高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练-- 理想变压器模型与远距离输电(原题版解析版)

第 2 课时变压器远距离输电[知识梳理]知识点一、理想变压器1．结构：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构成的。

图 1(1)原线圈：与沟通电源连结的线圈，也叫初级线圈。

(2)副线圈：与负载连结的线圈，也叫次级线圈。

2．原理：电流磁效应、电磁感觉。

3．基本关系式(1)功率关系： P 入＝ P 出。

U1U2(2)电压关系：n1＝n2。

有多个副圈U1U2U3＝＝＝⋯。

n1n2n3(3) 流关系：只有一个副圈I 1n2＝。

I 2n1由 P 入＝ P 出及 P＝ UI 推出有多个副圈，U1I 1＝ U2I 2＋U3 I 3＋⋯＋ U n I n。

4．几种常用的器(1)自耦器——器互感器：用来把高成低。

(2)互感器流互感器：用来把大流成小流。

知点二、距离1．程 ( 如 2 所示 )22．上的能量失：主假如由的阻生的，表达式Q＝ I 2Rt 。

3．失(1)U＝ U－ U′；(2)U＝ IR4．功率失(1)P＝ P－ P′；(2)2P＝IR＝PU2R5．送流P (1) I＝U； (2)I ＝U－U′。

R思深入判断正，正确的画“√”，的画“×”。

(1) 器不只能改交流的，能改交流的率。

()(2) 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。

()(3) 变压器副线圈并联更多的用电器时，原线圈的输入电流随之增大。

()(4) 在输送电压一准时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小。

()答案(1) ×(2) √(3) √ (4) ×[题组自测]题组一理想变压器基本规律的应用1．如图 3 所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为 220 V ，额定功率为 22 W ；原线圈电路中接有电压表和电流表。

现闭合开关，灯泡正常发光．若用U 和 I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则 ( )图 3A ．U ＝110 V ，I ＝ 0.2 AB ．U ＝110 V ，I ＝ 0.05 AC ． ＝ 110 2 V ， ＝0.2 AU ID ． U ＝ 110 2 V ，I ＝0.2 2 An U1 1可得 U 1＝ 110 V ，即电压表示数为 110 V 。

变压器与远距离输电1．考点及要求：(1)理想变压器(Ⅰ)；(2)远距离输电(Ⅰ).2.方法与技巧：(1)理想变压器中各量制约关系：①副线圈电压U2由原线圈电压U1与匝数比决定．②原线圈输入功率P1由副线圈输出功率P2决定．③原线圈电流I1由副线圈电流I2与匝数比决定；(2)输电线上损耗功率：P损＝I线ΔU＝I2线R线＝(P2U2)2R线．1．(变压器原理)(多项选择)如图1，将额定电压为60 V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，交流电压表与交流电流表(均为理想电表)示数分别为220 V与2.2 A．以下判断正确是( )图1A．变压器输入功率为484 WB．通过原线圈电流有效值为0.6 AC．输出端交变电流频率小于输入端D．变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶32．(变压器电路动态分析)如图2所示，理想变压器原线圈接一交流电源，副线圈回路中有一定值电阻R与两个小灯泡L1、L2，最初开关S 是断开，现闭合开关S，那么( )图2A．副线圈两端电压变大B．灯泡L1变亮C．电流表A1示数变大D．电阻R中电流变小3．(远距离输电)如图3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，升压变压器与降压变压器之间长距离输电线路电阻不能忽略，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，以下说法中正确有( )图3A．升压变压器副线圈输出电压频率为500 HzB．升压变压器副线圈输出电压有效值为31 VC．滑片P向右移动时，整个输电系统效率降低D．滑片P向右移动时，降压变压器输出电压不变4．如图4所示为一理想变压器，原线圈有一可滑动触头P，副线圈接一理想电流表与一滑动变阻器，原线圈输入电压是周期为T交变电压．以下表达正确是( )图4A．假设输入电压增大，那么变压器输出功率增大B．假设交变电压周期增大，那么变压器输出功率减小C．假设滑动变阻器触头向下移动，那么电流表示数减小D．假设原线圈触头向上滑动，那么电流表示数增大5．(多项选择)一理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2＝10∶1.原线圈输入正弦交变电压如图5所示，副线圈接入一阻值为22 Ω电阻．以下说法正确是( )图5A．电阻中交变电流方向每秒改变100次B．原线圈中电流有效值是0.14 AC．与电阻并联交流电压表示数是22 VD．1 min内电阻产生热量是2.64×103 J6．某小型水电站电能输送示意图如图6所示，发电机通过升压变压器T1与降压变压器T2向R0＝11 Ω纯电阻用电器供电．输电线总电阻R＝10 Ω，T2原、副线圈匝数比为4∶1，用电器两端电压为u＝2202sin 100πt(V)，将T1、T2均视为理想变压器．以下说法正确是( )图6A．降压变压器输入功率为4 400 WB．升压变压器中电流频率为100 HzC．输电线消耗功率为500 WD．当用电器电阻减小时，输电线消耗功率减小7．(多项选择)如图7为发电厂向远处用户输电电路示意图，升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电厂输出电压与输电线电阻均不变．假设输送功率增大，以下说法中正确有( )图7A．升压变压器输出电压增大B．降压变压器输出电压增大C．输电线上损耗功率增大D．输电线上损耗功率占总功率比例增大8．(多项选择)如图8甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为4∶1，电压表与电流表均为理想交流电表，原线圈接如图乙所示正弦交流电，图中R t为NTC型热敏电阻(阻值随温度升高而减小)，R1为定值电阻，以下说法正确是( )图8A．交流电压表达式u＝362sin (100πt) VB．R t处温度升高时，电流表A示数变大，电压表V2示数减小C．变压器原、副线圈中电流之比随R t处温度变化而变化D．R t处温度升高时，变压器原线圈输入功率变大9．如图9所示电路中，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝22∶5，电阻R1＝R2＝25 Ω，D为理想二极管，原线圈接u＝2202sin (100πt) V交流电，那么( )图9A．交流电频率为100 HzB．