2024高考物理一輪復習第60講變壓器電能的輸送(講義)(學生版+解析)

第60講變壓器電能的輸送目錄復習目標網絡構建考點一理想變壓器原理與基本關系【夯基·必備基礎知識梳理】知識點理想變壓器原理與基本關系【提升·必考題型歸納】考向1理想變壓器工作原理考向2原線圈中并聯(lián)電阻考向3原線圈中串聯(lián)電阻考點二理想變壓器的動態(tài)分析【夯基·必備基礎知識梳理】知識點理想變壓器的兩類動態(tài)分析【提升·必考題型歸納】考向1匝數比不變，負載發(fā)生變化考向2匝數比變化，負載不變考點三遠距離輸電【夯基·必備基礎知識梳理】知識點1三個回路知識點2兩個聯(lián)系知識點3一個守恒知識點4電壓損失和功率損失計算【提升·必考題型歸納】考向1遠距離輸電原理及電壓功率損失考向2遠距離輸電的動態(tài)分析問題考點四探究變壓器電壓與匝數關系【夯基·必備基礎知識梳理】知識點1實驗原理知識點2實驗步驟知識點3誤差分析【提升·必考題型歸納】考向探究變壓器電壓與匝數關系真題感悟理解和掌握變壓器的原理，能夠利用變壓器的原理處理有關動態(tài)分析問題。理解和掌握遠距離輸電的基本規(guī)律?？键c要求考題統(tǒng)計考情分析（1）變壓器（2）遠距離輸電2023年天津卷第6題2023年北京卷第7題2023年山東卷第7題高考對變壓器和遠距離輸電的考查較為頻繁，大多以選擇題中出現(xiàn)，題目難度要求大多不是太高，較為基礎?？键c一理想變壓器原理與基本關系知識點理想變壓器原理與基本關系理想變壓器沒有能量損失(銅損、鐵損)，沒有磁通量損失(磁通量全部集中在鐵芯中)基本關系功率關系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，P入＝P出電壓關系原、副線圈的電壓比等于匝數比，U1∶U2＝n1∶n2，與負載的多少無關電流關系只有一個副線圈時，I1∶I2＝n2∶n1；有多個副線圈時，由P入＝P出即I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn得I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn頻率關系f1＝f2(變壓器不改變交流電的頻率)處理技巧等效電阻考向1理想變壓器工作原理1．如圖所示的電路中，變壓器為理想變壓器，原、副線圈的匝數比是，電表均為理想電表，R為定值電阻，在原線圈兩端接入正弦交流電，各元件正常工作，電流表、的示數分別為、，電壓表、的示數分別為、，則下列關系正確的是（）

A． B． C． D．2．某國產“超薄磁吸無線充電器”的充電功率為30W，同時支持磁力吸附，可直接吸附在手機上進行無線充電。該充電器的工作原理如圖所示，當充電器上的發(fā)射線圈通入正弦式交變電流后，就會在接收線圈中感應出電流，實現(xiàn)為手機電池充電。某次測試時，該充電器接入電壓瞬時值的交流電源，發(fā)射線圈和接收線圈的匝數之比為，不計能量損耗，下列說法正確的是（）

A．接收線圈中電流產生的磁場恒定不變B．接收線圈中電流的頻率為100HzC．接收線圈兩端電壓的有效值為D．接收線圈中的電流的有效值為3A考向2原線圈中并聯(lián)電阻3．如下圖所示，交變電路中理想變壓器原、副線圈的匝數比為，、兩點間所加電壓，定值電阻消耗的電功率與定值電阻消耗的電功率之比為，定值電阻，的阻值均為，電流表為理想電表。則下列說法正確的是（

）

A．電流表的示數為 B．通過電阻的電流為C．定值電阻 D．電源消粍的電功率為4．在如圖甲所示的電路中，變壓器為理想變壓器，電表為理想電表，定值電阻，在a，b兩端接入如圖所示的電壓（為正弦曲線的一部分），電流表的示數為2.2A，電壓表的示數為27.5V，則（）

A．變壓器原、副線圈的匝數比為4：1B．變壓器原、副線圈的匝數比為C．定值電阻R消耗的功率為22WD．定值電阻R消耗的功率為15.125W考向3原線圈中串聯(lián)電阻5．如圖所示，理想變壓器上有三個線圈，匝數分別為，線圈連接交流電源和一個小燈泡，線圈串聯(lián)兩個小燈泡，線圈連接一個小燈泡。四個小燈泡完全相同且均正常發(fā)光，則的比值為（）

