2014高三物理专项训练步步高课时复习：变压器 电能的输送

2014高三物理专项训练步步高课时复习：变压器 电能的输送1．将输入电压为220 V ，输出电压为6 V ，副线圈有30匝的理想变压器改绕成输出电压为30 V 的变压器，原线圈匝数不变，则副线圈新增绕的匝数为( )A ． 120匝B ．150匝C ．180匝D ．220匝2.如图所示，理想变压器原线圈接入交流电u ＝U m sin ωt ，副线圈接有一电压表和电阻为R 的负载，电压表的示数为10 V ．在t ＝T4时(T为交变电流的周期)，原线圈两端电压的瞬时值为100 2 V ．由此可知变压器原、副线圈的匝数比为( )A ．102∶1B ．1∶10 2C ．10∶1D ．1∶103．如图所示，图(a)中的变压器为理想变压器，其原线圈接到U 1＝220 V 的交流电源上，副线圈与阻值为R 1的电阻接成闭合电路；图(b)中阻值为R 2的电阻直接接到电压为U 1＝220 V 的交流电源上，结果发现R 1与R 2消耗的电功率恰好相等，则变压器原、副线圈的匝数之比为( )A ．R 1/R 2B ．R 2/R 1 C.R 2/R 1D.R 1/R 24.如图一理想自耦变压器的原线圈接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R ，触头P 与线圈始终接触良好，下列判断正确的是( )A ．若通过电路中A 、C 两处的电流分别为I A 、I C ，则I A ＞I CB ．若仅将触头P 向A 端滑动，则电阻R 消耗的电功率增大C ．若仅使电阻R 增大，则原线圈的输入电功率增大D ．若在使电阻R 减小的同时，将触头P 向A 端滑动，则通过A 处的电流增大5．(2013·湖南模拟)如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R 1、R 2、R 3和R 4均为固定电阻，开关S 是闭合的．V 1和V 2为理想电压表，读数分别为U 1和U 2；A 1、A 2和A 3为理想电流表，读数分别为I 1、I 2和I 3.现断开S ，U 1数值不变，下列推断中正确的是( )A．U2变小、I3变小B．U2不变、I3变大C．I1变小、I2变小D．I1变大、I2变大6．(2013·湖南省长沙一中月考)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升压变电站升压后通过远距离输送，再经降压变电站将高压变为低压．某降压变电站将电压u0＝11 0002sin (100πt) V的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电站变压器( )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7．(2012·江苏单科)某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成．当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路．仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有( )A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起8．(2013·大连四校联考)正弦式电流经过匝数比为n1n2＝101的变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按如图甲所示方式连接，R＝10 Ω.图乙所示是R两端电压U随时间变化的图象，U m＝10 2 V，则下列说法中正确的是( )A ．通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R ＝2cos 100πt (A)B ．电流表A 的读数为0.1 AC ．电流表A 的读数为10 2 AD ．电压表的读数为10 2 V9．图甲中的变压器为理想变压器，原线圈的匝数n1与副线圈的匝数n 2之比为10∶1.变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，两个20Ω的定值电阻串联接在副线圈两端，电压表为理想电表．则( )A ．若原线圈电阻阻值为10 Ω，则原线圈上电流表的示数为10 AB ．若原线圈电阻阻值为20 Ω，则原线圈上电流表的示数约为7.07 AC ．电压表的读数为5.0 VD ．电压表的读数约为3.6 V10．(2012·山东理综)图甲是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是( )A ．电压表的示数等于5 VB ．电压表的示数等于52 VC ．实现点火的条件是n 2n 1>1 000D ．实现点火的条件是n 2n 1<1 00011．生活中处处用电，而我们需要的电都是通过变压器进行转换的，为了测一个已知额定电压为100 V 的灯泡的额定功率，如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接有理想电流表A 和灯泡L ，滑动变阻器的阻值范围为0～100 Ω，不考虑温度对灯泡电阻的影响，原、副线圈的匝数比为2∶1，交流电源的电压为U 0＝440 V ，适当调节滑动变阻器的触片位置，当灯泡在额定电压下正常工作时，测得电流表A 的示数为1.2 A ，则( )A ．灯泡的额定功率为50 WB ．灯泡的额定电流为2.4 AC ．滑动变阻器上部分接入的电阻值为50 ΩD ．滑动变阻器消耗的电功率为240 W12.1897年，举世闻名的“尼亚加拉”水电站在美丽的尼亚加拉瀑布(如图)建成．现已使用100多年．当时世界各地都在使用着费用高昂的直流电(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，若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 2.