《步步高》2014高考物理一輪復(fù)習(xí)講義第十章第2課時(shí)變壓器、電能的輸送

1、第2課時(shí)變壓器、電能的輸送考綱解讀 1.理解變壓器的原理，會(huì)用功率關(guān)系、電壓比、電流比進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.2.能夠?qū)ψ儔浩鬟M(jìn)行動(dòng)態(tài)分析.3.會(huì)分析計(jì)算遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題1 理想變壓器的工作原理關(guān)于理想變壓器的工作原理，以下說(shuō)法正確的是 ()A通過(guò)正弦交變電流的原線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁通量不變B穿過(guò)原、副線(xiàn)圈的磁通量在任何時(shí)候都相等C穿過(guò)副線(xiàn)圈磁通量的變化使得副線(xiàn)圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D原線(xiàn)圈中的電流通過(guò)鐵芯流到了副線(xiàn)圈答案BC解析由于是交變電流，交變電流的磁場(chǎng)不斷變化，磁通量也在變化，A錯(cuò)誤；因理想變壓器無(wú)漏磁，故B、C正確；原線(xiàn)圈中的電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能又轉(zhuǎn)化為電能，故D錯(cuò)2 理想變壓器的變壓規(guī)律如圖1所示，一理想變壓

2、器的原線(xiàn)圈匝數(shù)n11 000匝，副線(xiàn)圈匝數(shù)n2200匝，交流電源的電動(dòng)勢(shì)e311sin 100t V(不考慮其內(nèi)阻)，電阻R88 ，電壓表和電流表對(duì)電路的影響可忽略不計(jì)，則 ()A電壓表的示數(shù)為62.2 V 圖1B電流表的示數(shù)為2.5 AC通過(guò)R的電流最大值為0.5 AD變壓器的輸入電功率為22 W答案D解析由于e311sin 100t V，原線(xiàn)圈電壓最大值Um為311 V，有效值U1220 V，根據(jù)可得U244 V，由歐姆定律知，副線(xiàn)圈中電流I20.5 A，I2mI20.7 A，I1I20.1 A，所以A、B、C錯(cuò)誤，變壓器的輸入電功率P1P2U2I222 W，D正確3 遠(yuǎn)距離輸電中的電壓與

3、功率損失在遠(yuǎn)距離輸電中，當(dāng)輸電線(xiàn)的電阻和輸送的電功率不變時(shí)，那么()A輸電線(xiàn)路上損失的電壓與輸送電流成正比B輸電的電壓越高，輸電線(xiàn)路上損失的電壓越大C輸電線(xiàn)路上損失的功率跟輸送電壓的平方成反比D輸電線(xiàn)路上損失的功率跟輸電線(xiàn)上的電流成正比答案AC解析輸電線(xiàn)路上損失電壓UIR，在R一定時(shí)，U和I成正比若U越高，I，I越小，那么U越小輸電線(xiàn)路上損失的功率PI2R，當(dāng)P一定時(shí)，I，所以P()2R，即P和U的平方成反比，跟I的平方成正比，故A、C正確考點(diǎn)梳理一、理想變壓器1 工作原理互感現(xiàn)象2 基本關(guān)系式(1)功率關(guān)系：P入P出(2)電壓關(guān)系：只有一個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)，；有多個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)，.(3)電流關(guān)系：只有一

4、個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)，.由P入P出及PUI推出有多個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)，U1I1U2I2U3I3.3 幾種常用的變壓器(1)自耦變壓器調(diào)壓變壓器(2)互感器4 理想變壓器的理解(1)沒(méi)有能量損失；(2)沒(méi)有磁通量損失二、遠(yuǎn)距離輸電1 輸電過(guò)程(如圖2所示)圖22輸送電流(1)I；(2)I.3輸電導(dǎo)線(xiàn)上的能量損失：主要是由輸電線(xiàn)的電阻發(fā)熱產(chǎn)生的，表達(dá)式為QI2Rt.4電壓損失(1)UUU；(2)UIR.5 功率損失(1)PPP；(2)PI2R()2R6 降低輸電損耗的兩個(gè)途徑(1)減小輸電線(xiàn)的電阻，由電阻定律R可知，在輸電距離一定的情況下，為了減小電阻，應(yīng)采用電阻率小的材料，也可以增加導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積(2)減小輸電導(dǎo)