A． B． C． D．6．如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈匝數比為k，原線圈與定值電阻串聯(lián)后，接入輸出電壓有效值恒定的正弦式交流電源，副線圈與電阻箱相連。已知變壓器的輸出功率隨變化的圖像如圖乙所示，則k等于（）A．100 B． C．10 D．考點二理想變壓器的動態(tài)分析知識點理想變壓器的兩類動態(tài)分析匝數比不變的情況負載電阻不變的情況(1)U1不變，根據eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，可以得出不論負載電阻R如何變化，U2不變。(2)當負載電阻發(fā)生變化時，I2變化，根據輸出電流I2決定輸入電流I1，可以判斷I1的變化。(3)I2變化引起P2變化，根據P1＝P2，可以判斷P1的變化。(1)U1不變，eq\f(n1,n2)發(fā)生變化，U2變化。(2)R不變，U2變化，I2發(fā)生變化。(3)根據P2＝eq\f(U\o\al(2,2),R)和P1＝P2，可以判斷P2變化時，P1發(fā)生變化，U1不變時，I1發(fā)生變化?？枷?匝數比不變，負載發(fā)生變化1．如圖所示的理想變壓器，原、副線圈的匝數分別為9、4，原、副線圈所接的電表均為理想電表，兩個定值電阻的阻值均為，滑動變阻器的最大阻值為，兩個端點分別是，滑片為，下列說法正確的是（

）A．在移動滑片的過程中，電壓表的示數會改變B．滑片由向移動的過程中，電流表的示數逐漸減小C．滑片由向移動的過程中，電流表的示數逐漸增大D．當滑片位于點時，電源輸出的功率為2．如圖所示，理想變壓器原線圈接在電壓有效值恒定的交流電源上，定值電阻R1=3Ω，R2=10Ω，滑動變阻器最大阻值R=6Ω，三只電表均為理想交流電表。滑動變阻器滑片從中間向上滑動到端點的過程中，電流表A2、電壓表的讀數變化量分別為ΔI2、ΔU，則下列判斷正確的是（）

A．電流表A1的示數減小B．電壓表的示數不變C．D．R和R2消耗的總功率先增大后減小考向2匝數比變化，負載不變3．如圖，一理想變壓器的原線圈匝數固定，副線圈接入電路的匝數可以通過滑動觸頭Q調節(jié)。在原線圈一側接有一只交流電流表，副線圈一側由定值電阻R0和滑動變阻器R構成如圖所示的電路。若在原線圈上加一電壓為U的交流電，則下列說法正確的是（）

A．保持Q位置不動，將P向下滑動時，電流表的讀數變大B．保持Q位置不動，將P向下滑動時，電流表的讀數不變C．保持P位置不動，將Q向下滑動時，電流表的讀數變大D．保持P位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數不變4．如圖所示，N匝矩形線圈以轉速n繞軸勻速轉動，軸與線圈平面共面且與磁場方向垂直，磁場的磁感應強度為B，線圈面積為S，線圈電阻為r，線圈兩個末端分別通過電刷與理想自耦變壓器相連，為變壓器上的滑動觸頭，為滑動變阻器上的滑片，電壓表和電流表均為理想電表，則下列說法正確的是（）

A．從圖示位置開始計時，線圈中的感應電壓瞬時值表達式為B．若保持不動，從M位置逆時針轉到N位置，則電壓表示數增大C．只增大線圈的轉速，定值電阻消耗的電功率減小D．若不動，向左滑動，則電流表示數增大，減小考點三遠距離輸電知識點1三個回路理清三個回路知識點2兩個聯(lián)系(1)理想的升壓變壓器聯(lián)系著回路1和回路2，由變壓器原理可得：線圈1(匝數為n1)和線圈2(匝數為n2)中各個量間的關系是eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，P1＝P2。(2)理想的降壓變壓器聯(lián)系著回路2和回路3，由變壓器原理可得：線圈3(匝數為n3)和線圈4(匝數為n4)中各個量間的關系是eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)，eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3)，P3＝P4。知識點3一個守恒能量守恒關系式P1＝P損＋P4。知識點4電壓損失和功率損失計算（1）電壓損失：輸電線路上I2＝I線＝I3，總電阻R線導致的電壓損失ΔU＝U2－U3＝I線R線。（2）功率損失： ①P損＝P1－P4 ②P損＝I線·ΔU＝Ieq\o\al(2,線)R線＝注意：(1)當輸送功率一定時，輸電電壓增大到原來的n倍，輸電線上損耗的功率減小到原來的eq\f(1,n2)。(2)不要把輸電線上的輸電電壓U2和輸電線上損失的電壓ΔU相混淆。考向1遠距離輸電原理及電壓功率損失1．我國是目前世界上唯一用特高壓輸電技術進行遠距離輸電的國家，也是全球特高壓輸電線最長、核心專利最多、技術最完備的國家。如圖是交流特高壓遠距離輸電的原理圖，假定在遠距離輸電過程中，等效理想變壓器T1的輸入功率P0＝2.2×108W，輸入電壓U0＝11kV，輸電線上的電流I1＝200A，輸電線中的功率損失為輸入功率P0的4%。則（

