2027届新高考物理热点精准复习：变压器典型问题分析

2027届新高考物理热点精准复习变压器典型问题分析专题概述:含有理想变压器的交变电路的动态分析是高考考查的热点内容之一,解答这类问题一定要分清不变量和变量,弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系(如下表所示),利用闭合电路欧姆定律,串、并联电路特点进行分析判定。制约关系电压功率原线圈的输入功率P入由副线圈的输出功率P出决定:P入=P出电流题型一理想变压器的动态分析考向一匝数比不变、负载变化的情况

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典题2(多选)(2024全国甲卷)如图所示,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,根据理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系,可知副线圈中电压不变,当滑动变阻器R的滑片向f端滑动时,R与R1串联后的总电阻减小,电流增大,根据P=I2R1可知,此时R1的热功率增大,故A正确;将T向b端移动,副线圈匝数变小,故副线圈两端电压变小,滑动变阻器R的滑片位置不变时,通过R1的电流减小,故R1的热功率减小,故B错误;将T向a端移动,副线圈匝数增加,故副线圈两端电压变大,滑动变阻器R的滑片向f端滑动,R与R1串联后的总电阻减小,电流增大,此时R1的热功率增大,故C正确;将T向b端移动,副线圈匝数减少,故副线圈两端电压变小,滑动变阻器R的滑片向e端滑动,R与R1串联后的总电阻增大,电流减小,此时R1的热功率减小,故D错误。

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题型二远距离输电电路的两类动态分析问题考向一发电电压一定的动态分析问题典题4

我国的特高压输电技术居世界第一,如图所示,发电站输出稳定的电压,经升压变压器T1升至特高压进行远距离输送,再经过降压变压器T2降压后供用户端使用,用户端电阻可分为持续用电用户电阻(设为定值电阻R1)和灵活用电用户电阻(设为可变电阻R2),输电线电阻为r。下列说法正确的是(

)A.用电高峰期时,相当于R2变大B.用电高峰期时,R1两端电压变大C.在不改变输送电能总功率的前提下,对比普通的高压输电,使用特高压输电可以使R1两端电压更大D.在不改变输送电能总功率的前提下,对比普通的高压输电,使用特高压输电会使输电线上电能损耗升高答案

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考向二发电功率一定的动态分析问题典题5(多选)如图所示为高压输电的原理图,由于输电距离长,输电线上必然产生电能损耗。相比传统输电的钢芯铝绞线,新型的碳纤维软铝导线除了具有质量小、强度大、耐腐蚀等优势外,还能有效减小传输电阻。图中两个变压器均视为理想变压器。在发电厂输出功率和输出电压U1都不改变的条件下,若将输电线由传统导线更换成电阻更小的新型碳纤维软铝导线,下列叙述正确的是(

)A.因为输电线的电阻减小,用户端的电压U4一定变大B.因为输电线的电阻减小,输电线左端电压U2一定减小C.因为输电线的电阻减小,用户端消耗的电功率一定增大D.因为输电线的电阻减小,输电线上的电流一定变大答案

AC解析

因发电厂输出功率和输出电压U1都不改变,且升压变压器两端匝数比不变,则输电功率与输电电压U2都不变,由P=UI,可知输电线上的输电电流也不变。因输电线的电阻减小,由U=IR和P=UI,可知输电线上损失功率和电压U损也减小,由U2=U损+U3,可知U3增大