5、線(xiàn)中的輸電電流，由PUI可知，當(dāng)輸送功率一定時(shí)，提高輸電電壓，可以減小輸電電流4 理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析如圖3所示，一理想自耦變壓器線(xiàn)圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的閉合鐵芯上，輸入端AB間加一正弦式交流電壓，在輸出端BP間連接了理想交流電流表、燈泡和滑動(dòng)變阻器，移動(dòng)P的位置，可改變副線(xiàn)圈的匝數(shù)，變阻器的滑圖3動(dòng)觸頭標(biāo)記為Q，則()A只將Q向下移動(dòng)時(shí)，燈泡的亮度變大B只將Q向下移動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大C只將P沿順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大D只提高輸入端的電壓U時(shí)，電流表的讀數(shù)變大答案D解析只將Q向下移動(dòng)時(shí)，R阻值增大，電路中電阻增大，電流減小，故B項(xiàng)錯(cuò)；由于副線(xiàn)圈上電壓不變，電燈兩端的電壓不變，功率

6、不變，亮度不變，故A項(xiàng)錯(cuò)只將P沿順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)時(shí)副線(xiàn)圈匝數(shù)減少，電壓減小，電流減小，故C項(xiàng)錯(cuò)只提高輸入端的電壓時(shí)，副線(xiàn)圈上電壓增大，電流增大，故D項(xiàng)對(duì)5 遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的分析中國(guó)已投產(chǎn)運(yùn)行的1 000 kV特高壓輸電，是目前世界上電壓最高的輸電工程假設(shè)甲、乙兩地原來(lái)用500 kV的超高壓輸電，在保持輸送電功率和輸電線(xiàn)電阻都不變的條件下，現(xiàn)改用1 000 kV特高壓輸電，不考慮其他因素的影響則()A送電電流變?yōu)樵瓉?lái)的2倍B輸電線(xiàn)上降落的電壓將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍C輸電線(xiàn)上降落的電壓將變?yōu)樵瓉?lái)的D輸電線(xiàn)上損耗的電功率將變?yōu)樵瓉?lái)的答案C解析根據(jù)輸送電功率P輸U(kuò)輸I輸及P輸不變，可知，送電電流I輸P輸/U輸

7、1/U輸，當(dāng)U輸變?yōu)樵瓉?lái)的2倍時(shí)，I輸變?yōu)樵瓉?lái)的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；輸電線(xiàn)上降落的電壓U降I輸R線(xiàn)I輸，所以，當(dāng)送電電流變?yōu)樵瓉?lái)的時(shí)，輸電線(xiàn)上降落的電壓也變?yōu)樵瓉?lái)的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；輸電線(xiàn)上損耗的電功率P損IR線(xiàn)I，所以輸電線(xiàn)上損耗的電功率將變?yōu)樵瓉?lái)的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤規(guī)律總結(jié)1 理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析的方法(1)分清不變量和變量；(2)弄清理想變壓器中電壓、電流、功率之間的聯(lián)系和相互制約關(guān)系；(3)利用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點(diǎn)進(jìn)行分析判定2 解遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題必備技巧(1)正確畫(huà)出輸電過(guò)程示意圖，并在圖上標(biāo)出各物理量(2)抓住變壓器變壓前、后各量間關(guān)系，求出輸電線(xiàn)上的電流(3)計(jì)算電路功率問(wèn)題時(shí)

8、常用關(guān)系式：P損IR線(xiàn)，注意輸電線(xiàn)上的功率損失和電壓損失(4)電網(wǎng)送電遵循“用多少送多少”的原則，說(shuō)明原線(xiàn)圈電流由副線(xiàn)圈電流決定考點(diǎn)一理想變壓器原、副線(xiàn)圈基本關(guān)系的應(yīng)用1 基本關(guān)系(1)P入P出；(2)，有多個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)，仍然成立(3)，電流與匝數(shù)成反比，只對(duì)一個(gè)副線(xiàn)圈的變壓器適用有多個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)，由輸入功率和輸出功率相等確定電流關(guān)系(4)原、副線(xiàn)圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量變化率也相同，頻率也就相同2 制約關(guān)系(1)電壓：副線(xiàn)圈電壓U2由原線(xiàn)圈電壓U1和匝數(shù)比決定(2)功率：原線(xiàn)圈的輸入功率P1由副線(xiàn)圈的輸出功率P2決定(3)電流：原線(xiàn)圈電流I1由副線(xiàn)圈電流I2和匝數(shù)比決定例1(2012&#

