2025高考物理步步高同步練習(xí)選修2第三章變壓器含答案

2025高考物理步步高同步練習(xí)選修2第三章3變壓器[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解變壓器的構(gòu)造及工作原理.2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系.3.掌握理想變壓器原、副線圈電壓、電流、功率的關(guān)系．一、變壓器的原理1．構(gòu)造：由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成，與交流電源連接的線圈叫作原線圈，與負(fù)載連接的線圈叫作副線圈．2．原理：互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)．原線圈中電流的大小、方向在不斷變化，鐵芯中激發(fā)的磁場(chǎng)也不斷變化，變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．二、電壓與匝數(shù)的關(guān)系1．理想變壓器：沒(méi)有能量損耗的變壓器叫作理想變壓器，它是一個(gè)理想化模型．2．電壓與匝數(shù)的關(guān)系理想變壓器原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比，即eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2).3．兩類(lèi)變壓器副線圈的電壓比原線圈的電壓低的變壓器叫作降壓變壓器；副線圈的電壓比原線圈的電壓高的變壓器叫作升壓變壓器．三、變壓器中的能量轉(zhuǎn)化原線圈中電場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)變成磁場(chǎng)的能量，通過(guò)鐵芯使變化的磁場(chǎng)幾乎全部穿過(guò)了副線圈，在副線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，磁場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)化成了電場(chǎng)的能量．1．判斷下列說(shuō)法的正誤．(1)理想變壓器原、副線圈的電壓之比等于兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比．(√)(2)輸入交變電流的頻率越高，輸出交變電流的電壓就越高．(×)(3)變壓器能改變交變電流的電壓，也能改變恒定電流的電壓．(×)(4)理想變壓器不僅能改變交變電流的電壓和電流，也能改變交變電流的功率和頻率．(×)(5)理想變壓器的輸入和輸出功率相等．(√)2．一臺(tái)理想降壓變壓器從10kV的線路中降壓并提供200A的負(fù)載電流．已知兩個(gè)線圈的匝數(shù)比為40∶1，則副線圈中的輸出電壓為_(kāi)_______，輸出功率為_(kāi)_______，變壓器原線圈中的電流為_(kāi)_______．答案250V50kW5A解析由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，得U2＝eq\f(U1n2,n1)＝eq\f(10×103×1,40)V＝250V；由理想變壓器功率關(guān)系，得P入＝P出＝U1I1＝U2I2＝250×200W＝50kW，同時(shí)得I1＝eq\f(U2I2,U1)＝eq\f(250×200,10×103)A＝5A.一、變壓器的原理1．變壓器的構(gòu)造變壓器由閉合鐵芯、原線圈、副線圈組成，其構(gòu)造示意圖與電路中的符號(hào)分別如圖1甲、乙所示．圖12．變壓器的工作原理(1)原理互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)．電流通過(guò)原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)磁場(chǎng)，由于電流的大小、方向在不斷變化，所以鐵芯中的磁場(chǎng)也在不斷變化．變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，副線圈也能夠輸出電流．(2)原理圖解注意(1)變壓器不改變交變電流的周期和頻率．(2)變壓器只對(duì)變化的電流起作用，對(duì)恒定電流不起作用．(3)變壓器的兩個(gè)線圈之間通過(guò)磁場(chǎng)聯(lián)系在一起，兩個(gè)線圈間是絕緣的．關(guān)于理想變壓器的工作原理，以下說(shuō)法正確的是()A．通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變B．穿過(guò)原、副線圈的磁通量在任何時(shí)候都不相等C．穿過(guò)副線圈磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D．原線圈中的電流通過(guò)鐵芯流到了副線圈答案C解析通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)是變化的，由于面積S不變，故磁通量Φ變化，A錯(cuò)誤；因理想變壓器無(wú)漏磁，原、副線圈的磁通量相等，故B錯(cuò)誤；由互感現(xiàn)象知C正確；原線圈中的電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能又轉(zhuǎn)化為電能，原、副線圈通過(guò)磁場(chǎng)聯(lián)系在一起，電流不通過(guò)鐵芯，故D錯(cuò)誤．針對(duì)訓(xùn)練1(多選)關(guān)于理想變壓器的工作原理，以下說(shuō)法正確的是()A．原、副線圈纏繞在一個(gè)閉合鐵芯上，是為了減少磁場(chǎng)能的損失，有效地傳送電能B．鐵芯不用整塊金屬做成，是為了防止原、副線圈短路，造成危險(xiǎn)C．變壓器不改變交變電流的頻率，只改變電壓大小D．當(dāng)原線圈接入大小不斷變化的直流電時(shí)，副線圈也有電壓輸出答案ACD解析鐵芯不用整塊金屬做成是為了防止渦流產(chǎn)生較多的熱量從而燒壞變壓器．二、實(shí)驗(yàn)：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系1．實(shí)驗(yàn)思路交變電流通過(guò)原線圈時(shí)在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其兩端有輸出電壓．線圈匝數(shù)不同時(shí)輸出電壓不同，實(shí)驗(yàn)通過(guò)改變?cè)⒏本€圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系．2．實(shí)驗(yàn)器材多用電表、可拆變壓器、學(xué)生電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干(如圖2所示)圖23．物理量的測(cè)量(1)保持原線圈的匝數(shù)n1和電壓U1不變，改變副線圈的匝數(shù)n2，研究n2對(duì)副線圈電壓U2的影響．實(shí)物接線如圖3所示．