山东省专用2018_2019学年高中物理第五章交变电流第5节电能的输送讲义含解析新人教版选修3_2.pdf

《山东省专用2018_2019学年高中物理第五章交变电流第5节电能的输送讲义含解析新人教版选修3_2.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山东省专用2018_2019学年高中物理第五章交变电流第5节电能的输送讲义含解析新人教版选修3_2.pdf（21页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、第 5 节电能的输送第 5 节电能的输送 1输送电能的基本要求是可靠、保质、经济。 2根据P损I2r可知，减小输电线上的功率损 失有两个途径：一是减小输电线的电阻，二 是减小输电电流。 3在输送功率一定时，提高输送电压，可以减 小输电电流。 一、降低输电损耗的两个途径 1输送电能的基本要求 (1)可靠：指保证供电线路可靠的工作，少有故障。 (2)保质：保证电能的质量电压和频率稳定。 (3)经济：指输电线路建造和运行的费用，电能损耗。低少 2降低输电损耗的两个途径 要减少输电线路上的功率损失， 由公式P损I2R线知， 必须减小输电线电阻或减小输电电 流。 (1)要减小电阻，从R看，在输电距离一定

2、的情况下，可以增大导线的横截面积， l S 但过粗的导线会耗费太多的金属材料，同时也给铺设线路带来困难；还可以选用电阻率较小 的导体。 (2)从公式PIU来看，在保证功率不改变的情况下，要减小输送电流就必须提高输电电 压。 前一种方法的作用十分有限，一般采用后一种方法。 3高压输电 (1)现代远距离输电都采用高压输电。目前我国远距离送电采用的电压有 110 kV,220 kV,330 kV，输电干线已采用 500 kV，西北电网甚至达到 750 kV。 (2)高压输电并不是越高越好。电压越高，对输电线路绝缘性能和变压器的要求就越高， 线路修建费用会增多。 (3)实际输送电能时要综合考虑输送功率

3、、距离、技术和经济等要求选择合适的电压。 二、电网供电 1远距离输电基本原理 在发电站内用升压变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过降压变压器降到 所需的电压。 2电网 通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的 输电网络。 3电网输电的优点 (1)降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益。 (2)减少断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量。 (3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高。 1自主思考判一判 (1)仅仅从减少能量损失的角度看，输送功率一定的情况下，输电电压越高，损失的能量 越少。() (2)在输送功率和输电电压一定

4、，使用同种材料的导线时，越粗的导线损失的电压越小。 () (3)一般情况下高压输电的导线是铜铝合金而不是银，原因是同种情况下，使用银材料， 输电线损失的功率大。() (4)从发电厂发出的电输送到用户均需要采用高压输电。() (5)使用升压变压器和降压变压器进行远距离输电时，用户得到的电压可以高于发电机输 出的电压。() (6)远距离输电时，若升压变压器匝数比为 1n，降压变压器匝数比为n1，则升压变 压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等。() 2合作探究议一议 (1)输电电压与输电线路上损失的电压有何不同？ 提示：输电线路上损失的电压是指降落在输电线电阻上的电压；输电电压是输电线路两 端的

5、总电压，它等于降落在输电线电阻上的电压与输电线末端的电压之和。 (2)输电电压越高越好吗？ 提示 ： 输电电压并不是越高越好。输电电压越高，输电线路方面，对导线的绝缘要求越高， 安全问题要求也越高，线路修建的费用也会越高；变压器方面，升压变压器输出的电压越高， 变压器在绝缘、结构方面的制作要求也相应提高。因此，实际输送电能时，要综合考虑各种 因素，如输电功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，依据不同情况选择合适的输电 电压。 (3)利用超导线输电可以很大程度地减少输电损耗，从输送电能的要求分析，我国现在为 什么不大规模使用超导线输电？ 提示：利用超导线输电，材料比较贵重，不经济，技术要求也

