1、第十一章 交变电流交变电流 传感器传感器 第2讲 理想变压器 电能的输送 1 知识梳理双基自测 2 核心考点重点突破 3 名师讲坛素养提升 4 2年高考1年模拟 1 知识梳理双基自测 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 1构造和原理构造和原理 (1) 构 造 ： 如 图 所 示构 造 ： 如 图 所 示 ， 变 压 器 是 由变 压 器 是 由 _和绕在铁芯上的和绕在铁芯上的_组成组成 的的。 (2)原理：电磁感应的互感现象原理：电磁感应的互感现象。 知识点知识点1 理想变压器理想变压器 闭合铁芯闭合铁芯 两个线圈两个线圈 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感
2、器 返回导航 2基本关系式基本关系式 (1)功率关系：功率关系：_。 (2)电压关系：电压关系：_。 有多个副线圈时有多个副线圈时U1 n1 _。 (3)电流关系：只有一个副线圈时电流关系：只有一个副线圈时I1 I2 n2 n1。 。 由由 P 入入 P出出及及 P UI 推 出 有 多 个 副 线 圈 时 ，推 出 有 多 个 副 线 圈 时 ， U1I1 _。 P入 入 P出 出 U2I2U3I3UnIn U1 n1 U2 n2 U2 n2 U3 n3 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 3几种常用的变压器几种常用的变压器 (1)自耦变压器自耦变压器调压变压器，如图
3、调压变压器，如图A、B所示。所示。 (2)互感器互感器 电压互感器：把高电压变成电压互感器：把高电压变成_，如图，如图C所示。所示。 电流互感器：把大电流变成电流互感器：把大电流变成_，如图，如图D所所示。示。 低电压低电压 小电流小电流 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 1输电过程输电过程(如图所示如图所示)： 2电压损失电压损失 (1)UUU。 (2)U_。 知识点知识点2 IR 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 3功率损失功率损失 (1)PPP。 (2)P_U 2 R 。 4输送电流输送电流 (1)I P U。 。 (2)IU U R
4、。 I2R 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 一一、堵点疏通堵点疏通 1变压器不但能改变交变电流的电压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还能改变交变电流的频 率率。 ( ) 2理想变压器能改变交变电压理想变压器能改变交变电压、交变电流交变电流，但不改变功率但不改变功率，即输即输 入功率总等于输出功率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原线圈的输入电流随之增 大大。 ( ) 4在输送电压一定时在输送电压一定时，输送的电功率越大输送的电功率越大，输电过程中的电能损输电过程中
5、的电能损 失越小失越小。 ( ) 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 二二、对点激活对点激活 1(多选多选)变压器线圈中的电流越大变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗所用的导线应当越粗。如图所如图所 示示，是降压变压器是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈假设它只有一个原线圈和一个副线圈。匝数分别为匝数分别为 n1和和n2。下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是 ( ) An1n2，原线圈比副线圈的导线粗原线圈比副线圈的导线粗 Bn1n2，原线圈比副线圈的导线细原线圈比副线圈的导线细 Cn1n2，原线圈比副线圈的导线粗原线圈比副线圈的导线粗 Dn1n2，
6、故故C、D错误；输入功率等于输出功率错误；输入功率等于输出功率，所以副线圈中的电流所以副线圈中的电流 大于原线圈中的电流大于原线圈中的电流，则较粗导线的线圈应该作为副线圈则较粗导线的线圈应该作为副线圈，故故A错误错误， B正确正确。本题选不正确的本题选不正确的，故选故选A、C、D。 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 2(2018 江苏卷，江苏卷，2)采用采用 220 kV 高压向远方的城市输电。当输送功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率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的1 4，输电电压应变为 ，输电电压应变为 ( )