圖3表格一U1＝5V，n1＝400匝實(shí)驗(yàn)次數(shù)123n2/匝U2/V①選擇n1＝400匝，用導(dǎo)線將變壓器原線圈接在學(xué)生電源的交流輸出接線柱上．②將選擇開(kāi)關(guān)調(diào)至5V擋，使原線圈兩端電壓為5V，如圖甲所示．③將多用電表與副線圈n2＝200匝的接線柱相連接，如圖乙所示．讀出副線圈兩端的電壓U2.④將n2、U2記錄在表格一中．⑤保持n1＝400匝，U1＝5V不變．將多用電表與副線圈n2＝800匝的接線柱相連接，如圖丙所示，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，將結(jié)果記錄到表格一中．⑥保持n1＝400匝，U1＝5V不變．將多用電表與副線圈n2＝1400匝的接線柱相連接，如圖丁所示，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，將結(jié)果記錄到表格一中．(2)保持副線圈的匝數(shù)n2和原線圈兩端的電壓U1不變，研究原線圈的匝數(shù)n1對(duì)副線圈電壓U2的影響．表格二U1＝5V，n2＝400匝實(shí)驗(yàn)次數(shù)123n1/匝U2/V①將(1)中的原線圈作為副線圈，副線圈作為原線圈．②選擇n2＝400匝，用導(dǎo)線將變壓器原線圈n1＝200匝接在學(xué)生電源的交流輸出接線柱上．③將選擇開(kāi)關(guān)撥至5V擋．④將多用電表與副線圈n2＝400匝的接線柱相連接，讀出副線圈兩端的電壓U2.⑤將U2、n1記錄在表格二中．⑥保持n2＝400匝，U1＝5V不變，將連接電源的兩根導(dǎo)線先后與原線圈n1＝800匝和n1＝1400匝的接線柱相連接，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，將結(jié)果記錄到表格二中．⑦拆除實(shí)驗(yàn)線路，整理好實(shí)驗(yàn)器材．4．?dāng)?shù)據(jù)分析與結(jié)論分析表格一和表格二中記錄的數(shù)據(jù)，可得以下結(jié)論：(1)當(dāng)原線圈電壓、原線圈匝數(shù)不變時(shí)，副線圈電壓與副線圈匝數(shù)成正比．當(dāng)原線圈電壓、副線圈匝數(shù)不變時(shí)，副線圈電壓與原線圈匝數(shù)成反比．(2)原、副線圈的電壓之比eq\f(U1,U2)等于匝數(shù)之比eq\f(n1,n2).(多選)如圖4所示，在用可拆變壓器“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是()圖4A．用可拆變壓器，能方便地從不同接線柱上選取不同匝數(shù)的線圈B．測(cè)量原、副線圈的電壓，可用“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中的直流電壓表C．原線圈接0、8接線柱，副線圈接0、4接線柱時(shí)，副線圈電壓大于原線圈電壓D．為便于探究，先保持原線圈匝數(shù)和電壓不變，改變副線圈的匝數(shù)，研究其對(duì)副線圈電壓的影響答案AD解析變壓器的輸出電壓跟輸入電壓以及原、副線圈匝數(shù)之比都有關(guān)，因此需要用可拆變壓器研究，選項(xiàng)A、D正確．變壓器只對(duì)交流電壓有作用，故不能用直流電壓表測(cè)量原、副線圈的電壓，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．根據(jù)輸入、輸出電壓之比等于原、副線圈匝數(shù)之比可知，原線圈接0、8接線柱，副線圈接0、4接線柱時(shí)，副線圈電壓小于原線圈電壓，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．針對(duì)訓(xùn)練2如果把一個(gè)可拆變壓器看成理想變壓器，兩個(gè)線圈分別為A、B，現(xiàn)要測(cè)量A線圈的匝數(shù)，提供的器材有：一根足夠長(zhǎng)的絕緣導(dǎo)線、一只多用電表和低壓交流電源，請(qǐng)簡(jiǎn)要敘述實(shí)驗(yàn)步驟(寫(xiě)出要測(cè)的物理量，并用字母表示)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.A線圈的匝數(shù)為nA＝____________.(用所測(cè)物理量符號(hào)表示)答案見(jiàn)解析解析①用長(zhǎng)導(dǎo)線繞一個(gè)n匝線圈，作為副線圈替代A線圈．②把低壓交流電源接B線圈，用多用電表交流電壓擋測(cè)得繞制的線圈的輸出電壓U.③用A線圈換下繞制的線圈，用多用電表交流電壓擋測(cè)得A線圈的輸出電壓UA.nA＝eq\f(UA,U)n.三、理想變壓器的基本關(guān)系1．電壓關(guān)系(1)只有一個(gè)副線圈時(shí)，eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2).當(dāng)n2>n1時(shí)，U2>U1，變壓器使電壓升高，是升壓變壓器．當(dāng)n2<n1時(shí)，U2<U1，變壓器使電壓降低，是降壓變壓器．(2)有多個(gè)副線圈時(shí)，eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)＝…2．功率關(guān)系從能量守恒看，理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，即P入＝P出．3．電流關(guān)系(1)只有一個(gè)副線圈時(shí)，U1I1＝U2I2或eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1).(2)當(dāng)有多個(gè)副線圈時(shí)，I1U1＝I2U2＋I(xiàn)3U3＋…或n1I1＝n2I2＋n3I3＋…(2020·山東省學(xué)業(yè)考試)圖5所示電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2＝22∶5，原線圈接在u1＝220eq\r(2)sin100πt(V)的交流電源上，電阻R＝25Ω，A為理想電流表，則A的示數(shù)為()圖5A．12.44A B．8.80AC．2.00A D．2.83A答案C解析由題意可知，輸入電壓的有效值為U1＝eq\f(Um,\r(2))＝220V，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得U2＝eq\f(n2,n1)U1＝eq\f(5,22)×220V＝50V，電流表的示數(shù)為I2＝eq\f(U2,R)＝2.00A，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．如圖6，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝4∶1，電壓表和電流表均為理想電表，燈泡電阻RL＝110Ω，A、B端電壓u1＝220eq\r(2)sin100πt(V)．下列說(shuō)法正確的是()圖6A．副線圈輸出的交流電的頻率為25HzB．電壓表的示數(shù)為55eq\r(2)VC．電流表的示數(shù)為1.0AD．