专题58 变压器 电能的输送(导学案)-【鼎力高考】2025年高三物理一轮复习多维度精讲导学与分层专练

专题58 变压器 电能的输送 目录 考点一 理想变压器原理与基本关系 1 考向1 理想变压器工作原理 2 考向2 原线圈中并联电阻 3 考向3 原线圈中串联电阻 3 考点二 理想变压器的动态分析 4 考向1 匝数比不变，负载发生变化 5 考向2 匝数比变化，负载不变 6 考点三 远距离输电 7 考向1 远距离输电原理及电压功率损失 7 考向2 远距离输电的动态分析问题 8 考点一 理想变压器原理与基本关系 知识点 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 考向1 理想变压器工作原理 1．无线充电技术的应用，让人们摆脱了“充电线”的牵制，充电器通电后，产生一个交变电流，交变电流使无线充电设备内部的发射线圈产生一个交变磁场，当手机或者其他需要充电的设备靠近这个交变磁场时，充电设备的接收线圈会受到磁场的作用，并且将电磁能量转化为电能，进行充电，无线充电器的工作原理与理想变压器相同。如图所示，理想变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按图甲所示方式连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为，电阻R=10Ω，图乙是电阻R两端电压u随时间t变化的图像，，则下列说法正确的是（　　） A．交变电流的频率是0.5Hz B．电压表V的读数为10V C．电流表A的读数为 D．变压器的输入功率为20W 2．图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。下列说法正确的是（    ） A．转换器输出的交流电压的频率为100Hz B．开关闭合后电压表的示数为5V C．若，则可以实现燃气灶点火 D．若，则可以实现燃气灶点火 考向2 原线圈中并联电阻 3．如图所示，在之间接有交流电源，其电压的有效值为。电路中共接有六个相同的定值电阻。S断开时，滑动变阻器触片滑到最下面时，恰好理想变压器的输出功率最大（包含副线圈负载电阻阻值从0到无穷大的变化范围）。S闭合后，滑动变阻器触片仍然滑到最下面时，下列说法正确的是（　　） A．变压器原、副线圈匝数的比值为1∶4 B．S闭合后，两端电压为 C．S闭合后，两端电压为 D．S闭合后，的功率是的4倍 4．4个阻值相同的电阻R1、R2、R3和R4及理想变压器按如图所示连接，变压器原、副线圈匝数比为1∶2，则以下说法正确的是（　　） A．R1和R2消耗的电功率之比为9∶4 B．R1和R3消耗的电功率之比为4∶1 C．R2和R3消耗的电功率之比为1∶1 D．R2和R4消耗的电功率之比为1∶4 考向3 原线圈中串联电阻 5．如图所示，理想变压器原线圈与阻值的定值电阻串联后接在输出电压的正弦交流电源两端，副线圈电路中滑动变阻器的最大电阻，电流表A1、A2和电压表V1、V2均为理想交流电表，理想变压器原、副线圈匝数之比。将滑动变阻器的滑片P从上往下移，电流表为A1、A2和电压表V1、V2的示数变化量的绝对值分别为、、、，则下列说法正确的是（   ） A．电流表A1、A2的示数均减小，电压表V1、V2的示数均增大 B．消耗功率的最大值为 C． D． 6．如图所示，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，R的最大阻值为，原、副线圈匝数比为1:2。现将滑动变阻器R的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（    ） A．电压表示数变大 B．电源的输出功率变小 C．当滑动变阻器的滑片P位于中点时，电流表的示数为2.4A D．改变滑片P的位置，R获得的最大功率为76.8W 考点二 理想变压器的动态分析 知识点 理想变压器的两类动态分析 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。 考向1 匝数比不变，负载发生变化 7．高频考点理想变压器如图所示，电源为交流电源，输出电压的有效值U不变，理想变压器的原线圈匝数为，副线圈匝数为，原线圈接有电流表和定值电阻，副线圈接有电流表、，滑动变阻器、定值电阻，其中各个电表均可看作理想电表。