí)題組一理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用1(2012海南單科，4)(單選)如圖10220所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為201，兩個(gè)標(biāo)有“12 V，6 W”的小燈泡并聯(lián)在副線圈的兩端當(dāng)兩燈泡都正常工作時(shí)，原線圈電路中電壓表和電流表(可視為理想的)的示數(shù)分別是()圖10220A120 V,0.10 A B240 V,0.025 AC120 V,0.05 A D240 V,0.05 A解析副線圈電壓U212 V，由得U1240

34、 V，副線圈中電流I22A1 A，由得I10.05 A.答案D2(多選)如圖10221甲所示，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為31，L1、L2、L3為三只規(guī)格均為“9 V,6 W”的相同的燈泡，各電表均為理想交流電表，輸入端交變電壓u的圖象如圖乙所示則以下說法中正確的是()圖10221A電壓表的示數(shù)為27VB三只燈泡均能正常發(fā)光C電流表的示數(shù)為2 AD變壓器副線圈兩端交變電流的頻率為50 Hz解析交流電表讀數(shù)為有效值，故電壓表示數(shù)U127 V，A錯(cuò)誤；由，3，得知副線圈兩端電壓為9 V，則三只燈泡均正常發(fā)光，B正確；副線圈中電流I23IL2A，C正確；變壓器不改變交流電的頻率，原、副線圈頻率均為50

35、 Hz，D正確答案BCD3(2013四川卷，2)(單選)用220 V的正弦交流電通過理想變壓器對(duì)一負(fù)載供電，變壓器輸出電壓是110 V，通過負(fù)載的電流圖象如圖10222所示，則()圖10222A變壓器輸入功率約為3.9 WB輸出電壓的最大值是110 VC變壓器原、副線圈匝數(shù)比是12D負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i0.05 sin(100 t)A解析由題意知：U1220 V，U2110 V，所以21，U2m110 V，選項(xiàng)B、C均錯(cuò)誤由圖象可知：I2m0.05 A，T0.02 s，則負(fù)載電流的表達(dá)式為i0.05 sin(100 t)A，選項(xiàng)D錯(cuò)誤變壓器的輸入功率P1P2I2U2110 W3.9 W，選項(xiàng)

36、A正確答案A4(2013江西盟校一聯(lián)，18)(單選)如圖10223所示，匝數(shù)為50匝的矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積S0.5 m2，線框電阻不計(jì)線框繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO以角速度100 rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并與理想變壓器原線圈相連，副線圈接入一只“220 V,60 W”燈泡，且燈泡正常發(fā)光，熔斷器允許通過的最大電流為10 A，下列說法正確的是()圖10223A在圖示位置線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B線框中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的有效值為250 VC變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為2522D允許變壓器輸出的最大功率為1 000 W解析在圖示位置線框和磁感線垂直，磁通量最大，線

37、框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值EmNBS250 V，其有效值EEm250 V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；燈泡能正常發(fā)光，則電壓U2220 V，由，可知變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為2522，選項(xiàng)C正確；熔斷器允許通過的最大電流為10 A，即I110 A，P1U1I125010 W2 500 W，因此變壓器允許輸出的最大功率為2 500 W，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案C題組二理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析5(單選)如圖10224所示的電路中，有一自耦變壓器，左側(cè)并聯(lián)一只理想電壓表V1后接在穩(wěn)定的交流電源上；右側(cè)串聯(lián)燈泡L和滑動(dòng)變阻器R，R上并聯(lián)一只理想電壓表V2.下列說法中正確的是()圖10224

38、A若F不動(dòng)，滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，V1示數(shù)變大，V2示數(shù)變小B若F不動(dòng)，滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的功率變小C若P不動(dòng)，滑片F(xiàn)向下移動(dòng)時(shí)，V1、V2的示數(shù)均變小D若P不動(dòng)，滑片F(xiàn)向下移動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的功率變大解析若F不動(dòng)，滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻變大，則副線圈回路中總電阻變大，則回路中電流減小，燈泡兩端電壓減小，功率變小，滑動(dòng)變阻器兩端電壓變大，V2的示數(shù)變大，而原線圈兩端電壓不變，則A錯(cuò)誤；B正確；若P不動(dòng)，滑片F(xiàn)向下移動(dòng)時(shí)，根據(jù)理想變壓器特點(diǎn)可知原線圈兩端電壓不變，電壓表V1示數(shù)不變，副線圈兩端電壓減小，則副線圈回路中電流變小，燈泡L消耗的功率減小，電壓表V2的示數(shù)變小，C

39、、D錯(cuò)誤答案B6(多選)如圖10225甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，b是原線圈的中心抽頭，圖中電表均為理想的交流電表，定值電阻R10 ，其余電阻均不計(jì)，從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上如圖乙所示的交變電壓，則下列說法中正確的是()圖10225A當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為22 VB當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接，且t0.01 s時(shí)，電流表示數(shù)為零C當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時(shí)，原線圈的輸入功率變大D當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時(shí)，副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5 Hz解析原線圈輸入電壓的有效值為U1V220 V，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，U2U122 V，A選項(xiàng)正確；當(dāng)t0.01

