（新課改省份專用）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 第2節(jié) 理想變壓器與遠距離輸電學(xué)案（含解析）

（新課改省份專用）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 第2節(jié) 理想變壓器與遠距離輸電學(xué)案（含解析）一、理想變壓器1構(gòu)造和原理(1)構(gòu)造：如圖所示，變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成的。(2)原理：電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象。副線圈與用電器斷開時，無電流通過副線圈，但副線圈兩端存在電壓。變壓器不能改變交變電流的頻率。2.基本關(guān)系式(1)功率關(guān)系：P入P出。(2)電壓關(guān)系：。有多個副線圈時。(3)電流關(guān)系：只有一個副線圈時。由能量守恒推出有多個副線圈時，U1I1U2I2U3I3UnIn。 二、遠距離輸電1功率關(guān)系：P1P2，P3P4，P2PP3。2電壓、電流關(guān)系：，U2UU3，I2I線I3。3.輸電電流：I線。4電壓損失：UU2U3I2R線。5功率損失：PP2P3I22R線。深化理解1在分析變壓器問題時，一定要注意原、副線圈中各量的決定關(guān)系：U1決定U2，I2決定I1，P2決定P1。2分析和計算輸電線上的電壓損失和功率損失時要用U損I線R線，P損I線2R線，注意P損。基礎(chǔ)自測一、判斷題(1)理想變壓器的基本關(guān)系式中，電壓和電流均為有效值。()(2)變壓器不但能改變交變電流的電壓，還能改變交變電流的頻率。(×)(3)正常工作的變壓器當(dāng)副線圈與用電器斷開時，副線圈兩端無電壓。(×)(4)變壓器副線圈并聯(lián)更多的用電器時，原線圈輸入的電流隨之減小。(×)(5)增大輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失。 ()(6)高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發(fā)熱損耗。()(7)在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越大。()二、選擇題1滬科版選修32 P75T3如圖所示為一理想變壓器，其原、副線圈匝數(shù)之比n1n241，原線圈兩端連接光滑導(dǎo)軌，副線圈與電阻R組成閉合電路。當(dāng)直導(dǎo)線MN在勻強磁場中沿導(dǎo)軌向左勻速切割磁感線時，電流表 的示數(shù)是10 mA，那么電流表 的示數(shù)是()A40 mAB0C10 mAD2.5 mA解析：選B由于直導(dǎo)線MN勻速運動，則MN切割磁場產(chǎn)生的電流恒定，線圈中產(chǎn)生的磁通量也是恒定的，所以不會引起副線圈的磁通量變化，所以副線圈中不會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，即電流表A2的示數(shù)為0，選項B正確。2粵教版選修32 P59 T4改編如圖所示，P是電壓互感器，Q是電流互感器，如果兩個互感器的變壓比和變流比都是50，電壓表的示數(shù)為220 V，電流表的示數(shù)為3 A，則輸電線路中的電壓和電流分別是()A11 000 V,150 A B1 100 V,15 AC4.4 V,16.7 AD4.4 V,0.06 A解析：選A由兩個互感器的變壓比和變流比可知輸電線路中的電壓為U220×50 V11 000 V，電流為I3×50 A150 A，故A正確。3人教版選修32 P50 T3改編從發(fā)電站輸出的功率為220 kW，輸電線的總電阻為0.05 ，用110 V和11 kV兩種電壓輸電。兩種情況下輸電線上由電阻造成的電壓損失之比為()A1001 B1100C110D101解析：選A由PUI得輸電線的電流I，則輸電線上由電阻造成的電壓損失UIRR，所以兩種情況下：U1U2U2U11001，A正確。4如圖所示的電路中，變壓器為理想變壓器，a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端，R0為定值電阻，R為滑動變阻器。