變壓器輸入功率為27.5W答案D解析由題可知，交流電的頻率f＝50Hz，故A錯(cuò)誤；原線圈兩端的電壓有效值為eq\f(220\r(2),\r(2))V＝220V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知U2＝55V，電壓表的示數(shù)為55V，故B錯(cuò)誤；電流表的示數(shù)為I2＝eq\f(U2,RL)＝eq\f(55,110)A＝0.5A，故C錯(cuò)誤；變壓器的輸入功率等于輸出功率，大小為P＝U2I2＝55×0.5W＝27.5W，故D正確．1．(變壓器的工作原理)下列各圖是變壓器電路圖，可以將電壓升高供給電燈的變壓器是()答案B解析變壓器的原線圈應(yīng)接交流電，故A、C錯(cuò)誤；由題意知要求電壓升高，故副線圈的匝數(shù)比原線圈的匝數(shù)多，故B正確，D錯(cuò)誤．2．(理想變壓器的基本關(guān)系)(多選)理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝10∶1，原線圈兩端接通交流電源，副線圈兩端接上電阻，則()A．原、副線圈中電流頻率之比f(wàn)1∶f2＝10∶1B．原、副線圈兩端電壓之比為U1∶U2＝10∶1C．原、副線圈內(nèi)交變電流之比I1∶I2＝1∶10D．變壓器輸入和輸出功率之比P1∶P2＝10∶1答案BC解析根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)和eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可知選項(xiàng)B、C正確；變壓器不改變電流的頻率，理想變壓器的輸入與輸出的功率相等，即P1＝P2，所以選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤．3．(理想變壓器基本關(guān)系的應(yīng)用)(多選)如圖7所示，一理想變壓器的原線圈匝數(shù)n1＝1100匝，副線圈匝數(shù)n2＝220匝．交流電源的電壓u＝220eq\r(2)sin100πt(V)，電阻R＝44Ω，電壓表、電流表均為理想交流電表，則下列說(shuō)法正確的是()圖7A．副線圈中交變電流的頻率為50HzB．電壓表的示數(shù)為44VC．電流表A1的示數(shù)為0.2AD．電流表A2的示數(shù)為1.4A答案ABC解析根據(jù)交流電源的電壓u＝220eq\r(2)sin100πt(V)可知，該交流電源的電壓的最大值為220eq\r(2)V，電壓的有效值為220V，頻率為50Hz.變壓器可以改變交變電壓和交變電流的大小，但不改變交變電流的頻率，故副線圈中交變電流的頻率為50Hz，選項(xiàng)A正確；交流電表的示數(shù)為有效值，根據(jù)變壓器原、副線圈的電壓關(guān)系eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，得U2＝44V，即電壓表的示數(shù)為44V，由歐姆定律得I2＝eq\f(U2,R)＝1A，即電流表A2的示數(shù)為1A，根據(jù)變壓器原、副線圈的電流關(guān)系eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，得I1＝0.2A，即電流表A1的示數(shù)為0.2A，選項(xiàng)B、C正確，D錯(cuò)誤．4．(探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系)為完成“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，必須要選用的是________．A．有閉合鐵芯的原、副線圈B．無(wú)鐵芯的原、副線圈C．交流電源D．直流電源E．多用電表(交流電壓擋)F．多用電表(交流電流擋)用匝數(shù)na＝60匝和nb＝120匝的變壓器，實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)如下表，Ua/V1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是________(選填“na”或“nb”)．答案ACEnb解析為了完成實(shí)驗(yàn)，需要使用交流電源變壓，故選用多用電表的交流電壓擋．為了讓變壓效果明顯，需要帶閉合鐵芯的原、副線圈．由于存在漏磁，所以副線圈測(cè)量電壓值應(yīng)該小于理論變壓值，即nb為輸入端，na為輸出端.考點(diǎn)一變壓器基本原理的理解1．(多選)理想變壓器正常工作時(shí)，原、副線圈中一定相等的物理量是()A．每匝線圈中磁通量的變化率B．交變電流的頻率C．原線圈的輸入功率和副線圈的輸出功率D．原線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和副線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)答案ABC2．如圖1所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比n1∶n2＝4∶1，當(dāng)導(dǎo)體棒在平行導(dǎo)軌上勻速切割磁感線時(shí)，電流表的示數(shù)是12mA，則副線圈中電流表的示數(shù)是()圖1A．3mA B．48mAC．0 D．與R的阻值有關(guān)答案C解析當(dāng)導(dǎo)體棒在平行導(dǎo)軌上勻速切割磁感線時(shí)，產(chǎn)生的電流是恒定的，不會(huì)使副線圈的磁通量變化，因而副線圈中無(wú)感應(yīng)電流，選項(xiàng)C正確．3．(多選)(2021·河北省石家莊市月考)下列關(guān)于理想變壓器的說(shuō)法正確的是()A．輸入功率等于輸出功率B．輸送的電能經(jīng)變壓器先轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，再轉(zhuǎn)化為電能C．輸送的電能經(jīng)變壓器先轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，再轉(zhuǎn)化為電能D．輸送的電能經(jīng)變壓器的鐵芯直接傳輸過(guò)去答案AB解析變壓器傳輸?shù)氖墙蛔冸娏?，?dāng)電流經(jīng)過(guò)原線圈時(shí)，在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，此變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，若副線圈閉合，則產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁場(chǎng)能又轉(zhuǎn)化為電能，理想變壓器無(wú)漏磁，無(wú)能量損失，即輸入功率等于輸出功率，故A、B正確，C、D錯(cuò)誤．考點(diǎn)二變壓器的基本規(guī)律4．(2019·江蘇卷)某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶10，當(dāng)輸入電壓增加20V時(shí)，輸出電壓()A．降低2V B．增加2VC．降低200V D．增加200V答案D解析由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知eq\f(ΔU1,ΔU2)＝eq\f(n1,n2)，代入數(shù)據(jù)得ΔU2＝200V，故D正確．