9、183;課標(biāo)全國(guó)理綜·17)自耦變壓器鐵芯上只繞有一個(gè)線(xiàn)圈，原、副線(xiàn)圈都只取該線(xiàn)圈的某部分一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖4所示，其副線(xiàn)圈匝數(shù)可調(diào)已知變壓器線(xiàn)圈總匝數(shù)為1 900匝；原線(xiàn)圈為1 100匝，接在有效值為220 V的交流電源上當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，負(fù)載R上的功率為2.0 kW.設(shè)此時(shí)原線(xiàn)圈中電流的有效值為I1，負(fù)載兩端電壓的有效值為U2，圖4且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為()A380 V和5.3 A B380 V和9.1 AC240 V和5.3 A D240 V和9.1 A解析由題圖并根據(jù)理想變壓器電壓比關(guān)系，代入數(shù)據(jù)解得副線(xiàn)圈兩端的電壓有效值U2380 V

10、，因理想變壓器原、副線(xiàn)圈輸入和輸出的功率相等，即P入P出U1I1，解得I1 A9.1 A，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤答案B1.關(guān)于理想變壓器的四點(diǎn)說(shuō)明(1)變壓器不能改變直流電壓(2)變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的頻率(3)理想變壓器本身不消耗能量(4)理想變壓器基本關(guān)系中的U1、U2、I1、I2均為有效值2解決變壓器問(wèn)題的三種思路(1)電壓：變壓器原、副線(xiàn)圈的電壓之比為；當(dāng)變壓器有多個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)，.(2)功率：理想變壓器的輸入、輸出功率為P入P出，當(dāng)變壓器有多個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)，P1P2P3.(3)電流：由I知，對(duì)只有一個(gè)副線(xiàn)圈的變壓器有，當(dāng)變壓器有多個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)有n1I1n

11、2I2n3I3.突破訓(xùn)練1(2010·海南·9)如圖5所示，一理想變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)之比為41，原線(xiàn)圈兩端接入一正弦交流電源；副線(xiàn)圈電路中R為負(fù)載電阻，交流電壓表和交流電流表都是理想電表下列結(jié)論正確的是() 圖5A若電壓表讀數(shù)為6 V，則輸入電壓的最大值為24 VB若輸入電壓不變，副線(xiàn)圈匝數(shù)增加到原來(lái)的2倍，則電流表的讀數(shù)減小到原來(lái)的一半C若輸入電壓不變，負(fù)載電阻的阻值增加到原來(lái)的2倍，則輸入功率也增加到原來(lái)的2倍D若保持負(fù)載電阻的阻值不變，輸入電壓增加到原來(lái)的2倍，則輸出功率增加到原來(lái)的4倍答案AD解析本題考查變壓器的原理以及交流電的有關(guān)知識(shí)，意在考查考生對(duì)交變電流的認(rèn)

12、識(shí)和理解因?yàn)殡妷罕淼淖x數(shù)為6 V，則變壓器的輸出電壓的有效值為6 V，由，故U14U224 V，所以輸入電壓的最大值為UmU124 V，所以選項(xiàng)A正確；若輸入電壓不變，副線(xiàn)圈匝數(shù)增加，則U2增大，由I2可知，電流表示數(shù)增大，所以選項(xiàng)B錯(cuò)；輸入電壓和匝數(shù)比不變，則電壓值不變，當(dāng)負(fù)載電阻R變大時(shí)，則I2，電流變小，又P1P2U2I2，故輸入功率也減小，所以選項(xiàng)C錯(cuò)；若負(fù)載電阻R不變，輸入電壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則輸出電壓也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，I2則輸出電流也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故輸出功率P2U2I2變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，所以選項(xiàng)D正確考點(diǎn)二理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析分析理想變壓器動(dòng)態(tài)問(wèn)題的思路程序可表示為：.例2(201

13、2·福建理綜·14)如圖6所示，理想變壓器原線(xiàn)圈輸入電壓uUmsin t，副線(xiàn)圈電路中R0為定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器.和是理想交流電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；和是理想交流電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示下列說(shuō)法正確的是() 圖6AI1和I2表示電流的瞬時(shí)值BU1和U2表示電壓的最大值C滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中，U2不變、I1變大D滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中，U2變小、I1變小解析電路中交流電表的示數(shù)為有效值，故A、B項(xiàng)均錯(cuò)誤；P向下滑動(dòng)過(guò)程中，R變小，由于交流電源和原、副線(xiàn)圈匝數(shù)不變，U1、U2均不變，所以I2變大，由，得I1I2變大，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤答案C例3如圖7所示的