）

A．U1＝1100VB．C．U1與U2的差與輸電功率無關D．變壓器T1的原副線圈匝數比為1∶1002．我國水力資源居世界首位，西部地區(qū)水力發(fā)電潛力巨大。水力發(fā)電的基本原理就是將水流的機械能（主要指重力勢能）轉化為電能。如圖所示，某小型水力發(fā)電站水流量（流量是指流體在單位時間內流過某一橫截面的體積），落差h＝12.5m，發(fā)電機（內阻不計）的輸出電壓，輸電線總電阻，為了減小損耗采用了高壓輸電。在發(fā)電機處安裝升壓變壓器，而在用戶處安裝降壓變壓器，其中，用戶獲得的電壓，用戶消耗的功率，變壓器均視為理想變壓器，已知水的密度，取重力加速度。下列說法正確的是（

）

A．輸電線損失的電壓為180V B．輸電線損失的電功率為25kWC．升壓變壓器原副線圈的匝數比 D．機械能轉化為電能的效率為80%考向2遠距離輸電的動態(tài)分析問題3．2020年9月，中國發(fā)布“雙碳戰(zhàn)略”，計劃到2030年實現(xiàn)碳達峰、2060年實現(xiàn)碳中和。碳排放問題的治本之策是轉變能源發(fā)展方式，加快推進清潔替代和電能替代，一座小型水電站向山下村鎮(zhèn)供電的示意圖如圖所示，升壓變壓器T1與降壓變壓器T2都是理想變壓器。已知發(fā)電機輸出電壓U1250V，兩個變壓器的匝數比，，輸電線電阻R20，輸電線上損失的功率為32kW。則下列說法正確的（

）

A．輸電線上損失的電壓為25000VB．用戶得到的電壓為200VC．發(fā)電機輸出功率P1000kWD．深夜，用戶的用電器減少時輸電線上損失的功率將變大4．如圖所示為某水電站遠距離輸電的原理圖。升壓變壓器的原、副線圈匝數比為k，輸電線的總電阻為R，發(fā)電機輸出的電壓恒為U，若由于用戶端負載變化，使發(fā)電機輸出功率增加了，升壓變壓器和降壓變壓器均視為理想變壓器。下列說法正確的是（）A．電壓表的示數與電流表的示數之比不變B．電壓表的示數與電流表的示數之比變大C．輸電線上損失的電壓增加了D．輸電線上損失的功率增加了考點四探究變壓器電壓與匝數關系知識點1實驗原理1．實驗電路圖2．實驗方法：采用控制變量法。(1)n1一定，研究n2和U2的關系。(2)n2一定，研究n1和U2的關系。知識點2實驗步驟1．保持原線圈的匝數n1和電壓U1不變，改變副線圈的匝數n2，研究n2對副線圈電壓U2的影響。2．保持副線圈的匝數n2和原線圈兩端的電壓U1不變，研究原線圈的匝數對副線圈電壓的影響。知識點3誤差分析1．由于漏磁，通過原、副線圈的每一匝的磁通量不嚴格相等造成誤差。2．原、副線圈有電阻，原、副線圈中的焦耳熱損耗(銅損)，造成誤差。3．鐵芯中有磁損耗，產生渦流，造成誤差?？枷蛱骄孔儔浩麟妷号c匝數關系在探究“變壓器的電壓與匝數的關系”實驗中，可拆變壓器如圖所示。（1）為了確保實驗的安全，下列說法正確的是A．為了人身安全，只能使用低壓直流電源，所用電壓不要超過16VB．為使接觸良好，通電時應用手直接捏緊裸露的接線柱C．確保多用電表的安全，使用交流電壓檔測電壓時，先用最大量程檔試測（2）變壓器鐵芯是利用由相互絕緣的薄硅鋼片平行疊壓而成的，而不是采用一整塊硅鋼。①鐵芯Q安放在鐵芯P上時，硅鋼片應平行于A．平面abcd

