2025版高考物理一轮复习练习题含答案解析 第2讲　变压器　电能的输送.docxVIP

2025版高考物理一轮复习练习题含答案解析

第2讲变压器电能的输送

素养目标1.会用实验探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，体会控制变量法，了解实验误差。2.知道变压器的工作原理，掌握变压器的特点，并能分析、解决实际问题。3.理解远距离输电的原理并会计算线路损失的电压和功率。

一、理想变压器

1.构造

如图1所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。

图1

(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。

(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。

2.原理

电磁感应的互感现象。

3.几种常用的变压器

(1)自耦变压器——调压变压器，如图2甲(降压作用)、乙(升压作用)所示。

图2

(2)互感器

互感器eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(电压互感器：,（n1＞n2）)\b\lc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(把高电压变成低电压，如图丙所示。))),\a\vs4\al(电流互感器：,（n1＜n2）)\b\lc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(把大电流变成小电流，如图丁所示。)))))

二、电能的输送

如图3所示，发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得到的电功率为P′，用户的电压为U′，输电电流为I，输电线总电阻为R。

图3

1.输电电流

I＝eq\f(P,U)＝eq\f(P′,U′)＝eq\f(U－U′,R)。

2.电压损失

(1)ΔU＝U－U′

(2)ΔU＝IR

3.功率损失

(1)ΔP＝P－P′

(2)ΔP＝I2R＝(eq\f(P,U))2R

4.减少输电线上电能损失的方法

(1)减小输电线的电阻R。由R＝ρeq\f(l,S)知，可加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线。

(2)减小输电线中的电流。在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高输电电压。

基础自测

1.“新冠感染”席卷全球，某汽车厂决定改建生产线转产口罩，原生产线工作电压为380V，而口罩机工作电压为220V。现在需要变压器来进行降压，若变压器原线圈匝数为1900匝，则副线圈匝数为()

图4

A.110 B.220

C.1100 D.2200

答案C

解析根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，解得n2＝eq\f(U2n1,U1)＝eq\f(220×1900,380)＝1100匝，故C正确。

2.“西电东输”是我国实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证。在输送功率一定的情况下，将输电电压提高为原来的4倍，则输电导线上的电能损失将减小为原来的()

A.eq\f(1,16) B.eq\f(1,8)

C.eq\f(1,4) D.eq\f(1,2)

答案A

解析根据P＝IU，P线＝I2R，可得P线＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))eq\s\up12(2)R，将输电电压提高为原来的4倍，则输电导线上的电能损失将减小为原来的eq\f(1,16)，故A正确。

考点一实验十五探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

实验装置图

操作要领

注意事项

1.保持原线圈的匝数n1和电压U1不变，改变副线圈的匝数n2，研究n2对副线圈电压U2的影响。

(1)估计被测电压的大致范围，选择多用电表交流电压挡适当量程，若不知道被测电压的大致范围，则应选择交流电压挡的最大量程进行测量。

(2)组装可拆变压器：把两个线圈穿在铁芯上，闭合铁芯，用交流电压挡测量输入、输出电压。

2.保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响。重复1中步骤。

1.在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开电源开关，再进行操作。

2.为了人身安全，学生电源的电压不能超过12V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱。

3.为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。

例1(2022·江苏南京模拟预测)做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验。

(1)以下给出的器材中，本实验需要用到的有________(填选项字母)。

(2)下列说法正确的是________。

A.变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同

B.实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法

C.为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源，电压不要超过12V

D.绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好

(3)实验中，可拆变压器如图5所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，硅钢片应平行于