現(xiàn)將變阻器的滑片從一個位置滑動到另一位置，觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2 A，電流表A2的示數(shù)增大了0.8 A，則下列說法正確的是()A電壓表V1示數(shù)增大B電壓表V2、V3示數(shù)均增大C該變壓器起升壓作用D變阻器滑片是沿cd的方向滑動解析：選D電壓表V1的示數(shù)和a、b間電壓的有效值相同，滑片滑動時V1示數(shù)不變，選項A錯誤；電壓表V2測量的電壓為副線圈兩端的電壓，原、副線圈匝數(shù)不變，輸入電壓不變，故V2示數(shù)不變，V3示數(shù)為V2示數(shù)減去R0兩端電壓，兩線圈中電流增大，易知R0兩端電壓升高，故V3示數(shù)減小，選項B錯誤；理想變壓器滿足U1I1U2I2，則U1I1U2I2，因I2>I1，故U2<U1，變壓器為降壓變壓器，選項C錯誤；因I2增大，故知R減小，變阻器滑片是沿cd的方向滑動，選項D正確。高考對本節(jié)內(nèi)容的考查，主要集中在理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用、理想變壓器的動態(tài)分析問題和遠距離輸電，主要以選擇題的形式呈現(xiàn)，難度一般?？键c一理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用基礎(chǔ)自修類題點全練1變壓器工作的電壓關(guān)系如圖所示，一個匝數(shù)為N100匝的線圈以固定轉(zhuǎn)速50 r/s在勻強磁場中旋轉(zhuǎn)，其產(chǎn)生的交流電通過一匝數(shù)比為n1n2101的理想變壓器給阻值R20 的電阻供電。已知電壓表的示數(shù)為20 V，從圖示位置開始計時，下列說法正確的是()At0時刻流過線圈的電流最大B原線圈中電流的有效值為10 AC穿過線圈平面的最大磁通量為 WbD理想變壓器的輸入功率為10 W解析：選C題圖所示時刻為中性面位置，感應(yīng)電動勢為零，流過線圈的電流為零，故A錯誤；副線圈電流I21 A，根據(jù)，可以得到原線圈電流I10.1 A，故B錯誤；變壓器的匝數(shù)比為n1n2101，故輸入電壓為200 V，最大值為200 V，由角速度2n100 rad/s，根據(jù)公式EmNBSN，得穿過線圈平面的最大磁通量為 Wb，故C正確；電阻R消耗的電功率為P20 W，則理想變壓器的輸入功率為20 W，故D錯誤。2變壓器工作的電壓、電流關(guān)系(2017·北京高考)如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u220·sin 100t(V)的交流電源上，副線圈接有R55 的負載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為21，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是()A原線圈的輸入功率為220 WB電流表的讀數(shù)為1 AC電壓表的讀數(shù)為110 VD副線圈輸出交流電的周期為50 s解析：選B由交流電壓的表達式可知，原線圈兩端所加的電壓最大值為220 V，故有效值為U1220 V，由，故副線圈電壓的有效值為U2110 V，故輸出功率P2220 W，再由輸入功率等于輸出功率知，P1P2220 W，A項錯誤；根據(jù)歐姆定律知，I22 A，由，得I11 A，故電流表讀數(shù)為1 A，所以B項正確；電壓表的讀數(shù)為有效值，即U2110 V，C項錯誤；由交流電壓的表達式可知，100 rad/s，又T，解得T0.02 s，所以D項錯誤。3原、副線圈電路分析(多選)(2016·全國卷)如圖，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b。當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時，兩燈泡均能正常發(fā)光。