B．平面abfe

C．平面abgh

D．平面aehd②這樣設計的原因是。（3）觀察兩個線圈的導線，發(fā)現(xiàn)粗細不同，導線粗的線圈匝數（選填“多”或“少”）。（4）用匝數na=400匝和nb=800匝的變壓器，實驗測量數據如表：Ua/V1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98根據測量數據可判斷出變壓器的原線圈為（選填“a”或“b”）。1．（2023·北京·統(tǒng)考高考真題）自制一個原、副線圈匝數分別為600匝和190匝的變壓器，原線圈接12V的正弦交流電源，副線圈接額定電壓為3.8V的小燈泡。實際測得小燈泡兩端電壓為2.5V。下列措施有可能使小燈泡正常發(fā)光的是（

）A．僅增加原線圈匝數 B．僅增加副線圈匝數C．將原、副線圈匝數都增為原來的兩倍 D．將兩個3.8V小燈泡并聯(lián)起來接入副線圈2．（2023·天津·統(tǒng)考高考真題）下圖為輸電線為用戶輸電的情景，電路中升壓變壓器和降壓變壓器都認為是理想變壓器，中間輸電電路電阻為R，下列說法正確的有（）

A．輸出電壓與輸入電壓相等B．輸出功率大于輸入功率C．若用戶接入的用電器增多，則R功率降低D．若用戶接入的用電器增多，則輸出功率降低

第60講變壓器電能的輸送目錄復習目標網絡構建考點一理想變壓器原理與基本關系【夯基·必備基礎知識梳理】知識點理想變壓器原理與基本關系【提升·必考題型歸納】考向1理想變壓器工作原理考向2原線圈中并聯(lián)電阻考向3原線圈中串聯(lián)電阻考點二理想變壓器的動態(tài)分析【夯基·必備基礎知識梳理】知識點理想變壓器的兩類動態(tài)分析【提升·必考題型歸納】考向1匝數比不變，負載發(fā)生變化考向2匝數比變化，負載不變考點三遠距離輸電【夯基·必備基礎知識梳理】知識點1三個回路知識點2兩個聯(lián)系知識點3一個守恒知識點4電壓損失和功率損失計算【提升·必考題型歸納】考向1遠距離輸電原理及電壓功率損失考向2遠距離輸電的動態(tài)分析問題考點四探究變壓器電壓與匝數關系【夯基·必備基礎知識梳理】知識點1實驗原理知識點2實驗步驟知識點3誤差分析【提升·必考題型歸納】考向探究變壓器電壓與匝數關系真題感悟理解和掌握變壓器的原理，能夠利用變壓器的原理處理有關動態(tài)分析問題。理解和掌握遠距離輸電的基本規(guī)律?？键c要求考題統(tǒng)計考情分析（1）變壓器（2）遠距離輸電2023年天津卷第6題2023年北京卷第7題2023年山東卷第7題高考對變壓器和遠距離輸電的考查較為頻繁，大多以選擇題中出現(xiàn)，題目難度要求大多不是太高，較為基礎?？键c一理想變壓器原理與基本關系知識點理想變壓器原理與基本關系理想變壓器沒有能量損失(銅損、鐵損)，沒有磁通量損失(磁通量全部集中在鐵芯中)基本關系功率關系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，P入＝P出電壓關系原、副線圈的電壓比等于匝數比，U1∶U2＝n1∶n2，與負載的多少無關電流關系只有一個副線圈時，I1∶I2＝n2∶n1；有多個副線圈時，由P入＝P出即I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn得I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn頻率關系f1＝f2(變壓器不改變交流電的頻率)處理技巧等效電阻考向1理想變壓器工作原理1．如圖所示的電路中，變壓器為理想變壓器，原、副線圈的匝數比是，電表均為理想電表，R為定值電阻，在原線圈兩端接入正弦交流電，各元件正常工作，電流表、的示數分別為、，電壓表、的示數分別為、，則下列關系正確的是（）