通过R2电流为1 AC．通过R2电流为 2 AD．变压器输入功率为200 W10．如图10所示，T为理想变压器，副线圈回路中输电线ab与cd 电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，那么当开关S闭合时( )图10A．交流电压表V1与V2示数一定都变小B ．交流电压表只有V 2示数变小C ．交流电流表A 1、A 2与A 3示数都变大D ．交流电流表A 1、A 2与A 3示数都变小11．图11为远距离输电示意图，T 1为升压变压器，原、副线圈匝数分别为n 1、n 2，T 2为降压变压器，原、副线圈匝数分别为n 3、n 4，输电线等效电阻为R .假设发电机输出电压不变，那么以下表达正确是( )图11A ．只增大T 1原线圈匝数n 1，可减小R 消耗功率B ．假设n 1n 2＝n 3n 4，那么电压表V 1与V 2示数相等 C ．当用户总电阻减小时，R 消耗功率增大D ．当用户总电阻减小时，电压表V 1与V 2示数都变小答案解析1．BD [用电器正常工作，所以理想变压器输出电压有效值为60 V ，根据理想变压器电压与匝数成正比，可得n 1∶n 2＝U 1∶U 2＝11∶3，选项D 正确．理想变压器输入功率等于输出功率，P 入＝P 出＝U 2I 2＝60×2.2 W＝132 W ，选项A 错误．根据理想变压器电流与匝数成反比，即I 1∶I 2＝n 2∶n 1，可得通过原线圈电流有效值为I 1＝n 2n 1I 2＝0.6 A ，选项B 正确．输入端与输出端交变电流频率相等，选项C 错误．]2．C3．C [根据题图乙知，交变电流周期为0.02 s ，那么频率f ＝1T＝50 Hz ，经过变压器，交流电频率不变，应选项A 错误；升压变压器输入电压有效值U 1＝3102 V ，根据U 1U 2＝n 1n 2，得U 2＝3 1002V ，应选项B 错误；滑片P 向右移动时，总电阻减小，那么降压变压器副线圈电流I 2增大，输电线上电流增大，根据η＝P －P 损P ＝U 2I 2－I 22R U 2I 2＝U 2－I 2R U 2知，电流增大，那么输电效率降低，应选项C 正确；滑片P 向右移动时，输电线上电流增大，那么输电线上电压损失增大，因为降压变压器输入电压等于升压变压器输出电压与电压损失之差，可知降压变压器输入电压减小，那么输出电压减小，应选项D 错误．]4．A [输入电压增大时，副线圈输出电压增大，那么变压器输出功率增大，A 正确；交变电压周期增大时，输入电压与输出电压不变，输出功率不变，B 错误；假设滑动变阻器触头向下移动，负载电阻阻值减小，副线圈电压不变，电流表示数增大，故C 错误；假设原线圈触头向上滑动，那么原线圈匝数增加，变压器输出电压减小，电流表示数减小，D 错误．]5．AC [由题图可知，交变电流周期为T ＝0.02 s ，所以其频率f ＝50 Hz ，而交变电流方向在每个周期内改变两次，因理想变压器不改变交流电频率，故A 项正确；由题图可知，原线圈中正弦交变电流电压最大值为220 2 V ，所以有效值为220 V ，由理想变压器变压规律可知，副线圈两端电压有效值U 2＝n 2n 1U 1＝22 V ，所以电压表示数为22 V ，故C 项正确；由欧姆定律可知，通过电阻电流I 2＝U 2R＝1 A ．由理想变压器变流规律可知，I 1＝n 2I 2n 1＝0.1 A ，故B 项错；由焦耳定律可知，电阻在1 min 内产生热量Q ＝I 22Rt ＝1.32×103 J ，故D 项错．] 6．A [由题可知，用电器两端电压有效值为220 V ，交流电频率f＝ω2π＝100π2π Hz ＝50 Hz ，降压变压器输出功率P ＝U 2R 0＝4 400 W ．理想变压器输入功率与输出功率相等，故A 项正确；理想变压器不改变交变电流频率，B 项错；由变压规律U 1U 2＝n 1n 2可知，降压变压器输入电压为880 V ，由电功率定义式P ＝UI 可知，降压变压器输入电流为I ＝5 A ，由焦耳定律可知，输电线电阻消耗功率P ＝I 2R ＝250 W ，C 项错；当用电器电阻减小时，输出功率增大，故降压变压器输入功率增大，从而输入电流增大，再由P ＝I 2R 可知，输电线消耗功率增大，D 项错．]7．CD [发电厂输出电压不变，升压变压器原、副线圈匝数比不变，升压变压器输出电压不变，A 错；假设输送功率增大，升压变压器输出电压不变，那么输电线上电流增大，又输电线上电阻不变，故输电线上损失电压增大，降压变压器输入电压减小，那么降压变压器输出电压减小，B 错；因输电电流增大，那么输电线上损失电压增大，由P 损P ＝P U 2R P ＝PR U，C 、D 对．] 8．ABD [原线圈接题图乙所示正弦交流电，由图知最大电压为36 2 V ，周期为0.02 s ，故角速度是ω＝100π rad/s，那么u ＝362sin (100πt ) V ，故A 正确；原线圈两端电压不变，匝数比不变，副线圈两端电压不变，R t 处温度升高时，阻值减小，电流增大，电流表示数变大，由于R 1两端电压增大，电压表V 2示数减小，故B 正确；由于线圈匝数不变，故电流之比不会随温度变化而变化，故C 错误；R t 处温度升高时，副线圈中电流增大，而副线圈两端电压不变，变压器输出功率变大，因输入功率等于输出功率，故输入功率也变大，故D 正确．]9．C [由原线圈交流电瞬时值表达式可知，交变电流频率f ＝1T ＝ω2π＝50 Hz ，A 项错；由理想变压器变压规律U 1U 2＝n 1n 2可知，输出电压U 2＝50 V ，由理想二极管单向导电性可知，交变电流每个周期只有一半时间有电流通过R 2，由交变电流热效应可知，U 22R ·T 2＝U 2R·T ⇒U ＝22U 2＝25 2 V ，由欧姆定律可知，通过R 2电流为 2 A ，B 项错，C 项正确；电阻R 2功率P 2＝UI ＝50 W ，而电阻R 1电功率P 1＝U 22R 1＝100 W ，由理想变压器输入功率等于输出功率可知，变压器输入功率为P ＝P 1＋P 2＝150 W ，D 项错．]10．B [副线圈电压由原线圈电压及匝数比决定，故当S 闭合时，电压表V 1示数不变，A 错误；当S 闭合时，负载增加一个并联支路，负载总电阻减小，副线圈电流增大，即电流表A 2示数增大，由I 1I 2＝n 2n 1知A 1示数增大，由于输电线两端电压增大，故电压表V 2示数减小，根据欧姆定律可得R 1电流减小，即A 3示数减小，所以B 正确，C 、D 错误．]11．C [只增大T 1原线圈匝数n 1，那么升压变压器输出电压减小，根据P ＝UI 知，输电线上电流增大，那么输电线上消耗功率增大，应选项A 错误；因为升压变压器输出电压等于输电线上损失电压与降压变压器输入电压之与，即升压变压器输出电压大于降压变压器输入电压，故n 1n 2＝n 3n 4时，升压变压器输入电压与降压变压器输出电压不等，应选项B 错误；用户总电阻减小，那么电流增大，可知输电线上电流增大，根据P 损＝I 2R 知，输电线上消耗功率增大，应选项C 正确；当用户总电阻减小时，电流增大，输电线上电流也增大，输电线上电压损失增大，升压变压器输入电压与输出电压不变，那么降压变压器输入电压与输出电压减小．那么电压表V1示数不变，V2示数减小，应选项D错误．]。