下列說法正確的是()A原、副線圈匝數(shù)比為91B原、副線圈匝數(shù)比為19C此時a和b的電功率之比為91D此時a和b的電功率之比為19解析：選AD設(shè)燈泡的額定電壓為U0，輸入電壓為燈泡額定電壓的10倍時燈泡正常發(fā)光，則變壓器原線圈的電壓為9U0，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為91，選項A正確，B錯誤；由9U0IaU0Ib得，流過b燈泡的電流是流過a燈泡電流的9倍，根據(jù)PUI，a、b燈泡的電功率之比為19，選項C錯誤，D正確。4含有二極管的電路分析如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2225，電阻R1R225 ，D為理想二極管，原線圈接u220sin(100t)V的交流電，則()A交流電的頻率為100 HzB通過R2的電流為1 AC通過R2的電流為 AD變壓器的輸入功率為200 W解析：選C由原線圈交流電瞬時值表達式可知，交變電流的頻率f50 Hz，A項錯誤；由理想變壓器變壓規(guī)律可知，輸出電壓U250 V，由理想二極管單向?qū)щ娦钥芍?，交變電流每個周期只有一半時間有電流通過R2，由交變電流的熱效應(yīng)可知，··T，解得UU225 V，由歐姆定律可知，通過R2的電流為 A，B項錯誤，C項正確；電阻R2的功率P2UI50 W，而電阻R1的電功率P1100 W，由理想變壓器輸入功率等于輸出功率可知，變壓器的輸入功率為PP1P2150 W，D項錯誤。5互感器的應(yīng)用在變電站里，經(jīng)常要用交流電表監(jiān)測電網(wǎng)上的強電流。所用的器材叫電流互感器。如圖所示，能正確反映其工作原理的是()解析：選A電流互感器把大電流變成小電流，測量時更安全，根據(jù)變壓器原理，I2I1，所以要求線圈匝數(shù)n2>n1，原線圈要接在火線上，故選項A正確。名師微點理想變壓器以及原、副線圈基本量的關(guān)系理想變壓器沒有能量損失(銅損、鐵損)，沒有磁通量損失(磁通量全部集中在鐵芯中)基功率關(guān)系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，P入P出本電壓關(guān)系原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，U1U2n1n2，與負載的多少無關(guān)關(guān)電流關(guān)系只有一個副線圈時，I1I2n2n1；有多個副線圈時，由P入P出，即I1U1I2U2I3U3InUn，得I1n1I2n2I3n3Innn系頻率關(guān)系f1f2(變壓器不改變交流電的頻率)考點二理想變壓器的動態(tài)分析問題多維探究類常見的理想變壓器的動態(tài)分析問題一般有兩種：匝數(shù)比不變的情況和負載電阻不變的情況。匝數(shù)比不變的情況負載電阻不變的情況(1)U1不變，根據(jù)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，可以得出不論負載電阻R如何變化，U2不變(2)當(dāng)負載電阻發(fā)生變化時，I2變化，根據(jù)輸出電流I2決定輸入電流I1，可以判斷I1的變化(3)I2變化引起P2變化，根據(jù)P1P2，可以判斷P1的變化(1)U1不變，發(fā)生變化，U2變化(2)R不變，U2變化，I2發(fā)生變化(3)根據(jù)P2和P1P2，可以判斷P2變化時，P1發(fā)生變化，U1不變時，I1發(fā)生變化考法(一)匝數(shù)比不變，負載變化的情況例1如圖所示，理想變壓器原、副線圈接有額定電壓均為20 V的燈泡a和b。當(dāng)輸入u220sin(100t)V的交變電壓時，兩燈泡均能正常發(fā)光。設(shè)燈泡不會被燒壞，下列說法正確的是()A原、副線圈匝數(shù)比為111B原、副線圈中電流的頻率比為111C當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑少許時，燈泡b變亮D當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑少許時，燈泡a變亮解析兩燈均正常發(fā)光，則原線圈輸入的電壓為：U1UU燈(22020)V200 V，副線圈電壓：U2U燈20 V，根據(jù)理想變壓器變壓比得，故A錯誤；變壓器不改變交流電的頻率，即頻率比為11，故B錯誤；當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑少許時，阻值減小，副線圈電流變大，根據(jù)，可知原線圈電流變大，燈泡a分擔(dān)的電壓變大，原線圈輸入的電壓變小，副線圈輸出電壓變小，所以燈泡a變亮，b變暗，故C錯誤，D正確。