5．如圖2所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為20∶1，兩個(gè)標(biāo)有“12V6W”的小燈泡并聯(lián)在副線圈的兩端．當(dāng)兩燈泡都正常工作時(shí)，原線圈電路中電壓表和電流表(均可視為理想電表)的示數(shù)分別是()圖2A．120V,0.10A B．240V,0.025AC．120V,0.05A D．240V,0.05A答案D解析燈泡正常工作，副線圈兩端的電壓U2＝12V，副線圈中的電流I2＝2×eq\f(6,12)A＝1A，根據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)得原線圈中的電流I1＝eq\f(1,20)I2＝0.05A，原線圈兩端的電壓U1＝20U2＝240V，選項(xiàng)D正確．6．如圖3所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為n1，副線圈的匝數(shù)為n2，原線圈的兩端a、b接正弦式交流電源，電壓表V的示數(shù)為220V，負(fù)載電阻R＝44Ω，電流表A1的示數(shù)為0.2A．電表均為理想電表，下列判斷正確的是()圖3A．原線圈和副線圈的匝數(shù)比為2∶1B．原線圈和副線圈的匝數(shù)比為5∶1C．電流表A2的示數(shù)為0.8AD．電流表A2的示數(shù)為0.4A答案B解析變壓器的輸出功率等于輸入功率，則UI1＝I22R，解得I2＝eq\r(\f(220×0.2,44))A＝1.0A，則電流表A2的示數(shù)為1.0A，由于原、副線圈電流比等于匝數(shù)的反比，所以原線圈和副線圈的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)＝eq\f(1.0,0.2)＝eq\f(5,1)，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．7.用有效值為220V的正弦交流電通過(guò)理想變壓器對(duì)一燈泡供電，變壓器輸出電壓的有效值是110V，通過(guò)燈泡的電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖4所示，則()圖4A．變壓器的輸入功率為110WB．輸出電壓的最大值是110VC．變壓器原、副線圈匝數(shù)比是1∶2D．變壓器原線圈所在電路中電流的最大值為eq\r(2)A答案A解析由題圖可知流過(guò)該燈泡的電流的有效值為I2＝eq\f(I2m,\r(2))＝eq\f(\r(2),\r(2))A＝1A，理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，因此變壓器的輸入功率為P＝110×1W＝110W，A正確；變壓器的輸出電壓的最大值應(yīng)為Um＝eq\r(2)U2＝110eq\r(2)V，B錯(cuò)誤；由變壓器的工作原理知eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，解得eq\f(n1,n2)＝eq\f(2,1)，C錯(cuò)誤；eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，代入數(shù)據(jù)解得I1＝0.5A，則變壓器原線圈所在電路中電流的最大值為I1m＝eq\r(2)I1＝eq\f(\r(2),2)A，D錯(cuò)誤．8.(多選)如圖5所示，將額定電壓為60V的用電器，通過(guò)一理想變壓器接在正弦交流電源上．閉合開(kāi)關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220V和2.2A．以下判斷正確的是()圖5A．變壓器輸入功率為484WB．通過(guò)原線圈的電流的有效值為0.6AC．通過(guò)副線圈的電流的最大值為2.2AD．變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶3答案BD解析理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，P1＝P2＝I2U2＝2.2×60W＝132W，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(220,60)＝eq\f(11,3)，選項(xiàng)D正確；由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)得I1＝eq\f(n2,n1)I2＝eq\f(3,11)×2.2A＝0.6A，選項(xiàng)B正確；根據(jù)I＝eq\f(Im,\r(2))得通過(guò)副線圈的電流的最大值I2m＝eq\r(2)I2＝eq\f(11,5)eq\r(2)A≈3.1A，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．9.(多選)如圖6所示，Q是熔斷電流為1A的保險(xiǎn)絲，R為用電器，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2＝2∶1.原線圈的電壓為u＝220eq\r(2)sin(100πt)V．要使保險(xiǎn)絲不熔斷，則()圖6A．副線圈中電流最大值不超過(guò)2AB．副線圈中電流有效值不超過(guò)2AC．R的阻值一定不能小于55ΩD．R的阻值一定不能小于77Ω答案BC解析保險(xiǎn)絲的原理是電流的熱效應(yīng)，應(yīng)該用電流的有效值進(jìn)行計(jì)算．由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得：U2＝eq\f(n2,n1)U1＝eq\f(1,2)×220V＝110V．由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)得：I2＝eq\f(n1,n2)I1＝eq\f(2,1)×1A＝2A，所以Rmin＝eq\f(U2,I2)＝55Ω，故B、C正確．10.如圖7所示，一個(gè)原、副線圈匝數(shù)分別是200匝和100匝的理想變壓器，副線圈的兩端連接兩個(gè)阻值均為20Ω的電阻，原線圈接頻率為50Hz的正弦交流電源，電壓表的示數(shù)為5V．電流表、電壓表均為理想交流電表，則下列說(shuō)法正確的是()圖7A．電流表的示數(shù)為0.5AB．流過(guò)電阻的交變電流的頻率為100HzC．交流電源輸出電壓的最大值為20eq\r(2)VD．交流電源的輸出功率為5W答案C解析副線圈中的電流為I2＝eq\f(5,20)A＝0.25A，設(shè)原線圈中的電流為I1，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)得I1＝eq\f(n2,n1)I2＝0.125A，則電流表的示數(shù)為0.125A，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；流過(guò)電阻的交變電流的頻率為50Hz，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；副線圈兩端的電壓為U2＝2×5V＝10V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得U1＝eq\f(n1,n2)U2＝20V，則交流電源的輸出電壓的最大值為20eq\r(2)V，選項(xiàng)C正確；P源＝P入＝P出＝U2I2＝10×0.25W＝2.5W，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．