(保留整数) 答案1．A 由U 1U 2＝n 1n 2得n 1＝n 2U 1U 2＝30×2206匝＝1 100匝；改变匝数后，n 2′＝n 1U 2′U 1＝1100×30220匝＝150匝，新增匝数Δn ＝n 2′－n 2＝120匝，A 正确．2．C 由于原线圈中14T 时电压瞬时值即最大值为100 2 V ，则有效值为100 V ，副线圈两端电压的有效值为10 V ，由n 1n 2＝U 1U 2可求得原、副线圈匝数之比为10∶1，故选项C 正确．3．C 对图(a)，U 1U 2＝n 1n 2，P R 1＝U 22R 1，对图(b)，P R 2＝U 21R 2，根据题意有P R 1＝P R 2，联立以上各式解得：n 1/n 2＝R 2/R 1.4．BD 由经过变压器的原线圈电流I A 与副线圈的电流I C 之比等于原、副线圈的匝数的反比，原副线圈的匝数比等于AB 与BP 的比值，故I A ∶I C ＝BP ∶AB ，可知I A ＜I C ，A 错；若仅将触头P 向A 端滑动，则副线圈电压增大，电阻消耗的电功率增大，B 对；若仅使电阻R 增大，因电压不变，故电功率减小，原线圈的输入功率等于电阻消耗的电功率，故C 错；若电阻R 减小，且触头P 向A 端滑动，则电压增大，电阻减小，消耗功率必定增大，原线圈消耗功率增大，通过原线圈上A 处的电流也增大，D 对．5．BC 因为变压器的匝数与U 1不变，所以U 2不变．当S 断开时，因为负载电阻增大，故副线圈中的电流I 2减小，由于输入功率等于输出功率，所以I 1也将减小，C 正确；因为R 1的电压减小，故R 2、R 3两端的电压将增大，I 3变大，B 正确．6．AB 本题考查理想变压器．由u 0＝11 0002sin (100πt ) V 可知交流电压的有效值为11 000 V ，根据理想变压器工作原理可知n 1n 2＝U 1U 2，可得原、副线圈匝数比为50∶1，选项A 正确；由于2πf ＝100 π，所以原线圈中交流电的频率是50 Hz ，因变压器不改变交流电的频率，所以选项B 正确；理想变压器的输入功率与输出功率相等，则原线圈中电流小于副线圈中的电流，故原线圈的导线比副线圈的要细，选项C 错误；根据并联电路的特点可知居民小区各用电器电流的总和应等于副线圈中的电流，选项D 错误．7．ABD 由于零线、火线中电流方向相反，产生磁场方向相反，所以家庭电路正常工作时，L 2中的磁通量为零，选项A 正确；家庭电路短路和用电器增多时均不会引起L 2的磁通量的变化，选项B 正确，C 错误；地面上的人接触火线发生触电时，线圈L 1中磁场变化引起L 2中磁通量的变化，产生感应电流，吸起K ，切断家庭电路，选项D 正确．8．AB 由题图乙所示图象知T ＝2×10－2s ，f ＝50 Hz ，ω＝2πf ＝100π rad/s ，I m ＝U m R＝ 2 A ，故i R ＝2cos 100πt (A)，A 正确．再根据I 1I 2＝n 2n 1，I 2＝I m2＝1 A 知，I 1 的有效值为0.1 A ，B 正确，C 错误．电压表读数应为副线圈电压的有效值，U ＝U m2＝10 V ，故D 错误．9．D 加在原线圈两端电压的有效值U 1＝1002 V ，副线圈输出电压U 2＝n 2n 1U 1＝110×1002V ＝5 2 V ，输出电流I 2＝U 22R ＝522×20 A≈0.18 A，故原线圈上电流表的示数I 1＝n 2n 1I 2＝110×0.18 A＝0.018 A ，选项A 、B 均错误；电压表的示数等于电阻R 两端的电压值，即I 2R ＝0.18×20 V＝3.6 V ，故选项C 错误、D 正确．10．BC 由题u －t 图象知，交流电压的最大值U m ＝5 V ，所以电压表的示数U ＝U m2＝52V ，故选项A 错误，选项B 正确；根据U 1U 2＝n 1n 2得n 2n 1＝U 2U 1，变压器副线圈电压的最大值U 2m ＝5 000 V时，有效值U 2＝U 2m2＝5 0002V ，所以点火的条件n 2n 1>5 0002V52V ＝1 000，故选项C 正确，选项D错误．11．C 依题意，副线圈电流为2.4 A ，电压为220 V ，由于滑动变阻器上部分的并联电路电压为100 V ，则下部分电阻两端电压为120 V ，由串联知识，上、下部分功率分配比为100∶120＝5∶6，故下部分电阻电功率P 下＝611P 总，P 总＝1.2×440＝528 W ，则P 下＝288 W ，下部分电阻R 下＝288/2.42＝50 Ω，则上部分电阻为50 Ω，上部分电路消耗功率P 上＝P 总－P下＝240 W，故容易计算出灯泡的额定电流为0.4 A ，额定功率为40 W ，综上知C 正确． 12．解析： (1)电路示意图如图所示．(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＝P U 1升压变压器的原、副线圈匝数比：n 1n 2＝I 2I 1＝ηP R ·U 1P ＝250100×103× 100×103×0.0410＝120. (3)用户得到的最大功率：P 用＝P (1－η)，降压变压器的输出最大电流I 2＝P 用U 2＝P －ηU 2＝100×103－220A ＝436 A.答案： (1)见解析 (2)120 (3)436 A。

