专题67 变压器及远距离输电-【鼎力高考】2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练

2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练 专题67 变压器及远距离输电 导练目标 导练内容 目标1 理想变压器原理与基本关系 目标2 理想变压器的动态分析 目标3 远距离输电 【知识导学与典例导练】 1、 理想变压器原理与基本关系 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出即I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn得I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn 频率关系 f1＝f2(变压器不改变交流电的频率) 处理技巧 等效电阻 【例1】如图甲所示，交流电压表和交流电流表可视为理想电表，三个定值电阻．理想变压器原线圈接在正弦交流电源上，原、副线圈的匝数比为，已知中瞬时电流随时间t变化的规律如图乙所示，则（    ） A．交流电的频率为 B．电压表的示数为800V C．电流表的示数为3A D．若烧断，变压器输出功率变大 【例2】如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比，原线圈电路中接入正弦交流电压，电流表为理想交流电表。已知，，开关S闭合前、后电流表示数之比为2∶3。下列说法正确的是（　　） A．定值电阻R2=5Ω B．开关S闭合时，副线圈两端的电压为110V C．开关S断开时，电流表的示数为11A D．开关S闭合时，电路中消耗的总功率为2420W 2、 理想变压器的动态分析 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。 【例3】如图所示，理想变压器原线圈输入电压，副线圈电路中为定值电阻，R是滑动变阻器。和是理想交流电压表，示数分别用和表示；和是理想交流电流表，示数分别用和表示。下列说法正确的是（　　）    A．和表示电流的瞬时值 B．滑片P向下滑动过程中，不变 变大 C．和表示电压的最大值 D．滑片P向下滑动过程中，变大变小 【例4】一理想变压器原线圈接入正弦交流电源，副线圈匝数可以通过滑动触头Q调节，副线圈所接电路如图所示，其中R0为定值电阻，R为滑动变阻器，P为滑动变阻器的滑动触头，V为理想电压表。则下列说法正确的是（　　） A．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电压表的示数变小 B．保持P的位置不动，将Q向下滑动时，R0上的功率变大 C．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电压表的示数变小 D．保持Q的位置不动，将P向下滑动时，R0上的功率变大 3、 远距离输电 远距离输电问题中的“三 二 一” 1．理清三个回路 2．抓住两个联系 (1)理想的升压变压器联系着回路1和回路2，由变压器原理可得：线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是＝，＝，P1＝P2。 (2)理想的降压变压器联系着回路2和回路3，由变压器原理可得：线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的关系是＝，＝，P3＝P4。 3．掌握一个守恒 能量守恒关系式P1＝P损＋P4。 4.电压损失和功率损失的计算 （1）电压损失：输电线路上I2＝I线＝I3，总电阻R线导致的电压损失ΔU＝U2－U3＝I线R线。 （2）功率损失： ①P损＝P1－P4 ②P损＝I线·ΔU＝IR线＝R线 注意：(1)当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率减小到原来的。 (2)不要把输电线上的输电电压U2和输电线上损失的电压ΔU相混淆。 【例5】近些年中国研发出多项独有的先进技术，其中特高压输电技术让中国标准成为了国际标准，该技术可使输电线电压高达1000千伏及以上等级。某电厂对用户进行供电的原理如图所示。发电机的输出电压为，输电线的总电阻，为了减小输电线路上的损耗采用了高压输电技术。变压器视为理想变压器，其中升压变压器的匝数比为，用户获得的电压为。若在某一段时间内，发电厂的输出功率恒为，则下列说法中正确的是（    ）    A．输电线上的电流为300A B．降压变压器的匝数比为 C．输电线上损失的功率为 D．若改用1000千伏超高压输电，则输电线路上可减少损失的电功率为40