7、 A55 kV B110 kV C440 kV D880 kV C 解析解析 输送功率输送功率 PUI 输电线上损耗的功率输电线上损耗的功率 P 损损I2r P U 2r 1 U2。 。 当当 P 损损减小为原来的减小为原来的1 4时，输电电压应变为原来的 时，输电电压应变为原来的 2 倍。倍。 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 3(2020 海南月考海南月考)将输入电压为将输入电压为220 V，输出电压为输出电压为6 V的理想变的理想变 压器改绕成输出电压为压器改绕成输出电压为30 V的理想变压器的理想变压器。已知原线圈匝数不变已知原线圈匝数不变，副线副线 圈原来是
8、圈原来是30匝匝，则副线圈新增匝数为则副线圈新增匝数为 ( ) A120匝匝 B150匝匝 C180匝匝 D220匝匝 A 解析解析 本题考查理想变压器及其相关知识点。 由理想变压器的电压本题考查理想变压器及其相关知识点。 由理想变压器的电压 与匝数关系与匝数关系U1 U2 n1 n2可知，起初原、副线圈匝数分别是 可知，起初原、副线圈匝数分别是 1 100 匝和匝和 30 匝，匝， 把输出电压等于把输出电压等于 30 V 代入公式代入公式 U1 U2 n1 n2可得 可得 n2150 匝，所以需要新增匝，所以需要新增 150 匝匝30 匝匝120 匝，选项匝，选项 A 正确。正确。 2 核心
9、考点重点突破 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 理想变压器的制约关系理想变压器的制约关系 (1)电压：副线圈电压电压：副线圈电压U2由原线圈电压由原线圈电压U1和匝数比决定和匝数比决定。 (2)功率：原线圈的输入功率功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率由副线圈的输出功率P2决定决定。 (3)电流：原线圈电流电流：原线圈电流I1由副线圈电流由副线圈电流I2和匝数比决定和匝数比决定。 考点一考点一 理想变压器基本关系的应用理想变压器基本关系的应用 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 特别提醒：关于理想变压器的四点说明特别提醒：关于理想变压器
10、的四点说明 (1)变压器不能改变直流电压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不能改变交变电流的频 率率。 (3)理想变压器本身不消耗能量理想变压器本身不消耗能量。 (4)理想变压器基本关系中的理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值均为有效值。 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 例例1 如图所示，理想变压器的原线圈接在如图所示，理想变压器的原线圈接在 u220 2sin 100t(V) 的交流电源上，副线圈接有的交流电源上，副线圈接有 R55 的负载电阻，原、副线圈匝数
11、之比的负载电阻，原、副线圈匝数之比 为为 21，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是，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原线圈的输入功率为 220 2 W B电流表的读数为电流表的读数为 1 A C电压表的读数为电压表的读数为 110 2V D副线圈输出交流电的周期为副线圈输出交流电的周期为 50 s B 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 解析解析 理想变压器原线圈两端电压的有效值为理想变压器原线圈两端电压的有效值为 U1220 V， 由， 由U1 U2 n1 n2得 得 U2n2U1 n1 110 V，即电压表的读数为
12、，即电压表的读数为 110 V，通过负载电阻的电流，通过负载电阻的电流 I2U2 R 110 55 A2 A， 则副线圈的输出功率， 则副线圈的输出功率PU2I21102 W220 W， 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，为原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，为 220 W，故选项，故选项 A、C 错错 误。 由误。 由 n1I1n2I2得得 I1n2I2 n1 1 A， 即电流表的读数为， 即电流表的读数为 1 A， 选项， 选项 B 正确。正确。 由由 u220 2sin 100t(V)可知，角速度可知，角速度 100 rad/s，原线圈所接交流，原线圈所接交流 电的周期电的周期 T
