2026届高考物理二轮复习专题讲义:远距离输电
2026-04-28
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普通
摘要:
该高中物理高考复习讲义聚焦远距离输电专题,整合理想变压器基本关系、输电线上电压与功率损失、动态分析等核心考点,按原理规律到实际应用的逻辑架构梳理知识,通过考点辨析、方法指导、真题训练环节,帮助学生构建系统知识网络和解题思路。
资料紧扣高考命题规律,设计常规考查、动态分析、数值计算三类典型例题,在动态分析中引导学生运用不变量分析和等效电阻法,培养科学思维与模型建构能力。分层例题解析配合即时方法总结,助力学生高效突破难点,为教师精准把控复习节奏提供实用指导。
内容正文:
高考物理:远距离输电专题
一、基本原理及等量关系
理想变压器
①没有能量损耗 ②没有磁通量损耗
基本关系
电压关系
升压变压器:
输电线上:
降压变压器:
电流关系
升压变压器:
输电线上
降压变压器:
功率关系
升压变压器输入功率输出电压
降压变压器输入功率输出电压
输电线上
周期频率关系
输电过程中,交变电流的周期频率不发生改变
因素影响
电压影响
副线圈的电压由与匝数比共同决定,即
电流影响
原线圈的电流由副线圈的电流与匝数比共同决定,即
功率影响
副线圈的功率由用户负载决定,原线圈的输入功率由副线圈的输出功率决定,即
备注
输电线上存在电阻,降压变压器右侧为用户电路,负载为,消耗功率为
2、 考点辨析
①电压损失
输电线上损失的电压,即与成正比
②输电电流
由,输电线消耗功率且则或=
③功率损失
,即与成正比
三、例题及解题思路
①常规考查类
例1:如图,利用理想变压器进行远距离输电,发电厂的输出电压恒定,输电线的电阻不变,当用电高峰期到来时()
A、 输电线上损失的功率变大
B、 电压表示数变小,电流表示数变大
C、 电压表示数变大,电流表示数变小
D、 用户功率与发电厂输出功率的比值减小
解析:为便于理解,下图为远距离输电各物理量在简易图中的表示:
先找不变量,输出电压恒定即恒定,输电线电阻不变即不变,且用电高峰期到来时,用户端并联的用电器增多,等效电阻减小,依题,电压表示数即为,电压表示数即为,电流表示数即为,电流表示数即为
A选项:∵用电高峰期则用户端并联的用电器增多,等效电阻减小,因此用户端的电流增大,且匝数比,匝数比不变,则变大,因而输电线上损失的功率变大,则A选项正确
B选项:输出电压不变,且匝数比不变即不变,则电压表示数不变,与用户电路电阻是否增大减小无关,且由A选项有变大,则电流表示数变大,B选项错误
C选项:电压表示数即,∵,且=,变大则变大,=变小,即,∴变小,则示数表小,且由A选项解析有用户端的电流增大,则电流表示数变小,∴C选项错误
D选项:∵,不变,变大,则变小,因此用户功率与发电厂输出功率的比值减小,则D选项正确
综上此题选择AD选项
②远距离输电动态分析类
例2:如图所示为远距离输电示意图,其中为理想变压器,输电线电阻可等效为电阻r,灯、相同且阻值不变,现保持变压器的输入电压不变,滑片P位置不变,当开关S断开时,灯正常发光。说法正确的是()
A、 仅闭合开关S,灯会变亮
B、 仅闭合开关S,r消耗的功率会变大
C、 仅将滑片P下移,r消耗功率会变小
D、 仅将滑片P上移,电流表示数会变大
解析:此种例题考查的是远距离输电的动态分析,同理先找出不变量→变压器的输入电压不变即不变,滑片P位置不变→匝数比不变
AB选项:灯变亮与否可通过其消耗的电功率P来判断,仅闭合开关S,多了个用电器,即等效电阻减小,则用户端的电流增大且匝数比,匝数比不变,则变大,r消耗的功率变大,则输电线电阻r消耗的电压=增大,且输入电压不变,滑片P位置不变即匝数比不变∴变小,因此变小,∴灯消耗的电功率P变小,灯不变亮,A选项错误,B选项正确
C选项:仅将滑片P下移即匝数比改变变大则变小,则变大即变大,r消耗的功率变大,∴C选项错误
D选项:仅将滑片P上移即匝数比改变,变小则变大,则变小即变小,且则=变小,且不变,则变小,因此电流表A示数变小,D选项错误