A． B． C． D．【答案】D【詳解】A．根據題圖可知，副線圈的電流等于，原線圈的電流等于，根據變壓器原副線圈的電流關系可得故A錯誤；B．設副線圈的電壓為，則根據串聯(lián)電路的分壓可得聯(lián)立可得故B錯誤；CD．根據歐姆定律可得故D正確，C錯誤。故選D。2．某國產“超薄磁吸無線充電器”的充電功率為30W，同時支持磁力吸附，可直接吸附在手機上進行無線充電。該充電器的工作原理如圖所示，當充電器上的發(fā)射線圈通入正弦式交變電流后，就會在接收線圈中感應出電流，實現(xiàn)為手機電池充電。某次測試時，該充電器接入電壓瞬時值的交流電源，發(fā)射線圈和接收線圈的匝數之比為，不計能量損耗，下列說法正確的是（）

A．接收線圈中電流產生的磁場恒定不變B．接收線圈中電流的頻率為100HzC．接收線圈兩端電壓的有效值為D．接收線圈中的電流的有效值為3A【答案】D【詳解】A．當充電器上的發(fā)射線圈通入正弦式交變電流后，就會在接收線圈中感應出正弦交變電流，故接收線圈中電流周期性變化，產生的磁場也會周期性變化，故A錯誤；B．由發(fā)射線圈電壓瞬時值表達式可知ω=100πrad/s故發(fā)射線圈中交流電的頻率為接收線圈中電流的頻率與發(fā)射線圈中電流的頻率相同，故接收線圈中電流的頻率為50Hz,故B錯誤；C．發(fā)射線圈中電壓的有效值為由得，接收線圈兩端電壓的有效值為故C錯誤；D．本題中充電器不計能量損耗，則線圈的功率P1=P2=U2I2=30W接收線圈中的電流為故D正確。故選D?？枷?原線圈中并聯(lián)電阻3．如下圖所示，交變電路中理想變壓器原、副線圈的匝數比為，、兩點間所加電壓，定值電阻消耗的電功率與定值電阻消耗的電功率之比為，定值電阻，的阻值均為，電流表為理想電表。則下列說法正確的是（

）

A．電流表的示數為 B．通過電阻的電流為C．定值電阻 D．電源消粍的電功率為【答案】A【詳解】A．由所加電壓表達式，可知變壓器原線圈的輸入電壓有效值為根據理想變壓器電壓比等于匝數比，可得副線圈的輸出電壓為則電流表的示數為故A正確；BC．設通過電阻的電流為，由題意可知定值電阻消耗的電功率與定值電阻消耗的電功率之比為，則有解得定值電阻的阻值為故BC錯誤；D．電源消粍的電功率為故D錯誤。故選A。4．在如圖甲所示的電路中，變壓器為理想變壓器，電表為理想電表，定值電阻，在a，b兩端接入如圖所示的電壓（為正弦曲線的一部分），電流表的示數為2.2A，電壓表的示數為27.5V，則（）

A．變壓器原、副線圈的匝數比為4：1B．變壓器原、副線圈的匝數比為C．定值電阻R消耗的功率為22WD．定值電阻R消耗的功率為15.125W【答案】AC【詳解】AB．由題圖乙，根據電流的熱效應有解得變壓器原線圈輸入電壓則原、副線圈的匝數比故A正確，B錯誤；CD．電阻中的電流因此原線圈中的電流為0.2A，根據變流比可知，副線圈中的電流則定值電阻消耗的功率故C正確，D錯誤。故選AC?？枷?原線圈中串聯(lián)電阻5．如圖所示，理想變壓器上有三個線圈，匝數分別為，線圈連接交流電源和一個小燈泡，線圈串聯(lián)兩個小燈泡，線圈連接一個小燈泡。四個小燈泡完全相同且均正常發(fā)光，則的比值為（）

A． B． C． D．【答案】C【詳解】設每個燈泡額定電壓為，額定電流為，由于四個小燈泡完全相同且均正常發(fā)光，則線圈串聯(lián)兩個小燈泡，線圈連接一個小燈泡，燈泡都正常發(fā)光，故可得根據理想變壓器輸入功率等于輸出功率可得即可得聯(lián)合可得故故選C。6．如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈匝數比為k，原線圈與定值電阻串聯(lián)后，接入輸出電壓有效值恒定的正弦式交流電源，副線圈與電阻箱相連。已知變壓器的輸出功率隨變化的圖像如圖乙所示，則k等于（）A．100 B． C．10 D．【答案】D【詳解】設電源輸出電壓有效值為U，原線圈電流為、副線圈電流為，原線圈匝數為，副線圈匝數為，根據變壓器電壓和電流規(guī)律有，又聯(lián)立整理得可見，當時此時最大，根據圖像可知：此時的，解得故選D?？键c二理想變壓器的動態(tài)分析知識點理想變壓器的兩類動態(tài)分析匝數比不變的情況負載電阻不變的情況(1)U1不變，根據eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，可以得出不論負載電阻R如何變化，U2不變。(2)當負載電阻發(fā)生變化時，I2變化，根據輸出電流I2決定輸入電流I1，可以判斷I1的變化。(3)I2變化引起P2變化，根據P1＝P2，可以判斷P1的變化。(1)U1不變，eq\f(n1,n2)發(fā)生變化，U2變化。(2)R不變，U2變化，I2發(fā)生變化。(3)根據P2＝eq\f(U\o\al(2,2),R)和P1＝P2，可以判斷P2變化時，P1發(fā)生變化，U1不變時，I1發(fā)生變化?？枷?匝數比不變，負載發(fā)生變化1．如圖所示的理想變壓器，原、副線圈的匝數分別為9、4，原、副線圈所接的電表均為理想電表，兩個定值電阻的阻值均為，滑動變阻器的最大阻值為，兩個端點分別是，滑片為，下列說法正確的是（