2020年高考物理一轮复习热点题型专题27变压器与远距离输电题型一 理想变压器原理的应用 题型二 理想变压器的动态分析 题型三 远距离输电题型四 两种特殊的变压器模型题型一 理想变压器原理的应用理想变压器原、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：U 1U 2＝n 1n 2，与负载、副线圈的个数无关 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：由P 入＝P 出得I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3＋…＋I n U n 或I 1n 1＝I 2n 2＋I 3n 3＋…＋I n n n频率 关系f 1＝f 2(变压器不改变交变电流的频率)【例题1】（2019·江苏卷）某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1：10，当输入电压增加20V 时，输出电压 A ．降低2 V B ．增加2 V C ．降低200 V ．增加200 V【答案】D【解析】由理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比即1122U n U n =，得：2211n U U n =，即副线圈两端电压与原线圈两端电压成正比，所以有：2211n U U n ∆=⋅∆，当输入电压增加20V 时，输出电压增大200V ，故D 正确。

2．（2019·山东省潍坊市高三模拟训练）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1:n 2=11:5，原线圈接u l =110sin100πt V 的交流电，电阻R 1=R 2=25 Ω，D 为理想二极管，则A ．通过电阻R 1的电流为2 AB ．二极管的反向耐压值应大于50 VC ．原线圈的输入功率为大于50 WD ．通过原线圈的电流为15A 11【答案】BC【解析】由表达式知原线圈电压有效值为110552V2U ==，根据122n U U n =，得副线圈两端电压为2252U V =，则通过电阻R 1的电流为2112522A 25U I R ===；故A 错误；输出电压最大值为50 V ；故要使电路正常工作，反向耐压值应大于50 V ，故B 正确；根据电流热效应，22223(252)2U T T R R ⨯=，所以R 2两端的电压为325V U =，则通过R 2的电流为223251A 25U I R ===，输出端的总功率【例题3】(2016·全国卷Ⅰ·16)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，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()A.2B.3C.4D.5 【答案】 B【解析】 开关断开时，电路如图甲所示，原、副线圈的电流比I I 2＝n 2n 1，通过R 2的电流I 2＝In 1n 2，副线圈的输出电压U 2＝I 2(R 2＋R 3)＝5In 1n 2，由U 1U 2＝n 1n 2可得原线圈两端的电压U 1＝5I ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22，则U ＝U 1＋IR 1＝5I ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n22＋3I ；开关闭合时，电路如图乙所示，原、副线圈的电流比4I I 2′＝n 2n 1，通过R 2的电流I 2′＝4In 1n 2，副线圈的输出电压U 2′＝I 2′R 2＝4In 1n 2，由U 1′U 2′＝n 1n 2可得原线圈两端的电压U 1′＝4I ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22，则U ＝U 1′＋4IR 1＝4I ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22＋12I ，联立解得n 1n 2＝3，选项B 正确.【例题4】(多选)(2016·全国卷Ⅲ·19)如图所示，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、副线圈匝数比为9∶1B.原、副线圈匝数比为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 【答案】 AD【解析】 设灯泡的额定电压为U 0，两灯泡均能正常发光，所以原线圈输入端电压为U 1＝9U 0，副线圈两端电压为U 2＝U 0，故U 1U 2＝91，n 1n 2＝U 1U 2＝91，A 正确，B 错误；根据公式I 1I 2＝n 2n 1可得，I 1I 2＝19，由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式P ＝UI 可得，灯泡a 和b 的电功率之比为1∶9，C 错误，D 正确.题型二 理想变压器的动态分析1.匝数比不变的情况(如图)(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，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，输出电流I 2决定输入电流I 1，故I 1发生变化. (3)I 2变化引起P 2变化，P 1＝P 2，故P 1发生变化. 2.负载电阻不变的情况(如图)(1)U 1不变，n 1n 2发生变化，故U 2变化. (2)R 不变，U 2变化，故I 2发生变化.(3)根据P 2＝U 22R，P 2发生变化，再根据P 1＝P 2，故P 1变化，P 1＝U 1I 1，U 1不变，故I 1发生变化.【例题1】(2018·天津理综·4)教学用发电机能够产生正弦式交变电流.利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R 供电，电路如图9所示，理想交流电流表A 、理想交流电压表V 的读数分别为I 、U ，R 消耗的功率为P .若发电机线圈的转速变为原来的12，则( )A.R 消耗的功率变为12PB.电压表V 的读数变为12UC.电流表A 的读数变为2ID.通过R 的交变电流频率不变 【答案】 B【解析】 发电机线圈的转速变为原来的12，由E ＝nBS ω2知，原线圈中输入电压变为原来的12，频率变为原来的12.根据U 1U 2＝n 1n 2，知U 2变为原来的12，即U 2＝12U ，则通过R 的电流变为原来的12，R 消耗的功率P 2＝U 22R ＝14P ，根据I 1I 2＝n 2n 1，原线圈上的电流也变为原来的12，即电流表A 的读数变为12I ，故选B.【例题2】 (多选)(2018·山东省临沂市一模)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，图中电表均为理想电表，R 为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，L 1和L 2是两个完全相同的灯泡.原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u ，下列说法正确的是( )A.交流电压的频率为50 HzB.电压表的示数为11 VC.当照射R 的光强增大时，电流表的示数变大D.若L 1的灯丝烧断后，电压表的示数会变小 【答案】 ABC【解析】 由题图乙可知交流电压周期T ＝0.02 s ，所以频率为f ＝1T＝50 Hz ，故A 正确；原线圈接入电压的最大值是220 2 V ，所以原线圈接入电压的有效值是U ＝220 V ，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，所以副线圈两端电压是11 V ，所以电压表的示数为11 V ，故B 正确；R 阻值随光强增大而减小，根据I ＝UR知副线圈电流增加，副线圈输出功率增加，根据能量守恒定律，可知原线圈输入功率也增加，原线圈电流增加，所以电流表的示数变大，故C 正确；当L 1的灯丝烧断后，变压器的输入电压不变，根据变压比公式，输出电压也不变，故电压表读数不变，故D 错误.【例题3】(2018·山西省重点中学协作体期末)如图甲为理想变压器的示意图，其原、副线圈的匝数比为4∶1，电压表和电流表均为理想电表，R t 为阻值随温度升高而变小的热敏电阻，R 1为定值电阻.若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦交流电.下列说法中正确的是( )A.输入变压器原线圈的交流电压的瞬时值表达式为u ＝362sin 50πt VB.变压器原、副线圈中的电流之比为4∶1C.t ＝0.01 s 时，发电机的线圈平面位于中性面D.R t 温度升高时，变压器的输入功率变小 【答案】 C【解析】 由题图乙可知交流电压最大值U ＝36 2 V ，周期T ＝0.02 s ，可由周期求出角速度的值为2π0.02 rad/s ＝100π rad/s ，则可得交流电压u 的瞬时值表达式u ＝362sin 100πtV ，故A 错误；根据I 1I 2＝n 2n 1可知变压器原、副线圈中的电流之比为1∶4，故B 错误；t ＝0.01 s 时，瞬时值为零，发电机的线圈平面与磁场方向垂直，发电机的线圈平面位于中性面，故C 正确；R t 处温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，变压器的输入功率变大，故D 错误.题型三 远距离输电1.理清三个回路远距离输电电网间的基本结构如图所示.输电过程的电路被划分为三个独立的回路，即电源回路、输送回路和用户回路.在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源，每个回路均可应用闭合电路欧姆定律、串并联电路的规律，而变压器的电压、电流、功率关系则是联系不同回路的桥梁.2.抓住两个物理量的联系(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，P 1＝P 2，I 1n 1＝I 2n 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，P 3＝P 4，I 3n 3＝I 4n 4.3.掌握一个能量守恒定律发电机把机械能转化为电能，并通过导线将能量输送给线圈1，线圈1上的能量就是远程输电的总能量，在输送过程中，先被输送回路上的导线电阻损耗一小部分，剩余的绝大部分通过降压变压器和用户回路被用户使用消耗，所以其能量关系为P 1＝P 线损＋P 用户.【例题1】(2019·安徽省马鞍山市质检)图甲为远距离输电示意图，理想升压变压器原、副线圈匝数比为1∶1 000，理想降压变压器原、副线圈匝数比为1 000∶1，输电线的总电阻为1 000 Ω，若升压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220 V.下列说法正确的是( )A.输电线中的电流为3 AB.电站输出的功率为7 500 kWC.输电线路损耗功率为90 kWD.用户端交变电流的频率为100 Hz 【答案】 B【解析】 由题图乙知升压变压器输入端电压的最大值为U m ＝250 2 V ，有效值为U 1＝U m2＝250V ，根据U 1U 2＝n 1n 2，得副线圈两端的电压U 2＝n 2n 1U 1＝1 0001×250 V＝2.5×105V ；用户端电压为220 V ，根据U 3U 4＝n 3n 4，得降压变压器原线圈两端的电压U 3＝n 3n 4U 4＝1 0001×220 V＝2.2×105V ，故输电线上损失的电压为ΔU ＝U 2－U 3＝3×104V ，则输电线上的电流为I ＝ΔU R ＝3×1041 000A ＝30 A ，电站的输出功率为P 1＝P 2＝U 2I ＝7 500 kW ，输电线路损耗功率为ΔP ＝I 2R ＝900 kW ，由题图乙可知，原线圈交变电流的周期为T ＝0.02 s ，则频率为f ＝1T＝50 Hz ，变压器不会改变交流电的频率，故用户端交变电流的频率为50 Hz ，故B 正确，A 、C 、D 错误.【例题2】(多选)(2018·广东省潮州市下学期综合测试)远距离输电线路简化如图所示，电厂输送电功率不变，变压器均为理想变压器，图中标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R ，则( )A.I 2<U 2RB.输电线损失的电功率为U22RC.提高输送电压U 2，则输电线电流I 2增大D.电厂输送电功率为U 2I 2 【答案】 AD【解析】 在输电线路上：U 2＝I 2R ＋U 3，所以I 2<U 2R，故A 正确；由于U 2不是R 两端的电压，所以输电线损失的电功率不是U22R，故B 错误；因为输送功率不变，根据P 2＝U 2I 2，可知提高输送电压U 2，则输电线电流I 2减小，故C 错误；因变压器为理想变压器，所以有P 1＝P 2＝U 2I 2，故D 正确.题型四 两种特殊的变压器模型1.自耦变压器自耦变压器(又称调压器)，它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用，如图所示.2.互感器分为电压互感器和电流互感器，两者比较如下：电压互感器 电流互感器原理图原线圈 的连接 并联在高压电路中串联在交流电路中副线圈 的连接 连接电压表 连接电流表互感器 的作用将高电压变为低电压 将大电流变为小电流利用的 公式U 1U 2＝n 1n 2I 1n 1＝I 2n 2【例题1】(2018·山东省菏泽市上学期期末)如图所示的调压器，滑动触头P 和Q 都可以调节，在输入交变电压一定的条件下，要使输出电压增大，输入电流增大，下列做法正确的是( )A.Q 不动，P 向下移动B.Q 不动，P 向上移动C.P 不动，Q 向上移动D.P 不动，Q 向下移动 【答案】 A【解析】 Q 不动，变阻器的有效电阻不变，P 向下移动，原线圈匝数n 1减小，输入电压U 1不变，副线圈匝数n 2不变，根据变压器的变压规律U 1U 2＝n 1n 2知，副线圈的电压增大，即输出电压增大，根据欧姆定律可知输出电流增大，输入电流随之增大，故A 正确；Q 不动，变阻器的有效电阻不变，P 向上移动，原线圈匝数n 1增大，输入电压U 1不变，副线圈匝数n 2不变，根据变压器的变压规律U 1U 2＝n 1n 2知，副线圈的电压变小，即输出电压变小，根据欧姆定律可知输出电流减小，输入电流随之减小，故B 错误；若P 不动，则原线圈的匝数不变，根据变压器的变压规律U 1U 2＝n 1n 2知，副线圈的电压不变，输出电压不变，Q 向上移动，接入电路的电阻变小，输出电流变大，则输入电流随之变大，故C 错误；若P 不动，则原线圈的匝数不变，根据变压器的变压规律U 1U 2＝n 1n 2知，副线圈的电压不变，输出电压不变，Q 向下移动，接入电路的电阻变大，输出电流减小，则输入电流随之减小，故D 错误.【例题2】(多选)(2018·山西省太原市三模)某50 Hz 的钳形电流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.不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，已知n 2＝1 000 匝，当用该表测50 Hz 交流电时( )A.电流表G中通过的是交变电流B.若G中通过的电流为50 mA，则导线中的被测电流为50 AC.若导线中通过的是10 A矩形脉冲交流电，G中通过的电流是10 mAD.当用该表测量400 Hz的电流时，测量值比真实值偏小【答案】AB【解析】变压器只改变交流电电压，不改变交流电的频率，电流表G中通过的仍是交变电流，A正确；根据变压器原副线圈电流与匝数成反比：I1I2＝n2n1，I1＝n2n1I2＝1 0001×0.05 A＝50 A，B正确；若导线中通过的是10 A矩形脉冲交流电，当电流方向不发生改变时，电流大小不变，副线圈中无感应电流，C错误；根据法拉第电磁感应定律和变压器互感原理，改变交流电的频率，不影响测量值的准确性，D错误.。

