【物理】2019届二轮复习变压器　电能的输送学案（全国通用）

【物理】2019届二轮复习变压器　电能的输送学案（全国通用）

‎2019届二轮复习 变压器　电能的输送 学案（全国通用）‎ ‎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。‎ 热点题型一 理想变压器基本关系的应用 例1、【2017·北京卷】如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R=55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1，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220W B．电流表的读数为1 A C．电压表的读数为110V D．副线圈输出交流电的周期为50 s ‎【答案】B ‎【变式探究】 (多选) 如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则 (　　)‎ A．Uab︰Ucd＝n1︰n2‎ B．增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小 C．负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大 D．将二极管短路，电流表的读数加倍 ‎ 答案：BD ‎【提分秘籍】‎ ‎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，＝；有多个副线圈时，＝＝＝…。‎ ‎(3)电流关系：只有一个副线圈时，＝。‎ 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。‎ ‎【特别提醒】关于理想变压器的四点说明 ‎ ‎(1)变压器不能改变直流电压。 ‎ ‎(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率。 ‎ ‎(3)理想变压器本身不消耗能量。 ‎ ‎(4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。 送电遵循“用多少送多少”的原则，说明原线圈电流由副线圈电流决定。 ‎ ‎5．【2016·四川卷】如图1所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则(　　)‎ 图1‎ A．小灯泡变亮 B．小灯泡变暗 C．原、副线圈两端电压的比值不变 D．通过原、副线圈电流的比值不变 ‎1.【2015·海南·10】4．如图，一理想变压器原、副线圈匝数比为4:1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，负载电阻的阻值R=11R0，是理想电压表；现将负载电阻的阻值减小为R=5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表读数为5.0V，则 A．此时原线圈两端电压的最大值约为34V B．此时原线圈两端电压的最大值约为24V C．原线圈两端原来的电压有效值约为68V D．原线圈两端原来的电压有效值约为48V ‎【答案】AD ‎2.【2015·江苏·1】5．一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V交变电流改为110V，已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为（ ）‎ A．200 B．‎400 C．1600 D．3200‎ ‎【答案】B ‎【解析】根据变压器的变压规律，代入数据可求副线圈匝数为400，所以B正确。‎ ‎3.【2015·全国新课标Ⅰ·16】7．一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3:1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则 A． B． C． D．‎ ‎【答案】A ‎【解析】原副线圈电压比等于匝数比，根据副线圈负载电阻的电压，可知副线圈电压为，原线圈电压为，副线圈电流，原副线圈电流与匝数成反比，所以原线圈电流，那么原线圈输入电压，整理可得；原副线圈电阻消耗的功率根据，电阻相等，电流为1:3，可得功率比为1:9，，对照选项A对。‎ ‎4.【2015·安徽·16】9．图示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置，观察到电流表A1的示数增大了‎0.2A，电流表A2的示数增大了‎0.8A。则下列说法正确的是 A．电压表V1示数增大 B．电压表V2、V3示数均增大 C．该变压器起升压作用 D．变阻器滑片是沿的方向滑动 ‎【答案】D ‎5.【2015·广东·15】10．图5为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220V降至110V，调节前后 A．副线圈中的电流比为1∶2 B．副线圈输出功率比为2∶1‎ C．副线圈的接入匝数比为2∶1 D．原线圈输入功率比为1∶2‎ ‎【答案】C ‎6.【2015·福建·15】11．图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2 。在T的原线圈两端接入一电压的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )‎ ‎ ‎ ‎【答案】 C ‎【解析】原线圈电压的有效值：，根据可求：，又因为是理想变压器，所以T的副线圈的电流功率等于输入功率P，所以输电线上电流，导线上损耗的电功率 ‎，所以C正确，A、B、D错误。‎ ‎1.(2014·浙江卷，15)如图13所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则(　　)‎ 图13‎ A．用户端的电压为 B．输电线上的电压降为U C．理想变压器的输入功率为Ir D．输电线路上损失的电功率为I1U 答案　A ‎2.(2014·四川卷，1)如图5所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则(　　)‎ 图5‎ A．用户用电器上交流电的频率是100 Hz B．发电机输出交流电的电压有效值是500 V C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定 D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小 解析　由乙图可知T＝0.02 s，Um＝500 V，所以f＝＝50 Hz，U＝250 V，选项A、B均错；设用户线路上的总电流为I户，降压变压器的匝数比为，则I线＝I户＝·，由上式可知输电线的电流还与用电器的总电阻有关，选项C错；当用户用电器的总电阻增大时，用电器中的总电流I户减小，由I线＝I户可知I线减小，又因P损＝IR，所以输电线上损失的功率减小，选项D正确。‎ 答案　D ‎3．(多选)(2014·新课标全国卷Ⅱ，21)如图6所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表 接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd ，则(　　)‎ 图6‎ A．Uab：Ucd＝n1：n2‎ B．增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小 C．负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大 D．将二极管短路，电流表的读数加倍 ‎ 时R消耗的功率P′＝为原来的2倍，则次级电流会加倍，则初级电流也加倍，选项D正确。 ‎ 答案　BD ‎4．(2014·江苏卷，3)远距离输电的原理图如图16所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是(　　)‎ 图16‎ A.＝ B．I2＝ C．I1U1＝IR D．I1U1＝I2U2‎ 解析　由于理想变压器的电流比与匝数比成反比，即＝，A错；由于R两端的电压不等于U2，故B错；由能量关系可得U1I1＝IR＋P用，故C错；由功率关系，P入＝P出可得I1U1＝I2U2，D项正确。‎ 答案　D ‎5．(多选)(2014·山东卷，17)如图18所示，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和‎2.2 A。以下判断正确的是(　　)‎ 图18‎ A．变压器输入功率为484 W B．通过原线圈的电流的有效值为‎0.6 A C．通过副线圈的电流的最大值为2.2 A D．变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶3‎ 答案　BD ‎6．(2014·海南卷，2)理想变压器上接有三个完全相同的灯泡，其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源，另外两个并联后接在副线圈两端。已知三个灯泡均正常发光。该变压器原、副线圈的匝数之比为(　　)‎ A．1∶2 B．2∶‎1 C．2∶3 D．3∶2‎ 解析　三个灯泡都相同，并且都正常发光，可知三个灯泡此时的电流都相同，即原线圈中的电流是副线圈中电流的一半，由＝和I1＝I2可知，该变压器原、副线圈的匝数之比为＝＝2，B正确。‎ 答案　B ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