专题23 理想变压器模型与远距离输电 2023年高考物理三轮精讲突破训练（全国通用）

专题23 理想变压器模型与远距离输电 目录 专题23 理想变压器模型与远距离输电 1 考向一　理想变压器基本规律的应用 1 考查方式一 只有一个副线圈 1 考查方式二 有多个副线圈 4 考向二　理想变压器的动态分析 6 考查方式一 匝数不变时的动态分析 7 考查方式二 负载电阻不变时的动态分析 8 考查方式三 变压器副线圈接有二极管 9 考向三　远距离输电模型 10 【巩固练习】 14 考向一　理想变压器基本规律的应用 理想变压器以及原、副线圈基本量的关系 理想变压器 没有能量损失(铜损、铁损)，没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中) 基本关系 功率关系 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，P入＝P出 电压关系 原、副线圈的电压比等于匝数比，U1∶U2＝n1∶n2，与负载的多少无关 电流关系 只有一个副线圈时，I1∶I2＝n2∶n1；有多个副线圈时，由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn 频率关系 f1＝f2(变压器不改变交流电的频率) 考查方式一 只有一个副线圈 【例1】如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin100πt（V）的交流电源上，副线圈接有R=55Ω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．原线圈的输入功率为220W B．电流表的读数为1A C．电压表的读数为110V D．副线圈输出交流电的频率为50Hz [变式]一含有理想变压器的电路如图，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω，为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为1A；当开关S闭合时，电流表的示数为4A，下列说法正确的是（　　） A．该交流电源电压最大值为V B．该变压器原、副线圈匝数比为4：1 C．开关S闭合时，R1消耗功率大于R2消耗功率 D．开关S从闭合到断开，电源输出功率增大 考查方式二 有多个副线圈 【例2】如图所示，理想变压器原、副线圈匝数n1∶n2∶n3＝3∶2∶1，副线圈n2接有“8  V,8 W”的灯泡L1、L2，副线圈n3上接有“6  V,9 W”的灯泡L3、L4，原线圈上接有电阻R1＝3 Ω，当a、b端接入交变电源后，L1、L2正常发光，则交变电源的输出功率为(　　) A．72 W B．36 W C．34 W D．24 W [变式]如图所示，L1、L2、L3为三个完全相同的白炽灯，按图接在一理想变压器上，变压器的初级线圈匝数为n1，次级线圈匝数为n2，n1:n2=3:1，当变压器ab端接入交流时，L2、L3的实际功率都是P，此时L1的功率为(  )        A． B． C． D． 考向二　理想变压器的动态分析 1．常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况． 匝数比不变的情况 负载电阻不变的情况 (1)U1不变，根据＝，输入电压U1决定输出电压U2，可以得出不论负载电阻R如何变化，U2不变． (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 (1)U1不变，发生变化，U2变化． (2)R不变，U2变化，I2发生变化． (3)根据P2＝和P1＝P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化 2.含有变压器的动态电路问题的解题思路 考查方式一 匝数不变时的动态分析 【例3】如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1∶n2＝55∶1，原线圈接电压u＝220·sin 100πt (V)的交流电源，电表均为理想电表．闭合开关后，在滑动变阻器的滑片P从最上端滑到最下端的过程中，下列说法正确的是(　　) A．副线圈交变电流的频率是100 Hz B．电压表的示数为4 V C．滑动变阻器两端的电压先变大后变小 D．电流表的示数变大 [变式]如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表．下列说法正确的是(　　) A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大 B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大 C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大 D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大 考查方式二 负载电阻不变时的动态分析 【例4】如图所示，电源输出电压不变，要使电路中电流表示数变大，可采用的方(　) A．将R上的滑片向上移动 B．将R上的滑片向下移动 C．将开关S掷向1