11．如圖8所示，與理想變壓器相連的四只燈泡相同，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，接在副線圈上的三只燈泡均正常發(fā)光，則串聯(lián)在原線圈上的燈泡L()圖8A．比正常發(fā)光時(shí)的亮度更大B．也能正常發(fā)光C．比正常發(fā)光時(shí)的亮度暗D．無(wú)法判斷其亮度變化情況答案B解析設(shè)每只燈泡的額定電流為I0，因并聯(lián)在副線圈兩端的三只燈泡均正常發(fā)光，所以副線圈中的電流I2＝3I0，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)得原線圈中的電流I1＝eq\f(n2,n1)I2＝I0，恰為燈泡L的額定電流，因此串聯(lián)在原線圈上的燈泡L正常發(fā)光，故選B.12.教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流．利用該發(fā)電機(jī)(內(nèi)阻可忽略)通過(guò)理想變壓器向定值電阻R供電，電路如圖9所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P.若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，則()圖9A．R消耗的功率變?yōu)閑q\f(1,2)PB．電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閑q\f(1,2)UC．電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID．通過(guò)R的交變電流頻率不變答案B解析發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，則交變電流頻率變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，由E＝eq\f(NBSω,\r(2))知，原線圈中輸入電壓變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2).根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，則U2變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，即U2＝eq\f(1,2)U，則通過(guò)R的電流變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，根據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，原線圈上的電流也變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，即電流表A的讀數(shù)變?yōu)閑q\f(1,2)I，R消耗的功率P2＝eq\f(U\o\al(22),R)＝eq\f(1,4)P，故選B.4電能的輸送[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.理解遠(yuǎn)距離輸電線上的能量損失與哪些因素有關(guān).2.應(yīng)用理想變壓器、電路知識(shí)對(duì)簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)距離輸電線路進(jìn)行定量計(jì)算.3.了解交變電流從發(fā)電站到用戶(hù)的輸電過(guò)程．一、輸送電能的基本要求1．可靠：指保證供電線路可靠地工作，故障少．2．保質(zhì)：保證電能的質(zhì)量——電壓和頻率穩(wěn)定．3．經(jīng)濟(jì)：指輸電線路建造和運(yùn)行的費(fèi)用低，電能損耗少．二、降低輸電損耗的兩個(gè)途徑1．輸電線上的功率損失：P＝I2r，I為輸電電流，r為輸電線的電阻．2．降低輸電損耗的兩個(gè)途徑(1)減小輸電線的電阻：在輸電距離一定的情況下，為了減小電阻，應(yīng)當(dāng)選用電阻率小的金屬材料，還要盡可能增加導(dǎo)線的橫截面積．(2)減小輸電線中的電流：為了減小輸電電流，同時(shí)又要保證向用戶(hù)提供一定的電功率，就要提高輸電電壓．三、電網(wǎng)供電1．遠(yuǎn)距離輸電的基本原理：在發(fā)電站內(nèi)用升壓變壓器升壓，然后進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，在用電區(qū)域通過(guò)降壓變壓器降到所需的電壓．2．電網(wǎng)：通過(guò)網(wǎng)狀的輸電線、變電站，將許多電廠和廣大用戶(hù)連接起來(lái)，形成全國(guó)性或地區(qū)性的輸電網(wǎng)絡(luò)．3．電網(wǎng)輸電的優(yōu)點(diǎn)(1)降低一次能源的運(yùn)輸成本，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益．(2)減小斷電的風(fēng)險(xiǎn)，調(diào)劑不同地區(qū)電力供需的平衡．(3)合理調(diào)度電力，使電力的供應(yīng)更加可靠，質(zhì)量更高．1．判斷下列說(shuō)法的正誤．(1)輸電線上電功率的損失，與輸電線的電阻成正比，與輸電線電流的平方成正比．(√)(2)由P＝eq\f(U2,r)可知，輸電電壓越小，輸電線上電功率的損失就越?。?×)(3)使用變壓器進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，用戶(hù)得到的電壓可以高于發(fā)電機(jī)輸出的電壓．(√)(4)遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，若升壓變壓器匝數(shù)比為1∶n，降壓變壓器匝數(shù)比為n∶1，則升壓變壓器的輸入電壓和降壓變壓器的輸出電壓相等．(×)2．輸電線的總電阻為R，輸送電功率為P.現(xiàn)用電壓U來(lái)輸電，輸電線上的電流為_(kāi)_______，輸電線上損失的功率為_(kāi)_______．如果用2U電壓來(lái)輸電，則輸電線上的電流為_(kāi)_______，輸電線上損失的功率為_(kāi)_______．兩次損失的功率之比為_(kāi)_______．答案eq\f(P,U)eq\f(P2R,U2)eq\f(P,2U)eq\f(P2R,4U2)4∶1一、輸電線上的電壓和功率損失導(dǎo)學(xué)探究如圖1所示，假定發(fā)電站輸出的電壓為U，輸送功率為P，輸電線路中的電流是I，兩條導(dǎo)線的總電阻是r(在圖中把導(dǎo)線電阻集中畫(huà)為r)．那么：圖1(1)用戶(hù)兩端的電壓是多大？(2)用戶(hù)得到的電能與發(fā)電站輸出的電能相等嗎？(3)輸電線上功率損失的原因是什么？功率損失的表達(dá)式是什么？