《2021届新高考版高考物理一轮复习教师用书：专题十三考点2 变压器、远距离输电》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021届新高考版高考物理一轮复习教师用书：专题十三考点2 变压器、远距离输电（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 考点2变压器、远距离输电 419考向1理想变压器工作原理的问题1.2018天津高考,4,6分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2I D.通过R的交变电流频率不变必备知识:理想变压器原理.关键能力:分析推理能力.解题指导:(1)变压器只能改变交流电的电压和电流,不能改变交流电的频率.(2)理想变压器本身不消耗能量,即输入功率等于输出功率
2、.考向2远距离输电问题2.2018江苏高考,2,3分采用220 kV高压向远方的城市输电.当输送功率一定时,为使输电线上损耗的功率减小为原来的14,输电电压应变为()A.55 kV B.110 kV C.440 kV D.880 kV必备知识:远距离输电原理关键能力:联系生活实际的能力,计算能力.考法1 对理想变压器原理的理解12017北京高考,16,6分如图所示,理想变压器的原线圈接在u=220 2sin 100t (V)的交流电源上,副线圈接有R=55 的负载电阻,原、副线圈匝数之比为21,电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确的是A.原线圈的输入功率为2202 WB.电流表的读数为1
3、AC.电压表的读数为1102 VD.副线圈输出交流电的周期为50 s由交流电压的表达式可知,原线圈两端所加的电压最大值为2202 V,故有效值为U1=220 V,又U1U2=n1n2,故副线圈两端电压的有效值为U2=110 V,输出功率P2=U22R=220 W,再由输入功率等于输出功率知,P1=P2=220 W,A项错误;根据欧姆定律知,I2=U2R=2 A,又I1I2=n2n1,得I1=1 A,故电流表读数为1 A,所以B项正确;电压表的读数为有效值,即U2=110 V,C项错误;由交流电压的表达式可知,=100 rad/s, 又T=2,解得T=0.02 s,所以D项错误.B1.2016江
4、苏高考,6,3分一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作为原线圈.通过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d间作为副线圈.在a、b间输入电压为U1的交变电流时,c、d间的输出电压为U2.在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中()A.U2U1,U2降低B.U2U1,U2升高C.U2U1,U2降低D.U2U1,U2升高考法2 对变压器中的动态变化问题的考查22016天津高考,5,6分如图所示,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,R1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
5、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示数变大当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,变压器副线圈的总负载的等效电阻增大,R1中电流减小,R1两端电压减小,电压表示数变大,R1消耗的电功率变小,选项A错误,B正确.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,变压器副线圈输出电流减小,输出功率减小,根据变压器输入功率等于输出功率,可知变压器输入功率减小,则电流表A1示数变小,选项C错误.若闭合开关S,变压器副线圈的总负载的等效电阻减小,则R1中电流增大,R1两端电压增大,电压表示数减小,电流表A2示数减小,电
6、流表A1示数变大,选项D错误.B考法3 对多副线圈的变压器问题的考查3如图所示,接在理想变压器回路中的四个规格相同的灯泡都正常发光,那么,理想变压器的匝数比n1n2n3为A.111B.321 C.621D.221灯泡正常发光,可得UA=UB=UC=UD,所以U2=2U3,由理想变压器的电压关系得n2n3=U2U3=21,可得n2=2n3.灯泡都正常发光,则功率相等,即PA=PB=PC=PD,由P=I2R得IA=IB=IC=ID,即I1=I2=I3.由理想变压器的功率关系得U1I1=U2I2+U3I3,即n1I1=n2I2+n3I3,可得n1=n2+n3=2n3+n3=3n3,所以n1n2n3=
7、321.B2.如图所示,MN和PQ为处于同一水平面内的两根足够长的平行光滑金属导轨(电阻不计),垂直导轨放置金属棒ab,金属棒ab与导轨接触良好.N、Q端接理想变压器的原线圈,理想变压器的输出端有三组副线圈,分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C.在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场,若用IR、IL、IC分别表示通过R、L和C的电流,则下列判断正确的是()A.在ab棒沿导轨匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后, IR=0、IL=0、IC=0B.在ab棒沿导轨匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后,IR0、IL0、IC=0C.若ab棒沿导轨在某一中心位置附近做往复运动,则IR0、IL0、IC