6、比较高，所以现在我国不 能大规模使用。 输电线上电压和功率损失的计算 1输电线上的电压损失 (1)电压损失：输电导线有电阻，电流通过输电导线时，会在线路上产生电势降落，致使 输电线路末端的电压比起始端电压要低，这就是输电线上的电压损失。 (2)减少输电线路电压损失的两种方法。 减小输电线路电阻：由R可知，距离一定时，使用电阻率小的材料、增大导线横 L S 截面积可减小电阻。 减小输电电流：由I 可知，当输送功率一定时，升高电压可以减小电流。 P U 2输电线上的电功率损失 (1)电功率损失 原因：任何输电导线都有电阻，因此当电流通过输电导线向远方输送时，输电线因有 电阻而发热。 功率损失的计算

7、：PI2R，I为输电线路上的电流，R为线路电阻。 (2)减少功率损失的方法 减小输电线的电阻R：根据R，减小电阻率，目前一般用电阻率较小的铜或铝 L S 作为导线材料；增大导线的横截面积S，这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架 设带来很大的困难。 减小输电电流I：根据I ，在输送功率P一定，输电线电阻R一定的条件下，输电 P U 电压提高到原来的n倍，根据P损 2R知，输电线上的功率损耗将降为原来的 。 ( P U) 1 n2 典例 在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个小型发电站， 输送的电功率P500 kW，当使用U5 kV 的电压输电时，测得安装在输电线路起点

8、和终点处 的两只电度表一昼夜示数相差 4 800 kWh。求： (1)输电效率和输电线的总电阻r； (2)若想使输电效率提高到 98%，又不改变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输 电？ 思路点拨 (1)输电效率为相同时间内输电线终点得到的电能与输电线起点输送的电能 之比。 (2)两只电度表一昼夜示数差为输电线上一昼夜损失的电能。 解析 (1)输送功率P500 kW，一昼夜输送电能EPt12 000 kWh 输电线上损失的电能 E4 800 kWh 终点得到的电能 EEE7 200 kWh 所以输电效率60% E E 输电线上的电流I 100 A P U 输电线上损耗的功率Pr200 kW

9、 E t 输电线的电阻r20 。 Pr I2 (2)Pr 2r ( P U) 要求输电线上损耗的功率Pr2%P10 kW 输电电压应调节为UP22.4 kV。 r Pr 答案 (1)60% 20 (2)22.4 kV 计算功率损失和电压损失的三点提醒 (1)输电电压是指加在高压输电线起始端的电压U，损失电压是指降落在输电线路上的电 压 UIR。 (2)输送功率是指高压输电线起始端输出的功率，损失功率是输电线上消耗的功率。 (3)输电线上的电流由I线计算，而不能由I线计算。 P送 U送 U送 r线 1远距离输电，输电功率一定，当输电电压为U0时，输电线上的电流为I0，损失的电功 率为P0。则当输

10、电电压提高为 2U0时( ) A由I 得，输电线上的电流变为 2I0 U R B由I 得，输电线上的电流变为 P U I0 2 C由P得，输电线上损失的电功率为 4P0 U2 R D由PIU得，输电线上损失的电功率为 2P0 解析 ： 选 B 设输电线的电阻为R，当输电线上的电流为I0时，损失的电功率为P0I02R。 当输电电压提高为 2U0时， 由I 可知输电线上的电流变为， 输电线上损失的电功率为P损 P U I0 2 2R 。故选项 B 正确。 ( I0 2) P0 4 2输电导线的电阻为R，输送电功率为P。现分别用U1和U2两种电压来输电，则两次输 电线上损失的功率之比为( ) AU1

11、U2 BU12U22 CU22U12DU2U1 解析 ： 选 C 由PUI得输电线中的电流I 。 输电线上损失的功率P损I2R 2R ， P U( P U) P2R U2 即在输送功率和输电线电阻不变的情况下，损失的功率与输电电压的平方成反比。所以两次 输电线上损失的功率之比为U22U12。C 正确。 3多选在远距离输电时，输送的电功率为P，输送电压为U，所用导线的电阻率为， 横截面积为S， 总长度为L， 输电线损失的电功率为P， 用户得到的电功率为P用， 则P和P 用的关系式正确的是( ) APBP U2S L P2L U2S CP用PDP用P U2S L(1 PL U2S) 解析：选 BD