降低功率損耗有哪些途徑？答案(1)U′＝U－ΔU＝U－eq\f(P,U)r.(2)不相等，由能量守恒知，發(fā)電站輸出的電能等于用戶(hù)得到的電能與輸電線上損失的電能之和．(3)由于輸電線有電阻，當(dāng)有電流流過(guò)輸電線時(shí)，有一部分電能轉(zhuǎn)化為電熱而損失掉了，這是輸電線上功率損失的主要原因．功率損失表達(dá)式：ΔP＝I2r＝eq\f(P2,U2)r，所以降低功率損耗的兩個(gè)途徑為：①減小輸電線的電阻r；②減小輸電電流I，即提高輸送電壓U.知識(shí)深化1．輸電電路的電壓損失輸電線始端電壓U與輸電線末端電壓U′的差值．ΔU＝U－U′＝Ir＝eq\f(P,U)r，其中I為輸電線上的電流，r為輸電線的電阻．2．輸電電路的功率損失(1)遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，輸電線有電阻，電流的熱效應(yīng)引起功率損失，損失的電功率ΔP＝I2r.(2)若輸電線上損失的電壓為ΔU，則功率損失還可以表示為ΔP＝eq\f(ΔU2,r)，ΔP＝ΔU·I.3．減小電壓、功率損失的方法(1)減小輸電線的電阻由R＝ρeq\f(l,S)可知，距離l一定時(shí)，使用電阻率小的材料，增大導(dǎo)體橫截面積可減小電阻．(2)減小輸電電流I，根據(jù)I＝eq\f(P,U)，在輸送功率P一定，輸電線電阻r一定的條件下，輸電電壓提高到原來(lái)的n倍，輸送電流可減為原來(lái)的eq\f(1,n)，輸電線上的功率損耗將降為原來(lái)的eq\f(1,n2).三峽電站某機(jī)組輸出的電功率為50萬(wàn)千瓦．(1)若輸出的電壓為20萬(wàn)伏，則輸電線上的電流為多少？(2)在(1)情況下，某處與電站間每根輸電線的電阻為10歐，則輸電線上損失的功率為多少？它與輸出功率的比值是多少？(3)若將輸出電壓升高至50萬(wàn)伏，輸電線上的電流為多少？輸電線上損失的功率又為多少？它與輸出功率的比值是多少？答案(1)2500A(2)1.25×108Weq\f(1,4)(3)1000A2×107Weq\f(1,25)解析(1)由P＝UI得I＝eq\f(P,U)＝eq\f(5×108W,2×105V)＝2500A(2)輸電線上損失的功率ΔP＝I2·2r＝25002×2×10W＝1.25×108W損失功率與輸出功率之比為eq\f(ΔP,P)＝eq\f(1.25×108W,5×108W)＝eq\f(1,4)(3)將輸出電壓升高至50萬(wàn)伏時(shí)，I′＝eq\f(P,U′)＝eq\f(5×108W,5×105V)＝1000A輸電線上損失的功率ΔP′＝I′2·2r＝10002×2×10W＝2×107W損失功率與輸出功率之比為eq\f(ΔP′,P)＝eq\f(2×107W,5×108W)＝eq\f(1,25).針對(duì)訓(xùn)練1(多選)(2020·全國(guó)卷Ⅱ)特高壓輸電可使輸送中的電能損耗和電壓損失大幅降低．我國(guó)已成功掌握并實(shí)際應(yīng)用了特高壓輸電技術(shù)．假設(shè)從A處采用550kV的超高壓向B處輸電，輸電線上損耗的電功率為ΔP，到達(dá)B處時(shí)電壓下降了ΔU.在保持A處輸送的電功率和輸電線電阻都不變的條件下，改用1100kV特高壓輸電．輸電線上損耗的電功率變?yōu)棣′，到達(dá)B處時(shí)電壓下降了ΔU′.不考慮其他因素的影響，則()A．ΔP′＝eq\f(1,4)ΔP B．ΔP′＝eq\f(1,2)ΔPC．ΔU′＝eq\f(1,4)ΔU D．ΔU′＝eq\f(1,2)ΔU答案AD解析由輸電電流I＝eq\f(P,U)知，輸送的電功率不變，輸電電壓加倍，輸電電流變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，損耗的電功率ΔP＝I2r，故輸電電壓加倍，損耗的電功率變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,4)，即ΔP′＝eq\f(1,4)ΔP；輸電線上損失電壓為ΔU＝Ir，即輸電電壓加倍，損失電壓變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，即ΔU′＝eq\f(1,2)ΔU.故A、D正確．二、遠(yuǎn)距離高壓輸電過(guò)程的分析與計(jì)算導(dǎo)學(xué)探究某發(fā)電站向遠(yuǎn)處輸電的示意圖如圖2所示，其中各部分的物理量已在圖上標(biāo)注，在這個(gè)電路中包括三個(gè)回路．圖2(1)結(jié)合閉合電路的知識(shí)，分別分析三個(gè)回路中各物理量之間的關(guān)系(發(fā)電機(jī)內(nèi)阻、n1、n2、n3、n4線圈的電阻均忽略不計(jì))．(2)若兩個(gè)變壓器均為理想變壓器，則每個(gè)變壓器中的電流、電壓、功率有什么關(guān)系？答案(1)第一個(gè)回路：P1＝U1I1第二個(gè)回路：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I22R線＋P3，I2＝I3第三個(gè)回路：P4＝U4I4(2)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)、eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)、P1＝P2；eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)、eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3)、P3＝P4.知識(shí)深化解決遠(yuǎn)距離高壓輸電問(wèn)題的基本方法1．首先應(yīng)畫(huà)出遠(yuǎn)距離輸電的電路圖(如圖3)，并將已知量和待求量寫(xiě)在電路圖的相應(yīng)位置．圖32．理清三個(gè)回路：回路1：P1＝U1I1回路2：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I22R線＋P3，I2＝I3回路3：P4＝U4I4.3．常用關(guān)系(1)功率關(guān)系：P1＝P2，P2＝ΔP＋P3，P3＝P4.(2)電壓關(guān)系：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，U2＝ΔU＋U3，eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4).(3)電流關(guān)系：eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，I2＝I線＝I3，eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3).(4)輸電電流：I線＝eq\f(P2,U2)＝eq\f(P3,U3)＝eq\f(ΔU,R線).(5)輸電線上損耗的電功率：ΔP＝P2－P3＝I線2R線＝eq\f(ΔU2,R線)＝ΔU·I線．(6)輸電線上的電壓損失：ΔU＝I線R線＝U2－U3.發(fā)電機(jī)兩端的電壓為220V，輸出功率為44kW，輸電導(dǎo)線的總電阻為0.2Ω，如果用原、副線圈匝數(shù)比為1∶10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線后，再用原、副線圈匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶(hù)，兩個(gè)變壓器均為理想變壓器．