原线圈副线圈2. 如图所示是一台家用台灯亮度调节原理图, 自耦变压器接入正弦交流电压，电流表、电压表分别为理想交流电流表和理想交流电压表.若将调压端的滑动触头P向上移动，则（）《全程复习》2014届高考物理全程复习方略（人教版-第一轮）课时提能演练（含详细解析）10.2变压器电能的输送（40分钟100 分）、选择题（本题共8小题，每题9分，至少一个答案正确，选不全得5分，共72分）1. （2012 •泰州模拟）原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端接一正弦交变电流，为了使变压器输入功率增大，可以采取的措施有（）A. 只增加原线圈的匝数n1B. 只减少副线圈的匝数n2C.只减少负载电阻R的阻值D.只增大负载电阻R的阻值A. 电压表V的示数变大B. 变压器的输出功率变大C. 电流表A的示数变小D. 电流表A的示数变大3. （2011 •山东高考）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U1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U2随时间t变化的曲线如图乙所示.以下正确的是（）个小型发电站，输送的电功率为P=500 kW,当使用U=5 kV 的电压输电时，测得安装在输电A.U 2= 190「2si n(50 二 t)VB.U2 = 190 一 2sin(100 t) VC.为使用户电压稳定在 220 V ,D.为使用户电压稳定在 220 V , 4.如图甲所示，理想变压器原、应将P 适当下移应将P 适当上移 副线圈的匝数比为 10 : 1, R=20 Q , R 2=30 Q , C 为电容器.J已知通过R 的正弦式交流电如图乙所示，贝U （A. 交流电的频率为 0.02 HzB. 原线圈输入电压的最大值为200、2 VC. 电阻 R ＞的电功率约为 6.67 WD. 通过R 3的电流始终为零 5.如图所示，T 为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab 和cd 的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关 S 闭合时（）A. 交流电压表 V 2和V 3的示数一定都变小B. 交流电压表V 3的示数变小C. 交流电流表A i 、A 和A 的示数一定变大D. 只有A 1的示数变大施.-K-W.6. （2012 •中山模拟）如图所示，L i和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器•若已知变压比为1 000 : 1,变流比为100：1，并且知道电压表示数为220 V,电流表示数为10 A，则输电线的输送功率为（）A. 2.2 X 103 WB.2.2 X 10-2 W8 4C. 2.2 X 10 WD.2.2 X 10 W7. 如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n 1,次级线圈的匝数为n2，初级线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V,负载电阻R=44 Q ,电流表A的示数为0.20 A. 下列判断中正确的是（）A. 初级线圈和次级线圈的匝数比为 2 : 1B. 初级线圈和次级线圈的匝数比为 5 : 1C. 电流表A的示数为1.0 AD. 电流表A的示数为0.4 A8. 某水电站，用总电阻为2.5 Q的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3X 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2X 105 AB. 输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC. 若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9X 108 kWD. 输电线上损失的功率为△ P= U/r , U为输电电压，r为输电线的电阻二、计算题（本大题共2小题，共28分，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）9. （12分）收音机的变压器的初级线圈有 1 210匝，接在Ui=220 V的交流电源上，变压器有两个次级线圈.次级线圈n的匝数为35匝，次级线圈川的匝数是1 925匝.如果不计变压器自身的能量损耗，当变压器工作时，线圈n的电流是0.3 A时，初级线圈的电流11=0.114 A. 求线圈川中电流和输出电压（电流的计算结果保留3位有效数字）.10. （2012 •东莞模拟）（16分）在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失.有一个小型发电站，输送的电功率为P=500 kW,当使用U=5 kV的电压输电时，测得安装在输电1.【解析】选C.由知,当n 1增大时,n 1U 1U 2减小，当2. 【解析】选A 、B D.当滑动触头P 向上移动时,自耦变压器“副线圈”匝数增大，由n IIn 1 U1可知“副线两端电压增大，台灯的功率变大,A B 正确；由于理想变压器输入功率与输出功率相等, 且输入电压不变，故电流表示数变大, C 错误、D 正确.3.【解题指南】 解答本题应注意以下三点:由业皿可知，原线圈电压的最大值U 1=200 V,B 错 R 和 F 2 并联, 线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差 4 800 kW • h.求：(1) 输电效率n 和输电线的总电阻r ；(2) 若想使输电效率提高到 98%又不改变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输电?答案解析..2知，A B 、D 均错误，C 正确.U 2n 1来使U 2增大，由可得应使n 1减小，故应将P 适当上移，D 选项正确.u 1 n 1 U 2 n 24. 【解析】选C.由图乙可知交流电频率为 50 Hz,所以A 错.副线圈电压最大值 U 2=l m1R=20 V,U 2 2 (-1 2 3)2F2- 6.67 W230故C 正确；因电容器接交流电有充放电电流，故 D 错.5.【解析】 选B.在理想变压器中，因为 U 不变，故V 2示数不变；闭合 S 时，负载电阻变小,1 根据图象找出最大值、周期，写出瞬时值表达式2 变压器原、副线圈的电压均为有效值 .3 根据变压器中电压关系确定如何改变原线圈匝数【解析】选B 、D.