12、 输电线电阻R，输电电流I ，故输电线上损失的功率为PI2R L S P U 2 ，用户得到的电功率为P用PPP。 ( P U) L S P2L U2S(1 PL U2S) 远距离输电 1远距离输电示意图 2远距离输电中的 6 个基本关系 (1)功率关系：P1P2，P2P损P3，P3P4。 (2)电压关系：，U2U线U3，。 U1 U2 n1 n2 U3 U4 n3 n4 (3)电流关系：，I2I线I3，。 I1 I2 n2 n1 I3 I4 n4 n3 (4)输电电流：I线。 U线 R线 P2 U2 P3 U3 (5)功率损耗：P损P2P3I线2R线U线I线。 U线2 R线 (6)电压损失：

13、U线U2U3I线R线。 典例 发电机的输出电压为 220 V，输出功率为 44 kW，每条输电线的电阻为 0.2 ， 求 ： (1)此时用户得到的电压和电功率各为多少？ (2)如果发电站先用变压比为 110 的升压变压器将电压升高，经同样的输电线路后经 101 的降压变压器将电压降低后供给用户，则用户得到的电压和电功率各是多少？ 思路点拨 解析 (1)输电线上的电流 IR A200 A P U 44 000 220 损失的电压URIRR20.2200 V80 V 损失的功率PRURIR80200 W16 kW 故用户得到的电压U用户UUR140 V 用户得到的功率为P用户PPR28 kW。 (

14、2)已知升压变压器的匝数比n1n2110 输入电压U1220 V 因此，升压变压器的输出电压U2U12 200 V n2 n1 输电线上的电流IR A20 A P U2 44 000 2 200 损失的电压URIRR20.220 V8 V 损失的功率PRURIR820 W160 W 因此，降压变压器的输入电压U3U2UR2 192 V 已知降压变压器的匝数比n3n4101 所以用户得到的电压U4U3219.2 V n4 n3 用户得到的功率P用户PPR43.84 kW。 答案 (1)140 V 28 kW (2)219.2 V 43.84 kW 处理远距离输电的方法技巧 (1)画好一张图远距离

15、输电示意图； (2)抓住电两端发电站和用户； (3)分析一条线输电线； (4)研究两次变升压变压器升压和降压变压器降压； (5)区分三个量输送电压(功率)、损失电压(功率)、用户电压(功率)。 1 某小型水电站的电能输送示意图如图所示， 发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2 向R011 的纯电阻用电器供电。已知输电线的总电阻R10 ，T2的原、副线圈匝数比 为 41，用电器两端的电压为u220 sin 100t(V)，将T1、T2均视为理想变压器。下列2 说法正确的是( ) A降压变压器的输入功率为 4 400 W B升压变压器中电流的频率为 100 Hz C输电线消耗的功率为 500 W

16、 D当用电器的电阻减小时，输电线消耗的功率减小 解析：选 A 由题可知，用电器两端电压有效值为 220 V，交变电流频率f 2 100 2 Hz50 Hz，由电功率公式可知，降压变压器输出功率P4 400 W，理想变压器输入功率与 U2 R0 输出功率相等，故 A 项正确；理想变压器不改变交变电流的频率，B 项错误；由变压规律 U1 U2 可知，降压变压器输入电压为880 V，由电功率定义式PUI可知，降压变压器输入电流为I5 n1 n2 A，由焦耳定律可知，输电线电阻消耗的功率PRI2R250 W，C 项错误 ； 当用电器的电阻减小 时，输出功率增大，故降压变压器输入功率增大，从而输入电流增

17、大，再由PRI2R可知，输 电线消耗的功率增大，D 项错误。 2输送 4.0106 W 的电能，若发电机输出电压为 2 000 V，选用变压器升压后应用横截面 积为 4.25 cm2的铜导线，把电能送到 400 km 远处，线路损耗的功率为 5.0105 W。若已知铜 的电阻率1.7108 m，求： (1)应选用匝数比为多少的升压变压器； (2)在用户方使用降压变压器，其原线圈两端的电压为多大。 解析：(1)由PI2R得I，式中P为线路损耗功率，R为线路总电阻，两条导线总电 P R 阻R，则R1.7108 32 L S 2L S 4 105 2 4.25 104 所以I A125 A P R