答案D例2 有一理想變壓器，副線圈所接電路如圖所示，燈L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡。當(dāng)S斷開時，燈L1正常發(fā)光。S閉合后，下列說法正確的是()A電阻R消耗的電功率增大B燈L1、L2都能正常發(fā)光C原線圈的輸入功率減小D原、副線圈的電流比減小解析：選A當(dāng)S閉開后，由變壓器電壓與匝數(shù)比關(guān)系：，可知副線圈電壓U2不變，而電路的電阻減小，所以副線圈的電流增大，由PI2R知R消耗的功率增大，故A正確；副線圈的電流增大，所以電阻R的電壓增大，而副線圈電壓U2不變，所以燈泡兩端的電壓減小，燈L1、L2都不能正常發(fā)光，故B錯誤；由于副線圈中負載電阻減小，消耗的功率為P，故消耗的功率增大，又因為輸入功率等于輸出功率，故原線圈的輸入功率增大，所以C錯誤；變壓器原、副線圈的匝數(shù)不變，由電流與匝數(shù)關(guān)系，知原、副線圈中電流之比不變，故D錯誤?？挤?二)匝數(shù)比改變，負載不變的情況 例3(多選)如圖所示，電路中的變壓器為理想變壓器，S為單刀雙擲開關(guān)，U1為加在原線圈兩端的交變電壓，I1、I2分別為原、副線圈中的電流。下列說法中正確的是()A保持U1不變，S由b切換到a，則R上消耗的功率減小B保持U1不變，S由a切換到b，則I2減小C保持U1不變，S由b切換到a，則I1增大D保持U1不變，S由a切換到b，則變壓器的輸入功率增大解析保持U1不變，S由b切換到a時，副線圈匝數(shù)增多，則輸出電壓U2增大，電流I2增大，R消耗的功率增大，由變壓器功率關(guān)系可知，其輸入功率也增大，故I1增大；S由a切換到b時，副線圈匝數(shù)減少，則輸出電壓U2減小，輸出電流I2減小，所以根據(jù)P2I2U2，P2減小；又因P1P2，所以變壓器輸入功率減小。由以上分析可知，正確選項為B、C。答案BC例4 如圖所示，接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供電，如果將原、副線圈減少相同匝數(shù)，其他條件不變，則()A小燈泡變亮B小燈泡變暗C原、副線圈兩端電壓的比值不變D通過原、副線圈電流的比值不變解析：選B由于家庭電路上理想變壓器為降壓變壓器，故n1n2，當(dāng)原、副線圈減少相同的匝數(shù)時，其變壓比變大，根據(jù)，U1一定，U2變小，故小燈泡變暗，選項A錯誤，B正確；由知，原、副線圈電壓的比值變大，選項C錯誤；根據(jù)，則通過原、副線圈電流的比值變小，選項D錯誤。共性歸納含有變壓器的動態(tài)電路問題的解題思路考點三遠距離輸電師生共研類謹(jǐn)記遠距離輸電問題的“三 二 一”1理清三個回路在回路2中，U2UU3，I2I線I3。2抓住兩個聯(lián)系(1)理想的升壓變壓器聯(lián)系著回路1和回路2，由變壓器原理可得：線圈1(匝數(shù)為n1)和線圈2(匝數(shù)為n2)中各個量間的關(guān)系是，P1P2。(2)理想的降壓變壓器聯(lián)系著回路2和回路3，由變壓器原理可得：線圈3(匝數(shù)為n3)和線圈4(匝數(shù)為n4)中各個量間的關(guān)系是，P3P4。3掌握一個守恒能量守恒關(guān)系式P1P損P4。典例如圖為遠距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，在T的原線圈兩端接入一電壓uUmsin t的交流電源。若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為()A.B.C422rD422r解析升壓變壓器T的原線圈兩端電壓的有效值為U1；由變壓關(guān)系可得，則U2；因為輸送電功率為P，輸電線中的電流為I2，則輸電線上損失的電功率為PI22(2r)，故選項C正確。