）A．在移動滑片的過程中，電壓表的示數會改變B．滑片由向移動的過程中，電流表的示數逐漸減小C．滑片由向移動的過程中，電流表的示數逐漸增大D．當滑片位于點時，電源輸出的功率為【答案】D【詳解】由理想變壓器的工作原理可得電壓表的示數始終為，A項錯誤；BC．滑片由向移動的過程中滑動變阻器的接入阻值逐漸減小，由歐姆定律及串并聯(lián)電路電壓電流關系可得，與滑動變阻器間串聯(lián)的電流表的示數會逐漸增大，與滑動變阻器并聯(lián)的電流表的示數會逐漸減小，B、C項錯誤；D．當滑片位于點時，負載的總電阻為電源的輸出功率為綜合可得，D項正確。故選D。2．如圖所示，理想變壓器原線圈接在電壓有效值恒定的交流電源上，定值電阻R1=3Ω，R2=10Ω，滑動變阻器最大阻值R=6Ω，三只電表均為理想交流電表。滑動變阻器滑片從中間向上滑動到端點的過程中，電流表A2、電壓表的讀數變化量分別為ΔI2、ΔU，則下列判斷正確的是（）

A．電流表A1的示數減小B．電壓表的示數不變C．D．R和R2消耗的總功率先增大后減小【答案】AD【詳解】A．副線圈所在電路中，當滑動變阻器滑片從中間向上滑動到端點的過程中，總電阻增大，則可知副線圈所在電路中電流減小，而根據原副線圈匝數與電流的關系可知，原副線圈匝數不變，則減小，也減小，即電流表A1的示數減小，故A正確；B．根據原副線圈匝數比與電壓的關系可知，副線圈兩端電壓不變，但副線圈所在回路中的電流減小，因此定值電阻的分壓減小，從而使有并聯(lián)關系的電阻與滑動變阻器兩端的電壓增大，即電壓表的示數變大，故B錯誤；C．根據閉合電路的歐姆定律有式中可知不變，則不變，該式為的函數關系，因此可知故C錯誤；D．設R和R2并聯(lián)后的等效電阻為，兩者消耗的總功率為，則有因此當時，R和R2消耗的總功有最大值而滑動變阻器最大阻值R=6Ω，且從中間開始向上滑動，則在滑動過程中有由此可知，R和R2消耗的總功率先增大后減小，故D正確。故選AD?？枷?匝數比變化，負載不變3．如圖，一理想變壓器的原線圈匝數固定，副線圈接入電路的匝數可以通過滑動觸頭Q調節(jié)。在原線圈一側接有一只交流電流表，副線圈一側由定值電阻R0和滑動變阻器R構成如圖所示的電路。若在原線圈上加一電壓為U的交流電，則下列說法正確的是（）

A．保持Q位置不動，將P向下滑動時，電流表的讀數變大B．保持Q位置不動，將P向下滑動時，電流表的讀數不變C．保持P位置不動，將Q向下滑動時，電流表的讀數變大D．保持P位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數不變【答案】A【詳解】AB．在原、副線圈匝數比一定的情況下，變壓器的輸出電壓由輸入電壓決定；當Q位置不動時，副線圈輸出電壓不變，此時P向下滑動，滑動變阻器接入電路電阻減小，則副線圈輸出電流變大，根據輸入功率等于輸出功率，有可知原線圈電流變大，則電流表的讀數變大，故A正確，B錯誤；CD．P位置不動，將Q向下滑動時，副線圈的匝數減少，根據可知副線圈輸出電壓減小，則副線圈輸出電流變小，根據輸入功率等于輸出功率，有可知原線圈電流變小，則電流表的讀數變小，故CD錯誤。故選A。4．如圖所示，N匝矩形線圈以轉速n繞軸勻速轉動，軸與線圈平面共面且與磁場方向垂直，磁場的磁感應強度為B，線圈面積為S，線圈電阻為r，線圈兩個末端分別通過電刷與理想自耦變壓器相連，為變壓器上的滑動觸頭，為滑動變阻器上的滑片，電壓表和電流表均為理想電表，則下列說法正確的是（）