18、5.0 105 32 因为P输入P输出， 所以在升压变压器副线圈两端的电压为 U2 V3.2104 V P2 I 4.0 106 125 故。 n1 n2 U1 U2 1 16 (2)设U2为降压变压器原线圈两端的电压， 则U2U2IR2.8104 V。 答案：(1)116 (2)2.8104 V 1多选在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么( ) A输电线路上损失的电压与输电电流成正比 B输电电压越高，输电线路上损失的电压越大 C输电线路上损失的功率跟输电电压的平方成反比 D输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比 解析 ： 选 AC 输电线路上损失的电压 UIr，在r一

19、定时，U和I成正比。若U越高， 由I ，则I越小，那么 U越小。输电线路上损失的功率 PI2r，当P一定时，I ， P U P U 所以 P 2r， 即 P和U的平方成反比， 跟I的平方成正比， 故选项 A、 C 正确， B、 D 错误。 ( P U) 2 多选远距离输电装置如图所示， 升压变压器和降压变压器均是理想变压器。 当 S 由 2 改接为 1 时，下列说法正确的是( ) A电压表读数变大 B电流表读数变大 C电流表读数变小 D输电线损失的功率减小 解析：选 AB 改接为 1 时，升压变压器的原线圈匝数不变，副线圈匝数变大，所以输电 电压变大，降压变压器的输入电压和输出电压均变大，电压

20、表读数变大，选项 A 正确；降压 变压器的输出电压变大时，流过灯泡的电流I灯也变大，输电线上的电流I线随着I灯的变大 而变大， 所以电流表读数变大， 选项 B 正确， 选项 C 错误 ；I线变大， 输电线损失的功率P线I 线 2R变大，选项 D 错误。 3多选发电厂发电机的输出电压是U1，发电厂至学校的输电导线总电阻为R，导线中 的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电线上损失的功率下列表达式正确的是( ) A.B. U12 R U1U22 R CI2RDI(U1U2) 解析：选 BCD 用P求电阻上损失的功率时，U要与电阻R相对应，选项 A 中的U1是 U2 R 输出电压不是输电线上的电压，

21、故选项 A 是错误的。选项 B 中的U1U2是输电线上的电压， 因此，选项 B 是正确的。选项 C、D 中的电流I是输电线中的电流，故选项 C、D 都是正确的。 4某小型发电站发电机输出的交流电压为 500 V，输出的电功率为 50 kW，用电阻为 3 的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的 0.6%，则发电站要安装一升压 变压器，到达用户再用降压变压器变为 220 V 供用户使用(两个变压器均为理想变压器)。对整 个送电过程，下列说法正确的是( ) A输电线上损失的功率为 300 W B升压变压器的匝数比为 1100 C输电线上的电流为 100 A D降压变压器的输入电压为 4

22、 700 V 解析 ： 选 A 输电线上损失的功率P损501030.6% W300 W， A 项正确。 由P损 I22R得I210 A， C 项错误。 升压变压器输入电流I1 A100 A， 由得 P U1 50 103 500 n1 n2 I2 I1 n1 n2 ， B 项错误。 根据得U2U15 000 V， 输电线上损失的电压U线I2R103 V30 1 10 U1 U2 n1 n2 n2 n1 V，所以降压变压器输入电压U3U2U线4 970 V，D 项错误。 5用U1和U2两种电压通过相同长度和材料的导线输电，若输送的电功率相等，在输电 导线上损失的电功率也相同，则在两种情况下输电导

23、线截面积之比S1S2为( ) A.B. U2 U1 U1 U2 C. 2 D. 2 ( U2 U1)( U1 U2) 解析：选 C 由输送的电功率PIU，损失的电功率 PI2R，得 PR。由题意知， P2 U2 R1R2，由此得，因为R，所以。 P2 U12 P2 U22 R1 R2 U12 U22 L S S1 S2 U22 U12 6如图所示，某发电机输出功率是 100 kW，输出电压是 250 V，从发电机到用户间的输 电线总电阻为 8 ，要使输电线上的功率损失为发电机输出功率的 5%，而用户得到的电压正 好为 220 V，则升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比分别是( ) A161