由图象可知，正弦式交变电压的最大值为190 2 V ，其周期为0.02 s.可得其表达式为u 2 =190、、2sin( 100二t)V ， B 选项正确，又在 U 1、n 2不变的前提下通过改变两端的交变电压为uA.开关接通后,B.开关接通后,C.开关断开后,D.开关断开后, 氖泡的发光频率为 100 Hz 电压表的示数为 100 V电压表的示数变大变压器的输出功率不变 【解析】选AB.由于副线圈电压由原线圈决定， 则不论负载如何变化， 电压表的读数不变,始终为有效值100 V, B 正确，C 错误；交流电每个周期内氖泡发光两次，每秒发光100 次,R =R =44 W 据故B 正确，A 错误；A 的读数，故C 正确，D 错误.副线圈中电流12增大，A 示数增大，由P 入=P 出，即l i U=l 2U 可知A l 示数增大，因为ab 和cd 导线的电阻不可忽略，V 3改测R 2两端电压，故 V s 示数变小.R i 两端电压减小，故流过 R i 处的 电流13变小，A 示数变小，故 B 正确•【总结提升】理想变压器动态分析的两种类型（1）匝数比不变，原、畐U 线圈的电压 U 、U 2不变，电流丨1、I 2,功率P i 、P 2随负载电阻的变 化而变化•⑵负载电阻不变，原线圈的电压 U i 不变，副线圈两端的电压U 、电流丨1、丨2，功率P i 、P 2随匝数比的变化而变化• 【变式备选】（2012 •海口模拟）如图所示，理想变压器的原、畐U 线圈匝数比为1 : 5,原线圈.20 2sin100t 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（）则氖泡发光频率为100 Hz , A 正确；开关断开后，负载电阻增大、电流减小，则变压器的输出功率减小，D 错误. 6. 【解析】选C.根据门,得，U=2.2 X 105 V ,丨1=1 000 A ，所以输电线的输U 1 n 1 n 1 l 2 U 2 n 2 n 211送功率 P=U11=2.2 X 108 w, C 正确•7. 【解析】 选B 、C.对于理想变压器， P 1=Ul 1=220X 0.20 W=44 W ，则负载电阻消耗的功率P _ U 22，得 U 2 F pR = {44—44 V =44 V ，贝U n 1 _ U 1 _ 220 _ 5 2 R n 2 U 2 44•忙*A =1 A 44I 1U 1U 3= 0.066 2 A（3答案:0.066 2 A350 V（1 输电线上的电流8. 【解析】 选B.输出电功率P=3X 106 kW 输电电压U=500 kV ,则输电线上输送的电流大小p ，所以A 错；输电线上由电阻造成的电压损失①=|r = 15 kV ，所以BI - =6 103 AU正确；输电线上损失的功率p 2 ，所以D 错误；若损失功率为△ -=9X 108kW 时， L — = ：UI 2 r U 2△ P 远大于输出功率，不符合实际，故 C 错误.9. 【解析】线圈n 两端的电压为：U 2 =n2U 135220 =6.36 V1 210（3分）线圈川两端的电压为:U 3 =匹5 二1"925 220 =350 V1 210（3分）不计变压器自身的能量损耗，由能量转化和守恒定律 P 1=P 2+P 3,I 心=1 2U 2+13U 3（3分）10. 【解析】（1）输送功率P=500 kW,一昼夜输送电能 E=Pt=12 000 kW • h （1分） 输电线上损失的电能 △ E=4 800 kW • h所以输电效率n（1分） P I100 AU（2分）终点得到的电能 E' =E- △ E=7 200 kW • h,（1（1分）（2输电线损耗功率P r =l 2r,（2分） 其中= 200 kW（1分） 得 r=20 Q .（2分）（2分）原来P r =200 kW,现在要求 P r ' =10 kW, 解得输电电压应调节为 U' =22.4 kV. 分）答案：（1）60% 20 Q （2）22.4 kV(2)输电线上损耗功率P r-（—）2r 工 U。

2014年高考二轮复习专题训练之变压器电能的输送1.原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端接一正弦交变电流，为了使变压器输入功率增大，可以采取的措施有( )A.只增加原线圈的匝数n1B.只减少副线圈的匝数n2C.只减少负载电阻R的阻值D.只增大负载电阻R的阻值2.如图所示是一台家用台灯亮度调节原理图，自耦变压器接入正弦交流电压，电流表、电压表分别为理想交流电流表和理想交流电压表.若将调压端的滑动触头P向上移动，则( )A.电压表V的示数变大B.变压器的输出功率变大C.电流表A的示数变小D.电流表A的示数变大3.如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S闭合时( )A.交流电压表V2和V3的示数一定都变小B.交流电压表V3的示数变小C.交流电流表A1、A2和A3的示数一定变大D.只有A1的示数变大4.如图所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器.若已知变压比为1 000∶1,变流比为100∶1，并且知道电压表示数为220 V，电流表示数为10 A，则输电线的输送功率为( )A.2.2×103 WB.2.2×10-2 WC.2.2×108 WD.2.2×104 W5.如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，初级线圈的两端a、b 接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V,负载电阻R=44 Ω，电流表A1的示数为0.20 A.下列判断中正确的是( )A.