当的滑片向下移动时，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数变大 B．电流表的示数变小 C．电流表的示数变大 D．原线圈两端电压不变 8．如图，理想变压器的原、副线圈匝数比为2:1，在a、b端接入一正弦式交流电源。L1、L2为两只规格为“22V，6W”的相同小灯泡，两电表均为理想交流电表，当滑动变阻器的滑片P处于中间位置时，两小灯泡恰好都正常发光。下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数为44V B．电流表的示数为0.27A C．滑片P向下移动时，灯泡L2将变暗 D．滑片P向上移动时，灯泡L1将变暗 考向2 匝数比变化，负载不变 9．如图所示，一理想自耦变压器的滑片可在原线圈上上下滑动，图中的是一个定值电阻，是可调电阻。在输入端输入电压有效值为的交流电压，变压器的滑片置于线圈某一位置，此时原、副线圈的匝数比为，变压器输出电压为，则下列说法正确的是（　　） A．仅将的电阻调小，消耗的功率变小 B．仅将的电阻调小，变压器的输出功率变小 C．当时，将的电阻调小，为维持输出电压不变，应将滑片下移 D．当时，将的电阻调小，为维持输出电压不变，应将滑片上移 10．甲图中S、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表，V为理想交流电压表，矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图象如图乙所示，忽略线圈、电刷与导线的电阻，以下判断正确的是（    ） A．电压表的示数为 B．0.01s时穿过发电机线圈的磁通量最大 C．保持R的大小不变，P的位置向上移动，电流表读数减小 D．保持R的大小及P的位置不变，发电机线圈的转速增大一倍，变压器的输入功率将增大到原来的4倍 考点三 远距离输电 知识点1 三个回路 理清三个回路 知识点2 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。 知识点3 一个守恒 能量守恒关系式P1＝P损＋P4。 知识点4 电压损失和功率损失计算 （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＝ 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。 考向1 远距离输电原理及电压功率损失 11．为了形成更合理的全国产业布局，优化资源配置，中央政府决定将沿海的产业迁往中西部，沿海和中西部可以实现互补，带动整个国家的经济发展。为配合这次即将到来的产业大迁移，国家电网积极配合，加快我国西部地区电力基础设施建设。如图所示为改造的某发电厂向用户供电的线路示意图，已知发电厂的输出功率为10kW，输出电压为500V，用户端电压为220V，输电线总电阻，升压变压器原，副线圈匝数比，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器原线圈的电流为1A B．输电线上损耗的功率为1000W C．用户端的电流为45A D．降压变压器的匝数比 12．2023年10月，国内某品牌发布全液冷超级充电桩，可实现“一秒一公里”的充电速度。总电源到充电桩的简化电路图如图所示。已知总电源输出频率为50Hz的正弦式交流电，升压变压器原线圈两端电压，输电线的总电阻，降压变压器的匝数比，变压器均视为理想变压器。若给汽车充电时该充电桩获得的电压，功率为600kW，下列说法正确的是（　　） A．流经充电桩电流的最大值为600A B．输电线的总电阻r消耗的功率为40kW C．升压变压器副线圈的电压为15000V D．升压变压器的匝数比 考向2 远距离输电的动态分析问题 13．图（a）是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站，是我国实施“西电东送”的大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图（b）所示，如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，表示输电线电阻，则当用户功率增大时（　　） A．示数增大，示数减小 B．、示数都减小 C．输电线上的功率损失增大 D．输电效率升高 14．