24、19011 B116 11190 C116 19011 D161 11190 解析 ： 选 C 输电线损失功率P损1001035% W5103 W，所以，输电线上电流I2 25 A， 升压变压器原线圈电流I1400 A， 故升压变压器原、 副线圈匝数比 P损 R总 P总 U1 n1 n2 I2 I1 。升压变压器副线圈两端电压U2U14 000 V，输电线损失电压U损I2R总200 V，降压 1 16 n2 n1 变压器原线圈两端电压U3U2U损3 800 V， 故降压变压器原、 副线圈匝数比为 n3 n4 U3 U4 。 故选项 C 正确。 190 11 7如图所示为某发电站电能输送示意图。

25、已知发电机的输出电压、输电线的电阻及理想 升压、降压变压器的匝数均不变。若用户电阻R0减小，下列说法正确的是( ) A发电机的输出功率减小 B输电线上的功率损失减小 C用户得到的电压减小 D输电线输电电压减小 解析 ： 选 C 若用户电阻减小，则降压变压器输出功率增大，导致发电机的输出功率增大， 选项 A 错误。降压变压器输出功率增大，导致输电线上电流增大，输电线上损失的电压增大， 输电线上的功率损失增大，选项 B 错误。发电机的输出电压不变，则升压变压器的原线圈输 入电压不变， 由于升压变压器的原、 副线圈匝数不变， 则输电线上输电电压不变， 选项 D 错误。 输电线上损失电压增大，升压变压

26、器的输出电压不变，则降压变压器的输入电压变小，由于 降压变压器的原、 副线圈匝数比不变， 故降压变压器副线圈输出电压(即用户得到的电压)减小， 选项 C 正确。 8某发电机说明书的部分内容如表所示，现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安 置区供电，如图所示。发电机到安置区的距离是 400 m，输电线路中的火线和零线均为某型号 单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为 2.5104 。安置区家用电器的总功率为 44 kW，当这些额定电压为 220 V 的家用电器都正常工作时( ) 型号 最大输出功率60 kW 输出电压范围220300 V A输电线路中的电流为 20 A B发电机实际输出电压是

27、300 V C在输电线路上损失的电功率为 8 kW D如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则输出电压最大值是 300 V 解析：选 C 额定电压为 220 V 的家用电器正常工作时，输电线路中的电流I P U A 200 A， 故 选 项 A 错 误 。 发 电 机 的 实 际 输 出 电 压U0UIr 220 V 44 103 220 20024002.510 4 V260 V，故选项 B 错误。输电线上损失的功率P损I2r 200224002.5104 W8 kW，故选项 C 正确。该柴油机输出电压的最大值Um260 2 V368 V，故选项 D 错误。 9多选如图所示是远距离输电示意

28、图，电站的输出电压U1250 V，输出功率P1100 kW，输电线电阻R8 。则进行远距离输电时，下列说法正确的是( ) A若电站的输出功率突然增大，则降压变压器的输出电压减小 B若电站的输出功率突然增大，则升压变压器的输出电压增大 C输电线损耗比例为 5%时，所用升压变压器的匝数比 n1 n2 1 16 D用 10 000 V 高压输电，输电线损耗功率为 8 000 W 解析：选 AC 由知，U1不变时，U2也不变，故选项 B 错误；由U3U2R知，电 U1 U2 n1 n2 P1 U2 站的输出功率突然增大，U3减小，又，故U4也减小，选项 A 正确 ；I1400 A，I2 U3 U4 n

29、3 n4 P1 U1 25 A，选项 C 正确；用 10 000 V 高压输电，即U210 000 P R 5%P R n1 n2 I2 I1 25 400 1 16 V，I210 A，PI22R8102 W，选项 D 错误。 P1 U2 10多选某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压为 200 V，输电 线总电阻为r， 升压变压器原、 副线圈匝数分别为n1、n2， 降压变压器原、 副线圈匝数分别为n3、 n4(变压器均为理想变压器)。要使额定电压为 220 V 的用电器正常工作，则( ) A. n2 n1 n3 n4 B. n2 n1 n3 n4 C升压变压器的输出电压等于降