初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶1B.初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶1C.电流表A2的示数为1.0 AD.电流表A2的示数为0.4 A6．正弦式电流经过匝数比为n1n2＝101的变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按如下图甲所示方式连接，R＝10Ω.图乙所示是R两端电压u随时间变化的图象，U m＝10 2 V，则下列说法中正确的是( )A．通过R的电流i R随时间t变化的规律是i R＝2cos100πt(A)B．电流表A的读数为0.1 AC．电流表A的读数为210AD ．电压表的读数为U m ＝10 2 V解析：由题图乙所示图象知T ＝2×10－2s ，f ＝50 Hz ，ω＝2πf ＝100π rad/s，I m ＝U m R＝2 A ，故i R ＝2cos100πt (A)，A 正确．再根据I 1I 2＝n 2n 1，I 2＝I m2＝1 A 知，电流表的读数为0.1 A ，B 正确，C 错误．电压表读数应为电压的有效值，U ＝U m2＝10 V ，故D 错误．答案：AB7.下图甲是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为下图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是( )A ．电压表的示数等于5 VB ．电压表的示数等于52 VC ．实现点火的条件是n 2n 1>1 000D ．实现点火的条件是n 2n 1<1 000解析：电压表示数为交流电压有效值，由题图乙可得U ＝U m2＝52V ，选项A 错误，B 正确；因U m1＝5 V ，根据n 2n 1＝U m2U m1，由于引发电火花的条件是副线圈电压峰值大于5 000 V ，故n 2n 1>1 000，选项C 正确，D 错误．答案：BC8．如下图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n ，原线圈接正弦交流电，电压为U ，输出端接有理想电压表、理想电流表和一个电动机，电动机线圈的电阻为R ，当输入端接通电源后，电流表的读数为I ，电动机带动一重物匀速上升，下列判断正确的是( )A ．原线圈中的电流为nIB ．电压表的读数为IRC ．电动机的输入功率为I 2R D ．变压器的输入功率为UIn解析：由I 1＝n 2n 1I 2可得，I 1＝I n，选项A 错误；对于含有电动机的非纯电阻电路，当电动机转动时，电动机两端电压大于IR ，选项B 错误；输出电压U 2＝n 2n 1U 1＝U n ，输出功率P 出＝U 2I 2＝UI n＝P 入，选项C 错误而D 正确．答案：D二、计算题(3×12′＝36′)9．如图所示的电路中，变压器初级线圈匝数n 1＝1 000匝，次级线圈有两个，匝数分别为n 2＝500匝，n 3＝200匝，分别接一个R ＝55 Ω的电阻，在初级线圈上接入U 1＝220 V 的交变电流．求：(1)两次级线圈输出电功率之比； (2)初级线圈中的电流．解析：(1)对两个次级线圈有U 1U 2＝n 1n 2，U 1U 3＝n 1n 3所以U 2＝n 2U 1n 1＝U 12，U 3＝n 3U 1n 1＝U 15又P ＝U 2R ，所以P 2P 3＝U 22U 23＝254.(2)由欧姆定律得I 2＝U 2R ＝2 A, I 3＝U 3R＝0.8 A. 对有两个次级线圈的变压器有n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3 所以I 1＝n 2n 1I 2＋n 3n 1I 3＝1.16 A. 答案：(1)25 4 (2)1.16 A10.收音机的变压器的初级线圈有1 210匝，接在U 1=220 V 的交流电源上，变压器有两个次级线圈.次级线圈Ⅱ的匝数为35匝，次级线圈Ⅲ的匝数是1 925匝.如果不计变压器自身的能量损耗，当变压器工作时，线圈Ⅱ的电流是0.3 A 时，初级线圈的电流I 1=0.114 A.求线圈Ⅲ中电流和输出电压(电流的计算结果保留3位有效数字).11.在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失.有一个小型发电站，输送的电功率为P=500 kW,当使用U=5 kV 的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4 800 kW ·h.求： (1)输电效率η和输电线的总电阻r ；(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输电？12.下图(1)为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈，d 为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u －t 图象如下图(2)所示．若只在ce 间接一只R ce ＝400 Ω的电阻，或只在de 间接一只R de ＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式； (2)求只在ce 间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I 1； (3)求ce 和de 间线圈的匝数比n cen de. 解析：(1)由题图(2)知ω＝200π rad/s 电压瞬时值u ab ＝400sin200πt (V) (2)电压有效值U 1＝200 2 V 理想变压器P 1＝P 2 原线圈中的电流I 1＝P 1U 1解得I 1≈0.28 A(或25A) (3)设ab 间匝数为n 1U 1n 1＝U ce n ce ，同理U 1n 1＝U de n de由题意知U 2ce R ce ＝U 2deR de ，解得n ce n de＝R ceR de代入数据得n ce n de ＝43答案：(1)u ab ＝400sin200πt (V) (2)0.28 A(或25 A) (3)43。