如图甲为电能输送示意图，变压器均为浮型变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为1：100。其输入电压如图乙所示，输电线的总电阻为100Ω，降压变压器原、副线圈匝数比为100：1，其副线圈接一火警报警系统，其中R1为定值电阻，R2为热敏电阻，当温度升高时，R2阻值变小。电压表V可显示加在报警器上的电压（报警器未满出）。未发生火情时，升压变压器的输入功率为750kW。下列说法中正确的是（　　） A．未发生火情时，降压变压器制线图输出的电压为311V B．未发生火情时，输电线上损耗的功率为90kW C．当R2所在处发生火情时，R1两端电压减小 D．当R2所在处发生火情时，电压表V的示数变大 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题58 变压器 电能的输送 目录 考点一 理想变压器原理与基本关系 1 考向1 理想变压器工作原理 2 考向2 原线圈中并联电阻 4 考向3 原线圈中串联电阻 7 考点二 理想变压器的动态分析 10 考向1 匝数比不变，负载发生变化 10 考向2 匝数比变化，负载不变 12 考点三 远距离输电 15 考向1 远距离输电原理及电压功率损失 16 考向2 远距离输电的动态分析问题 18 考点一 理想变压器原理与基本关系 知识点 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 考向1 理想变压器工作原理 1．无线充电技术的应用，让人们摆脱了“充电线”的牵制，充电器通电后，产生一个交变电流，交变电流使无线充电设备内部的发射线圈产生一个交变磁场，当手机或者其他需要充电的设备靠近这个交变磁场时，充电设备的接收线圈会受到磁场的作用，并且将电磁能量转化为电能，进行充电，无线充电器的工作原理与理想变压器相同。如图所示，理想变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按图甲所示方式连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为，电阻R=10Ω，图乙是电阻R两端电压u随时间t变化的图像，，则下列说法正确的是（　　） A．交变电流的频率是0.5Hz B．电压表V的读数为10V C．电流表A的读数为 D．变压器的输入功率为20W 【答案】B 【详解】A．由题图乙可知交变电流的频率 故A错误； B．电压表V测电阻两端的电压，则其读数为有效值 故B正确； C．根据 可知电流表A的读数 故C错误； D．理想变压器的输出功率等于输入功率，则 所以 故D错误。 故选B。 2．图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。下列说法正确的是（    ） A．转换器输出的交流电压的频率为100Hz B．开关闭合后电压表的示数为5V C．若，则可以实现燃气灶点火 D．若，则可以实现燃气灶点火 【答案】C 【详解】A．由图乙可知，转换器输出的交流电压的的周期为 所以，频率为 故A错误； B．电压表的示数为交变电流的有效值，则示数为 故B错误； CD．若实现燃气灶点火，则 根据变压器电压关系可知 则 解得 故C正确，D错误。 故选C。 考向2 原线圈中并联电阻 3．如图所示，在之间接有交流电源，其电压的有效值为。电路中共接有六个相同的定值电阻。S断开时，滑动变阻器触片滑到最下面时，恰好理想变压器的输出功率最大（包含副线圈负载电阻阻值从0到无穷大的变化范围）。S闭合后，滑动变阻器触片仍然滑到最下面时，下列说法正确的是（　　） A．变压器原、副线圈匝数的比值为1∶4 B．S闭合后，两端电压为 C．S闭合后，两端电压为 D．S闭合后，的功率是的4倍 【答案】D 【详解】A．设定值电阻阻值为，将副线圈电阻等效到原线圈，则有 理想变压器的输入功率 可知当 时，输入功率最大，根据能量守恒可知，此时输出功率也最大，由于等效电阻和串联且电压相等，则有 解得 故A错误； B．S闭合后，与并联再与串联，则分担的电压即输入电压为 副线圈输出电压 两端电压为 故B错误； C．S闭合后，两端电压与等效电阻的电压相等，即 故C错误； D．S闭合后，两端的电压 的功率 的功率 所以 故D正确。 故选D。 4．4个阻值相同的电阻R1、R2、R3和R4及理想变压器按如图所示连接，变压器原、副线圈匝数比为1∶2，则以下说法正确的是（　　） A．R1和R2消耗的电功率之比为9∶4 B．