30、压变压器的输入电压 D升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 解析：选 AD 由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输 入功率，P出P损P入， 故 D 正确。， 因为U1200 VU4220 V，U2U3 U2 U1 n2 n1 U3 U4 n3 n4 U2U线，故，选项 A 正确。 n2 n1 n3 n4 11某小型发电站的发电机输出交流电压为 500 V，输出的电功率为 50 kW，如果用电阻 为 3 的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？若要求输电线上损 失的电功率是输电功率的 0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变

31、压 器变为 220 V 供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是 多少？ 解析：用 500 V 电压送电时示意图如图甲所示，输电功率为 50 kW 时输电线上的电流 甲 I0 A100 A。 P U0 50 103 500 用户获得电压U1U0I0R500 V1003 V200 V，因此用户获得的功率P1I0U1 2104 W。 改用高压输送时，示意图如图乙所示。 要求P损0.6%P，即P损501030.6% W300 W。 乙 输电电流I A10 A。 P损 R 300 3 发电站升压后输电电压U V5 000 V。 P I 50 103 10 升压变压器匝数比

32、。 n1 n2 U0 U 500 5 000 1 10 输电线上损失的电压UIR103 V30 V。 到达用户输入变压器电压 U2UU5 000 V30 V4 970 V。 故降压变压器的匝数比。 n3 n4 U2 U3 4 970 220 497 22 答案：200 V 20 kW 110 49722 12某学校有一台应急备用发电机，内阻为R1 ，升压变压器的匝数比为 14，降压 变压器的匝数比为 41， 输电线的总电阻为r4 ， 全校 22 个教室， 每个教室用 “220 V 40 W”的灯泡 6 盏，要求所有灯都正常发光，则 (1)输电线上损耗的电功率多大？ (2)发电机的输出功率多大？

33、 (3)发电机的电动势多大？ 解析：(1)根据题意，画出从发电机到教室灯泡之间的输电过程，如图所示。 所有灯都正常工作的总功率为 P222640 W5 280 W 用电器都正常工作时的总电流 I2 A24 A P2 U2 5 280 220 两个变压器之间输电线上的电流 IrI26 A I2 4 故输电线上损耗的电功率 PrIr2r144 W。 (2)升压变压器的输出功率 P1PrP25 424 W。 而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率 P出P1P15 424 W。 (3)降压变压器上的输入电压 U24U2880 V 输电线上的电压损失 UrIrr24 V 因此升压变压器的输出电压 U1

34、UrU2904 V 升压变压器的输入电压 U1226 V U1 4 升压变压器的输入电流 I14Ir24 A 发电机的电动势 EU1I1R226 V241 V250 V。 答案：(1)144 W (2)5 424 W (3)250 V 含有变压器的动态电路问题 1多选对理想变压器，下列说法中正确的是( ) A原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大 B原线圈的输入电流，随副线圈的输出电流增大而增大 C原线圈的电流，不随副线圈的输出电流变化而变化 D当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零 解析：选 AB 理想变压器的原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，且随副线圈的输 出功率的变化而变

35、化，原线圈的输入电流取决于副线圈的输出电流，当副线圈的电流为零时， 原线圈的电流也为零，但原线圈电压并不一定为零，故 A、B 正确，C、D 错误。 2一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电 阻R。设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2，当R增大 时( ) AI1减小，P1增大 BI1减小，P1减小 CI2增大，P2减小 DI2增大，P2增大 解析 ： 选 B 理想变压器副线圈输出的电压U2不变， 当R增大时， 副线圈中的电流I2， U2 R 则I2减小；功率P2，则P2减小，又因为P1P2，则P1减小，I1减小，所以选项 B

36、 正确。 U22 R 3 多选如图所示， 理想变压器原线圈的匝数n11 100， 副线圈的匝数n2110，R0、R1、R2 均为定值电阻， 且阻值相同， 电流表、 电压表均为理想交流电表， 原线圈接u220sin 314t(V)的交流电压，起初开关 S 处于断开状态。下列说法正确的是( ) A交流电压表的示数为 22 V B当开关 S 闭合后，交流电压表的示数变小 C当开关 S 闭合后，交流电流表的示数变大 D当开关 S 闭合后，变压器的输出功率增大 解析：选 BCD 变压器的输入电压的有效值为 V，则副线圈两端的电压有效值为 V， 220 2 22 2 根据串联分压原理，开关 S 闭合前，交