答案C輸電線路功率損失的計算方法P損P1P4P1為輸送的功率，P4為用戶得到的功率P損I線2R線I線為輸電線路上的電流，R線為線路電阻P損U為輸電線路上損失的電壓，不要與U2、U3相混P損U·I線U不要錯代入U2或U3題點全練1輸電原理遠距離輸電的原理圖如圖所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線上的電阻為R。變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是()A. BI2CI1U1I22RDI1U1I2U2解析：選D根據(jù)變壓器的工作原理可知，所以選項A錯誤；因U2、I2、R不滿足歐姆定律公式中物理量之間的對應(yīng)關(guān)系，所以選項B錯誤；U1I1U2I2，但U2I2I22R，選項C錯誤，D正確。2電壓、功率損失用一臺某型號的柴油發(fā)電機給災(zāi)民臨時安置區(qū)供電，如圖所示。發(fā)電機到安置區(qū)的距離是400 m，輸電線路中的火線和零線均為GBCZ60型單股銅導(dǎo)線，該型號導(dǎo)線單位長度的電阻為2.5×104，安置區(qū)家用電器的總功率為44 kW，當(dāng)這些額定電壓為220 V的家用電器都正常工作時()型號AED6500S輸出電壓范圍220300 V最大輸出功率60 kWA.輸電線路中的電流為20 AB發(fā)電機的實際輸出電壓為300 VC在輸電線路上損失的電功率為8 kWD如果該柴油發(fā)電機發(fā)出的是正弦式交變電流，則其輸出電壓最大值是300 V解析：選C當(dāng)這些額定電壓為220 V的家用電器都正常工作時，輸電線路中的電流為I200 A，選項A錯誤；導(dǎo)線電阻為R2.5×104×400×2 0.2 ，則發(fā)電機的實際輸出電壓為U輸UIR260 V，選項B錯誤；在輸電線路上損失的電功率為P損I2R8 kW，選項C正確；如果該柴油發(fā)電機發(fā)出的是正弦式交變電流，則其輸出電壓的最大值是UmU輸368 V，選項D錯誤。3輸電電路的計算(多選)如圖為某小型水電站的電能輸送示意圖，發(fā)電機通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電。已知輸電線的總電阻R10 ，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為41，副線圈與用電器R0組成閉合電路。若T1、T2均為理想變壓器，T2的副線圈兩端電壓u220sin(100t)V。當(dāng)用電器電阻R011 時，下列說法正確的是()A通過用電器R0的電流有效值是20 AB當(dāng)用電器R0的阻值減小時，輸電線損耗的功率也隨著減小C發(fā)電機中的電流變化頻率為100 HzD升壓變壓器的輸入功率為4 650 W解析：選AD通過用電器R0的電流有效值I A20 A，A正確；當(dāng)用電器R0的阻值減小時，由于電壓不變，電流增大，輸電線上的電流也增大，輸電線上損失的功率增大，B錯誤；變壓器不改變交流電的頻率，f50 Hz，C錯誤；降壓變壓器的輸出功率為P1UI220×20 W4 400 W，由理想變壓器原、副線圈電流與匝數(shù)成反比，得輸電線上的電流為I5 A，輸電線上損失的功率PI2R52×10 W250 W，升壓變壓器的輸入功率PP1P4 650 W，D正確?？键c四實驗：探究變壓器電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系1實驗器材：學(xué)生電源、可拆變壓器(配備幾個不同匝數(shù)的線圈)、多用電表。2實驗步驟(1)把兩個線圈套到可拆變壓器的鐵芯上。一個線圈作為原線圈，連到學(xué)生電源的交流輸出端。另一個作為副線圈，兩端可以不接用電器。(2)閉合電源開關(guān)，用多用電表的交流電壓擋分別測量兩個線圈兩端的電壓，測量時，先用量程比較大的交流電壓擋，例如交流50 V擋，如果電壓讀數(shù)表明實際電壓不太大，可以改用較小一級的電壓擋。測量完畢時斷開學(xué)生電源的開關(guān)。(3)改變學(xué)生電源的電壓設(shè)置，重復(fù)以上實驗。(4)原線圈與副線圈對調(diào)，重復(fù)以上實驗。(5)換用其他線圈，重復(fù)以上實驗。3實驗結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)成正比， ?