13、2 0.02 s，副线圈输出交流电的周期不变，仍为，副线圈输出交流电的周期不变，仍为 0.02 s， 选项选项 D 错误。错误。 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 变式训练变式训练1(多选多选)如图如图，理想变压器原理想变压器原、副线圈分别接有额定电副线圈分别接有额定电 压相同的灯泡压相同的灯泡a和和b。当输入电压当输入电压U为灯泡额定电压的为灯泡额定电压的10倍时倍时，两灯泡均两灯泡均 能正常发光能正常发光。下列说法正确的下列说法正确的是是 ( ) A原原、副线圈匝数比为副线圈匝数比为91 B原原、副线圈匝数比为副线圈匝数比为19 C此时此时a和和b的电功率之比为的
14、电功率之比为91 D此时此时a和和b的电功率之比为的电功率之比为19 AD 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 解析解析 设灯泡的额定电压为设灯泡的额定电压为U0，输入电压为灯泡额定电压的输入电压为灯泡额定电压的10倍倍 时灯泡正常发光时灯泡正常发光，则变压器原线圈的电压为则变压器原线圈的电压为9U0，变压器原变压器原、副线圈的副线圈的 匝数比为匝数比为91，选项选项A正确正确，选项选项B错误；由错误；由9U0IaU0Ib得得，流过流过b灯泡灯泡 的电流是流过的电流是流过a灯泡电流的灯泡电流的9倍倍，根据根据PUI，a、b灯泡的电功率之比为灯泡的电功率之比为1 9，选项
15、选项C错误错误，选项选项D正确正确。 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 变式训练变式训练2如图所示如图所示，理想变压器三个线圈的匝数比理想变压器三个线圈的匝数比n1n2n3 1051，其中匝数为其中匝数为n1的原线圈接到的原线圈接到220 V的交流电源上的交流电源上，匝数为匝数为n2 和和n3的两个副线圈分别与电阻的两个副线圈分别与电阻R2、R3组成闭合回路组成闭合回路。已知通过电阻已知通过电阻R3的的 电流电流I32 A，电阻电阻R2110 ，则通过电阻则通过电阻R2的电流的电流I2和通过原线圈的电和通过原线圈的电 流流I1分别分别是是 ( ) A10 A,12 A
16、 B10 A,20 A C1 A,0.7 A D1 A,3 A C 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 解析解析 由于由于U1 n1 U2 n2 U3 n3 ，且且 n1n2n31051，U1220 V， 解得解得 U2110 V，U322 V，根据欧姆定律得根据欧姆定律得 I2U2 R2 110 110 A 1 A，根根 据理想变压器的输入功率和输出功率相等可得据理想变压器的输入功率和输出功率相等可得 U1I1U2I2U3I3， 代入数代入数 据得据得 I10.7 A，故故 C 正确正确，A、B、D 错误。错误。 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回
17、导航 考点二考点二 理想变压器的动态分析理想变压器的动态分析 常见的理想变压器的动态分析一般分匝数比不变和负载电阻不变常见的理想变压器的动态分析一般分匝数比不变和负载电阻不变 两种情况。两种情况。 (1)匝数比不变的情况匝数比不变的情况(如图如图 a 所示所示) U1不变， 根据不变， 根据U1 U2 n1 n2， 输入电压 ， 输入电压 U1决定输出决定输出 电压电压 U2，不论负载电阻，不论负载电阻 R 如何变化，如何变化，U2不变。不变。 当负载电阻发生变化时，当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流变化，输出电流 I2决定输入电流决定输入电流 I1，故，故 I1发生变化。发生变化。 I
18、2变化引起变化引起 P2变化，变化， P1P2， 故， 故 P1发生变化。发生变化。 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 (2)负载电阻不变的情况负载电阻不变的情况(如图如图 b 所示所示) U1不变，不变，n1 n2发生变化，故 发生变化，故 U2变化。变化。 R 不变，不变，U2变化，故变化，故 I2发生发生变化。变化。 根据根据 P2U 2 2 R ，P2发生变化，再根据发生变化，再根据 P1P2，故，故 P1变化，变化，P1U1I1， U1不变，故不变，故 I1发生变化。发生变化。 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 例例2 (2018