37、流电压表的示数为 V，选项 A 错误 ； 当开关 S 闭合后， 11 2 输出功率增大，流过R0的电流增大，R0两端的电压增大，则交流电压表的示数变小，原线圈 输入功率增大，交流电流表的示数变大，选项 B、C、D 正确。 4.如图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 220 V 降至 110 V。调节前后( ) A副线圈中的电流比为 12 B副线圈输出功率比为 21 C副线圈的接入匝数比为 21 D原线圈输入功率比为 12 解析：选 C 根据欧姆定律I ，U2由 220 V 降

38、至 110 V，副线圈上的电流变为原来的 ， U R 1 2 即调节前后，副线圈上电流之比为 21，选项 A 错误 ； 根据PUI知，U、I均变为原来的 时， 1 2 副线圈上输出的功率变为原来的 ，即调节前后副线圈的输出功率之比为 41，选项 B 错误； 1 4 根据理想变压器电压与匝数的关系，当U2由 220 V 降至 110 V 时，n2变为原来的 ，即调 U1 U2 n1 n2 1 2 节前后副线圈接入的匝数比为 21，选项 C 正确；根据理想变压器P入P出，即原线圈输入 功率等于副线圈的输出功率，则调节前后原线圈输入功率之比为 41，选项 D 错误。 5.理想降压变压器的原线圈接电流

39、表 A1和电阻R1后，接 6 V 恒定直流电源，如图所示， 当副线圈的负载电阻R2变小时，以下说法正确的是( ) A输出功率增大 BA2读数增大 CA1读数增大 DA1读数不为零，且保持 不变 解析：选 D 根据变压器的工作原理，变压器不能用来改变恒定直流电压，因此本题变压 器原线圈接在 6 V 恒定直流电源上， 副线圈上无电压， 无输出功率， 由于原线圈构成直流通路， 故电流表 A1有恒定读数，本题选项 D 正确。 6多选一理想变压器原、副线圈的匝数比为 101，原线圈输入电压的变化规律如图 甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是( ) A副线圈输出电压的频

40、率为 50 Hz B副线圈输出电压的有效值为 31 V CP向右移动时，原、副线圈的电流比减小 DP向右移动时，变压器的输出功率增加 解析：选 AD 由图像可知原线圈输入电压的最大值：Um311 V，T2102 s，则原线 圈输入电压的有效值 ：U1220 V，f 50 Hz， 选项 A 正确。 由可得 ： Um 2 1 T 1 2 102 s U1 U2 n1 n2 U2U122 V，B 错误。P向右移动时，副线圈的电阻减小，副线圈输出电压不变，所以副线 n2 n1 圈的电流增大， 原线圈的电流也增大， 而匝数比不变， 所以原、 副线圈的电流比不变， C 错误。P 向右移动时，副线圈的电阻减

41、小，副线圈输出电压不变，所以变压器的输出功率增加，D 正确。 7如图甲所示，为一种可调压自耦变压器的结构示意图，线圈均匀绕在圆环型铁芯上， 若AB间输入如图乙所示的交变电压， 转动滑动触头P到如图甲中所示位置， 在BC间接一个 55 的电阻(图中未画出)，则( ) A该交流电的电压瞬时值表达式为 u220sin(25t) V2 B该交流电的频率为 50 Hz C流过电阻的电流接近于 4 A D电阻消耗的功率接近于 220 W 解析 ： 选D 由题图乙可知正弦交流电的周期T0.04 s， 则f 25 Hz，2f 1 T 50 rad/s，所以该交流电的电压瞬时值的表达式为u220sin(50t)