；A(chǔ)考法1(2019·浙江臺州中學(xué)模擬)在“探究變壓器電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)利用“教學(xué)用的可拆變壓器”進行探究。 (1)下列器材中，實驗需要的器材是_。(填字母)A干電池B低壓交流電源C220 V交流電源 D條形磁鐵E可拆變壓器和導(dǎo)線 F直流電壓表G多用電表(2)關(guān)于實驗操作，下列說法正確的是_ 。(填字母)A為了人身安全，原線圈兩端只能使用低壓交流電源，所用電壓不要超過12 VB實驗通電時，可用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱等檢查電路C使用多用電表測電壓時，先用中等量程擋試測，再選用恰當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量解析：(1)“探究變壓器電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系”的實驗，需要的器材有學(xué)生電源，提供低壓交流電，同時還需要交流電壓表來測量電壓及可拆變壓器和導(dǎo)線；故選B、E、G。(2)實驗時，為了人身安全，原線圈兩端只能使用低壓交流電源，所用電壓不超過12 V，故A正確；實驗通電時，用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱等檢查電路，這樣無形之中，將人體并聯(lián)電路中，導(dǎo)致所測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，故B錯誤；使用多用電表測電壓時，先用最高量程擋試測，再選用恰當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量，故C錯誤。答案：(1)BEG(2)A2(2019·大慶模擬)有一個教學(xué)用的可拆變壓器，如圖甲所示，它有兩個外觀基本相同的線圈A、B，線圈外部還可以繞線。(1)某同學(xué)用一多用電表的同一歐姆擋先后測量了A、B線圈的電阻值，指針分別對應(yīng)圖乙中的a、b位置，由此可推斷_線圈的匝數(shù)較多(選填“A”或“B”)。(2)如果把它看成理想變壓器，現(xiàn)要測定A線圈的匝數(shù)，提供的器材有：一根足夠長的絕緣導(dǎo)線、一只多用電表和低壓交流電源，請簡要敘述實驗的步驟(寫出要測的物理量，并用字母表示)。解析：(1)歐姆表示數(shù)等于指針示數(shù)與擋位的乘積，用同一擋位測電阻，指針偏角越大，所測電阻阻值越小，指針偏角越小，電阻阻值越大，由題圖所示可知，a位置指針偏角小，線圈A的電阻大，線圈A的匝數(shù)較多。(2)實驗步驟：用長導(dǎo)線繞一個n匝線圈，作為副線圈替代A線圈；把低壓交流電源接B線圈，測得線圈的輸出電壓為U；用A線圈換下繞制的線圈測得A線圈的輸出電壓為UA，由可得線圈A的匝數(shù)nAn。答案：(1)A(2)用長導(dǎo)線繞一個n匝線圈，作為副線圈替代A線圈；把低壓交流電源接B線圈，測得線圈的輸出電壓為U；用A線圈換下繞制的線圈測得A線圈的輸出電壓為UA，由可得線圈A的匝數(shù)nAn。“專項研究”拓視野遠距離輸電電路的兩類動態(tài)分析問題類型(一)發(fā)電電壓一定的動態(tài)分析問題例1(多選)小型水力發(fā)電站的發(fā)電機有穩(wěn)定的輸出電壓，該電壓先通過發(fā)電站附近的升壓變壓器升壓，然后通過輸電線路把電能輸送到遠處用戶附近的降壓變壓器，經(jīng)降壓變壓器降低電壓后再輸送至各用戶，如圖所示。設(shè)變壓器都是理想變壓器，那么在用電高峰期，隨著用電器增多，用戶消耗的電功率增加，下列說法正確的是()A發(fā)電機的輸出電流變小B高壓輸電線路的功率損失變大C降壓變壓器副線圈兩端的電壓變小D升壓變壓器副線圈兩端的電壓變大思路點撥根據(jù)用電器增加，可知降壓變壓器的輸出電流變大，故輸電線上的電流增大，升壓變壓器的輸入電流增大，進而分析其他物理量。