2025届高三物理一轮复习精品课件第十二章交变电流电磁振荡第2讲变压器电能的输送

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1.知道变压器的工作原理，掌握变压器的规律，会分析变压器的动态变化问题。 2.理解远距离输电的原理，会计算线路损失的电压、功率和输送的功率。
1.思考判断(1)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。( )(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)增大输电导线的横截面积不利于减少输电过程中的电能损耗。( )(5)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗。( )(6)在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损耗越大。( )
2.(2023·天津卷)如图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器T1和降压变压器T2都认为是理想变压器，中间输电电路电阻为R，下列说法正确的有(　　)A.T1输出电压与T2输入电压相等B.T1输出功率大于T2输入功率C.若用户接入的用电器增多，则R功率降低D.若用户接入的用电器增多，则T2输出功率降低
考点二　理想变压器的动态分析
考点一　理想变压器的原理及应用
1.理想变压器的制约关系
角度　　变压器基本规律的应用
A.开关S闭合前后，电流表的示数之比为1∶3B.开关S闭合前后，电流表的示数之比为2∶3C.变压器原、副线圈的匝数之比为11∶1D.变压器原、副线圈的匝数之比为11∶3
角度　　原线圈接入负载电阻的变压器问题
例3 (多选)如图3所示，L1和L2是输电线，甲、乙是两个互感器(可视为理想变压器)，其中线圈匝数关系为n1∶n2＝200∶1，n3∶n4＝1∶100，电流表和电压表均为理想交流电表。下列说法正确的是(　　)A.甲是电流互感器，乙是电压互感器B.甲是电压互感器，乙是电流互感器C.若电压表示数为30 V，则输电线两端的电压最大值为6 000 VD.若电流表示数为5 A，则通过输电线的电流有效值为500 A
角度　　两种特殊的变压器模型
A.仅将P顺时针旋转到合适位置B.仅将P逆时针旋转到合适位置C.仅将灯泡并联一个阻值为144 Ω的电阻D.仅将灯泡串联一个阻值为144 Ω的电阻
角度　　匝数比不变、负载变化的情况
例4 如图6所示，理想变压器原线圈接有效值保持不变的正弦交流电压，电压表和电流表均为理想交流电表，RT为热敏电阻(温度升高，电阻减小)，R0、R1为定值电阻，C为电容器，通电后随着RT温度升高，下列说法正确的是(　　)A.电压表V1的示数和V2的示数都不变B.理想变压器的输入功率减小C.通过R1的电流始终为零，R1不消耗电能D.若电容器电容减小，则电流表A2的示数增大
角度　　负载电阻不变、匝数比变化的情况
例5 如图8所示，原、副线圈匝数比为100∶1的理想变压器，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，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＝310sin(314t)V，则(　　)
A.当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为3.1 VB.副线圈两端的电压频率为50 HzC.当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈输入功率变小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
1.三个回路(如图9)(1)在电源回路中，P发电机＝U1I1＝P1。(2)在输送回路中，I2＝I线＝I3，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R线，ΔP＝IR线。(3)在用户回路中，P4＝U4I4＝P用户。
A.通过用电器R0的电流有效值是20 AB.当用电器R0的阻值减小时，输电线损耗的功率也随着减小C.发电机中电流变化的频率为100 HzD.升压变压器的输入功率为4 650 W