专题48 理想变压器远距离输电【满分：110分 时间：90分钟】一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。

在每小题给出的四个选项中. 18题只有一项符合题目要求； 912题有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

)1．为了浴室用电安全，某同学用理想变压器降压给浴室供电；如图所示，理想变压器原线圈输入交变电压311sin100()u t V π=,变压器原副线圈匝数比为5:1,已知照明灯额定功率为66W,排气扇电动机内阻为1Ω，电流表示数为3A ，各用电器均正常工作，电表均为理想电表，则： （ ）A.电压表示数为62VB.变压器的输入功率为186WC.排气扇输出功率为63.75WD.保险丝熔断电流不得低于3A. 【答案】C【名师点睛】此题是关于变压器及交流电的计算；理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时当电路中有变压器时，只要将变压器的有效值求出，则就相当于一个新的恒定电源，其值就是刚才的有效值。

2．如图所示，理想变压器原副线圈各接一个电阻1R 和2R ，原线圈中接有220V 交流电源，此时两只电阻上的电压都是10V ，设变压器原副线圈的匝数比为n ：1，电阻1R 和2R 消耗的功率之比为k ：1，则： （ ）A 、121,21n k ==B 、121,576n k ==C 、1441,24n k == D 、1441,576n k ==【答案】A【名师点睛】对于变压器需要掌握公式1122U n U n =、1222I n I n =，以及知道副线圈的电流以及功率决定了原线圈中的电流和功率，理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时当电路中有变压器时，只要将变压器的有效值求出，则就相当于一个新的恒定电源，3．如图所示，一理想变压器原线圈匝数n 1=1100匝，副线圈匝数n 2=200匝，原线圈接交变电源，电压()u t V π=。

2020年高考物理一轮复习专题强化卷----理想变压器模型与远距离输电一、单选题（共9题，54分）1、一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω，Ⓐ 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()A．2B．3C．4D．5【答案】B2、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为10Ⓐ1，原线圈两端连接正弦交流电源u＝2202sin314t(V)，副线圈接电阻R，同时接有理想电压表和理想电流表。

下列判断正确的是()A．电压表读数约为31.1 VB．若仅将副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数增大到原来的2倍C．若仅将R的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍D．若R的阻值和副线圈匝数同时增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍【答案】B3、如图所示，两种情况下灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，匝数比为n1Ⓐn2＝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 、49P C.49P 、9P D.94P 、9P 【答案】B4、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【答案】C5、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，R 1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【答案】B.6、如图所示为汽车的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连接到12 V的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的两端，开关由机械控制，当开关由闭合变为断开时，副线圈中产生10 000 V 以上的电压，火花塞中产生火花．下列说法中正确的是()A．变压器的原线圈要用粗导线绕制，而副线圈可以用细导线绕制B．若该点火装置的开关始终闭合，火花塞的两端会持续产生高压C．变压器原线圈输入的12 V电压必须是交流电，否则就不能在副线圈中产生高压D．该点火装置中变压器的副线圈匝数必须小于原线圈的匝数【答案】A7、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【答案】B8、如图所示为一种变压器的实物图，根据其铭牌上所提供的信息，以下判断正确的是()A．这是一个升压变压器B．原线圈的匝数比副线圈的匝数多C．当原线圈输入交流电压220 V时，副线圈输出直流电压12 VD．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【答案】B9、某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向R0＝11 Ω的纯电阻用电器供电．已知输电线的总电阻R＝10 Ω，T2的原、副线圈匝数比为4Ⓐ1，用电器两端的电压为u＝2202sin 100πt(V)，将T1、T2均视为理想变压器．下列说法正确的是()A．降压变压器的输入功率为4 400 W B．升压变压器中电流的频率为100 HzC．输电线消耗的功率为500 W D．当用电器的电阻减小时，输电线消耗的功率减小【答案】A二、不定项选择题（共6题，36分）10、如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1Ⓐn2＝55Ⓐ1，原线圈接电压u＝2202·sin 100πt (V)的交流电源，电表均为理想电表．闭合开关后，在滑动变阻器的滑片P从最上端滑到最下端的过程中，下列说法正确的是()A．副线圈交变电流的频率是100 Hz B．电压表的示数为4 VC．滑动变阻器两端的电压先变大后变小D．电流表的示数变大【答案】BD11、如图所示，电源输出电压不变，要使电路中电流表示数变大，可采用的方()A．将R上的滑片向上移动B．将R上的滑片向下移动C．将开关S掷向1 D．将开关S掷向2【答案】AD12、图乙中，理想变压器原、副线圈匝数比n1Ⓐn2＝5Ⓐ1.原线圈接入如图甲所示的正弦交流电．电路中电表均为理想电表，定值电阻R1＝R2＝4 Ω，D为理想二极管(该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大)，则()A．电阻R2两端的电压频率为50 Hz B．电流表的示数为5 AC．原线圈的输入功率为150 W D．将R1摘掉，电压表的示数不变【答案】ACD13、如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。

理想变压器和远距离输电物理模型1.高考中交流电路部分主要考查交变电流的产生和描述、交流电有效值、变压器的规律及动态分析、远距离输电等知识点。

对理想变压器问题应该从电磁感应的本质、电压比、电流比和能量的观点几个方面正确理解。

远距离输电问题应该分段分析，注意各段电压、电流、功率的关系。

掌握输送电过程中功率损失和电压损失。

2.理想变压器和远距离输电问题有时也和电磁感应一起考查，熟练应用法拉第电磁感应定律、楞次定律判断感应电动势、感应电流的方向。

一.理想变压器基本模型(1)理想变压器的构造、作用、原理及特征。

构造：两组线圈(原、副线圈)绕在同一个闭合铁心上构成所谓的变压器。

作用：在办理送电能的过程中改变电压。

原理：其工作原理是利用了电磁感应现象。

特征：正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交流电压。

(2)理想变压器的理想化条件及规律如图所示，在理想变压器的原线圈两端加交流电压U 1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势。