【高三学习指导】高考物理复习知识点：变压器电能的输送学无止境，高中是人生成长变化最快的阶段，所以应该用心去想，去做好每件事，为大家整理了“高考物理复习知识点：变压器电能的输送”,希望可以帮助到更多学子。

高考物理复习知识点：变压器电能的输送1.如图13-2-1所示，它是一个理想的自耦变压器，在a和B之间连接正弦交流。

a和V分别是理想的交流电流表和交流电压表。

如果调压端的滑动头P向上移动，则a.电压表v的示数变大b、变压器的输出功率增加c.电流表a的示数变小d、电流表a的读数变大2.如图13-2-2所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=220匝，交流电源的电压u=v，电阻r=44ω，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法错误的是()a、交流电的频率是50赫兹b.电流表a1的示数为0.2ac、电流表A2的指示值约为1.4Ad.电压表的示数为44v3.如图13-2-3所示，理想变压器的辅助线圈通过传输线与三个灯泡L1、L2和L3相连，传输线的等效电阻为r，原始线圈先与理想电流表相连，开关S接通。

当s关闭时，以下语句是正确的（）a.原线圈两端p、q间的输入电压减小b、等效电阻R消耗的功率变大c.原线圈中电流表示数变大d、 L1和L2来吧4.下列各图是电子技术中的常用电路，其中乙图中的电容器的电容c较小，丙图中的电容器的电容c较大.a、b是部分电路的输入端，其中输入的高频成分用"～～"表示，低频成分用"～"表示，直流成分用"-"表示.关于负载电阻r中得到的电流特征，下列说法中正确的是()a、在图a中，R得到交流分量B。

在图B中，R得到高频分量c.图乙中r得到的是低频成分d.图丙中r得到的是直流成分微波炉是为了解决人类在太空中加热食物的需要而发明的。

现在这种炉子已经进入了普通人的家庭。

微波炉变压系统中的变压器如图13-2-5所示。

变压器电能的输送（限时：40分钟）A级跨越本科线1.（2015 •江苏高考）一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220 V交变电流改变为110 V.已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为（）【导学号：96622376]A.200B. 400C. 1 600D. 3 200B根据理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系得处=学=浑泸=400, U2 nz u 220选项B正确.2.如图10-2-14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（）图10-2-14A.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，副线圈输岀直流电压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B根据铭牌上所提供的信息可知：变压器的输入电压为220 V,输出电压为12 V,该变压器为降压变压器，故选项A错误、B正确：变压器的工作原理是电磁感应，故变压器的原、副线圈上的电压都为交流电压，选项C错误；由理想变压器的输出功率等于输入功率，且原线圈的电压大于副线圈的电压，知副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流大，选项D错误.3.（多选）在一些学校教室为了保证照明条件，采用智能照明系统，在自然光不足时接通电源启动日光灯，而在自然光充足时，自动关闭日光灯，苴原理图如图10-2-15所示.R 为一光敏电阻，£为一带铁芯的螺线管，在螺线管上方有一用细弹簧系着的轻质衔铁，一端用狡链固左在墙上可以自由转动，另一端用一绝缘棒连接两动触头.有关这套智能照明系统的工作原理描述正确的是（）图10-2-15A.光照越强，光敏电阻阻值越大，衔铁被吸引下来B.在光线不足时，光敏电阻阻值变大，电流小，衔铁被弹簧拉上去，日光灯接通C.上面两接线柱应该和日光灯电路连接D.下面两接线柱应该和日光灯电路连接BC由光敏电阻特性可知，光照强度越强，电阻越小，电流越大，所以A项错，B项正确：上而两接线柱应接日光灯电路，所以C项正确，而D项错误.4.（多选）（2016 •全国丙卷）如图10-2-16，理想变压器原、副线圈分别接有额泄电压相同的灯泡a和b.当输入电压〃为灯泡额左电压的10倍时，两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是（）【导学号：96622377]图10-2-16A.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^b的电功率之比为1： 9AD设灯泡的额泄电压为爲，输入电压为灯泡额定电压的10倍时灯泡正常发光，则变压器原线圈的电压为9G,变压器原、副线圈的匝数比为9 : 1,选项A正确，选项B错误：由得，流过b灯泡的电流是流过a灯泡电流的9倍，根据a、b灯泡的电功率之比为1： 9,选项C错误，选项D正确.5.（2017 •太原模拟）如图10-2-17, —理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中凡、尼和尼均为泄值电阻，⑪和（©为理想电压表，⑥和⑥为理想电流表.开关S闭合时，⑥和（©的读数分别为□和氐 ©^1®的读数分别为£和厶若交流电源电压不变，现断开S,下列推断中正确的是（)图10-2・A.丛可能变小、厶一定变小B.丛一泄不变、乙一泄变小c. I-）'iL变小、厶可能变大D.