高考物理系统性复习 (考点分析) 第二节 变压器 远距离输电（附解析）.docxVIP

【考点分析】第二节变压器远距离输电

【考点一】理想变压器基本关系的应用

【典型例题1】(2022?重庆市西南大学附属中学高三(下)全真一)如图是手机无线充电器的模型，其工作原理与理想变压器相同，己知发射、接收线圈匝数比，C，D端输出电流，则A、B端输入电流的()

A．频率为 B．周期为

C．有效值为 D．最大值为

【解析】AB．变压器不改变周期和频率，所以周期为，频率为，故AB错误；

CD．C，D端输出电流的最大值为，由，可得A、B端输入电流的最大值为，A、B端输入电流的有效值为，故C正确，D错误。故选C。

【答案】C

【归纳总结】关于理想变压器的四点说明

1．变压器不能改变直流电压．

2．变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率．

3．理想变压器本身不消耗能量．

4．理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值．

【考点二】变压器原、副线圈的制约关系

【典型例题2】(2022?北京市西城区高三(下)一模)如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin100tV的交流电源上，副线圈接有R=11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．电压表的读数约为156V

B．电流表的读数为20.0A

C．原线圈的输入功率为1100W

D．副线圈输出交流电的周期为0.01s

【解析】A．交流电源的有效值，根据求得电压表的读数，A．错误；

B．R的电流，由可求得原线圈电流I1=5A，B错误；

C．原副线圈上的功率相等，副线圈的输出功率，原线圈的输入功率为1100W，C正确；

D．副线圈输出交流电的周期与原线圈的输入端的电流周期相等为，D错误．故选C。

【答案】C

【考点三】自耦变压器的原理分析

【典型例题3】自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为()

A．380V和5.3A B．380V和9.1A

C．240V和5.3A D．240V和9.1A

【解析】由eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)得U2＝eq\f(n2,n1)U1＝eq\f(1900,1100)×220V＝380V，由P1＝P2＝U1I1＝U2I2得I1＝eq\f(P2,U1)＝eq\f(2000,220)A≈9.1A，B正确．

【答案】B

【考点四】互感器的应用

【典型例题4】普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则()

A．ab接MN、cd接PQ，Iab<Icd

B．ab接MN、cd接PQ，Iab>Icd

C．ab接PQ、cd接MN，Iab<Icd

D．ab接PQ、cd接MN，Iab>Icd

【解析】高压输电线上的电流较大，测量时需把电流变小，根据eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，MN应接匝数少的线圈，故ab接MN，cd接PQ，且Iab>Icd，选项B正确．

【答案】B

【考点五】原线圈接入用电器的变压器问题分析

【典型例题5】(2022?江苏省南京市盐城市高三(上)一模)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1=1500、n2=500，在原、副线圈的回路中接有阻值均为10Ω的电阻R1、R2.，副线圈接有一理想交流电压表，a、b之间接有正弦交流电源，其电压u随时间t变化的图像如图乙所示。求：

(1)电阻R2中电流的频率f；

(2)交流电压表的读数U2。注：以上求得的结果均保留整数。

【解析】(1)根据图乙可知交流电的周期，根据

解得

电阻R2中电流的频率

(2)交流的最大值为

有效值为

根据，则

根据，解得

副线圈的电流，则原线圈的电流为

根据关系可得，解得

【答案】(1)；(2)

【考点六】变压器知识点的灵活应用

【典型例题6】(2022?山东省济南市高三(上)期末)如图所示，理想变压器原线圈与副线圈的匝数比为，ab端接交流电源，此时电路消耗的总功率为P。若将电阻与电阻R互换位置，电路消耗的总功率为2P，则与R的比值为()

A．2：7 B．7：2 C．1：4 D．4：1

【解析】设ab端输入的总电压为U