高考物理系统性复习 (考点分析) 第二节 变压器 远距离输电（附解析）

【考点分析】第二节变压器远距离输电【考点一】理想变压器基本关系的应用【典型例题1】(2022•重庆市西南大学附属中学高三(下)全真一)如图是手机无线充电器的模型，其工作原理与理想变压器相同，己知发射、接收线圈匝数比，C，D端输出电流，则A、B端输入电流的()A．频率为 B．周期为C．有效值为 D．最大值为【解析】AB．变压器不改变周期和频率，所以周期为，频率为，故AB错误；CD．C，D端输出电流的最大值为，由，可得A、B端输入电流的最大值为，A、B端输入电流的有效值为，故C正确，D错误。故选C。【答案】C【归纳总结】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．【考点二】变压器原、副线圈的制约关系【典型例题2】(2022•北京市西城区高三(下)一模)如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin100tV的交流电源上，副线圈接有R=11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．电压表的读数约为156VB．电流表的读数为20.0AC．原线圈的输入功率为1100WD．副线圈输出交流电的周期为0.01s【解析】A．交流电源的有效值，根据求得电压表的读数，A．错误；B．R的电流，由可求得原线圈电流I1=5A，B错误；C．原副线圈上的功率相等，副线圈的输出功率，原线圈的输入功率为1100W，C正确；D．副线圈输出交流电的周期与原线圈的输入端的电流周期相等为，D错误．故选C。【答案】C【考点三】自耦变压器的原理分析【典型例题3】自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为()A．380V和5.3A B．380V和9.1AC．240V和5.3A D．240V和9.1A【解析】由eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)得U2＝eq\f(n2,n1)U1＝eq\f(1900,1100)×220V＝380V，由P1＝P2＝U1I1＝U2I2得I1＝eq\f(P2,U1)＝eq\f(2000,220)A≈9.1A，B正确．【答案】B【考点四】互感器的应用【典型例题4】普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则()A．ab接MN、cd接PQ，Iab<IcdB．ab接MN、cd接PQ，Iab>IcdC．ab接PQ、cd接MN，Iab<IcdD．ab接PQ、cd接MN，Iab>Icd【解析】高压输电线上的电流较大，测量时需把电流变小，根据eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，MN应接匝数少的线圈，故ab接MN，cd接PQ，且Iab>Icd，选项B正确．【答案】B【考点五】原线圈接入用电器的变压器问题分析【典型例题5】(2022•江苏省南京市盐城市高三(上)一模)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1=1500、n2=500，在原、副线圈的回路中接有阻值均为10Ω的电阻R1、R2.，副线圈接有一理想交流电压表，a、b之间接有正弦交流电源，其电压u随时间t变化的图像如图乙所示。求：(1)电阻R2中电流的频率f；(2)交流电压表的读数U2。注：以上求得的结果均保留整数。【解析】(1)根据图乙可知交流电的周期，根据解得电阻R2中电流的频率(2)交流的最大值为有效值为根据，则根据，解得副线圈的电流，则原线圈的电流为根据关系可得，解得【答案】(1)；(2)【考点六】变压器知识点的灵活应用【典型例题6】(2022•山东省济南市高三(上)期末)如图所示，理想变压器原线圈与副线圈的匝数比为，ab端接交流电源，此时电路消耗的总功率为P。若将电阻与电阻R互换位置，电路消耗的总功率为2P，则与R的比值为()A．2：7 B．7：2 C．1：4 D．4：1【解析】设ab端输入的总电压为U，原线圈两端电压为U1，电流为I1，副线圈两端电压为U2，电流为I2，则，又由，则，所以，又根据，得，则，当电阻与电阻R互换位置后，又由，则，所以，又根据，所以，则，又因为总功率，得，则联立可得，即，故A正确，BCD错误。故选A。【答案】A【考点七】远距离输电【典型例题7】(2022•湖北省七市高三(下)三月调研)2021年6月28日，白鹤滩水电站正式并网发电，使用了我国领先全球的特高压输电技术。若发电机的输出电压不变，远距离输电的示意图如图所示。则下列叙述中正确的是()A．用户接入电路的用电器越多，用电器两端电压越大B．用户接入电路的用电器越多，发电机的输出功率越大C．用户接入电路的用电器越多，输电线电阻r消耗功率越大D．用户接入电路的用电器越多，输电线电阻r两端电压越小【解析】因为发电机的输出电压不变，根据，可知不变