厶可能变大、厶可能变大B交流电源电压不变，厶;数值不变，根据变压器变压公式可知，副线圈电压只与原线圈电压和变压器原、副线圈匝数比有关，现断开s, E不变，副线圈所接电路的等效电阻增大，电流表'©的读数Z变小，选项B正确，A错误.变压器输出功率减小，导致变压器输入功率变小，I；变小，选项C、D错误.6.如图10-2-18所示为远距禽输电的原理图，已知升压变压器原.副线圈的匝数分别为心、心两端电压分别为心；、电流分别为g升压变压器到降压变压器之间输电线上的总电阻为爪变压器均为理想变压器.若保持发电机的输出功率和输出电压不变，则下列说法正确的是（）【导学号：96622378]图10-2-18A.用戸端的负载增加（并联用电器增多）时，厶增大，厶增大B・远距离输电线上的电流厶=〒C. 若用户端要得到弘大小的电压，则降压变压器原、副线圈的匝数比为庄：尽D. 无论用户端的负载如何变化，始终有血=I 我D 发电机的输出功率及输岀电压不变，由可知厶不变，进而可得厶不变，A 错 误：G 为升压变压器副线圈上的电压，。

第课时变压器电能的输送知识点题号1.变压器原理1、2、3、8、112.变压器的动态变化问题4、5、7、103.远距离输电6、9、121. (2012年新课标全国卷)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 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( B )V和5.3 A V和9.1 AV和5.3 A V和9.1 A解析:根据题意可知,n1=1 100匝,n2=1 900匝,由变压规律可得U2==V=380 V;由题意知,P2= kW,由P1=P2得,U1I1=P2,即I1== A≈9.1 A,选项B正确.2.(2012北京市朝阳区一模)一理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1,原线圈两端接一正弦式交变电流,其电压u随时间t变化的规律如图所示,则副线圈两端电压的有效值和频率分别为( A )V,50 Hz V, HzV,50 Hz V, Hz解析:变压器不改变交变电流的频率,由题u t图象看出,该交变电压的周期T=2×10-2 s,故其频率f==Hz=50 Hz;由题u t图象还可看出,该交变电压的最大值U m=311 V,故其有效值U== V≈220 V,代入变压器的变压比公式得副线圈两端电压的有效值U2=U1=U=×220 V=110 V.综上所述,正确选项为A.一要理解掌握变压器的变压原理,即只改变电压、电流,而不改变其频率;二要看清坐标轴刻度、单位.3.一输入电压为220 V,输出电压为36 V的理想变压器副线圈烧坏.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,测得新绕线圈的端电压为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( B )100,360 100,180200,180 200,360解析:设该变压器烧坏前原、副线圈匝数分别为n1、n2,由电压与匝数的关系可知=,又有=,解得n1=1100,n2=180,故B正确,A、C、D错误.4.用电高峰期,电灯往往会变暗,其原理可简化为如下物理问题.如图所示,理想变压器副线圈上,通过输电线连接两只相同的灯泡L1和L2,输电线的等效电阻为r,原线圈输入有效值恒定的交流电压,当开关S闭合时,以下说法正确的是( B )A.原线圈中电流减小两端的电压增大C.原线圈输入功率不变D.副线圈输出电压减小解析:开关S闭合,用户端阻值变小,用户端干路电流增大,则原线圈中电流变大,原线圈输入功率变大,选项A、C 均错误;用户端干路电流增大则输电线r上电压损失变大,选项B正确;由于原线圈输入电压及匝数比不变,故副线圈输出电压不变,选项D错误.5.在家用交流稳压器中,变压器的原、副线圈分别带有滑动头P1、P2,如图所示.当变压器的输入电压发生变化时,可上下调节滑动头P1、P2的位置,使输出电压稳定在220 V.若输出电压高于220 V,则下列措施正确的是( A )不动,将P2向下移不动,将P2向上移不动,将P1向下移D.将P1向下移,同时将P2向上移解析:根据变压器的变压原理,=,此时输出电压U2偏高.在保持U1、n1不变化的条件下,可减小n2,使U2减小.6.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向用户供电.已知输电线的总电阻为r,降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1,降压变压器副线圈两端交变电压u=220sin 100πt V,降压变压器的副线圈与阻值R0=11 Ω的电阻组成闭合电路.若将变压器视为理想变压器,则下列说法中不正确的是( C )A.通过R0电流的有效值是20 AB.降压变压器T2原、副线圈的电压比为4∶1C.升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压D.升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率解析:降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220 V,负载电阻为11 Ω,所以通过R0电流的有效值是20 A,选项A正确;降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1,所以降压变压器T2原、副线圈的电压比为4∶1,选项B 正确;升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压加上输电线上的电压,选项C错误;升压变压器T1的输出功率等于降压变压器T2的输入功率加上输电线上的功率,选项D正确.7.