2021高考物理一轮复习-第11章-交变电流-传感器-第2讲-变压器-电能的输送学案.doc

2021高考物理一轮复习 第11章 交变电流 传感器 第2讲 变压器 电能的输送学案2021高考物理一轮复习 第11章 交变电流 传感器 第2讲 变压器 电能的输送学案年级：姓名：- 19 -第2讲变压器电能的输送知识点理想变压器1构造：如图所示。变压器主要由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。(1)原线圈：指与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。(2)副线圈：指与负载连接的线圈，也叫次级线圈。2工作原理：电磁感应的互感现象。3理想变压器的基本关系式(1)功率关系：P入P出。(2)电压关系：，若n1n2，为降压变压器；若n1U4I4，A错误；因为输电线上有电压损失，所以U2U3，若n1n2n4n3，则U1U4，B错误；用户消耗的功率越大，三个回路中的电流越大，输电线上消耗的功率也越大，C错误；如果发电机的输出功率为P，则输电线中的电流为，输电线上消耗的功率为R，D正确。解决远距离输电问题应注意的几点(1)画出输电电路图。(2)注意升压变压器副线圈中的电流与降压变压器原线圈中的电流相等。(3)输电线长度等于输电距离的2倍。(4)计算线损功率一般用P损IR线。变式3(2019山东菏泽一模)(多选)如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压恒定，输电线上的电阻不变，假设用户所用用电器都是纯电阻用电器，若发现发电厂发电机输出的电流增大了，则可以判定()A通过用户的电流减小了B用户接入电路的总电阻减小了C用户消耗的电功率减小了D加在用户两端的电压变小了答案BD解析如果发电厂发电机输出的电流增大了，根据变流比可知，输送电流增大，通过用户的电流增大，故A错误；由于输送电流增大，故输电线上的电压降增大，降压变压器的输入电压减小，根据变压比可知加在用户两端的电压变小了，通过用户的电流增大，可知用户接入电路的总电阻减小了，故B、D正确；当用户接入电路的总电阻减小即用电器的增多时，用户消耗的功率增大，故C错误。考点4两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，如下图所示。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I1n1I2n2例4(2016江苏高考)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()AU2U1，U2降低 B.U2U1，U2升高CU2U1，U2降低 D.U2U1，U2升高(1)一般变压器的关系式在自耦变压器中适用吗？提示：适用。(2)滑动触头从M顺时针滑到N的过程中，相当于n2在_。提示：减小尝试解答选C。由图可知变压器的原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2，因，则U2U1；在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中，n2减小，U2降低，C正确，A、B、D错误。(1)对于自耦变压器，若原线圈能调节，则为升压变压器；若副线圈能调节，则为降压变压器。(2)电压互感器和电流互感器的区分：一是看匝数，二是看串联还是并联在高压电路中。变式4(多选)如图所示，在某一输电线路的起始端接入两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为1001和1100，图中a、b表示电压表或电流表，已知电压表的示数为22 V，电流表的示数为1 A，则()Aa为电流表，b为电压表Ba为电压表，b为电流表C线路输送电功率是220 kWD输电线路总电阻为22 答案BC解析左侧的互感器原线圈并联在输电线路上，测量的是输电电压，所以a为电压表；右侧的互感器原线圈串联在输电线路上，测量的是输电电流，b为电流表，B正确，A错误；电压表的示数为22 V，根据变压器变压公式，100，输电电压为U110022 V2200 V；电流表的示数为1 A，根据变流公式，100，输电电流I11001 A100 A，线路输送电功率为PU1I1220 kW，C正确；根据题述条件，不能求出输电线路总电阻，D错误。高考模拟 随堂集训1(2019江苏高考)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为110，当输入电压增加20 V时，输出电压()A降低2 V B.增加2 V C降低200 V D.增加200 V答案D解析理想变压器的电压与匝数关系为，整理可得，即原、副线圈匝数之比等于原、副线圈的电压变化量之比，当U120 V时，U2200 V，D正确。2(2018江苏高考)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，输电电压应变为()A55 kV B.110 kV C.440 kV D.880 kV答案C解析输电功率PUI，U为输电电压，I为输电线路中的电流，输电线路损失的功率为P损I2R，R为输电线路的电阻，即P损()2R。当输电功率一定时，输电线路损失的功率为原来的，则输电电压为原来的2倍，即440 kV，故C正确。3. (2018天津高考)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，则()AR消耗的功率变为PB电压表V的读数为UC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解析根据2n可知转速变为原来的，则角速度变为原来的，根据EmnBS可知发电机产生的最大电动势为原来的，根据U可知发电机的输出电压有效值变为原来的，即原线圈的输出电压变为原来的，根据可知副线圈的输入电压变为原来的，即电压表示数变为原来的，根据P可知R消耗的电功率变为P，A错误，B正确；副线圈中的电流为I2，即变为原来的，根据可知原线圈中的电流也变为原来的，C错误；转速减小为原来的，则频率变为原来的，D错误。4(2017北京高考)如图所示，理想变压器的原线圈接在u220sin100t(V)的交流电源上，副线圈接有R55 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220 WB电流表的读数为1 AC电压表的读数为110 VD副线圈输出交流电的周期为50 s答案B解析理想变压器原线圈两端电压的有效值为U1220 V，由得U2110 V，即电压表的读数为110 V，通过负载电阻的电流I2 A2 A，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220 W，故A、C错误。由n1I1n2I2得I11 A，即电流表的读数为1 A，B正确。由u220sin100t(V)可知，角速度100，原线圈所接交流电的周期T0.02 s，副线圈输出交流电的周期不变，仍为0.02 s，D错误。5(2016全国卷)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、副线圈匝数比为()A2 B.3 C.4 D.5答案B解析设原、副线圈匝数比为n，根据能量守恒，当S断开时，UII2R1(nI)2(R2R3)；当S闭合时，4UI(4I)2R1(4nI)2R2，联立解得n3，所以B正确。6.(2016天津高考)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解析由于原、副线圈两端电压不变，当滑动变阻器滑动触头P向上滑动时，连入电路的电阻变大，所在电路总电阻变大，副线圈中电流减小，R1中电流减小，R1消耗的功率减小，A项错误；R1中电流减小，则R1两端电压减小，而副线圈两端电压不变，所以滑动变阻器两端电压增大，电压表示数变大，B项正确；副线圈中电流减小，原线圈中电流随之减小，故C项错误；若闭合开关S，负载电路的总电阻减小，副线圈中电流增大，R1中电流增大，则R1两端电压升高，R2两端电压减小，A2示数变小，D项错误。7(2019广东省“六校”高三第三次联考)如图1所示，钳形电流表由电流互感器和电流表组合而成，常用来测量电流强度很大的电流，其原理如图2。若初级线圈与次级线圈的匝数比为1500，电流表A的示数为1 A，则()A钳形电流表的钳口是电流互感器的铁芯B钳形电流表能够用来测量直流电的电流C被测电路电流的平均值为500 AD被测电路电流的最大值为500 A答案A解析从图示来看，该互感器属于电流互感器，故钳形电流表的钳口是电流互感器的铁芯，A正确；互感器利用是电磁感应的互感原理，故钳形电流表不能用来测量直流电的电流，故B错误；由得：I1 A500 A，因为电流表测的是电流的有效值，故500 A为被测电流的有效值，C、D错误。