A．從圖示位置開始計時，線圈中的感應電壓瞬時值表達式為B．若保持不動，從M位置逆時針轉到N位置，則電壓表示數增大C．只增大線圈的轉速，定值電阻消耗的電功率減小D．若不動，向左滑動，則電流表示數增大，減小【答案】D【詳解】A．圖示位置為中性面，從圖示位置開始計時，線圈中的感應電壓瞬時值表達式為故A錯誤；B．根據理想變壓器和副線圈構成的等效電阻表達式當從M位置逆時針轉到N位置，理想變壓器增大，等效電阻減小，即外電阻減小，路端電壓減小，故B錯誤；C．只增大線圈的轉速，電源電動勢的有效值增大，因為總電阻不變，故原線圈電流增大，副線圈電流也增大，根據，定值電阻消耗的電功率也增大，故C錯誤；D．向左滑動，R減小，等效電阻減小，則減小，原線圈和副線圈電流都增大，電流表示數增大，增大，減小，故D正確。故選D?？键c三遠距離輸電知識點1三個回路理清三個回路知識點2兩個聯(lián)系(1)理想的升壓變壓器聯(lián)系著回路1和回路2，由變壓器原理可得：線圈1(匝數為n1)和線圈2(匝數為n2)中各個量間的關系是eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，P1＝P2。(2)理想的降壓變壓器聯(lián)系著回路2和回路3，由變壓器原理可得：線圈3(匝數為n3)和線圈4(匝數為n4)中各個量間的關系是eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)，eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3)，P3＝P4。知識點3一個守恒能量守恒關系式P1＝P損＋P4。知識點4電壓損失和功率損失計算（1）電壓損失：輸電線路上I2＝I線＝I3，總電阻R線導致的電壓損失ΔU＝U2－U3＝I線R線。（2）功率損失： ①P損＝P1－P4 ②P損＝I線·ΔU＝Ieq\o\al(2,線)R線＝注意：(1)當輸送功率一定時，輸電電壓增大到原來的n倍，輸電線上損耗的功率減小到原來的eq\f(1,n2)。(2)不要把輸電線上的輸電電壓U2和輸電線上損失的電壓ΔU相混淆?？枷?遠距離輸電原理及電壓功率損失1．我國是目前世界上唯一用特高壓輸電技術進行遠距離輸電的國家，也是全球特高壓輸電線最長、核心專利最多、技術最完備的國家。如圖是交流特高壓遠距離輸電的原理圖，假定在遠距離輸電過程中，等效理想變壓器T1的輸入功率P0＝2.2×108W，輸入電壓U0＝11kV，輸電線上的電流I1＝200A，輸電線中的功率損失為輸入功率P0的4%。則（

）

A．U1＝1100VB．C．U1與U2的差與輸電功率無關D．變壓器T1的原副線圈匝數比為1∶100【答案】D【詳解】A．根據電功率的計算公式，代入數據解得V故A錯誤；B．根據電功率的計算公式，代入數據解得故B錯誤；C．根據電功率的計算公式，可知輸電功率不同時，輸電線的電流不同，從而影響U1與U2的差，故C錯誤；D．根據原副線圈電壓之比與線圈匝數的之比關系可知故D正確；故選D。2．我國水力資源居世界首位，西部地區(qū)水力發(fā)電潛力巨大。水力發(fā)電的基本原理就是將水流的機械能（主要指重力勢能）轉化為電能。如圖所示，某小型水力發(fā)電站水流量（流量是指流體在單位時間內流過某一橫截面的體積），落差h＝12.5m，發(fā)電機（內阻不計）的輸出電壓，輸電線總電阻，為了減小損耗采用了高壓輸電。在發(fā)電機處安裝升壓變壓器，而在用戶處安裝降壓變壓器，其中，用戶獲得的電壓，用戶消耗的功率，變壓器均視為理想變壓器，已知水的密度，取重力加速度。下列說法正確的是（