如图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,U1为加在原线圈两端的交变电压,I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流.下列说法正确的是( B )A.保持P的位置及U1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U1不变,S由a切换到b,则I2减小C.保持P的位置及U1不变,S由b切换到a,则I1减小D.保持U1不变,S接在b端,将P向上滑动,则I1减小解析:在保持P的位置及U1不变时,S由b切换到a,副线圈匝数变多,由=知U2变大,I2=变大,P R=U2I2变大,即R上消耗的功率变大,故A错;又由于=,I1也变大,故C错误;S由a切换到b,副线圈匝数变少,由=知U2变小,I2=变小,故B正确;在保持U1不变,S接在b端,P向上滑动,R变小,I2=变大,I1变大,故D错.8.如图,有一理想变压器,原副线圈的匝数比为n,原线圈接正弦交流电,输出端接有一个交流电压表和一个电动机.电动机线圈电阻为R,当输入端接通电源后,电流表读数为I,电压表读数为U,电动机带动一重物匀速上升.下列判断正确的是( C )A.电动机两端电压为UB.电动机消耗的功率为U2/RC.电动机的输出功率为nUI-n2I2RD.变压器的输入功率为UI/n解析:依题意知,电动机两端的电压为U,故选项A错误;因电动机为非纯电阻电器,其消耗的功率不等于,故选项B错误;副线圈中的电流I2=nI,故电动机的输出功率P出=UI2-R=nUI-n2I2R,选项C正确;加在原线圈两端的电压U1=nU,故变压器的输入功率P入=U1I=nUI,选项D错误.9.某小型水电站的电能输送示意图如图所示,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n1、n2,降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(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( D )A.=B.<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:由于输电线上的功率损耗,故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率,P出-P损=P入,故C错误,D正确.=,=,因为U1=200 V<U4=220 V,U3=U2-U线,故>,A、B均错误.10.(2012锦州模拟)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,b是原线圈的中心抽头,电压表V和电流表A均为理想电表,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为u1=220sin 100πt V,则( A )A.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为22 VB.当t= s时,c、d间的电压瞬时值为110 VC.单刀双掷开关与a连接,在滑动变阻器P触头向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均变小D.当单刀双掷开关由a扳向b时,电压表和电流表的示数均变小解析:由正弦交流电的最大值与有效值的关系,可以确定原线圈电压有效值为220 V,电压表所测电压值也是有效值,由于变压器原、副线圈电压比等于匝数比,所以电压表示数为22 V,A正确;将t= s代入瞬时值表达式计算得u=110 V,B错;对于理想变压器,副线圈电压只与原线圈电压和原、副线圈匝数比有关,所以滑动变阻器触头P向上移动的过程中,电压表示数不变,所以C错;开关由a扳向b,原、副线圈匝数比变小,所以副线圈电压变大,电流变大,所以D错.11.交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动.一小型发电机的线圈共220匝,线圈面积S=0.05 m2,线圈转动的频率为50 Hz,线圈内阻不计,磁场的磁感应强度B= T.为用此发电机所发出交流电带动两个标有“220 V,11 kW”的电机正常工作,需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器,电路如图所示,求:(1)发电机的输出电压的有效值为多少?(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少?(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大?解析:(1)根据E m=NBSω=1 100 V得输出电压的有效值为U1==1 100 V.(2)根据=得=.(3)根据P入=P出=×104 W,再根据P入=U1I1,解得I1=20 A.答案:(1)1 100 V (2)5∶1 (3)20 A12.(2013郑州高三期末)某村在较远的地方建立了一座小型水电站,发电机的输出功率为100 kW,输出电压为500 V,输电导线的总电阻为10 Ω,导线上损耗的电功率为4 kW,该村的用电电压是220 V.(1)设计了如图所示的输电电路.求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比;(2)该村某工厂用电60 kW,还可以装“220 V,40 W”的电灯多少盏?解析:(1)P损=r,所以I2==A=20 A,I1== A=200 A,则===,U3=U2-I2r=(500×10-20×10)V=4 800 V,则===.(2)设还可以装电灯n盏,据功率相等有P3=P4,其中P3=(n×40+60×103)W,P4=(100-4)kW=96 kW,所以n=900盏.答案:(1)240∶11 (2)900盏。