高考物理一轮复习考点精讲精练第26讲　变压器 电能的输送（原卷版）.doc

第26讲变压器电能的输送

1.理解变压器的原理，掌握理想变压器原、副线圈的功率关系、电压关系及电流关系，并会进行有关计算.

2.能利用功率、电压、电流关系对变压器进行动态分析.

3.会计算远距离输电问题中线路损失的功率和电压．

考点一理想变压器基本关系的应用

1．基本关系式

(1)功率关系：P入＝P出．

(2)电压关系：只有一个副线圈时，eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)；有多个副线圈时，eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)＝….

(3)电流关系：只有一个副线圈时，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1).

由P入＝P出及P＝UI推出有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋….

2．制约关系

(1)电压：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定．

(2)功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定．

(3)电流：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定．

（2024?惠州一模）某电动汽车在充电过程中，可视为理想变压器的原线圈输入电压为220V，输入功率为6.6kW，副线圈的电流为15A，副线圈通过相关设备连接汽车电池，电池容量为33kWh。忽略充电过程中的能量损耗，则变压器的原副线圈匝数比和电池完全充满所需要的时间分别是（）

A．1：2，2.2h B．2：1，5h C．2：1，2.2h D．1：2，5h

（2024?德庆县模拟）如图为高铁供电流程的简化图，牵引变电所的理想变压器将电压为U1的高压电进行降压；动力车厢内的理想变压器再把电压降至U4，为动力系统供电，此时动力系统的电流为I4，发电厂的输出电流为I1；若变压器的匝数n2＝n3，则下列关系式正确的是（）

A．U1：U4＝n1：n4 B．U1：U4＝n4：n1

C．I1：I4＝n1：n4 D．I1：I4＝n4：n1

（2024?新郑市校级三模）为了激发同学们的学习兴趣和探究精神，某学校建有节能环保风力发电演示系统，该系统由风力发电机、交流电变压器和用户三部分构成，简易示意图如下。t＝0时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以每秒50转的转速转动，已知发电机线圈面积S=0.01πm2，匝数为N＝100匝，内阻不计；匀强磁场的磁感应强度为B=210T。变压器部分，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2

A．发电机产生的瞬时电动势e=102

B．电压表的示数为402

C．电流表的示数为52

D．原线圈的输入功率为800W

考点二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两种情况．

1．匝数比不变的情况(如图所示)

(1)U1不变，根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2不变．

(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化．

(3)I2变化引起P2变化，P1＝P2，故P1发生变化．

2．负载电阻不变的情况(如图所示)

(1)U1不变，eq\f(n1,n2)发生变化，故U2变化．

(2)R不变，U2变化，故I2发生变化．

(3)根据P2＝eq\f(U\o\al(2,2),R)，P2发生变化，再根据P1＝P2，故P1变化，P1＝U1I1，U1不变，故I1发生变化．

（2024?德阳模拟）如图（a）所示，理想变压器原副线圈匝数比为n1：n2＝10：1，原线圈输入正弦式交流电压如图（b）所示，副线圈电路中定值电阻R0＝10Ω，所有电表均为理想交流电表。下列说法正确的是（）

A．t＝0时刻，电流表A2的示数为零

B．1s内电流方向改变50次

C．滑片P向下移动过程中，电流表A2的示数增大，电流表A1的示数减小

D．当滑动变阻器接入电路的阻值为R＝10Ω时，滑动变阻器的功率最大且为12.1W

（2024?四川模拟）如图所示，在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，线框平面与磁感线垂直，现使矩形线框绕垂直于磁场的轴以恒定角速度ω＝10rad/s转动，线框电阻不计，匝数为n＝10匝，面积为S＝0.4m2。线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（4W，100Ω

A．从图示位置开始计时，线框中感应电动势瞬时值表达式为e＝402cos10t（V）

B．线框平面与磁感线垂直时，穿过线框的磁通量变化最快

C．若将自耦变压器触头向下滑动，则灯泡会变暗

D．若灯泡正常发光，则原、副线圈的匝数比为1：2

（多选）（2024?天津一模）心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可等效为一个不计内阻的交流电源，其电压U1会随着心跳频率发生变化，如图所示，心