）

A．輸電線損失的電壓為180V B．輸電線損失的電功率為25kWC．升壓變壓器原副線圈的匝數比 D．機械能轉化為電能的效率為80%【答案】BD【詳解】A．根據變壓器電壓與匝數的關系得理想變壓器無能量損失根據解得高壓輸電線電阻損失的電壓，A錯誤；B．高壓輸電線損失的功率，B正確；C．輸電電壓則，C錯誤；D．發(fā)電機輸出電功率單位時間內水流的機械功率故機械能轉化為電能的效率，D正確。故選BD。考向2遠距離輸電的動態(tài)分析問題3．2020年9月，中國發(fā)布“雙碳戰(zhàn)略”，計劃到2030年實現(xiàn)碳達峰、2060年實現(xiàn)碳中和。碳排放問題的治本之策是轉變能源發(fā)展方式，加快推進清潔替代和電能替代，一座小型水電站向山下村鎮(zhèn)供電的示意圖如圖所示，升壓變壓器T1與降壓變壓器T2都是理想變壓器。已知發(fā)電機輸出電壓U1250V，兩個變壓器的匝數比，，輸電線電阻R20，輸電線上損失的功率為32kW。則下列說法正確的（

）

A．輸電線上損失的電壓為25000VB．用戶得到的電壓為200VC．發(fā)電機輸出功率P1000kWD．深夜，用戶的用電器減少時輸電線上損失的功率將變大【答案】C【詳解】A．依題意，輸電線上損失的功率為解得故A錯誤；B．根據理想變壓器原副線圈電壓與匝數的關系，有又聯(lián)立，解得故B錯誤；C．根據理想變壓器原副線圈電壓與匝數的關系，有又發(fā)電機輸出功率為聯(lián)立，解得故C正確；D．深夜，用戶的用電器減少時，降壓變壓器所在回路電阻增大，由歐姆定律可得則降壓變壓器輸出電流減小，根據可知輸電線上電流減小，由可知輸電線上損失的功率將變小。故D錯誤。故選C。4．如圖所示為某水電站遠距離輸電的原理圖。升壓變壓器的原、副線圈匝數比為k，輸電線的總電阻為R，發(fā)電機輸出的電壓恒為U，若由于用戶端負載變化，使發(fā)電機輸出功率增加了，升壓變壓器和降壓變壓器均視為理想變壓器。下列說法正確的是（）A．電壓表的示數與電流表的示數之比不變B．電壓表的示數與電流表的示數之比變大C．輸電線上損失的電壓增加了D．輸電線上損失的功率增加了【答案】C【詳解】AB．由于發(fā)電廠輸出電壓恒為U,根據理想變壓器的規(guī)律故電壓表V1的示數不變，發(fā)電廠輸出功率增加了，則發(fā)電廠輸出電流增加了根據理想變壓器的規(guī)律，對于升壓變壓器A1示數增加了由于A1示數增加，A2示數也將增加，降壓變壓器的輸入電壓將減少故V2示數也將減小，所以電壓表的示數與電流表的示數之比減小，電壓表的示數與電流表的示數之比減小，故AB錯誤；C．根據歐姆定律，輸電線上損失的電壓增加了故C正確；D．輸電線上損失的功率增加了由于未知，故無法計算，故D錯誤。故選C。考點四探究變壓器電壓與匝數關系知識點1實驗原理1．實驗電路圖2．實驗方法：采用控制變量法。(1)n1一定，研究n2和U2的關系。(2)n2一定，研究n1和U2的關系。知識點2實驗步驟1．保持原線圈的匝數n1和電壓U1不變，改變副線圈的匝數n2，研究n2對副線圈電壓U2的影響。2．保持副線圈的匝數n2和原線圈兩端的電壓U1不變，研究原線圈的匝數對副線圈電壓的影響。知識點3誤差分析1．由于漏磁，通過原、副線圈的每一匝的磁通量不嚴格相等造成誤差。2．原、副線圈有電阻，原、副線圈中的焦耳熱損耗(銅損)，造成誤差。3．鐵芯中有磁損耗，產生渦流，造成誤差?？枷蛱骄孔儔浩麟妷号c匝數關系在探究“變壓器的電壓與匝數的關系”實驗中，可拆變壓器如圖所示。（1）為了確保實驗的安全，下列說法正確的是A．為了人身安全，只能使用低壓直流電源，所用電壓不要超過16VB．為使接觸良好，通電時應用手直接捏緊裸露的接線柱C．