19、天津卷天津卷)教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用 该发电机该发电机(内阻可忽略内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻通过理想变压器向定值电阻 R 供电，电路如图所供电，电路如图所 示，理想交流电流表示，理想交流电流表、理想交流电压表、理想交流电压表的读数分别为的读数分别为 I、U，R 消耗消耗 的功率为的功率为 P。若发电机线圈的转速变为原来的。若发电机线圈的转速变为原来的1 2，则 ，则 ( ) AR 消耗的功率变为消耗的功率变为1 2P B电压表电压表的读数变为的读数变为1 2U C电流表电流表的读数变为的读数变为 2I D通过通过 R 的交变电
20、流频率不变的交变电流频率不变 B 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 解析解析 发电机线圈的转速变为原来的发电机线圈的转速变为原来的1 2，由 ，由 EnBS 2 知，原线圈中知，原线圈中 输入电压变为原来的输入电压变为原来的1 2，频率变为原来的 ，频率变为原来的1 2。根据 。根据U1 U2 n1 n2，则 ，则 U2变为原来变为原来 的的1 2， 即 ， 即 U21 2U，则通过 ，则通过 R 的电流变为原来的的电流变为原来的1 2， ， R 消耗的功率消耗的功率 P2U 2 2 R 1 4P，根据 ，根据I1 I2 n2 n1，原线圈上的电流也变为原来的 ，原线
21、圈上的电流也变为原来的1 2，即电流表 ，即电流表的读数变的读数变 为为1 2I。故选 。故选 B。 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 变式训练变式训练3(2021 重庆月考重庆月考)如图所示如图所示，变压器输入有效值恒定变压器输入有效值恒定 的电压的电压，副线圈匝数可调副线圈匝数可调，输出电压通过输电线输送给用户输出电压通过输电线输送给用户(小灯泡等用小灯泡等用 电器电器)，R表示输电线的电阻表示输电线的电阻，则则 ( ) A用电器增加时用电器增加时，变压器输出电压增大变压器输出电压增大 B要提高用户的电压要提高用户的电压，滑动触头滑动触头P应向上滑应向上滑 C用电
22、器增加时用电器增加时，输电线的热损耗减小输电线的热损耗减小 D用电器增加时用电器增加时，变压器的输入功率减小变压器的输入功率减小 B 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 解析解析 由于变压器原、副线圈的匝数不变，而且输入电压不变，因由于变压器原、副线圈的匝数不变，而且输入电压不变，因 此用电器增加不会影响输出电压，故此用电器增加不会影响输出电压，故 A 项错误；根据变压器的变压比可项错误；根据变压器的变压比可 知输出电压知输出电压 U2n2 n1U1，当滑动触头 ，当滑动触头 P 向上滑时，向上滑时，n2增大，增大，所以输出电压所以输出电压 增大，用户的电压增大，故增大
23、，用户的电压增大，故 B 项正确；由于用电器是并联的，因此用电项正确；由于用电器是并联的，因此用电 器增加时总电阻变小，输出电压不变，总电流增大，故输电线的热损耗器增加时总电阻变小，输出电压不变，总电流增大，故输电线的热损耗 增大，故增大，故 C 项错误；用电器增加时总电阻变小，总电流增大，变压器输项错误；用电器增加时总电阻变小，总电流增大，变压器输 出功率增大，所以输入功率增大，故出功率增大，所以输入功率增大，故 D 项错误。项错误。 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 1理清三个回路理清三个回路 远距离输电电网间的基本结构如图所示远距离输电电网间的基本结构如图所示。
24、输电过程的电路被划分为输电过程的电路被划分为 三个独立的回路三个独立的回路，即电源回路即电源回路、输送回路和用户回路输送回路和用户回路。在每个回路中在每个回路中， 变压器的原线圈是回路的变压器的原线圈是回路的用电用电 器器，而相应的副线圈是下一而相应的副线圈是下一个个 回路回路的电源的电源，每个回路均可每个回路均可应应 用用闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律、串并联串并联 电路电路的规律的规律，而变压器的而变压器的电压电压、 电流电流、功率关系则是联系不同回路的桥梁功率关系则是联系不同回路的桥梁 考点三考点三 远距离输电问题远距离输电问题 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导
