2027届新高考物理热点精准复习　变压器　电能的输送

2027届新高考物理热点精准复习变压器电能的输送【学习目标】1.掌握变压器的工作原理及电压、电流与匝数的关系,理解高压输电减少能量损耗的物理本质。2.能分析理想变压器的功率守恒与实际变压器的效率问题,解决远距离输电中的电压、电流计算问题。3.认识电能在现代社会的核心地位,树立安全用电、节能环保与社会责任感。知识构建基础转化1.某理想变压器的原线圈接在220V的正弦式交流电源上,副线圈输出电压为22000V,输出电流为300mA。该变压器(

)A.原、副线圈的匝数之比为100∶1B.输入电流为30AB2.特高压交流输电是指1000kV及以上的交流输电,具有输电容量大、距离远、损耗低等突出优势。远距离输送功率恒定的交流电时,若输送电压由原来的50kV提高到200kV,下列说法正确的是(

)A.若输电线不变,输电线上的电流增大为原来的4倍B考点一理想变压器的原理及应用1.理想变压器的基本关系式2.几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器,如图甲(降压作用)、乙(升压作用)所示。(2)互感器。①电压互感器(n1>n2):把高电压变成低电压,如图丙所示。②电流互感器(n1<n2):把大电流变成小电流,如图丁所示。B[例2]【互感器】(2025·广东肇庆二模)互感器是一种特殊变压器,其原理为电磁感应。如图所示,在输电线路起始端接Ⅰ、Ⅱ两个互感器,用来测高压电的电流或电压,Ⅰ、Ⅱ两个互感器原、副线圈的匝数比分别为1∶20和200∶1,电流互感器的示数为2

A,电压互感器的示数为100

V,互感器均视为理想变压器,不计互感线圈的电阻。下列说法正确的是(

)A.互感器Ⅰ是电流互感器,互感器Ⅱ是电压互感器B.通过输电线的电流为10

AC.输电线路的输送电压为2

000

VD.输电线路的总功率为2.0×104

WA[例3]【原线圈接入负载电阻的电路问题】(2025·山东德州三模)如图甲所示,电路M、N端输入正弦式交变电流。将滑动变阻器的滑片从a端缓慢向下滑动,记录交流电压表V的示数U与交流电流表A的示数I,并描绘U-I图像如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值减小为4R0时,变压器的输出功率最大。变压器视为理想变压器,电压表和电流表均视为理想电表,则下列说法正确的是(

)A.定值电阻R0的阻值为12

ΩB.变压器的最大输出功率为50

WC.滑动变阻器最大阻值为40

ΩD.变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2=1∶4B原线圈回路含有用电器的电路分析图甲中,当R2变化时判断理想变压器原线圈中I1的变化情况及R1、R2的功率变化情况,可以把图甲等效画成图乙。总结提升考点二理想变压器的动态分析1.匝数比不变,负载变化如图所示,匝数比不变,负载变化的情况的分析思路:(2)当负载电阻发生变化时,I2变化,根据输出电流I2决定输入电流I1,可以判断I1的变化。(3)I2变化引起P2变化,根据P1=P2,可以判断P1的变化。2.负载不变,匝数比变化如图所示,负载电阻不变,匝数比变化的情况的分析思路:[例4]【匝数比不变,负载变化】(2025·北京模拟)如图所示,理想变压器原线圈接在u=Umsin(ωt+φ)的交流电源上,副线圈接三个阻值相同的电阻R,不计电表内电阻影响。闭合开关S后(

)A.电流表A2的示数减小B.电压表V1的示数减小C.电压表V2的示数不变D.电流表A1的示数不变A[例5]【负载不变,匝数比变化】(多选)(2024·全国甲卷,19)如图,理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节,副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻R0和R1、开关S。S处于闭合状态,在原线圈电压U0不变的情况下,为提高R1的热功率,可以(

)A.保持T不动,滑动变阻器R的滑片向f端滑动B.将T向b端移动,滑动变阻器R的滑片位置不变C.将T向a端移动,滑动变阻器R的滑片向f端滑动D.将T向b端移动,滑动变阻器R的滑片向e端滑动AC【解析】

保持T不动,变压器的输出电压不变,并联电路两端电压不变,滑动变阻器R的滑片向f端滑动时,接入电路的电阻减小,由串联电路分压原理可知,R1两端的电压增大,R1的热功率增大,A正确。T向b端移动时,变压器副线圈接入电路的匝数减少,变压器的输出电压减小,若滑动变阻器R的滑片位置不变,则各电阻两端的电压减小,R1的热功率减小;若滑动变阻器R的滑片向e端滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,则R1两端的电压减小,R1的热功率减小,B、D错误。T向a端移动时,变压器的输出电压增大,并联电路两端电压增大,滑动变阻器R的滑片向f端滑动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,则R1两端的电压增大,R1的热功率增大,C正确。考点三电能的输送1.降