14、電路中，有一自耦變壓器，左側(cè)并聯(lián)一只理想電壓表V1后接在穩(wěn)定的交流電源上；右側(cè)串聯(lián)燈泡L和滑動(dòng)變阻器R，R上并聯(lián)一只理想電壓表V2.下列說(shuō)法中正確的是()A若F不動(dòng)，滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，V1示數(shù)變大，V2示數(shù)變小B若F不動(dòng)，滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的功率變小 圖7C若P不動(dòng)，滑片F(xiàn)向下移動(dòng)時(shí)，V1、V2的示數(shù)均變小D若P不動(dòng)，滑片F(xiàn)向下移動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的功率變大解析若F不動(dòng)，滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻變大，則副線(xiàn)圈回路中總電阻變大，則回路中電流減小，燈泡兩端電壓減小，功率變小，滑動(dòng)變阻器兩端電壓變大，V2的示數(shù)變大，而原線(xiàn)圈兩端電壓不變，則A錯(cuò)誤，B正確；若P不動(dòng)，滑片F(xiàn)向下

15、移動(dòng)時(shí)，根據(jù)理想變壓器特點(diǎn)可知原線(xiàn)圈兩端電壓不變，副線(xiàn)圈兩端電壓減小，則副線(xiàn)圈回路中電流變小，燈泡L消耗的功率減小，電壓表V2的示數(shù)變小，C、D錯(cuò)誤答案B突破訓(xùn)練2如圖8所示，理想變壓器原線(xiàn)圈的匝數(shù)n11 100匝，副線(xiàn)圈的匝數(shù)n2110匝，R0、R1、R2均為定值電阻，且R0R1R2，電流表、電壓表均為理想電表原線(xiàn)圈接u220sin (314t) (V)的交流電源起初開(kāi)關(guān)S處于斷開(kāi)狀態(tài)下列說(shuō)法中正確的是()圖8A電壓表示數(shù)為22 VB當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，電壓表示數(shù)變小C當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，電流表示數(shù)變大D當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，變壓器的輸出功率增大答案BCD解析電源電壓的有效值為U1220 V，由可知U22

16、2 V，而電壓表示數(shù)只是R1兩端的電壓，一定小于U2，A項(xiàng)錯(cuò)誤S閉合后，負(fù)載總電阻變小，而U2不變，由P出知P出變大，I2變大，而P入P出U1I1，U1不變，I1應(yīng)變大，即電流表示數(shù)變大；電阻R0的分壓U0I2R0，U0變大，則電壓表示數(shù)UU2U0應(yīng)變小綜上所述，選項(xiàng)B、C、D正確考點(diǎn)三遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題1 遠(yuǎn)距離輸電的處理思路對(duì)高壓輸電問(wèn)題，應(yīng)按“發(fā)電機(jī)升壓變壓器遠(yuǎn)距離輸電線(xiàn)降壓變壓器用電器”，或按從“用電器”倒推到“發(fā)電機(jī)”的順序一步一步進(jìn)行分析2 遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個(gè)基本關(guān)系(以圖9為例)圖9(1)功率關(guān)系：P1P2，P3P4，P2P損P3.(2)電壓、電流關(guān)系：，U2UU3，I2I3I線(xiàn)(

17、3)輸電電流：I線(xiàn).(4)輸電線(xiàn)上損耗的電功率：P損I線(xiàn)UIR線(xiàn)()2R線(xiàn)當(dāng)輸送功率一定時(shí)，輸電電壓增大到原來(lái)的n倍，輸電線(xiàn)上損耗的功率就減小到原來(lái)的.例4(2012·天津理綜·4)通過(guò)一理想變壓器，經(jīng)同一線(xiàn)路輸送相同的電功率P，原線(xiàn)圈的電壓U保持不變，輸電線(xiàn)路的總電阻為R.當(dāng)副線(xiàn)圈與原線(xiàn)圈的匝數(shù)比為k時(shí)，線(xiàn)路損耗的電功率為P1，若將副線(xiàn)圈與原線(xiàn)圈的匝數(shù)比提高到nk，線(xiàn)路損耗的電功率為P2，則P1和分別為 ()A.， B()2R，C.， D()2R，解析根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律，得k，nk，所以U1kU，U2nkU.根據(jù)PUI，知匝數(shù)比為k和nk的變壓器副線(xiàn)圈的電流分別為I1，

18、I2.根據(jù)PI2R知，輸電線(xiàn)路損耗的電功率分別為P1IR()2R，P2IR()2R，所以.選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤答案D 在遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題中，計(jì)算線(xiàn)路功率的損耗時(shí)應(yīng)用P損IR線(xiàn)，其原因是I線(xiàn)可以由公式P輸入I線(xiàn)U輸入求出，而P損U線(xiàn)I線(xiàn)和P損則不常用，其原因是在一般情況下，U線(xiàn)不易求出，且易將U線(xiàn)和U輸入相混而造成錯(cuò)誤突破訓(xùn)練3(2010·浙江理綜·17)某水電站，用總電阻為2.5 的輸電線(xiàn)輸電給500 km外的用戶(hù)，其輸出電功率是3×106 kW，現(xiàn)用500 kV電壓輸電，則下列說(shuō)法正確的是()A輸電線(xiàn)上輸送的電流大小為2.0×105 AB輸電線(xiàn)