25、航 2抓住联系抓住联系 (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：线圈理可得：线圈 1(匝数为匝数为 n1)和线圈和线圈 2(匝数为匝数为 n2)中各个量间的关系是中各个量间的关系是U1 U2 n1 n2， ，P1P2，I1n1I2n2。 (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：线圈理可得：线圈 3(匝数为匝数为 n3)和线圈和线圈 4(匝数为匝数为 n4)中各个量间的关系是中各个量间的关系是U3 U4 n3 n4， ，P
26、3P4 ，I3n3I4n4。 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 3掌握一个关系掌握一个关系 发电机把机械能转化为电能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并通过导线将能量输送给线圈1，线线 圈圈1上的能量就是远程输电的总能量上的能量就是远程输电的总能量，在输送过程中在输送过程中，先被输送回路上先被输送回路上 的导线电阻损耗一小部分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 被用户使用消耗被用户使用消耗，所以其能量关系为所以其能量关系为P1P线损 线损 P用户 用户。 。 高考一轮总复习 物理 第十
27、一章 交变电流 传感器 返回导航 某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输发电机输 出功率为出功率为9 kW，输出电压为输出电压为500 V，输电线的总电阻为输电线的总电阻为10 ，允许线路允许线路 损耗的功率为输出功率的损耗的功率为输出功率的4%。求：求： (1)村民和村办小企业需要村民和村办小企业需要220 V电压时电压时，所用升压变压器和降压变所用升压变压器和降压变 压器的原压器的原、副线圈的匝数比各为多少副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗不计变压器的损耗) (2)若不用变压器而由发电机直接输送若不用变压器而由发电机直接输送，
28、村民和村办小企业得到的电村民和村办小企业得到的电 压和功率是多少压和功率是多少？ 例例3 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 解析解析 (1)输电电路如图所示：输电电路如图所示： 由由 P4%P 输出输出和和 PI2 2R 得得 I2 4%P输出 输出 R 6 A 则则 U 送送P 输出输出 I2 1 500 V 升压变压器原、副线圈匝数比升压变压器原、副线圈匝数比n1 n2 U0 U送 送 500 1 500 1 3 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 答案答案 (1)13 7211 (2)320 V 5 760 W 输电线上电压损失输电线上电
29、压损失 UI2R60 V 故降压变压器输入电压故降压变压器输入电压 U1U 送送U1 440 V 故降压变压器原、副线圈匝数比故降压变压器原、副线圈匝数比n 1 n2 U1 U2 1 440 220 72 11。 。 (2)若不用变压器，则输电电流若不用变压器，则输电电流 IP 输出输出 U0 18 A UU0IR320 V，PP 输出输出I2R5 760 W。 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 (1)画出远距离输电的示意图画出远距离输电的示意图，并在图上标出相应物理量并在图上标出相应物理量。 (2)以变压器铁芯为界线区分各个回路以变压器铁芯为界线区分各个回路。各回路
30、独立各回路独立，运用串联电路运用串联电路 的特点和性质的特点和性质，分析回路中的电压分析回路中的电压、电流和功率等问题电流和功率等问题。 (3)各回路间通过变压器的匝数比各回路间通过变压器的匝数比、电压比电压比、电流比和原电流比和原、副线圈输副线圈输 入功率与输出功率相同的关系相联系入功率与输出功率相同的关系相联系。 处理远距离输电问题的一般思维步骤处理远距离输电问题的一般思维步骤 规律总结规律总结 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 (4)在计算输电线上的功率损耗时， 思路应该是在计算输电线上的功率损耗时， 思路应该是 P 损损I2R线线U 2 损损 R线 线 P 送
31、送 P 用用，一定不能用，一定不能用 P损损U 2 送送 R线 线。 。 (5)电网送电遵循电网送电遵循“用多少送多少用多少送多少”的原则，说明原线圈电流由副线的原则，说明原线圈电流由副线 圈电流决定。圈电流决定。 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 变式变式训练训练 4如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的变如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的变 压比为压比为 m，降压变压器的变压比为，降压变压器的变压比为 n，输电线的电阻为，输电线的电阻为 R，升压变压器，升压变压器 和降压变压器均为一理想变压器，发电机输出的电压恒为和降压变压器均为一理想变压器，发电机输