根据法拉第电磁感应定律，有ε1=n 1Δφ1Δt ,ε2=n 2Δφ2Δ忽略原、副线圈内阻，有U 1=ε1,U 2=ε2。

另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相同，于是又有Δφ1=Δφ2。

由此便可得理想变压器的电压变化规律为U 1U 2=n1n 2。

在此基础上再忽略变压器自身的能量损失(一般包括了线圈内能量损失和铁心内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”)，有P 1=P 2，而P 1=I 1U 1，P 2=I 2U 2。

于是又得理想变压器的电流变化规律为I1I 2=n 2n 1。

由此可见：①理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗(实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因素的差别)。

②理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想化条件下的新的表现形式。

变压器及远距离输电一、选择题(每小题5分，共40分)1．如图所示，一理想变压器原线圈匝数n 1＝1 100匝，副线圈匝数n 2＝220匝，交流电源的电压u ＝2202sin 100πt V ，电阻R ＝44 Ω，电压表、电流表为理想电表，则下列说法错误的是( )A ．交流电的频率为50 HzB ．电流表的示数为0.2 AC ．电流表的示数为2 AD ．电压表的示数为44 V解析 C 由交流电源的电压瞬时值表达式可知，ω＝100π，所以频率f ＝1T ＝ω2π＝50 Hz ，A 正确；理想变压器的电压比等于线圈匝数比，即n 1n 2＝U 1U 2，其中原线圈电压的有效值U 1＝220V ，U 2＝n 2n 1U 1＝44 V ，故D 正确；I 2＝U 2R＝1 A ，故C 错误；由电流比与线圈匝数成反比，即I 1I 2＝n 2n 1，所以I 1＝n 2n 1I 2＝0.2 A ，故B 正确．综上所述，说法错误的是C 项．2.图甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化．下列说法正确的是( ) A ．图甲表示交流电，图乙表示直流电B．两种电压的有效值相等C．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝311sin100 πt VD．图甲所示电压经匝数比为10∶1的变压器变压后，频率变为原来的110解析 C 由题图可知两个电流的大小和方向均作周期性变化，所以都是交流电，故A错；有效值E＝E m2只对正弦交流电适用，虽然最大值一样，有效值不同，所以B错；由题图可知，C对；变压之后频率不变，D错．3．为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压．某变电所将电压u0＝11 0002sin 100πt V的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电所变压器( )A．原、副线圈匝数比为50∶1B．副线圈中电流的频率是50 HzC．原线圈的导线比副线圈的要粗D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和解析AB u 0＝11 0002sin 100πt V中的11 0002指的是电压的最大值，有效值为11 000 V，则原、副线圈之间的匝数之比等于两线圈的电压之比，即50∶1，A正确；由ω＝100π可得频率为50 Hz，B正确；电流与匝数成反比，即原线圈的电流比副线圈电流要小，因此，副线圈的导线要比原线圈粗，C错误；居民小区各个用电器都是并联的，它们的电流总和等于副线圈中的电流，D错误．4．在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器．如下所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是( )解析 A 电流互感器应是测电流的，应串联在火线上，故B、D选项错误．同时，由I 1n1＝I2n2知要使I2<I1，须n2>n1，故A选项正确，C选项错误．5．理想变压器连接电路如图甲所示，当输入电压波形如图乙时，已知原副线圈的匝数比为10∶1，电流表读数为2 A，则( )A．电压表读数为282 V B．电压表读数为28.2 VC．输入功率为56.4 W D．输入功率为40 W解析 D 交流电表测得的是有效值，副线圈两端电压有效值为282102V＝20 V，故A、B 项错；理想变压器输入功率等于输出功率，即P入＝P出＝UI＝20×2W＝40 W，故选项D正确．6.如图所示是一台理想自耦变压器，在a、b之间接正弦交流电，、分别为理想交流电流表和交流电压表．若将调压端的滑动头P向上移动，则( )A．电压表的示数变大B．电流表的示数变小C．变压器的输出功率变小D．变压器的输入功率不变解析 BC 考查变压器原理和规律以及动态变化．滑动头P 向上移动，原线圈的匝数将变大，根据原副线圈的电压比U 1U 2＝n 1n 2，可判断副线圈的电压U 2将变小，电压表示数变小，A错；根据电功率公式P ＝U 2R，可知副线圈的输出功率变小，根据能量守恒，原线圈的输入功率也随之变小，故原线圈的电流应变小，电流表的示数变小，B 、C 正确， D 错．7.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u ＝202sin100πt V ，氖泡在两端电压达到100 V 时开始发光，下列说法中正确的有( ) A ．开关接通后，氖泡的发光频率为100 Hz B ．开关接通后，电压表的示数为100 V C ．开关断开后，电压表的示数变大 D ．开关断开后，变压器的输出功率不变解析 AB 由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为U 1＝2022 V ＝20 V ，由n 1n 2＝U 1U 2得副线圈两端的电压为U 2＝100 V ，电压表的示数为交流电的有效值，B 正确；交变电压的频率为f ＝100π2π＝50 Hz ，一个周期内电压两次大于100 V ，即一个周期内氖泡能两次发光，所以其发光频率为100 Hz ，A 项正确；开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，C 项错误；开关断开后，电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，D 项错误．8．某小型水电站的电能输送示意图如图．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，降压变压器原副线圈匝数分别为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 4B.n 2n 1<n 3n 4C ．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 AD 根据变压器工作原理可知n 1n 2＝200U 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．二、非选择题(共60分)9．(12分)汽车等交通工具用电火花点燃汽油混合气，如图所示．已知汽车蓄电池电压为12 V ，变压器匝数之比为1∶100，当开关S 闭合后，火花塞上电压为多少？开关S 从闭合到突然断开这一过程，可为火花塞提供瞬时高电压，产生电火花．蓄电池提供的是直流电，为什么变压器的副线圈也能得到高电压呢？【答案】 开关S 闭合后，变压器原线圈中是恒定电流，铁芯中的磁通量不变，副线圈中没有感应电动势，火花塞上电压为零．当开关从闭合到突然断开，铁芯中磁通量突然变小，副线圈会产生一个瞬时高电压(脉冲高电压可达104 V 左右)，使火花塞产生电火花．10．(14分)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为n 1∶n 2＝4∶1，原线圈回路中的电阻A 与副线圈回路中的负载电阻B 的阻值相等．a 、b 两端加一定交流电压后，求两电阻消耗的电功率之比和两电阻两端电压之比．解析 根据变压器原、副线圈电流比I 1I 2＝n 2n 1＝14，设流过A 电阻的电流I 1＝I ， 则流过B 电阻的电流为I 2＝4I ， 所以功率比P A P B ＝I 21R I 22R ＝I 2R16I 2R ＝116.两电阻两端电压比U A U B ＝I 1R I 2R ＝14.【答案】 116 1411．(16分)某小型实验水电站输出功率是20 kW ，输电线路总电阻是6 Ω. (1)若采用380 V 输电，求输电线路损耗的功率．(2)若改用5 000 V 高压输电，用户端利用n 1∶n 2＝22∶1 的变压器降压，求用户得到的电压．解析 (1)输电线上的电流强度为 I ＝PU ＝20×103380 A ＝52.63 A 输电线路损耗的功率为P 损＝I 2R ＝52.632×6 W≈16 620 W＝16.62 kW.(2)改用高压输电后，输电线上的电流强度变为 I ′＝PU ′＝20×1035 000A ＝4 A用户端在变压器降压前获得的电压U 1＝U ′－I ′R ＝(5 000－4×6)V＝4 976 V根据U 1U 2＝n 1n 2，用户得到的电压为 U 2＝n 2n 1U 1＝122×4 976 V＝226.18 V.【答案】 (1)16.62 kW (2)226.18 V12．(18分)水力发电具有防洪、防旱、减少污染多项功能，是功在当代、利在千秋的大事，现在水力发电已经成为我国的重要能源之一．某小河水流量为40 m 3/s ，现在欲在此河段安装一台发电功率为1 000 kW 的发电机发电．(1)设发电机输出电压为500 V ，在输送途中允许的电阻为5 Ω，允许损耗总功率的5%，则所用升压变压器原、副线圈匝数比应是多少？(2)若所用发电机总效率为50%，要使发电机能发挥它的最佳效能，则拦河坝至少要建多高？(g 取10 m/s 2)解析 (1)设送电电流为I ，损耗的功率为P 耗，导线电阻为R 线，由P ＝I 2R 得：I ＝P 耗R 线＝1 000×103×0.055A ＝100 A.设送电电压为U 送，由P ＝IU 得：U 送＝P I＝1000×103100V ＝1×104 V ，则升压变压器原、副线圈匝数比：n 原n 副＝U 原U 副＝50010 000＝120.(2)发电时水的重力势能转化为电能，故：50%mgh ＝Pt ， 其中：m t＝ρV t＝1×103×40 kg/s＝4×104 kg/s ，所以h ＝Ptmg ×0.5＝1 000×1034×104×10×0.5m ＝5 m.【答案】(1)1∶20 (2)5 m。