8、=0D.若ab棒沿导轨在某一中心位置附近做往复运动,则IR0、IL=0、IC0考法4 对远距离输电问题的考查42015福建高考,15,6分图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2,在T的原线圈两端接入一电压u=Umsin t的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率为A.(n1n2)Um24rB.(n2n1)Um24rC.4(n1n2)2(PUm)2r D.4(n2n1)2(PUm)2r输电线上损失的电功率P=I线2R线,解答本题的关键是运用题给物理量,求得I线.因为u=Umsin t,所以
9、有U1=Um2,根据变压器变压规律有U2=n2U1n1,根据P=U2I2得I2=PU2=2Pn1n2Um,线路损失的功率为P=2I22r=4n12P2rn22Um2,所以C项正确,A、B、D项错误.C3.四川高考如图所示,图甲是远距离输电线路的示意图,图乙是发电机输出电压随时间变化的图象,则()A.用户用电器上交流电的频率是100 HzB.发电机输出交流电的电压有效值是500 VC.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D.当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小重难突破1 “变压器+”题型综合问题题型1“变压器原线圈+电阻”52015新课标全国,16,6分一理想变压器的原、
10、副线圈的匝数比为31,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上,如图所示.设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则A.U=66 V,k=19B.U=22 V,k=19C.U=66 V,k=13 D.U=22 V,k=13根据理想变压器的原理U1U2=n1n2可知,当副线圈电压U2=U时,原线圈电压U1=3U,理想变压器P1=P2,即U1I1=U2I2,I2=UR,得到I1=U3R;根据串联电路的特点可知U源=U1+I1R,其中U源=220 V,可得U=66 V;根据P=I2R,原、副线圈的回路中电阻相等,可
11、得功率的比值k=19.A项正确.A题型2“变压器+二极管”6新课标全国,多选如图,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端.假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大.用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd,则A.UabUcd=n1n2B.增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小C.负载电阻的阻值越小,c、d间的电压Ucd越大D.将二极管短路,电流表的读数加倍公式U1U2=n1n2中U1、U2是理想变压器原、副线圈两端的电压,U1=Uab,由于二极管的单向导电特性,UcdU2,
12、A项错误.增大负载电阻的阻值R,负载的电功率减小,由于P入=P出,且P入=I1Uab,所以原线圈上的电流I1减小,即电流表的读数变小,B项正确.负载电阻的阻值变小时,Ucd不变,C项错误.在一个周期T内,二极管未短路时UabI1T=U22RT2,二极管短路时有UabI1T=U22RT,U2不变,则I1=2I1,D项正确.BD题型3“变压器+电容(电感)”解决该类问题要注意电容和电感在含交流电电路中的特点:1.电容器的电容越大,交流电的频率越高,对交变电流的阻碍作用越小.2.电感线圈的自感系数越大,交流电的频率越高,对交变电流的阻碍作用越大.7多选如图所示,一个理想变压器副线圈两端接三条支路,每
13、条支路上都接有一个灯泡,每个灯泡相同,电路中L为电感线圈,C为电容器,R为定值电阻.原线圈两端接有一个小型交流发电机,当交流发电机转子的转速为n时,三个灯泡的亮度相同.如果增大发电机转子的转速(在保证元件安全范围内),则下列说法中正确的是A.灯泡的亮度不变B.三个灯泡中,灯泡一定最暗C.三个灯泡中,灯泡一定最亮D.三个灯泡仍一样亮增大发电机转子的转速后,为ni,交流电电压的最大值um=NBS2ni增大,所以变压器的输入电压与输出电压都增大.增大发电机转子的转速后,交流电频率增大,对电阻的阻碍作用没影响,线圈阻碍作用变大,电容阻碍作用变小,可知三个灯泡中,最亮,最暗,故B、C两项正确.BC重难突
14、破2“等效电阻”问题82016全国,16,6分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 、1 和4 ,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、副线圈匝数比值为A.2B.3C.4D.5本题利用等效电阻法可以很方便求解.设匝数的比值为k,当S断开时,R等1=(R2+R3)k2,那么依据欧姆定律有,I=UR等1+R1=U(5k2+3).当S合上时,R等2=R2k2,有4I=UR1+R等2=U(3+k2),解得k=3.故B正确.B4.2020广东六校第一次联考,多选如图所示,
15、R为定值电阻,A、B、C为三个完全相同的灯泡,灯泡正常工作时的电阻也为R,灯泡的额定电压为U0.理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,交流电源的电压为U.若A、B、C均正常发光,且流过R的电流为IR,流过A的电流为IA,流过B的电流为IB.则下列关系式中正确的是()A.IR=3IBB.U=4U0C.IR=IA+IB D.n1n2=12考点2变压器、远距离输电1.B交流发电机产生的感应电动势最大值Em=NBS,且有=2n,所以当发电机线圈转速减半后,感应电动势最大值减半,原线圈电压有效值减半,又因理想变压器原、副线圈电压有效值之比等于原、副线圈匝数比,故副线圈电压有效值即电压表示数减为原来的一半,B项正确;由