解析用電高峰期用電器增多，降壓變壓器的輸出電流增大，由變壓器原副線圈電流關(guān)系可知輸電線上的電流I增大，發(fā)電機的輸出電流變大，選項A錯誤；輸電線路上損失的功率P損I2r，r為輸電線路電阻，故P損變大，選項B正確；升壓變壓器副線圈的輸出電壓U2只與輸入電壓U1及原、副線圈匝數(shù)比有關(guān)，即升壓變壓器副線圈兩端的電壓不變，選項D錯誤；降壓變壓器原線圈兩端的電壓U3U2U損，U損Ir，I增大，U損增大，故U3減小，由理想變壓器原副線圈的電壓關(guān)系可知降壓變壓器副線圈兩端的電壓變小，選項C正確。答案BC針對訓(xùn)練1如圖所示為某小型發(fā)電站的輸電示意圖，發(fā)電站輸出U1220sin(100t)V的交流電通過升壓變壓器升壓后進行高壓輸電，接近用戶時再通過降壓變壓器降壓給用戶供電。圖中高壓輸電線部分總電阻為r，負載端的電壓表是理想電壓表。下列有關(guān)描述正確的是()A若開關(guān)S1、S2都斷開，則電壓表示數(shù)為零B負載端所接收交流電的頻率為25 HzC深夜開燈時燈較亮是因為高壓輸電線上電壓損失減小的緣故D用電高峰期燈泡較暗，可通過減少降壓變壓器副線圈的匝數(shù)來提高其亮度解析：選C開關(guān)都斷開時降壓變壓器空載，其副線圈兩端有電壓，電壓表示數(shù)不為零，選項A錯誤；變壓器不能改變交流電的頻率，故負載端所接收交流電的頻率還是50 Hz，選項B錯誤；深夜大部分用戶已關(guān)燈，干路中電流減小，線路損耗電壓也減小，用戶得到的電壓升高，故此時開燈較亮，選項C正確；用電高峰時，負載增多，負載電阻減小，干路中電流增大，因此輸電線路上損耗電壓增大，導(dǎo)致降壓變壓器的輸入電壓降低，為提高負載電壓，可增大降壓變壓器副線圈的匝數(shù)，使負載電壓提高，選項D錯誤。類型(二)發(fā)電功率一定的動態(tài)分析問題例2(多選)如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器，發(fā)電機輸出功率P20 kW。在輸電線路上接入一個電流互感器，其原、副線圈的匝數(shù)比為110，電流表的示數(shù)為1 A，輸電線的總電阻r10 。下列說法正確的是()A采用高壓輸電可以增大輸電線路中的電流B升壓變壓器的輸出電壓U22 000 VC用戶獲得的功率為19 kWD將P下移，用戶獲得的電壓將增大思路點撥本題屬于發(fā)電機功率不變的遠距離輸電問題，解題時先利用電流互感器求得輸電線路上的電流，從而得到輸電線路上損失的功率，然后利用PPrP用，得到降壓變壓器上的功率。解析采用高壓輸電可以減小輸電線路中的電流，從而減小輸電損耗，選項A錯誤；電流表的示數(shù)為1 A，電流互感器匝數(shù)比為110，故輸電線路中電流的大小I210 A，根據(jù)PU2I2可得升壓變壓器的輸出電壓U22 000 V，選項B正確；線路損耗的功率PrI22r1 kW，故用戶獲得的功率為19 kW，選項C正確；將P下移，降壓變壓器原線圈匝數(shù)增大，用戶獲得的電壓將減小，選項D錯誤。答案BC針對訓(xùn)練2(多選)如圖甲為遠距離輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1100，其輸入電壓如圖乙所示，遠距離輸電線的總電阻為100 。降壓變壓器右側(cè)部分為一火警報警系統(tǒng)原理圖，其中R1為一定值電阻，R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，當(dāng)溫度升高時其阻值變小。電壓表V顯示加在報警器上的電壓(報警器未畫出)。未出現(xiàn)火警時，升壓變壓器的輸入功率為750 kW。下列說法正確的是()A降壓變壓器副線圈輸出的交變電流頻率為50 HzB遠距離輸電線路損耗功率為180 kWC當(dāng)出現(xiàn)火警時，電壓表V的示數(shù)變小D當(dāng)出現(xiàn)火警時，輸電線上的電流變小解析：選AC由題圖乙知交變電流的周期為0.02 s，所以頻率為50 Hz，A正確；由題圖乙知升壓變壓器輸入電壓有效值為250 V，根據(jù)變壓比公式知升壓變壓器副線圈兩端電壓為25 000 V，所以輸電線中的電流為I30 A，輸電線損失的電壓為UIR30×100 V3 000 V，輸電線路損耗功率為PU·I90 kW，B錯誤；當(dāng)出現(xiàn)火警時傳感器R2阻值減小，降壓變壓器副線圈中電流增大，輸電線上電流變大，輸電線損失的電壓變大，降壓變壓器輸入、輸出電壓都變小，定值電阻的分壓增大，電壓表V的示數(shù)變小，C正確，D錯誤。