32、出的电压恒为 U，若由于用，若由于用 户的负载变化，使电压表户的负载变化，使电压表 V2的示数减小了的示数减小了 U，则下列判断正确的是，则下列判断正确的是 ( ) A电流表电流表 A2的示数增大了的示数增大了U R B电流表电流表 A1的示数增大了的示数增大了nU R C电压表电压表 V1的示数减小了的示数减小了 U D输电线损失的输电线损失的功率增加了功率增加了 nU R 2R B 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 解析解析 降压变压器原、 副线圈两端的电压之比等于降压变压器原、 副线圈两端的电压之比等于 n， 所以有， 所以有U3 U n，即降压变压器原线圈两端
33、电压减小了，即降压变压器原线圈两端电压减小了 nU，升压变压器副线圈两端，升压变压器副线圈两端 电压不变，所以输电线上电压增大为电压不变，所以输电线上电压增大为 nU，根据欧姆定律知，电流表，根据欧姆定律知，电流表 A1示数增大了示数增大了nU R ，输电线上电流增大了，输电线上电流增大了nU R ，根据电流与匝数成反比，根据电流与匝数成反比 知， 电流表知， 电流表 A2示数增大了示数增大了 n nU R n 2U R ，A 错误，错误，B 正确； 根据题意知，正确； 根据题意知， 发电厂的输出电压恒为发电厂的输出电压恒为 U，升压变压器的变压比不变，所以电压表，升压变压器的变压比不变，所以
34、电压表 V1的的 示数不变，示数不变，C 错误；输电线上电流增大了错误；输电线上电流增大了nU R ，但输电线损失的功率增，但输电线损失的功率增 加量一定不是加量一定不是 P nU R 2 R， ，D 错误。错误。 3 名师讲坛素养提升 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 两种特殊的变压器模型两种特殊的变压器模型 模型模型(一一) 自耦变压器自耦变压器 自耦变压器的原自耦变压器的原、副线圈共用一个线圈副线圈共用一个线圈，线圈匝数可调线圈匝数可调。可以升压可以升压 也可以降压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用变压器的基本关系对自耦变压器均适用。解题的关键是分解
35、题的关键是分 清原线圈和副线圈清原线圈和副线圈。 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 (2020 湖南岳阳月考湖南岳阳月考)一自耦变压器如图所示一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只环形铁芯上只 绕有一个线圈绕有一个线圈，将其接在将其接在a、b间作为原线圈间作为原线圈。通过滑动触头选取该线圈通过滑动触头选取该线圈 的一部分的一部分，接在接在c、d间作为副线圈间作为副线圈，在在c、d间接定值电阻间接定值电阻R。在在a、b间间 输入电压为输入电压为U1的交变电压时的交变电压时，c、d间的输出电压为间的输出电压为U2。在将滑动触头从在将滑动触头从 M点顺时针旋转到点顺时针旋转到N
36、点的过程点的过程中中 ( ) AU2U1，U2降低降低 BU2U1，U2升高升高 C变压器输入功率增大变压器输入功率增大 D变压器输入功率减小变压器输入功率减小 例例4 D 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 解析解析 根据变压器的电压关系有根据变压器的电压关系有U1 U2 n1 n2，当滑动触头从 ，当滑动触头从 M 点顺时点顺时 针转动时，针转动时，n2减小，电压减小，电压 U2减小，由于减小，由于 n2n1，所以，所以 U2U1，故，故 A、B 错误；由于电压错误；由于电压 U2减小，所以定值电阻减小，所以定值电阻 R 两端电压两端电压减小，则定值电阻消减小，则定
37、值电阻消 耗的电功率减小，由于是理想变压器，所以变压器的输入功率也减小，耗的电功率减小，由于是理想变压器，所以变压器的输入功率也减小， 故故 C 错误，错误，D 正确。正确。 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 模型模型(二二) 互感器互感器 (2021 辽宁沈阳月考辽宁沈阳月考)如图如图，T1、T2是监测交流高压输电参数是监测交流高压输电参数 的互感器的互感器，其中其中a、b是交流电压表或交流电流表是交流电压表或交流电流表。若高压输电线间的电若高压输电线间的电 压为压为220 kV，T1的原的原、副线圈匝数比为副线圈匝数比为1100，交流电压表的示数为交流电压表的示数