19、上由電阻造成的損失電壓為15 kVC若改用5 kV電壓輸電，則輸電線(xiàn)上損失的功率為9×108 kWD輸電線(xiàn)上損失的功率為PU2/r，U為輸電電壓，r為輸電線(xiàn)的電阻答案B解析輸電線(xiàn)上輸送的電流I6 000 A，A錯(cuò)；輸電線(xiàn)上損失的電壓為UIr6 000×2.5 V1.5×104 V15 kV，B對(duì)；若改用5 kV的電壓輸電，則輸電線(xiàn)上輸送的電流I6×105 A，輸電線(xiàn)上損失的功率PI2r(6×105)2×2.5 W9×108 kW，表明輸出的電能將在線(xiàn)路上損耗完，則輸電線(xiàn)上損失的功率為3×106 kW，C錯(cuò)；D項(xiàng)中輸

20、電線(xiàn)上損失的功率PU2/r，U應(yīng)為輸電線(xiàn)上損耗的電壓，而不是輸電電壓，D錯(cuò)47兩種特殊的變壓器模型1 自耦變壓器高中物理中研究的變壓器本身就是一種忽略了能量損失的理想模型，自耦變壓器(又稱(chēng)調(diào)壓器)，它只有一個(gè)線(xiàn)圈，其中的一部分作為另一個(gè)線(xiàn)圈，當(dāng)交流電源接不同的端點(diǎn)時(shí)，它可以升壓也可以降壓，變壓器的基本關(guān)系對(duì)自耦變壓器均適用例5如圖10所示，接在照明電路中的自耦變壓器的副線(xiàn)圈上通過(guò)輸電線(xiàn)接有三個(gè)燈泡L1、L2和L3，輸電線(xiàn)的等效電阻為R.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng)一段距離后，下列說(shuō)法正確的是()圖10A等效電阻R上消耗的功率變大B三個(gè)燈泡都變亮C原線(xiàn)圈兩端的輸入電壓減小D原線(xiàn)圈中電流表示數(shù)減小解析自耦

21、變壓器的原、副線(xiàn)圈是同一個(gè)線(xiàn)圈，只是匝數(shù)不同而己由題意知原線(xiàn)圈是副線(xiàn)圈的一部分.，當(dāng)P上移時(shí)，U1、n2不變，n1變大時(shí)，U2變小，因負(fù)載電路結(jié)構(gòu)不變，因此負(fù)載上的總電流I2應(yīng)變小，R上消耗的功率變小，由串、并聯(lián)電路特點(diǎn)知三個(gè)燈泡都變暗，A、B都錯(cuò)誤由于原線(xiàn)圈的輸入電壓由外部電路決定，是不變的，C錯(cuò)誤；由P入P出，U1I1U2I2知，P出減小時(shí)，I1一定減小，電流表示數(shù)減小，D項(xiàng)正確答案D2 互感器分為：電壓互感器和電流互感器，比較如下：電壓互感器電流互感器原理圖原線(xiàn)圈的連接并聯(lián)在高壓電路中串聯(lián)在待測(cè)高流電路中副線(xiàn)圈的連接連接電壓表連接電流表互感器的作用將高電壓變?yōu)榈碗妷簩⒋箅娏髯兂尚‰娏骼?/p>

22、的公式I1n1I2n2例6電流互感器和電壓互感器如圖11所示其中n1、n2、n3、n4分別為四組線(xiàn)圈的匝數(shù)，a、b為兩只交流電表，則()圖11AA為電流互感器，且n1<n2，a是電流表BA為電壓互感器，且n1>n2，a是電壓表CB為電流互感器，且n3<n4，b是電流表DB為電壓互感器，且n3>n4，b是電壓表解析由題圖可知A為電流互感器，B為電壓互感器，因此a是電流表，b是電壓表在A中，有I1n1I2n2，要把大電流變?yōu)樾‰娏?，有n2>n1；在B中，有，要把高電壓變成低電壓，則有n3>n4；綜上所述可知，選項(xiàng)A、D正確答案AD高考題組1 (2012·