R1和R3消耗的电功率之比为4∶1 C．R2和R3消耗的电功率之比为1∶1 D．R2和R4消耗的电功率之比为1∶4 【答案】C 【详解】A．设通过R2的电流为I，变压器原、副线圈两端电压分U1、U2，通过原、副线圈的电流分别为I1、I2，则有 ， 根据欧姆定律 ， 可得 ， 则通过R1的电流为3I。由功率可知R1和R2消耗的电功率之比为 故A错误； B．由功率可知R1和R3消耗的电功率之比为 故B错误； C．由功率可知R2和R3消耗的电功率之比为 故C正确； D．由功率可知R2和R4消耗的电功率之比为 故D错误。 故选C。 考向3 原线圈中串联电阻 5．如图所示，理想变压器原线圈与阻值的定值电阻串联后接在输出电压的正弦交流电源两端，副线圈电路中滑动变阻器的最大电阻，电流表A1、A2和电压表V1、V2均为理想交流电表，理想变压器原、副线圈匝数之比。将滑动变阻器的滑片P从上往下移，电流表为A1、A2和电压表V1、V2的示数变化量的绝对值分别为、、、，则下列说法正确的是（   ） A．电流表A1、A2的示数均减小，电压表V1、V2的示数均增大 B．消耗功率的最大值为 C． D． 【答案】D 【详解】A．将变压器与等效为一个整体，则等效电阻 当滑动变阻器的滑片P下移时，等效电阻减小，原线圈电流增大，则副线圈电流增大，定值电阻两端电压增大，则原线圈两端电压减小，副线圈两端电压减小，A错误； B．电源电动势的有效值 当等效电阻与定值电阻的阻值相等时，消耗的功率最大，最大值 B错误； C．对于原线圈电路，有 可知 C错误； D．由，，解得则有，D正确。故选D。 6．如图所示，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，R的最大阻值为，原、副线圈匝数比为1:2。现将滑动变阻器R的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（    ） A．电压表示数变大 B．电源的输出功率变小 C．当滑动变阻器的滑片P位于中点时，电流表的示数为2.4A D．改变滑片P的位置，R获得的最大功率为76.8W 【答案】D 【详解】A．根据变压器原理 ， 变压器副线圈的等效电阻为 滑动变阻器R的滑片P向下滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，副线圈等效电阻减小，原线圈总电流增大，两端的电压增大，原线圈两端的电压减小，根据变压比可知，副线圈两端的电压减小，电压表示数变小，故A错误； B．电源的输出功率为 原线圈总电流增大，电源的输出功率变大，故B错误； C．当滑动变阻器的滑片P位于中点时，则 根据闭合电路的欧姆定律 解得 根据变流比 解得电流表的示数为 故C错误； D．将定值电阻看成电源内阻，当变压器副线圈的等效电阻等于电源等效内阻时，R获得的功率最大，即 时，R获得的最大功率为 故D正确。 故选D。 考点二 理想变压器的动态分析 知识点 理想变压器的两类动态分析 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。 考向1 匝数比不变，负载发生变化 7．高频考点理想变压器如图所示，电源为交流电源，输出电压的有效值U不变，理想变压器的原线圈匝数为，副线圈匝数为，原线圈接有电流表和定值电阻，副线圈接有电流表、，滑动变阻器、定值电阻，其中各个电表均可看作理想电表。当的滑片向下移动时，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数变大 B．电流表的示数变小 C．电流表的示数变大 D．原线圈两端电压不变 【答案】A 【详解】A．当的滑片向下移动时，均接入电路的阻值变小，则副线圈电路总电阻减小，理想变压器的等效电阻 则减小，根据 可知变大，则电流表的示数变大，故A正确； BD．电流表示数变大，由 可知减小，根据理想变压器的电压、电流与匝数的关系可知变大、减小，则电流表的示数变大，BD错误； C．减小，不变，则电流表的示数变小，故C错误。 故选A。 8．如图，理想变压器的原、副线圈匝数比为2:1，在a、b端接入一正弦式交流电源。L1、L2为两只规格为“22V，6W”的相同小灯泡，两电表均为理想交流电表，当滑动变阻器的滑片P处于中间位置时，两小灯泡恰好都正常发光。下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数为44V B．