取夺市安慰阳光实验学校专题48 理想变压器远距离输电1.理解变压器的原理，会用功率关系、电压比、电流比进行有关的计算.2.能够对变压器进行动态分析.3.会分析计算远距离输电问题． 一、理想变压器 1． 工作原理 互感现象． 2． 基本关系式(1)功率关系：P 入＝P 出．(2)电压关系：只有一个副线圈时，2121n nU U =；有多个副线圈时，332211n U n Un U ==＝….(3)电流关系：只有一个副线圈时，1221n n I I =. 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＋….3． 几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器．(2)互感器⎩⎪⎨⎪⎧电压互感器：用来把高电压变成低电压.电流互感器：用来把大电流变成小电流.4． 理想变压器的理解(1)没有能量损失； (2)没有磁通量损失． 二、远距离输电1． 输电过程(如图所示) 2．输送电流 (1)I ＝PU ；(2)I ＝U －U ′R. 3．输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q ＝I 2Rt .4．电压损失(1)ΔU ＝U －U ′；(2)ΔU ＝IR . 5． 功率损失(1)ΔP ＝P －P ′；(2)ΔP ＝I 2R ＝(P U)2R6． 降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的电阻，由电阻定律R ＝ρlS可知，在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应采用电阻率小的材料，也可以增加导线的横截面积．(2)减小输电导线中的输电电流，由P ＝UI 可知，当输送功率一定时，提高输电电压，可以减小输电电流．考点一 理想变压器原、副线圈基本关系的应用 1． 基本关系 (1)P 入＝P 出；(2) 2121n nU U =，有多个副线圈时，仍然成立．(3)1221n n I I =，电流与匝数成反比，只对一个副线圈的变压器适用．有多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确定电流关系．(4)原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同． 2． 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． 3.两种特殊的变压器模型 （1）自耦变压器高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器(又称调压器)，它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用．（2）互感器分为：电压互感器和电流互感器，比较如下：电压互感器电流互感器原理图原线圈的连接 并联在高压电路中 串联在待测高流电路中 副线圈的连接 连接电压表连接电流表互感器的作用 将高电压变为低电压 将大电流变成小电流 利用的公式2121n n U U = I 1n 1＝I 2n 2★重点归纳★1、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． 2．解决变压器问题的三种思路(1)电压：变压器原、副线圈的电压之比为2121n n U U =；当变压器有多个副线圈时，332211n U n U n U ==＝…. (2)功率：理想变压器的输入、输出功率为P 入＝P 出，当变压器有多个副线圈时，P 1＝P 2＋P 3＋….(3)电流：由UPI =知，对只有一个副线圈的变压器有1221n n I I =，当变压器有多个副线圈时有n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋….★典型案例★（多选）理想变压器原线圈a 匝数n 1＝200匝，副线圈b 匝数n 2＝100匝，线圈a 接在u ＝442sin314tV 的交流电源上，“12V，6W”的灯泡恰好正常发光，电阻R 2＝16Ω，电压表V 为理想电表。

专题45 理想变压器远距离输电（讲）1．交变电流的产生及其各物理量的变化规律，应用交流电的图象解决问题． 2．利用有效值的定义，对交变电流的有效值进行计算．3．理想变压器原、副线圈中电流、电压、功率之间的关系应用，变压器动态变化的分析方法． 4．远距离输电的原理和相关计算．5．传感器的简单使用，能够解决与科技、社会紧密结合的问题．6．高考对本章知识的考查主要体现在“三突出”：①突出考查交变电流的产生过程；②突出考查交变电流的图象和交变电流的四值；③突出考查变压器，对变压器的原理理解的同时，还要掌握变压器的静态计算和动态分析，远距离输电也要重视。

对本专题知识点高考每年必考．命题频率较高的知识点 有交变电流的变化规律（包括图象）、最大值与有效值等，以选择题的形式出现。

变压器的原理，电压比、电流比及功率关系是考查的重点；将本章知识与电磁感应等结合的力、电综合题，或考查与本章知识有关的实际应用。

1．理解变压器的原理，会用功率关系、电压比、电流比进行有关的计算． 2．能够对变压器进行动态分析． 3．会分析计算远距离输电问题．一、理想变压器 1．工作原理 互感现象． 2．基本关系式（1）功率关系：P 入＝P 出．（2）电压关系：只有一个副线圈时，2121n n U U =；有多个副线圈时，332211n U n Un U ==＝…． （3）电流关系：只有一个副线圈时，1221n n I I =． 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＋…．3．几种常用的变压器（1）自耦变压器——调压变压器．（2）互感器⎩⎪⎨⎪⎧电压互感器：用来把高电压变成低电压.电流互感器：用来把大电流变成小电流.4．理想变压器的理解 （1）没有能量损失； （2）没有磁通量损失． 二、远距离输电1．输电过程（如图所示）2．输送电流 （1）I ＝P U ；（2）I ＝U －U ′R． 3．输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q ＝I 2Rt ． 4．电压损失（1）ΔU ＝U －U ′；（2）ΔU ＝IR ． 5．功率损失（1）ΔP ＝P －P ′；（2）ΔP ＝I 2R ＝（PU）2R 6．降低输电损耗的两个途径（1）减小输电线的电阻，由电阻定律R ＝ρl S可知，在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应采用电阻率小的材料，也可以增加导线的横截面积．（2）减小输电导线中的输电电流，由P ＝UI 可知，当输送功率一定时，提高输电电压，可以减小输电电流．考点一 理想变压器原、副线圈基本关系的应用 1．基本关系 （1）P 入＝P 出；（2）2121n n U U =，有多个副线圈时，仍然成立． （3）1221n n I I =，电流与匝数成反比，只对一个副线圈的变压器适用．有多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确定电流关系．（4）原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同． 2．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． 3．两种特殊的变压器模型 （1）自耦变压器高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器（又称调压器），它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用． （2）互感器分为：电压互感器和电流互感器，比较如下：★重点归纳★1、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． 2．解决变压器问题的三种思路（1）电压：变压器原、副线圈的电压之比为2121n n U U =；当变压器有多个副线圈时，332211n U n U n U ==＝…． （2）功率：理想变压器的输入、输出功率为P 入＝P 出，当变压器有多个副线圈时，P 1＝P 2＋P 3＋…．（3）电流：由U PI =知，对只有一个副线圈的变压器有1221n n I I =，当变压器有多个副线圈时有n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…．★典型案例★（多选）如图所示，发电机中线圈的匝数为N ，线圈的面积为S ，线圈做匀速圆周运动的角速度为ω，匀强磁场的磁感应强度为B ，电流表和电压表为理想电表，定值电阻的阻值为R ，当P 在图示位置时，变压器的匝数比为11:1:2n n =，一开始线圈与磁场垂直，下列判断正确的是： （ ）A ．电压表的读数为2NBS ωBC ．线圈由图示位置旋转四分之一周，通过电流表的电荷量为4NBSRD ．P 向上移动时，电压表的示数表小，电流表示数变大 【答案】BC匝数与电流反比，电流表的示数为： 2I Rω=，故B 正确；交流发电机内电阻不计，故变压器输入电压不变，根据理想变压器的变压比公式：1122U n U n =，当P 位置向上移动，输出电压变小，故电流变小，功率变小，故输入电流也变小，故电流表读数变小，矩形线圈从图示位置经过2π时间时为2t πω=，故通过电流表的电荷量为：4BSq N N R R∆Φ==，故D错误C 正确。