(1)畫(huà)出全過(guò)程的線路示意圖；(2)求用戶(hù)得到的電壓和功率；(3)若不經(jīng)過(guò)變壓而直接送給用戶(hù)，求用戶(hù)得到的電壓和功率．答案(1)見(jiàn)解析圖(2)219.6V4.392×104W(3)180V3.6×104W解析(1)線路示意圖如圖所示：(2)由圖可知，升壓變壓器副線圈兩端的輸出電壓U2＝eq\f(n2,n1)U1＝2200V．根據(jù)理想變壓器P入＝P出，則升壓變壓器副線圈的輸出電流I2＝eq\f(P出,U2)＝eq\f(44×103,2200)A＝20A，輸電線上的功率損耗和電壓損失分別為P損＝I22R線＝202×0.2W＝80W，U損＝I2R線＝20×0.2V＝4V.所以降壓變壓器原線圈的輸入電壓和電流分別為U3＝U2－U損＝2200V－4V＝2196V，I3＝I2＝20A.降壓變壓器副線圈的輸出電壓和電流分別為U4＝eq\f(n4,n3)U3＝eq\f(1,10)×2196V＝219.6V，I4＝eq\f(n3,n4)I3＝10×20A＝200A.用戶(hù)得到的功率為P4＝U4I4＝219.6×200W＝4.392×104W.(3)若直接給用戶(hù)供電，線路示意圖如圖所示則輸電電流I′＝eq\f(P,U1)＝eq\f(44×103,220)A＝200A.輸電線路上的電壓損失ΔU′＝I′R線＝200×0.2V＝40V.所以用戶(hù)得到的電壓U2′＝U1－ΔU′＝220V－40V＝180V.用戶(hù)得到的功率為P′＝U2′I′＝180×200W＝3.6×104W.針對(duì)訓(xùn)練2(多選)如圖4所示，某小型發(fā)電站發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓為500V，輸出的電功率為50kW，用總電阻為3Ω的輸電線向遠(yuǎn)處送電，要求輸電線上損失功率為輸電功率的0.6%，則發(fā)電站要安裝一升壓變壓器，到達(dá)用戶(hù)再用降壓變壓器變?yōu)?20V供用戶(hù)使用(兩個(gè)變壓器均為理想變壓器)．對(duì)整個(gè)送電過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是()圖4A．輸電線上的損失功率為300WB．升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶100C．降壓變壓器的輸入電壓為4970VD．降壓變壓器的匝數(shù)比為100∶1答案AC解析輸電線上的損失功率為P損＝P×0.6%＝50kW×0.6%＝300W，A項(xiàng)正確；輸電線上的電流為I2＝eq\r(\f(P損,R))＝eq\r(\f(300,3))A＝10A，升壓變壓器副線圈兩端的電壓為U2＝eq\f(P,I2)＝eq\f(50×103,10)V＝5×103V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得，eq\f(n1,n2)＝eq\f(1,10)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；輸電線上損失的電壓為U損＝I2R＝10×3V＝30V，降壓變壓器輸入電壓為U3＝5000V－30V＝4970V，C項(xiàng)正確；由eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)得eq\f(n3,n4)＝eq\f(497,22)，D項(xiàng)錯(cuò)誤．1．(輸電線路的功率損失)(多選)在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，輸送的電功率為P，輸電電壓為U，所有輸電導(dǎo)線的電阻率均為ρ，橫截面積均為S，兩地的距離為L(zhǎng)，輸電線上損耗的電功率為P1，用戶(hù)得到的電功率為P2.下列關(guān)于P1和P2的表達(dá)式中正確的是()A．P2＝P(1－eq\f(2PρL,U2S)) B．P2＝P－eq\f(U2S,2ρL)C．P1＝eq\f(2P2ρL,U2S) D．P1＝eq\f(U2S,ρL)答案AC解析輸電線上的電流I＝eq\f(P,U)，輸電導(dǎo)線的電阻R＝eq\f(2ρL,S)，輸電線上損耗的電功率為P1＝I2R＝eq\f(2P2ρL,U2S)，用戶(hù)得到的電功率為P2＝P－P1＝Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(2PρL,U2S)))，故A、C正確．2．(輸電線路的電壓損失和功率損失)(2020·安徽省懷寧縣第二中學(xué)高二期中)某水電站，用總電阻為2.5Ω的輸電線輸電給500km外的用戶(hù)，其輸出電功率是3×106kW，現(xiàn)用500kV電壓輸電，則下列說(shuō)法正確的是()A．輸電線上輸送的電流大小為2×105AB．輸電線上由電阻造成的損失電壓為15kVC．輸電線上損失的功率為ΔP＝eq\f(U2,r)，U為輸電電壓，r為輸電線的電阻D．輸電線上損失的功率為9×107kW答案B解析由P＝IU得用500kV電壓輸電時(shí)輸電線上輸送的電流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(3×109,5×105)A＝6×103A，故A錯(cuò)誤；由ΔU＝Ir得輸電線上的電壓損失ΔU＝6×103×2.5V＝15×103V＝15kV，故B正確；輸電線上損失的功率為ΔP＝eq\f(U2,r)，U為輸電線上損失的電壓，故C錯(cuò)誤；輸電線上損失的功率ΔP＝I2r＝(6×103)2×2.5W＝9×107W，故D錯(cuò)誤．3．(遠(yuǎn)距離高壓輸電的分析與計(jì)算)一小型發(fā)電站通過(guò)升壓、降壓變壓器把電能輸給用戶(hù)，已知發(fā)電機(jī)的輸出功率為500kW，升壓變壓器原線圈兩端的電壓為500V，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶5，兩變壓器間輸電線的總電阻為1.5Ω，降壓變壓器的輸出電壓為220V，不計(jì)變壓器能量損耗，求：(1)升壓變壓器副線圈兩端的電壓；(2)輸電導(dǎo)線上的功率損失及用戶(hù)得到的功率；(3)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比．答案(1)2500V(2)60kW440kW(3)10∶1解析輸電線路原理圖如圖所示(1)根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知，升壓變壓器副線圈兩端的電壓U2＝eq\f(n2U1,n1)＝2500V.(2)輸電導(dǎo)線上的電流I2＝eq\f(P2,U2)＝eq\f(P1,U2)＝200A輸電導(dǎo)線上的功率損失P損＝I22r線＝60kW用戶(hù)得到的功率P用＝P1－P損＝440kW(3)輸電導(dǎo)線上損失的電壓ΔU＝I2r線＝300V降壓變壓器原線圈兩端的電壓U3＝U2－ΔU＝2200V降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為eq\f(n3,n4)＝eq\f(U3,U4)＝10∶1.