42、V，A、B 错误 ； 从题2 图甲中可以看出，自耦变压器的副线圈的匝数约是原线圈匝数的 ，故副线圈两端的电压约为 1 2 110 V，流过电阻的电流约为 2 A，C 项错误；电阻消耗的功率PU2I2220 W，D 项正确。 8 如图所示， 理想变压器原线圈输入电压uUmsin t， 副线圈电路中R0为定值电阻，R 是滑动变阻器。和是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；和是理想交 流电流表，示数分别用I1和I2表示。下列说法正确的是( ) AI1和I2表示电流的瞬间值 BU1和U2表示电压的最大值 C滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大 D滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小 解析

43、：选 C 电流表和电压表的示数表示有效值，故选项 A、B 错；滑片P向下滑动时，R 减小， 因U1， 所以U1不变， 又由知，U2不变， 由I2知，I2增大， 又由I1U1I2U2 Um 2 U1 U2 n1 n2 U2 RR0 知，I1变大，所以选项 C 对，D 错。 9多选为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不 变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡 L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表 V1、V2 和理想交流电流表 A1、A2，导线电阻不计，如图所示。当开关 S 闭合后( ) AA1示数变大，A1与 A2示数的比值不变 BA1示数变大，A1与 A2示数

44、的比值变大 CV2示数变小，V1与 V2示数的比值变大 DV2示数不变，V1与 V2示数的比值不变 解析：选 AD 电源电压有效值不变，所以 V1示数不变，原、副线圈的电压之比等于匝数 之比，匝数之比不变，故 V2示数不变，V1与 V2示数的比值也不变，所以 C 错误，D 正确；当 开关 S 闭合后，副线圈电路中的电阻减小，因为电压不变，所以副线圈电路中的电流增大，A2 的示数增大，原、副线圈的电流之比等于匝数反比，匝数之比不变，A1与 A2示数的比值不变， 所以 A 正确，B 错误。 10如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数n1和副线圈匝数n2均可调节。原线圈两端接 如图乙所示的交流电， 副线

45、圈接负载电阻R和理想交流电流表 。 则下列说法正确的是( )A A原线圈所接交流电的瞬时值表达式为 u220sin 50t(V)2 B增大n1，其他条件不变，变压器的输出电压变大 C增大n2，其他条件不变，电流表的示数变大 D增大R，其他条件不变，变压器的输入功率变大 解析：选 C 由题图乙可知T0.02 s，所以f50 Hz，原线圈中交流电的瞬时值表达式 为u220sin 100t(V)， 选项 A 错 ； 根据知， 增大n1，U2减小， 选项 B 错 ； 增大n2，U22 U1 U2 n1 n2 增大，电流表示数增大，C 正确；增大R，电流表示数减小，变压器的输出功率减小，变压器 的输入功

46、率减小，D 错误。 11.如图所示为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为 21， 原线圈接有交流电压u220sin 100t(V)，图中电压表和电流表均 为理想交流电表，R2为负温度系数的热敏电阻(即当温度升高时，阻 值减小)，R1为定值电阻，C为电容器。下列说法正确的是( ) A交流电压表的示数是 110 V B交流电的频率为 100 Hz C通过R1的电流始终为零 D当R2处温度升高时，交流电压表的示数不变，交流电流表的示数变大 解析 ： 选 D 原线圈所接交变电压的有效值为U1 V，由理想变压器的变压比公式 220 2 U1 U2 ，可得U2U1 V55 V，选项 A 错误；由交变电压的瞬

47、时值表达式u220sin n1 n2 n2 n1 1 2 220 2 2 100t(V)可知，该交变电流的频率f Hz50 Hz，选项 B 错误；由于交变电流能对电 100 2 容器进行充、放电，所以会有充、放电电流通过电阻R1，选项 C 错误 ； 因变压器为理想变压器， 线圈电阻不计，因此，交流电压表的示数不变，当R2处的温度升高时，其电阻阻值变小，所 以交流电流表的示数变大，选项 D 正确。 12图甲中理想变压器原、副线圈的匝数比n1n251，电阻R20 ，L1、L2为规格 相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变 化关系如图乙所示。现将 S1接 1、S2闭合，此时 L2正常发光。下列说法正确的是( ) A输入电压u的表达式u20sin(50t)V2 B只断开 S2后，L1、L2均正常发光 C