考点2 变压器、远距离输电1.[2020安徽合肥调研]如图所示,理想变压器的原线圈两端的输入电压的有效值保持不变,将滑动变阻器的滑片向下移动时,下列说法正确的是()A.原线圈中的电流减小B.副线圈两端的电压增大C.小灯泡两端的电压增大D.滑动变阻器的消耗功率一定减小2.[2020河北六校联考]如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶10,副线圈接一阻值为100 Ω的定值电阻,电压表和电流表对电路的影响可忽略不计,当输入电压增加10 V时,下列说法正确的是()A.电压表V的读数增大1 VB.电流表A2的读数增大√2AC.电流表A1的读数增大10 AD.输入功率增大10 W3.[2020湖北部分重点中学起点考试]某物理兴趣小组对变压器进行研究,实验电路图如图所示,接在学生电源交流挡位上的理想变压器给两个完全相同的小灯泡L1、L2供电,导线电阻忽略不计,电压表和电流表均为理想电表,开关处于断开状态.现闭合开关,在其他条件不变的情况下,则()A.小灯泡L1变暗B.小灯泡L1变亮C.电压表示数变大D.电流表示数变大4.[2020广东惠州第一次调研,多选]如图甲,理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1,与副线圈相连的两个灯泡完全相同,电压表、电流表均为理想电表.原线圈接上如图乙所示的正弦交流电,电路正常工作.闭合开关后,下列说法正确的是()A.电压表示数增大B.电流表示数不变C.变压器的输入功率增大D.经过灯泡的电流频率为25 Hz5.[2020吉林长春监测,多选]某理想变压器通过原、副线圈的电流之比为1∶10,下列说法正确的是()A.原、副线圈匝数之比为1∶10B.原、副线圈两端电压之比为10∶1C.当输出电流增加2 A时,输入电流增加20 AD.当输入电压增加10 V时,输出电压增加1 V6.[2020湖北武汉质量检测]如图所示,理想变压器的原线圈连接一个r=9 Ω的电阻,且原线圈匝数n1可以通过滑动触头P来调节,在副线圈两端连接了R=16Ω的电阻,副线圈匝数n2=1 000.在原线圈上加一输出电压恒定的正弦交流电源,下列说法正确的是()A.若交流电的周期增大,则变压器的输出功率增大B.若触头P向上移动,则电阻R消耗的功率一定减小C.若触头P向下移动,则流过电阻r的电流减小D.当n1=750时,电阻R消耗的功率最大7.[2020江西南昌高三摸底]如图所示,理想变压器的原线圈接有某一正弦交流电源,L为白炽灯泡,R1和R2为定值电阻,R3为光敏电阻,其阻值随照射光强度的增大而减小.现增大照射光强度,则()A.通过原线圈的电流减小B.变压器的输出功率增大C.R1两端的电压减小灯泡变暗8.[2019湖南长郡中学模拟]如图所示为远距离输电的示意图,变压器均为理想变压器,升压变压器T1的原、副线圈匝数比为k1,降压变压器T2的原、副线圈匝数比为k2,升压变压器原线圈两端接入一电压u=U m sin ωt的交变电流,用户的总电阻为R(可视为纯电阻),输电线总电阻为2r,不考虑其他因素的影响,用户获得的电压为()A.(k2U mk1)(Rk222r+Rk22) B.(U m2k1)(Rk22r+Rk22)C.(2m√2k )(Rk222r+Rk22) D.(m√2k)(Rk22r+Rk22)9.[新素材,多选]某课外探究小组设计了一个货车超载报警电路.设计电路原理如图所示,一理想变压器的原线圈匝数为n1,接入一输出稳定的交流电源,原线圈中接有一内阻可忽略不计的报警器;副线圈接入电路的匝数n2可以通过滑动触头调节,副线圈接有定值电阻R0和压敏电阻R,R 的阻值会随压力的增大而变小,货车通过压敏电阻时,看原线圈的电流是否超过报警器的报警电流,图中物块m等效于货车置于压敏电阻上,若物块重力大于等于m0g时,报警器报警,保持原线圈输入交流电压不变,则()A.若要减小报警器报警时的重力,可以增大R0的阻值B.若要减小报警器报警时的重力,可以减小R0的阻值C.若要减小报警器报警时的重力,可以将滑动触头向右滑动D.若要减小报警器报警时的重力,可以将滑动触头向左滑动考点2变压器、远距离输电1.A当理想变压器的原线圈两端的输入电压有效值保持不变且原、副线圈匝数比不变时,由变压器变压规律U1U2=n1n2可知,理想变压器的输出电压也不变,即副线圈两端的电压不变,B项错误;滑动变阻器的滑片下移,接入电路的电阻增大,由I2=U2R L+R P可知,副线圈回路中的电流减小,由U L=I2R L可知,小灯泡两端的电压减小,C项错误;由变压器变流规律I1I2=n2n1可知,理想变压器原线圈中的电流减小,A项正确;当滑动变阻器接入电路的电阻等于小灯泡的电阻时,滑动变阻器的消【技巧点拨】本题中将理想变压器副线圈等效为具有恒定电动势的电源,小灯泡的电阻等效为电源内阻,则可以应用内、外电阻相等时电源输出功率最大的结论,确定滑动变阻器接入电路的电阻与小灯泡的电阻相等时,滑动变阻器的消耗功率最大.由理想变压器变压规律有U1U2=n1n2=110,U1+10VU2+ΔU2=n1n2=110,联立解得ΔU2=100 V,即电压表V的读数增大了100 V,选项A错误;由U2=I2R,U2+ΔU2=(I2+ΔI2)R,联立解得ΔI2=1 A,选项B错误;由I2 I1=n1n2=110=I2+ΔI2I1+ΔI1,解得电流表A1的读数增大ΔI1=10 A,选项C正确; 变压器输入电功率增大(U1+ΔU1)(I1+ΔI1)U1I1=U1ΔI1+ΔU1I1+ΔU1ΔI1=10U1+10I1+100(W),选项D错误.闭合开关,副线圈接入两个相同的小灯泡,根据变压器变压规律知,若原线圈输入电压和匝数比不变,则副线圈输出电压也不变,故电压表示数不变,小灯泡L1亮度不变,选项A、B、C错误;闭合开关后,副线圈上的总电阻减小,而电压不变,故副线圈中的电流增大,根据变压器的变流规律,可知原线圈上的电流也增大,选项D正确.4.BC若原线圈输入电压和线圈匝数比不变,则副线圈的输出电压不变,即电压表示数不变,灯泡电阻不变,则电流表示数不变,A错误,B正确;当开关K接通后,两个灯泡并联,电阻减小,则副线圈输出功率增大,所以变压器的输入功率也增大,C正确;根据图乙可知,交流电的周期T=0.02 s,则频率f=50 Hz,又变压器不改变交流电的频率,因此经过灯泡的电流频率为50 Hz,D错误. 原、副线圈电流之比I1∶I2=1∶10,由变压器输出功率决定输入功率可知, U1I1=U2I2,即原、副线圈两端电压之比U1∶U2=I2∶I1=10∶1,选项B正确;由变压器变压规律U1∶U2=n1∶n2,可得原、副线圈匝数之比n1∶n2=10∶1,选项A错误;由原、副线圈电流之比为1∶10,可知当输出电流增加2 A时,输入电流增加0.2 A,选项C错误;由原、副线圈两端电压之比为10∶1,可知当输入电压增加10 V时,输出电压增加1 V,选项D正确.6.D在含变压器的电路中,交流电的功率与周期无关,选项A错误.将变压器和副线圈接入的电阻R视为等效电阻R等效,设等效电阻两端的电压是U1,通过的电流是I1,副线圈两端的电压是U2,通过的电流是I2,则有R等效=U1I1=n1n2U2n2n1I2=(n1n2)2·U2I2=(n1n2)2·R.若触头P向上移动,原线圈的匝数n1增多,副线圈的匝数n2不变,故等效电阻增大,将原线圈串联接入的电阻r视为电源内阻,则当等效电阻R等效等于内阻r时,电源的输出功率最大,故当等效电阻从小于内阻r的某个值增大时,等效电阻的功率先增大再减小,选项B错误.若触头P向下移动,原线圈匝数减少,则等效电阻减小,流过电阻r的电流增大,选项C错误.当n1= 750时,等效电阻R等效=(7501000)2×16 Ω =9 Ω,与内阻r相等,电阻R消耗的功率最大,选项D正确.【模型分析】如图1所示的变压器电路,输入电压的有效值为U0,原线圈所接电阻阻值为r,副线圈回路负载电阻为R,变压器的原、副线圈匝数分别为n1和n2.虚线框所围的电路可等效为一个电阻R等效,则等效电路图如图2所示,则有R等效=U1I1=n1n2U2n2n1I2=(n1n2)2·U2I2=(n1n2)2R.7.B增大照射光强度,则光敏电阻的阻值减小,副线圈所接电路的总电阻减小,因为副线圈两端电压不变,故副线圈中总电流增大,变压器的输出功率增大,选项B正确;变压器的输入功率等于输出功率,结合上述分析可知,变压器的输入功率也增大,故通过原线圈的电流增大,选项A错误;副线圈中总电流增大,则R1两端电压增大,并联部分的电压减小,则通过R2的电流减小,又副线圈中总电流增大,可知通过L的电流增大,灯泡变亮,选项C、D错误.8.D升压变压器原线圈两端电压的有效值为U1=m√2,则升压变压器副线圈两端的电压为U2=U1k1,设输电线路上输送电流为I3,降压变压器原、副线圈两端电压分别为U3、U4,用户电路上电流为I4,则有U2=I3·2r+U3,U3U4=k2,I3I4=1k2,U4=I4R,联立以上各式解得U4=(m√2k1)(Rk22r+Rk22),选项D正确.9.BC根据U1U2=n1n2,I1I2=n2n1,I2=U2R+R0,解得I1=(n2n1)2U1R+R0,若减小报警器报警时的重力,即R增大时可报警,则可以减小R0,或者增大n2,增大n2的方法为将滑动触头向右滑动,选项B、C正确.。