电流表的示数为0.27A C．滑片P向下移动时，灯泡L2将变暗 D．滑片P向上移动时，灯泡L1将变暗 【答案】A 【详解】A．L1正常发光，可知副线圈两端的电压 U2= 22 V 根据电压匝数关系有 解得原线圈两端的电压 U1=44V 即电压表的示数为44V，故A正确； B．小灯泡正常发光，根据公式 P=UI 解得原线圈上的电流 根据电流与匝数关系有 解得副线圈的电流表的示数 故B错误； C．令变压器副线圈接入的总电阻为，将负载与变压器等效为一个电阻，则等效阻值为 若滑动变阻器的滑片P向下移动，滑动变阻器接入电路中电阻减小，负载电阻减小，等效电阻减小，则原线圈通过的电流增大，即灯泡L2将变亮，故C错误； D．结合上述，滑片P向上移动时，动变阻器接入电路中电阻增大，负载电阻增大，等效电阻增大，则原线圈通过的电流减小，即灯泡L2将变暗，其承担电压减小，则原线圈电压增大，根据电压匝数关系可知，副线圈两端电压变大，可知，L1将变亮，故D错误。 故选A。 考向2 匝数比变化，负载不变 9．如图所示，一理想自耦变压器的滑片可在原线圈上上下滑动，图中的是一个定值电阻，是可调电阻。在输入端输入电压有效值为的交流电压，变压器的滑片置于线圈某一位置，此时原、副线圈的匝数比为，变压器输出电压为，则下列说法正确的是（　　） A．仅将的电阻调小，消耗的功率变小 B．仅将的电阻调小，变压器的输出功率变小 C．当时，将的电阻调小，为维持输出电压不变，应将滑片下移 D．当时，将的电阻调小，为维持输出电压不变，应将滑片上移 【答案】D 【详解】A．变压器与可调电阻整体的等效电阻为 仅将的电阻调小，总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知原线圈电流变大，消耗的功率 变大。故A错误。 B．由于等效电阻与的大小关系未知，故变压器输出功率的变化无法确定。故B错误。 CD．输入电压 又 ，， 联立，可得 则关系式变形为 从负载电阻的表达式中可以得出在、、不变的情况下，一个特定的值会有两个不同的值与之对应，根据数学知识可知当时有最小值，当时，将的电阻减小，为维持输出电压不变，则将随之增大，即应将滑片上移。故C错误；D正确。 故选D。 10．甲图中S、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表，V为理想交流电压表，矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图象如图乙所示，忽略线圈、电刷与导线的电阻，以下判断正确的是（    ） A．电压表的示数为 B．0.01s时穿过发电机线圈的磁通量最大 C．保持R的大小不变，P的位置向上移动，电流表读数减小 D．保持R的大小及P的位置不变，发电机线圈的转速增大一倍，变压器的输入功率将增大到原来的4倍 【答案】D 【详解】A．电压表的示数是交流电的有效值，故其示数为 故A错误； B．0.01s时感应电动势负向最大，此时磁通量变化率最大，穿过发电机线圈的磁通量为零，故B错误； C．若P的位置向上移动，原线圈匝数减小，根据 可知副线圈电压增大，R的大小不变时，则副线圈电流增大，根据 可知原线圈电流增大，则电流表读数增大，故C错误； D．保持R的大小及P的位置不变，发电机线圈的转速增大一倍，根据 可知电动势增大为原来的2倍，原、副线圈电压均增大为原来的2倍，根据 可知变压器的输入功率将增大到原来的4倍，故D正确。 故选D。 考点三 远距离输电 知识点1 三个回路 理清三个回路 知识点2 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。 知识点3 一个守恒 能量守恒关系式P1＝P损＋P4。 知识点4 电压损失和功率损失计算 （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＝ 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。 考向1 远距离输电原理及电压功率损失 11．为了形成更合理的全国产业布局，优化资源配置，中央政府决定将沿海的产业迁往中西部，沿海和中西部可以实现互补，带动整个国家的经济发展。为配合这次即将到来的产业大迁移，国家电网积极配合，加快我国西部地区电力基础设施建设。