38、为 100 V，交流电流表的示流为交流电流表的示流为 1 A，则则 ( ) Ab是交流电压表是交流电压表 BT2的原的原、副线圈匝数比为副线圈匝数比为1001 C高压线路输送的电流为高压线路输送的电流为1 A D高压线路输送的电功率为高压线路输送的电功率为220 kW 例例5 A 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 解析解析 本题考查互感器及其相关知识点。 右侧的互感器原线圈并联本题考查互感器及其相关知识点。 右侧的互感器原线圈并联 在高压线上，则在高压线上，则 b 是交流电压表，选项是交流电压表，选项 A 正确；若高压输电线间的电压正确；若高压输电线间的电压 为为 2
39、20 kV， 副线圈交流电压表的示数为， 副线圈交流电压表的示数为 100 V， 根据变压器变压公式， 根据变压器变压公式n1 n2 U1 U2， ，T2的原、副线圈匝数比为的原、副线圈匝数比为 2 2001，选项，选项 B 错误；错误；T1的原、副线圈的原、副线圈 匝数比为匝数比为 1100，a 是交流电流表，交流电流表的示数为是交流电流表，交流电流表的示数为 1 A，根据变压，根据变压 器变流公式器变流公式I1 I2 n2 n1，高压线路输送的电流为 ，高压线路输送的电流为 100 A，选项，选项 C 错误；高压线错误；高压线 路输送的电功率为路输送的电功率为 PU1I1220 kV 10
40、0 A22 000 kW，选项，选项 D 错误。错误。 4 2年高考1年模拟 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 1(2020 全国全国理综理综 19)(多选多选)特高压输电可使输送中的电能损耗和特高压输电可使输送中的电能损耗和 电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假 设从设从 A 处采用处采用 550 kV 的超高压向的超高压向 B 处输电，输电线上损耗的电功率为处输电，输电线上损耗的电功率为 P，到达，到达 B 处时电压下降了处时电压下降了 U，在保持，在保持 A 处输送的电功率和
41、输电线电处输送的电功率和输电线电 阻都不变的条件下，改用阻都不变的条件下，改用 1 100 kV 特高压输电。输电线上损耗的电功率特高压输电。输电线上损耗的电功率 变为变为 P，到达，到达 B 处时电压下降了处时电压下降了 U。不考虑其他因素的影响，则。不考虑其他因素的影响，则 ( ) AP1 4P BP1 2P CU1 4U DU1 2U AD 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 解析解析 本题考查远距离输电。设输电线的电阻为本题考查远距离输电。设输电线的电阻为 R，A 处输送的电处输送的电 功率为功率为 P，由题意可知，当输电电压为，由题意可知，当输电电压为 U 时
42、，输电线中的电流时，输电线中的电流 I P U，输 ，输 电线上损耗的电功率电线上损耗的电功率 PI2RP 2R U2 ，到达，到达 B 处时，电压下降处时，电压下降 UPR U ， 当输电电压从当输电电压从 550 kV 变成变成 1 100 kV 时，输电线上损耗的电功率时，输电线上损耗的电功率 P 1 4P，到达 ，到达 B 处电压下降处电压下降 U1 2U，故 ，故 A、D 正确。正确。 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 2(2020 全国全国理综理综，20)(多选多选)在图在图(a)所示的交流电路中所示的交流电路中，电源电电源电 压的有效值为压的有效值为22
43、0 V，理想变压器原理想变压器原、副线圈的匝数比为副线圈的匝数比为101，R1、 R2、R3均为固定电阻均为固定电阻，R210 ，R320 ，各电表均为理想电表各电表均为理想电表。已已 知电阻知电阻R2中电流中电流i2随时间随时间t变化的正弦曲线如图变化的正弦曲线如图(b)所示所示。下列说法正确的下列说法正确的 是是 ( ) A所用交流电的频率为所用交流电的频率为50 Hz B电压表的示数为电压表的示数为100 V C电流表的示数为电流表的示数为1.0 A D变压器传输的电功率为变压器传输的电功率为15.0 W AD 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 解析解析 本题考