理想变压器模型与远距离输电12021·四川遂宁市三诊如下图，理想变压器原、为灯泡额定电压的7倍时，两灯泡均能正常发光．那么灯泡a与b的功率之比为A．3∶1 B．1∶3C．6∶1 D．1∶622021·湖南长沙长郡中学模拟如下图，理想变压器原、副线圈各接一个电阻R1和R2，原线圈中接有22021交流电源，此时两只电阻上的电压都是10 V，设变压器原、副线圈的匝数比为n∶1，电阻R1和R2消耗的功率之比为∶1，那么A．n＝21，＝错误!B．n＝21，＝错误!C．n＝441，＝错误!D．n＝441，＝错误!3多项选择2021·河南郑州市第一次模拟如图甲所示，变压器原、副线圈上有L1、L2、L3、L4四只灯泡，它们的规格均为“9 V12 W〞，当在该变压器cd端输入交变电压uu－t图象如图乙所示时，四只灯泡都正常发光，各电表均为理想交流电表．以下说法正确的选项是A．a、b端输入电压的瞬时值表达式为u＝27错误!in 100πt VB．原、副线圈匝数比为3∶1C．流过灯泡L2的电流方向每秒改变50次D．电流表的示数为4 A，ab端输入的功率＝250错误!V，有效值为U1＝错误!＝250 V，根据错误!＝错误!，得副线圈两端的电压U2＝错误!U1＝错误!×250 V＝×105 V；用户端电压为22021，根据错误!＝错误!，得降压变压器原线圈两端的电压U3＝错误!U4＝错误!×22021＝×105 V，故输电线上损失的电压为ΔU＝U2－U3＝3×104V，那么输电线上的电流为I＝错误!＝错误!A＝30 A，电站的输出功率为P1＝P2＝U2I＝7 500 W，输电线路损耗功率为ΔP＝I2R＝900 W，由题图乙可知，原线圈交变电流的周期为T＝，那么频率为f＝错误!＝50 H，变压器不会改变交流电的频率，故用户端交变电流的频率为50 H，故B正确，A、C、D错误．16如下图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2021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，那么以下说法正确的选项是A．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 WD．将P下移，用户获得的电压将增大【答案】BC【解析】：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＝错误!×1 A＝10 A，输电电压：U2＝错误!＝错误! V＝2 000 V，B正确；输电线上的功率损失：P损＝I2R＝102×10 W＝1 W，用户获得的功率为：P用＝P输－P损＝2021－1 W＝19 W，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．172021·山西质量监测某小型水电站的电能输送示意图如下图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向R0＝11 Ω的纯电阻用电器供电．输电线的总电阻R＝10 Ω，T2的原、副线圈匝数比为4∶1，用电器两端的电压为u＝22021in 100πt V，将T1、T2均视为理想变压器．以下说法正确的选项是A．降压变压器的输入功率为4 400 WB．升压变压器中电流的频率为100 HC．输电线消耗的功率为500 WD．当用电器的电阻减小时，输电线消耗的功率减小【答案】：A【解析】：由题可知，用电器两端电压有效值为22021，交流电频率f＝错误!＝错误! H＝50 H，由电功率公式可知，降压变压器输出功率P＝错误!＝4 400 W．理想变压器输入功率与输出功率相等，故A项正确；理想变压器不改变交变电流的频率，B项错误；由变压规律错误!＝错误!，可知降压变压器输入电压为880 V，由电功率定义式P＝UI可知，降压变压器输入电流为I＝5 A，由焦耳定律可知，输电线电阻消耗的功率P′＝I2R＝250 W，C项错误；当用电器的电阻减小时，输出功率增大，故降压器输入功率增大，从而输入电流增大，再由P＝I2R可知，输电线R消耗的功率增大，D项错误．18远距离输电的原理图如下图，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，那么以下关系式中正确的选项是＝错误!B．I2＝错误!C．I1U1＝I错误!R D．I1U1＝I2U2【答案】D【解析】：根据理想变压器的工作原理得I1U1＝I2U2、错误!＝错误!U2不是加在R 两端的电压，故I2≠错误!，而I1U1等于R上消耗的功率I错误!R与下一级变压器的输入功率之和．只有D正确．。

专题45 理想变压器远距离输电〔测〕【总分值：110分时间：90分钟】一、选择题〔本大题共12小题，每题5分，共60分。

在每题给出的四个选项中．1~8题只有一项符合题目要求；9~12题有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

〕1．如下图是发电厂通过升压变压器进展高压输电，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/表示，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，那么当用电进入顶峰时：〔〕A．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的读数减小C．电压表V2、V3的读数之差及电流表A2的读数的比值不变D．线路损耗功率不变【答案】C【名师点睛】此题是关于远距离输电线路的动态变化的分析，总的原那么就是由局部电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先局部后整体再局部的方法。

注意升压变压器的初级电压由发电机决定，次级电压由初级电压与匝数比决定．2．如下图，匀强磁场的磁感应强度。

单匝矩形线圈面积S=1m2。

电阻不计，绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动。

线圈通过电刷及一理想变压器原线圈相接，○A为交流电流表。

调整副线圈的滑动触头P，当变压器原、副线圈匝数比为1:2时，副线圈电路中标有“36V 36W〞的灯泡正常发光。

以下判断正确的选项是：〔〕A．电流表的示数为1AB．矩形线圈产生电动势的最大值为18VC．从矩形线圈转到中性面开场计时，矩形线圈电动势随时间变化的规律为=〔V〕90e tπD．假设矩形线圈转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当下移【答案】C【名师点睛】此题关键是明确交流发电机的瞬时值、有效值、最大值的区别与求解方法，同时要结合变压器的变压比与变流比公式列式求解。