23、;海南單科·4)如圖12所示，理想變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為201，兩個(gè)標(biāo)有“12 V，6 W”的小燈泡并聯(lián)在副線(xiàn)圈的兩端當(dāng)兩燈泡都正常工作時(shí)，原線(xiàn)圈電路中電壓表和電流表(可視為理想的)的示數(shù)分別是() 圖12A120 V,0.10 A B240 V,0.025 AC120 V,0.05 A D240 V,0.05 A答案D解析副線(xiàn)圈電壓U212 V，由得U1240 V，副線(xiàn)圈中電流I222× A1 A，由得I10.05 A.2 (2012·重慶理綜·15)如圖13所示，理想變壓器的原線(xiàn)圈接入u11 000·sin 100t(V)的交變電壓，副線(xiàn)

24、圈通過(guò)電阻r6 的導(dǎo)線(xiàn)對(duì)“220 V880 W”的電器RL供電，該電器正常工作由此可知() 圖13A原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為501B交變電壓的頻率為100 HzC副線(xiàn)圈中電流的有效值為4 AD變壓器的輸入功率為880 W答案C解析由電器RL正常工作，可得通過(guò)副線(xiàn)圈的電流為I A4 A，故C對(duì)；與副線(xiàn)圈連接的導(dǎo)線(xiàn)所分電壓為Ur4×6 V24 V，副線(xiàn)圈兩端電壓U2220 V24 V244 V，因此原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比，故A錯(cuò)；又變壓器的輸入功率等于其輸出功率，即P1P2U2I2244×4 W976 W，故D錯(cuò)；交變電壓的頻率f50 Hz，故B錯(cuò)3 (2012·山東理綜&#

25、183;18)圖14甲是某燃?xì)鉅t點(diǎn)火裝置的原理圖轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交變電壓，并加在一理想變壓器的原線(xiàn)圈上，變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)分別為n1、n2，為交流電壓表當(dāng)變壓器副線(xiàn)圈電壓的瞬時(shí)值大于5 000 V時(shí)，就會(huì)在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w以下判斷正確的是() 圖14A電壓表的示數(shù)等于5 VB電壓表的示數(shù)等于 VC實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是>1 000D實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是<1 000答案BC解析由題ut圖象知，交流電壓的最大值Um5 V，所以電壓表的示數(shù)U V，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；根據(jù)得，變壓器副線(xiàn)圈電壓的最大值U2m5 000 V時(shí)，有效值U2 V，所以點(diǎn)火的

26、條件>1 000，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤4 (2011·山東理綜·20)為保證用戶(hù)電壓穩(wěn)定在220 V，變電所需適時(shí)進(jìn)行調(diào)壓，圖15甲為調(diào)壓變壓器示意圖保持輸入電壓u1不變，當(dāng)滑動(dòng)接頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓某次檢測(cè)得到用戶(hù)電壓u2隨時(shí)間t變化的曲線(xiàn)如圖乙所示以下正確的是 () 甲乙圖15Au2190sin (50t) VBu2190sin (100t) VC為使用戶(hù)電壓穩(wěn)定在220 V，應(yīng)將P適當(dāng)下移D為使用戶(hù)電壓穩(wěn)定在220 V，應(yīng)將P適當(dāng)上移答案BD解析由題圖乙知交變電流的周期T2×102 s，所以100 rad/s，故u2Umsin t190si

27、n (100t) V，A錯(cuò)誤，B正確由得U2U1，欲使U2升高，n1應(yīng)減小，P應(yīng)上移，C錯(cuò)誤，D正確模擬題組5 如圖16甲所示，理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)分別是n1、n2，b是原線(xiàn)圈的中心抽頭，圖中電表均為理想的交流電表，副線(xiàn)圈接定值電阻R，其余電阻不計(jì)從某時(shí)刻開(kāi)始在原線(xiàn)圈c、d兩端加上如圖乙所示的交變電壓當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a撥向b后，下列說(shuō)法正確的是 () 甲乙圖16A副線(xiàn)圈輸出電壓的頻率變小B電壓表的示數(shù)變大C電流表的示數(shù)變小D原線(xiàn)圈的輸入功率變大答案BD解析變壓器不會(huì)改變交流電的頻率，A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)開(kāi)關(guān)由a撥向b后，n1變小，由，且U1不變，可知n1變小，n2、U1不變時(shí)，U2變大，即電壓表

28、的示數(shù)變大，同樣電流表示數(shù)也要變大，B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由P入P出U2I2可知，D項(xiàng)正確6 正弦交流電經(jīng)過(guò)匝數(shù)比為的變壓器與電阻R、交流電壓表V、交流電流表A按如圖17甲所示方式連接，R10 .圖乙是R兩端電壓u隨時(shí)間變化的圖象，Um10 V，則下列說(shuō)法中正確的是 ()圖17A通過(guò)R的電流iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是iRsin 100t(A)B電流表A的讀數(shù)為0.1 AC電流表A的讀數(shù)為 AD電壓表的讀數(shù)為Um10 V答案B解析通過(guò)R的電流iRcos 100t(A)，A錯(cuò)誤由得I10.1 A，B正確，C錯(cuò)誤電壓表讀數(shù)為有效值U10 V，D錯(cuò)誤(限時(shí)：30分鐘)題組1對(duì)理想變壓器基本關(guān)系的考查1.