44、查原线圈含负载的理想变压器问题。由题图本题考查原线圈含负载的理想变压器问题。由题图(b)可知，可知， 交流电的周期为交流电的周期为 0.02 s，所，所以所用交流电的频率为以所用交流电的频率为 50 Hz，故，故 A 正确；由正确；由 题图题图(b)可知可知 R2中的电流的有效值中的电流的有效值 I2Imax 2 1 A，所以，所以 R2两端的电压两端的电压 U2 I2R210 V， 根据理想变压器电压与匝数的关系可知， 原线圈两端的电， 根据理想变压器电压与匝数的关系可知， 原线圈两端的电 压压 U1n1 n2U2 100 V，根据串联分压可知，根据串联分压可知，R1两端的电压两端的电压 U
45、UU1 120 V，即电压表的示数为，即电压表的示数为 120 V，故，故 B 错误；根据欧姆定律可得，错误；根据欧姆定律可得，R3 中的电流中的电流 I3U2 R3 0.5 A，即电流表的示数为，即电流表的示数为 0.5 A，故，故 C 错误；变压器错误；变压器 传输的电功率传输的电功率 PU2(I2I3)10(10.5) W15.0 W，故，故 D 正确。正确。 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 3(2020 山东卷山东卷)图甲中的理想变压器原图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比副线圈匝数比n1n222 3，输入端输入端a、b所接电压所接电压u随时间随时间t的变化关
46、系如图乙所示的变化关系如图乙所示。灯泡灯泡L的电的电 阻恒为阻恒为15 ，额定电压为额定电压为24 V。定值电阻定值电阻R110 、R25 ，滑动变滑动变 阻器阻器R的最大阻值为的最大阻值为10 。为使灯泡正常工作为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的滑动变阻器接入电路的 电阻应调节为电阻应调节为 ( ) A1 B5 C6 D8 A 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 解析解析 输电电压的有效值为输电电压的有效值为(即原线圈电压的有效值即原线圈电压的有效值)，U1220 2 2 V220 V，根据理想变压器电压规律，根据理想变压器电压规律U1 U2 n1 n2可知副线圈
47、电压有效值为， 可知副线圈电压有效值为， U2n2 n1U1 3 22 220 V30 V，灯泡正常工作，根据，灯泡正常工作，根据欧姆定律可知分压为欧姆定律可知分压为 24 V，则通过灯泡的电流，即副线圈部分的干路电流为，则通过灯泡的电流，即副线圈部分的干路电流为，ILUL RL 24 15 A 1.6 A，根据串联分压规律可知，根据串联分压规律可知，R1和和 R2、R 构成的并联电路部分的分构成的并联电路部分的分 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 压为，压为，UU2UL30 V24 V6 V，通过，通过 R1的电流为的电流为 I1 U R1 6 10 A 0.6 A
48、，通过，通过 R2、R 的电流为的电流为 I2ILI11.6 A0.6 A1 A，R2、R 的的 分压为分压为 UI2(R2R)， 解得滑动变阻器的阻值为， 解得滑动变阻器的阻值为， RU I2 R26 1 5 1 ，A 正确，正确，BCD 错误。故选错误。故选 A。 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 4(2020 浙江浙江7月选考月选考)如图所示如图所示，某小型水电站发电机的输出功率某小型水电站发电机的输出功率 P100 kW，发电机的电压发电机的电压U1250 V，经变压器升压后向远处输电经变压器升压后向远处输电， 输电线总电阻输电线总电阻R线 线 8 ，在用户端
49、用降压变压器把电压降为在用户端用降压变压器把电压降为U4220 V。已知输电线上损失的功率已知输电线上损失的功率P线 线 5 kW，假设两个变压器均是理想变压假设两个变压器均是理想变压 器器，下列说法正确的是下列说法正确的是 ( ) A发电机输出的电流发电机输出的电流I140 A B输电线上的电流输电线上的电流I线 线 625 A C降压变压器的匝数比降压变压器的匝数比n3n419011 D用户得到的电流用户得到的电流I4455 A C 高考一轮总复习 物理 第十一章 交变电流 传感器 返回导航 解析解析 对发电机， 由对发电机， 由 PIU 可知发电机的输出电流可知发电机的输出电流 I1 P U1 400 A， A 项错误。对输电线，由项错误。对输电线，由 P 线线I2线线R线线可得可得 I线线 P线 线 R线 线 25 A，B 项错误。项错误。 由能量守恒可知用户获得的功率为由能量守恒可知用户获得的功率为 P 用用PP线线95 kW，故对用户，由，故对用户，由 P 用用I4U4得得 I4 P U4 4 750 11 A，故降压变压器的匝数比为，故降压变压器的匝数比为n3 n4 I4 I线