3.如图11所示，某小型水电站发电机的输出功率P＝100 kW，发电机的电压U1＝250 V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线＝8 Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4＝220 V。已知输电线上损失的功率P线＝5 kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是(　　)A.发电机输出的电流I1＝40 AB.输电线上的电流I线＝625 AC.降压变压器的匝数比n3∶n4＝190∶11D.用户得到的电流I4＝455 A
2.(2023·北京卷，7)自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接12 V的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8 V的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5 V。下列措施有可能使小灯泡正常发光的是(　　)A.仅增加原线圈匝数B.仅增加副线圈匝数C.将原、副线圈匝数都增为原来的两倍D.将两个3.8 V小灯泡并联起来接入副线圈
4.(2024·山东潍坊模拟)如图3所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝k，电阻R1＝R2＝R。当A、B两接线柱接正弦交变电源时，流过R2的电流为I，则正弦交变电源AB端的输出功率为(　　)
对点练2　理想变压器的动态分析5.(多选)(2024·重庆市巴南区一模)如图4所示，理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表　　、理想电压表　　，原线圈接输出电压恒定的交流电源，副线圈上通过输电线接有一个灯泡L，一个电吹风M(内阻与灯泡L相同)，输电线的等效电阻为R，副线圈匝数可以通过调节滑片P改变。S断开时，灯泡L正常发光。滑片P位置不动，当S闭合时，以下说法中正确的是(　　)A.电压表读数增大B.电流表读数增大C.为使灯泡L正常发光，滑片P应向上滑动D.灯泡L与电吹风M消耗的电功率一定相同
6.(多选)(2024·广东汕头仲元中学模拟)如图5所示为正弦交流电通过理想变压器对某家庭供电的电路图，线路电阻R较大。开关S1、S2均合上，各用电器均正常工作。某时突然发现指示灯L亮度增加，可能的原因是(　　)
A.电阻R变大B.开关S2断开C.输入电压U变小D.关闭了电视机
解析　电阻R变大，则副线圈总电流减小，通过指示灯L的电流减小，指示灯L亮度减小，故A错误；开关S2断开，则副线圈输出功率减小，副线圈总电流减小，电阻R两端电压减小，则指示灯L两端电压增大，指示灯L亮度增加，故B正确；输入电压U变小，则副线圈输出电压U2减小，副线圈总电流减小，通过指示灯L的电流减小，指示灯L亮度减小，故C错误；关闭了电视机，则副线圈输出功率减小，副线圈总电流减小，电阻R两端电压减小，则指示灯L两端电压增大，指示灯L亮度增加，故D正确。
A.保持滑片P不动，若照射R的光变强，则灯泡L变暗B.保持滑片P不动，若照射R的光变强，则电流表示数变大C.保持R上的光照强度不变，若滑片P向下滑动，则灯泡L变亮D.保持R上的光照强度不变，若滑片P向下滑动，则电流表示数减小
解析　滑片P不动时照射R的光变强，光敏电阻R的阻值减小，流过光敏电阻的电流变大，流经灯泡的电流不变，灯泡L的亮度不变，副线圈中总电流变大，原线圈电流变大，则电流表示数变大，故A错误，B正确；照射R的光强度不变时，滑片P向下滑动，副线圈的匝数减小，两端电压减小，两支路电流均减小，灯泡L变暗，副线圈中的总电流减小，则电流表示数减小，故C错误，D正确。
对点练3　电能的输送8.(2024·广东广州模拟)如图7所示为远距离交流输电的原理示意图，其中各个物理量已经在图中标出，下列说法正确的是(　　)A.变压器线圈的匝数关系为n1>n2，n3I线>I4D.输送功率不变时，输电电压越高，输电线上损失的功率越小
9.(2024·北京海淀区模拟)某水电站首批初装机容量1 600万千瓦正式并网发电，在传输电能总功率不变情况下，从原来150 kV高压输电升级为1 350 kV特高压输电。则下列说法正确的是(　　)
11.(2024·广东汕头统考)如图10甲所示是某智能手表所采用的无线充电方式，其工作原理示意图(可视为理想变压器)如图乙所示，在充电器线圈M中接入220 V交流电，在手表线圈N中感应出5 V交流电，已知手表的充电电流为2 A，则手表充电时(　　)
C级　培优加强练13.如图12所示，一理想变压器由一个原线圈和两个副线圈组成，匝数比n1∶n2∶n3＝3∶2∶1，a、b端接正弦交变电流，电路中电阻R1＝R2＝R3，其余电阻均不计。若R3消耗的功率为P，则R1消耗的功率为(　　)