考點(diǎn)一輸電線路的電壓損失和功率損失1．遠(yuǎn)距離輸送一定功率的交流電，若輸電電壓提高到原來(lái)的n(n>1)倍，則()A．輸電線上的電壓損失增大B．輸電線上的功率損失增大C．輸電線上的電壓損失不變D．輸電線上的功率損失減少到原來(lái)的eq\f(1,n2)答案D解析在輸送功率一定時(shí)，由I＝eq\f(P,U)知，輸電電壓提高到原來(lái)的n倍，則輸電電流變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,n)，根據(jù)ΔU＝Ir可知輸電線上的電壓損失減為原來(lái)的eq\f(1,n)，A、C錯(cuò)誤．由P損＝I2r，輸電線上的功率損失減為原來(lái)的eq\f(1,n2)，B錯(cuò)誤，D正確．2．(多選)(2021·湖北沙市中學(xué)月考)供電電路電源的輸出電壓為U1，線路導(dǎo)線上的電壓為U2，用電器得到的電壓為U3，導(dǎo)線中電流為I，線路導(dǎo)線的總電阻為R，若要計(jì)算線路上的損失功率，可用的公式有()A.eq\f(U\o\al(12),R) B．I(U1－U3)C．I2R D.eq\f(U\o\al(22),R)答案BCD解析U1不等于線路導(dǎo)線上的電壓，A錯(cuò)誤；線路導(dǎo)線上的電壓為U2＝U1－U3，導(dǎo)線中電流為I，線路上的損失功率P＝U2I＝I(U1－U3)，B正確；導(dǎo)線中電流為I，線路導(dǎo)線的總電阻為R，線路上的損失功率P＝I2R，C正確；線路導(dǎo)線上的電壓為U2，線路導(dǎo)線的總電阻為R，線路上的損失功率P＝eq\f(U\o\al(22),R)，D正確．3．(2020·湖南衡陽(yáng)高二期中)輸電線的電阻為r，輸送的電功率為P，用電壓U輸送電能，則用戶(hù)得到的功率為()A．P B．P－eq\f(P2r,U2)C．P－U2r D.eq\f(P2,U2)r答案B4．用戶(hù)與發(fā)電廠相距L，輸電線上的電流為I，為使輸電線上的電壓損失不超過(guò)U，已知輸電線的電阻率為ρ，那么輸電線的橫截面積最小值應(yīng)是()A.eq\f(ρLI,U)B.eq\f(2ρLI,U)C.eq\f(U,ρLI)D.eq\f(2UI,ρL)答案B解析根據(jù)歐姆定律得R＝eq\f(U,I)，根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(l,S)，又l＝2L，解得S＝eq\f(2ρLI,U).故B項(xiàng)正確，A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤．5．降雪很大時(shí)，高壓線上凍起厚厚的冰霜，導(dǎo)致部分電線負(fù)重增大而斷裂，有人想出了通過(guò)增大輸電線上損耗功率來(lái)融冰的方案．假設(shè)輸電電壓是220kV，當(dāng)輸送功率保持不變時(shí)，為使輸電線上損耗的功率增大為原來(lái)的4倍，輸電電壓應(yīng)變?yōu)?)A．55kVB．110kVC．440kVD．880kV答案B解析根據(jù)輸電功率公式P＝UI和損耗功率公式ΔP＝I2R線，有ΔP＝(eq\f(P,U))2R線，要使ΔP增大為原來(lái)的4倍，則在P和R線不變的情況下，可使輸電電壓U變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，所以輸電電壓應(yīng)變?yōu)?10kV，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．考點(diǎn)二電網(wǎng)輸電6．(多選)如圖1所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡(jiǎn)化電路圖．發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1.在輸電線與用戶(hù)間連有一理想變壓器，流入用戶(hù)端的電流為I2.則()圖1A．用戶(hù)端的電壓為eq\f(I1U1,I2)B．理想變壓器的輸入功率為I12rC．輸電線路上損失的電功率為I1UD．當(dāng)用戶(hù)消耗的功率增大時(shí)，輸電效率將下降答案AD解析根據(jù)變壓器原理：U1I1＝U2I2，得U2＝eq\f(I1U1,I2)，A正確；理想變壓器的輸入功率為U1I1＝UI1－I12r；輸電線路上損失的電功率為I12r，B、C錯(cuò)誤；輸電效率η＝eq\f(P－\f(P,U)2r,P)×100%＝(1－eq\f(Pr,U2))×100%，當(dāng)用戶(hù)消耗的功率增大時(shí)，輸電線上的電流增大，發(fā)電廠的輸出功率P增大，η減小，D正確．7．(多選)如圖2所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，線路總電阻為r，發(fā)電廠輸出電壓不變，三個(gè)回路的電流依次為I1、I2、I3，兩變壓器均為理想變壓器，左側(cè)變壓器輸入電壓為U1，輸出電壓為U2；右側(cè)變壓器輸入電壓為U3，輸出電壓為U4，以下選項(xiàng)正確的是()圖2A．若用戶(hù)消耗的功率增大，I2隨之增大B．若用戶(hù)消耗的功率增大，U4隨之增大C．U2＝U3＋I(xiàn)2rD．U1I1＝I22r＋U4I3答案ACD解析若用戶(hù)消耗的功率增大，則I3會(huì)變大，由變壓器匝數(shù)比等于電流比的倒數(shù)可知，I2隨之增大，輸電線電阻r上的電壓變大，則U3減小，U4減小，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；由串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知：U2＝U3＋I(xiàn)2r，選項(xiàng)C正確；由能量關(guān)系可知：U1I1＝I22r＋U3I2＝I22r＋U4I3，選項(xiàng)D正確．8．(多選)圖3為某小型電站高壓輸電示意圖．發(fā)電機(jī)輸出功率恒定，升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U1和U2.下列說(shuō)法正確的是()圖3A．采用高壓輸電可以增大輸電線中的電流B．升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)C．輸電線損耗的功率為eq\f(U\o\al(22),r)D．將P上移，用戶(hù)獲得的電壓將增大答案BD解析發(fā)電機(jī)輸出功率恒定，根據(jù)P＝UI可知，采用高壓輸電可以減小輸電線中的電流，故A錯(cuò)誤；升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比等于輸入電壓和輸出電壓比，則eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)，故B正確；U2等于輸電線路上損耗的電壓與降壓變壓器輸入電壓之和，故C錯(cuò)誤；將P上移，降壓變壓器的原線圈匝數(shù)減少，由變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系可知，用戶(hù)獲得的電壓將增大，故D正確．9．(多選)如