如图所示为改造的某发电厂向用户供电的线路示意图，已知发电厂的输出功率为10kW，输出电压为500V，用户端电压为220V，输电线总电阻，升压变压器原，副线圈匝数比，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器原线圈的电流为1A B．输电线上损耗的功率为1000W C．用户端的电流为45A D．降压变压器的匝数比 【答案】C 【详解】AB．升压变压器原线圈的电流为 根据可得，输电线电流为 输电线上损耗的功率为 故AB错误； C．用户端获得的电功率为 把代入，解得用户端的电流为 故C正确； D．降压变压器的匝数比为 故D错误。 故选C。 12．2023年10月，国内某品牌发布全液冷超级充电桩，可实现“一秒一公里”的充电速度。总电源到充电桩的简化电路图如图所示。已知总电源输出频率为50Hz的正弦式交流电，升压变压器原线圈两端电压，输电线的总电阻，降压变压器的匝数比，变压器均视为理想变压器。若给汽车充电时该充电桩获得的电压，功率为600kW，下列说法正确的是（　　） A．流经充电桩电流的最大值为600A B．输电线的总电阻r消耗的功率为40kW C．升压变压器副线圈的电压为15000V D．升压变压器的匝数比 【答案】B 【详解】A．汽车充电时该充电桩获得的电压，功率为600kW，则流经充电桩电流的有效值为 则流经充电桩电流的最大值为，故A错误； B．根据降压变压器两端的电流比等于匝数的反比，有 则输电线的总电阻r消耗的功率为 故B正确； C．降压变压器的输入电压为 则升压变压器副线圈的电压为 故C错误； D．升压变压器的匝数比 故D错误。 故选B。 考向2 远距离输电的动态分析问题 13．图（a）是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站，是我国实施“西电东送”的大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图（b）所示，如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，表示输电线电阻，则当用户功率增大时（　　） A．示数增大，示数减小 B．、示数都减小 C．输电线上的功率损失增大 D．输电效率升高 【答案】C 【详解】A．当用户功率增大时，降压变压器次级电流会变大，示数增大；此时发电机输出功率增大，线路中电流增大，示数增大，A错误； B．发电厂输出的电压恒定，则电压表的示数不变，由于输电线上电流变大，则输电线上损失的电压变大，则降压变压器原线圈两端电压变小，次级电压也会就减小，即电压表的示数减小，B错误； C．由于示数增大，则根据 可知输电线上损失的功率增大，C正确； D．设降压变压器原线圈的电压为，升压变压器的副线圈电压不变，根据以上分析可知变小，输电的效率 电压不变，变小，则输电效率降低，D错误。 故选C。 14．如图甲为电能输送示意图，变压器均为浮型变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为1：100。其输入电压如图乙所示，输电线的总电阻为100Ω，降压变压器原、副线圈匝数比为100：1，其副线圈接一火警报警系统，其中R1为定值电阻，R2为热敏电阻，当温度升高时，R2阻值变小。电压表V可显示加在报警器上的电压（报警器未满出）。未发生火情时，升压变压器的输入功率为750kW。下列说法中正确的是（　　） A．未发生火情时，降压变压器制线图输出的电压为311V B．未发生火情时，输电线上损耗的功率为90kW C．当R2所在处发生火情时，R1两端电压减小 D．当R2所在处发生火情时，电压表V的示数变大 【答案】B 【详解】AB．未发生火情时，由乙图可知，升压变压器的输入电压有效值为 由变压器电压与匝数关系可得 解得升压变压器的输出电压为 又 解得输电线上的电流为 输电线上的电压损失和功率损失分别为 降压变压器输入电压为 又 代入数据解得，降压变压器的输出电压为 故A错误，B正确； C．当R2所在处发生火情时，由于温度升高，阻值减小，R1、R2所在回路电流增大，由欧姆定律可知，R1两端电压增大，输入端电压U1不变 因此U2的电压也不变，而 可知线路损耗电压变大，因此U3变小，则由 可知U4电压变小，R1电压变大，因此R2两端电压减小，故电压表V的示数变小，故CD错误。 故选B。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$