29、(2011·課標(biāo)全國(guó)·17)如圖1所示，一理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為12，副線(xiàn)圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V，額定功率為22 W；原線(xiàn)圈電路中接有電壓表和電流表 圖1現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)，燈泡正常發(fā)光若用U和I分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)，則()AU110 V，I0.2 ABU110 V，I0.05 ACU110 V，I0.2 ADU110 V，I0.2 A答案A解析由變壓原理可得U1110 V，即電壓表示數(shù)為110 V由P入P出，燈泡正常發(fā)光可得P入U(xiǎn)1I1P出22 W，I1 A0.2 A，故A正確2 一個(gè)理想變壓器的線(xiàn)圈繞向如圖2甲所示，原線(xiàn)圈輸入電流的it圖

30、象如圖乙所示，第1 s內(nèi)電流方向在圖甲中已標(biāo)出，則()圖2A燈泡中的電流變化周期為2 sB輸入電流的有效值小于 AC前2 s內(nèi)燈泡中電流方向從b到aD前2 s內(nèi)鐵芯中磁通量的變化率恒定答案BCD解析由題圖乙知i的變化周期為4 s，A項(xiàng)錯(cuò)誤當(dāng)輸入電流為正弦式交流電時(shí)，I有效 A，而此題中，電流的有效值要小于 A，B項(xiàng)正確由楞次定律判知前2 s內(nèi)燈泡內(nèi)電流方向從b向a，C項(xiàng)正確由圖象可知在前2 s電流I的變化率恒定，由此產(chǎn)生的磁通量的變化率也是恒定的，D項(xiàng)正確綜上述可知，B、D正確3 如圖3甲所示，理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為101，電阻R22 ，各電表均為理想電表，副線(xiàn)圈輸出電壓的變化規(guī)律如圖

31、乙所示下列說(shuō)法正確的是 ()甲乙圖3A輸入電壓的頻率為100 HzB電壓表的示數(shù)為220 VC電流表的示數(shù)為1 AD電阻R消耗的電功率是22 W答案BD解析由圖乙知，副線(xiàn)圈輸出電壓的有效值為22 V，由知U1220 V；電阻R的電功率為P22 W，B、D選項(xiàng)正確；f Hz50 Hz，A項(xiàng)錯(cuò)；P入P出P22 W，又P入U(xiǎn)1I1，所以I10.1 A，C項(xiàng)錯(cuò)4 如圖4甲所示，一理想變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比n1n2115，原線(xiàn)圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，副線(xiàn)圈僅接入一個(gè)10 的電阻則()圖4A變壓器的輸入電壓最大值是220 VB正弦交變電流的周期是1×103

32、sC變壓器的輸入功率是1×103 WD電壓表的示數(shù)是100 V答案AC解析由圖乙可知，輸入電壓最大值為220 V，有效值為220 V，周期為2×102 s，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器原、副線(xiàn)圈電壓關(guān)系得輸出電壓有效值為U2100 V，則電壓表的示數(shù)為100 V，D錯(cuò)誤；變壓器的輸入功率等于輸出功率，為P入P出1 000 W，C正確題組2對(duì)變壓器動(dòng)態(tài)分析的考查5 如圖5甲所示，T為理想變壓器，原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為101，副線(xiàn)圈所接電路中，電壓表V1、V2和電流表A1、A2都為理想電表，電阻R14 ，R26 ，R3的最大阻值為12 ，原線(xiàn)圈兩端加上如圖乙所示規(guī)律變化的電壓在R3

33、的滑片自最下端滑動(dòng)到最上端的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是 ()圖5A電壓表V1的示數(shù)增大B電壓表V2的示數(shù)為20 VC電流表A1、A2的示數(shù)都增大D電壓表V1的示數(shù)與電流表A1的示數(shù)的乘積一直減小答案D解析當(dāng)R3的滑片向上移動(dòng)時(shí)，R2、R3的總電阻減小，分壓減小，所以電壓表V1的示數(shù)減小，A錯(cuò)誤由變壓比公式得U222 V，B錯(cuò)誤根據(jù)“串反并同”得電流表A1的示數(shù)增大，電流表A2的示數(shù)減小，C錯(cuò)誤電壓表V1的示數(shù)與電流表A1的示數(shù)的乘積為電阻R2、R3消耗的功率之和，由于P入P出P1P23，且P入P出不變，P1增大，故P23減小，D正確6 (2011·福建理綜·15)圖6甲中理想