40、s時(shí)，電流表示數(shù)不為零，電流表測(cè)量的是有效值，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時(shí)，U2U144 V，輸出功率增大，原線圈的輸入功率也增大，此時(shí)輸出電壓的頻率不變，C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤答案AC7(2013江西八校聯(lián)考，17)(單選)調(diào)壓變壓器就是一種自耦變壓器，它的構(gòu)造如圖10226乙所示線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上，CD之間輸入交變電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭P就可以調(diào)節(jié)輸出電壓圖乙中兩電表均為理想交流電表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器現(xiàn)在CD兩端輸入圖甲所示正弦式交流電，變壓器視為理想變壓器，那么()圖10226A由甲圖可知CD兩端輸入交流電壓u的表達(dá)式為u36sin(100t)(V

41、)B當(dāng)滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，MN之間輸出交流電壓的頻率變大C當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大，電壓表讀數(shù)也變大D當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，電阻R2消耗的電功率變小解析由圖甲可知u36sin 100t(V)，A錯(cuò)誤M、N之間輸出交流電壓的頻率由輸入的交流電壓的頻率決定，B錯(cuò)誤滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，R3減小，由“串反并同”可知電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大，R2消耗的電功率P2減小，C錯(cuò)誤，D正確答案D題組三遠(yuǎn)距離輸電8(單選)中國已投產(chǎn)運(yùn)行的1 000 kV特高壓輸電，是目前世界上電壓最高的輸電工程假設(shè)甲、乙兩地原來用500 kV的超高壓輸電，在保持輸送電功率和輸

42、電線電阻都不變的條件下，現(xiàn)改用1 000 kV特高壓輸電，不考慮其他因素的影響則()A送電電流變?yōu)樵瓉淼?倍B輸電線上降落的電壓將變?yōu)樵瓉淼?倍C輸電線上降落的電壓將變?yōu)樵瓉淼腄輸電線上損耗的電功率將變?yōu)樵瓉淼慕馕龈鶕?jù)輸送電功率P輸U(kuò)輸I輸及P輸不變可知，送電電流I輸P輸/U輸1/U輸，當(dāng)U輸變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí)，I輸變?yōu)樵瓉淼?，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；輸電線上降落的電壓U降I輸R降I輸，所以，當(dāng)送電電流變?yōu)樵瓉淼臅r(shí)，輸電線上降落的電壓也變?yōu)樵瓉淼?，選項(xiàng)B錯(cuò)誤、C正確；輸電線上損耗的電功率P損IR降I，所以輸電線上損耗的電功率將變?yōu)樵瓉淼?，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案C9(多選)如圖10227所示，一交流發(fā)電機(jī)經(jīng)升壓變壓器

43、向遠(yuǎn)處用戶輸電，因某種原因發(fā)電機(jī)輸出電壓增大，設(shè)輸電線的電阻和用戶負(fù)載均不變(設(shè)用戶負(fù)載為純電阻)，電流表和電壓表為理想交流電表，則()圖10227A電流表示數(shù)增大B電壓表示數(shù)增大C輸電線上消耗的電功率減小D輸電線上消耗的電功率增大解析副線圈輸出電壓增大，輸電線和用戶負(fù)載為兩電阻串聯(lián)，電流增大，輸電線電阻消耗功率增大，由理想變壓器電流關(guān)系得，原線圈中電流增大，ABD選項(xiàng)正確答案ABD10(單選)如圖10228所示為重慶某中學(xué)教學(xué)區(qū)供電示意圖，供電部門通過理想變壓器原線圈A、B端送電，虛線框內(nèi)表示教學(xué)區(qū)內(nèi)各教室的照明電路已知變壓器副線圈C、D兩端距教學(xué)區(qū)輸入端E、F距離較遠(yuǎn)，電路之間輸電線電阻不

44、能忽略，設(shè)定A、B端輸入電壓一定，則以下說法正確的是()圖10228A如果教學(xué)區(qū)同時(shí)使用的電燈減少，A、B端輸入功率仍不變BC、D端電壓一定為220 VCE、F端電壓一定為220 VD教學(xué)區(qū)內(nèi)同時(shí)使用的電燈越多，E、F端輸入電壓越低解析使用的電燈減少時(shí)，輸電線與照明電路的總電阻變大，副線圈兩端電壓U2不變，故P出變小，又P入P出，所以A、B端輸入功率變小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于輸電線電阻的分壓，要保證教室內(nèi)照明燈正常工作，則應(yīng)有UCD220 V；而UEF會(huì)因?yàn)槭褂玫碾姛魯?shù)量不同而獲得不同電壓，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)使用的電燈越多時(shí)，輸電線上損失的電壓就越多，EF端輸入的電壓就越低，D項(xiàng)正確答案D11(多選)如圖10229所示，某變電站用10 kV的高壓向10 km外的小區(qū)供電，輸送的電功率為200 kW.現(xiàn)要求在輸電線路上損耗的功率不超過輸送電功率的2%，下列不同規(guī)格的輸電線中，符合要求的是()圖10229