综上此题选择B选项
③具体数值类
例3:如图甲为景区的电动汽车应急充电站,用山下的光伏储能电站供电。由于充电站与储能电站距离较远,需要通过变压器远程输电。图乙为远程输电示意图,升压变压器原线圈的电压为=200V,降压变压器原、副线圈的匝数比:=5:1。充电桩的额定电压为
220V、额定功率为11kW,输电线上的电阻r=10Ω,其余电阻不计,变压器均视为理想变压
器。充电桩正常工作时,下列说法正确的是()
A、 降压变压器的输入电压
B、 输电线上电阻r消耗的功率为500W
C、 升压变压器原副线圈匝数比
D、 升压变压器输入功率为12kW
解析:
A选项:依题意,220V,降压变压器原、副线圈的匝数比:=5:1,由有,A选项正确
B选项:充电桩的额定功率为11kW,且,得,且,则输电线上电阻r消耗的功率,B选项错误,
C选项:∵,100V,则,升压变压器原副线圈匝数比:200V:1:6,C选项错误
D选项:∵,1:6,则660A,升压变压器输入功率,D选项正确
综上此题选择AD
例4:如图,某光伏发电站输出频率为50HZ的交流电,经过理想变压器升压后,通过电阻r=18Ω的线路输送到电动汽车充电站,经原副线圈匝数比为48:1的理想降压变压器降压后给充电桩供电,每台充电桩输入电压为220V,输入电流为16A,则下列说法正确的是()
A、 充电桩输入的交流电周期为0.05s
B、 工作的充电桩越多,输电线损耗的电压越小
C、 只有一台充电桩工作时,输电线损耗的功率为2W
D、 10台充电桩同时工作时,降压变压器输出功率为35.2KW
解析:
A选项:输电过程,交变电流的周期频率不发生改变,则输出频率为f=50HZ,则输入的交流电输入频率也为0.05s,则充电桩输入的交流电周期T0.02s,A选项错误
B选项:工作的充电桩越多,则相当于用户增多,等效电阻减小,充电桩端电流增大,且匝数比,匝数比不变,则变大,因而输电线上损失的电压变大,则B选项错误
C选项:只有一台充电桩工作时,则充电桩端输入电流为16A,且理想降压变压器原副线圈匝数比为48:1,则输电线上电流,则输电线损耗的功率,则C选项正确
D选项:10台充电桩同时工作时,降压变压器的输出功率为,D选项正确
综上此题选择CD选项
例5:
某实验小组模拟输电网供电的装置如图所示,发电机产生的交变电流经升压、降压变压器传
输给用户,电阻并联在升压变压器原线圈a、b两端,降压变压器副线圈匝数可通过滑动触头P调节,输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻,用户端电阻为,>,不计其余电阻。已知发电机输出电压恒定,变压器均为理想变压器。下列说法正确的是()
A、 若的阻值增大,则用户端电阻消耗的功率减小
B、 若在用户端再并联一个电阻,则上消耗的功率增大
C、 若将滑片P向上滑动,则电阻消耗的功率减小
D、 若用户端电阻增大,则用户端消耗的功率先增大后减小
解析:由题意电阻并联在升压变压器原线圈a、b两端即两端电压为输出电压(与输出电源并联),降压变压器副线圈匝数可通过滑动触头P调节即降压变压器匝数比可变化
A选项:只改变的阻值,降压变压器匝数比的阻值增大→变小→变小→变小→变大→变大→用户端电阻消耗的功率变大,因此A选项错误
B选项:若在用户端再并联一个电阻即等效电阻变小,电流增大,且匝数比,匝数比不变,则变大,因而输电线上损失的功率变大,则B选项正确
C选项:若将滑片P向上滑动,则降压变压器匝数比变小,此处引入等效电阻:用户端电阻与匝数比的关系为则变小,输电线上的电流变大,则增大,则C选项错误
注意:改变降压变压器匝数比时或用户端电阻时,利用等效电阻法来分析会容易很多,通过,输电线上的电流,四条等式来判断
D选项:若用户端电阻增大,同理运用等效电阻法有,用户端电阻变大,变大→变小→降压变压器原线圈电压变大→变大,且增大的幅度大于增大的幅度,因此变大,则D选项错误
综上此题选择B选项
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