34、變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)之比n1n251，電阻R20 ，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開(kāi)關(guān)原線(xiàn)圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示現(xiàn)將S1接1，S2閉合，此時(shí)L2正常發(fā)光下列說(shuō)法正確的是 ()圖6A輸入電壓u的表達(dá)式u20sin (50t) VB只斷開(kāi)S2后，L1、L2均正常發(fā)光C只斷開(kāi)S2后，原線(xiàn)圈的輸入功率增大D若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8 W答案D解析由圖象乙可知Um20 V，T0.02 s，故100 rad/s，即輸入電壓u的表達(dá)式u20sin (100t) V，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤斷開(kāi)S2后兩燈串聯(lián)，總電壓仍為4 V，所以L(fǎng)1、L2均不能正常發(fā)

35、光，B項(xiàng)錯(cuò)誤根據(jù)P入P出可知斷開(kāi)S2后R總增大，P入變小，P出變小，C項(xiàng)錯(cuò)誤若S1接2，由P可得P W0.8 W，D項(xiàng)正確7 如圖7所示，某理想變壓器的原線(xiàn)圈接一交流電，副線(xiàn)圈接如圖所示電路，開(kāi)關(guān)S原來(lái)閉合，且R1R2.現(xiàn)將S斷開(kāi)，那么交流電壓表的示數(shù)U、交流電流表的示數(shù)I、電阻R1上的功率P1及該變壓器原線(xiàn)圈的輸入功率P的變化情況正確的是 ()圖7AU增大 BI增大CP1減小 DP減小答案AD解析開(kāi)關(guān)S由閉合到斷開(kāi)時(shí)，負(fù)載的總電阻變大，變壓器的輸出電壓U2不變，則輸出電流I2變小，R上的電壓變小，R1上的電壓U變大，電阻R1上的功率P1，R1不變，U變大，則P1增大，故A正確，C錯(cuò)誤由電流與

36、匝數(shù)的關(guān)系可知電流表的示數(shù)I減小，B錯(cuò)誤輸出功率P出I2U2，U2不變，I2減小，則P出減小，輸入功率等于輸出功率，所以D正確8 調(diào)壓變壓器就是一種自耦變壓器，它的構(gòu)造如圖8甲所示線(xiàn)圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上，CD之間輸入交變電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭P就可以調(diào)節(jié)輸出電壓圖甲中兩電表均為理想交流電表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器現(xiàn)在CD兩端輸入圖乙所示正弦式交流電，變壓器視為理想變壓器，那么 ()圖8A由乙圖可知CD兩端輸入交流電壓u的表達(dá)式為u36sin 100t(V)B當(dāng)滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，MN之間輸出交流電壓的頻率變大C當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大，電壓表讀數(shù)也

37、變大D當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，電阻R2消耗的電功率變小答案D解析由題圖乙可知u36sin 100t(V)，A錯(cuò)誤M、N之間輸出交流電壓的頻率由輸入的交流電壓的頻率決定，B錯(cuò)誤滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，R3減小，由“串反并同”可知電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大，R2消耗的電功率P2減小，C錯(cuò)誤，D正確9 某同學(xué)自制變壓器，原線(xiàn)圈為n1匝，在做副線(xiàn)圈時(shí)，將導(dǎo)線(xiàn)ab對(duì)折后并在一起，在鐵芯上繞n2圈，從導(dǎo)線(xiàn)對(duì)折處引出一個(gè)接頭c，連成圖9所示電路S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，線(xiàn)圈電阻不計(jì)，原線(xiàn)圈接u1Umsin t的交流電源下列說(shuō)法正確的是 ()圖9AS接b時(shí)，電壓表示數(shù)為BS接c時(shí)，電壓表示數(shù)為CS接c時(shí)，滑動(dòng)觸頭P向下移動(dòng)，變壓器輸入功率變大DS接c時(shí)，滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng)，變壓器輸入電流變大答案BD解析S接b時(shí)，雙導(dǎo)線(xiàn)ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)抵消為零，電壓表示數(shù)為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；S接c時(shí)，副線(xiàn)圈的電動(dòng)勢(shì)就是一個(gè)n2線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由、U1，所以U2，選項(xiàng)B正確；P向下滑時(shí)，R變大，消耗的功率變小，因此輸入功率也變小