2025年高中物理试卷(带答案)第2讲　变压器　电能的输送.docx

第2讲变压器电能的输送

课程标准

素养目标

通过实验，探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系．知道远距离输电时通常采用高压输电的原因．

物理观念：知道变压器的工作原理，理解远距离输电的原理．

科学思维：掌握变压器的特点并能分析解决实际问题，会计算远距离输电线路损失的电压和功率．

考点一理想变压器原理及基本关系应用

【必备知识·自主落实】

1．构造：如图所示，变压器是由闭合________和绕在铁芯上的两个________组成的．

(1)原线圈：与______连接的线圈，也叫______线圈．

(2)副线圈：与______连接的线圈，也叫______线圈．

2．原理：线圈的________．

3．理想变压器的基本关系

副线圈与用电器断开时，无电流通过副线圈，但副线圈两端存在电压

(1)电压关系：________．

(2)电流关系：________．

变压器不能改变交变电流的频率

(3)功率关系：________．

【关键能力·思维进阶】

1．理想变压器的制约关系

电压

原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2，U2＝n2n

功率

副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入，P入＝P出

电流

副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1，I1＝n2n

2.含有多个副线圈的变压器

计算具有两个或两个以上副线圈的变压器问题时，需注意三个关系：

电压关系：U1n1＝U2n2

功率关系：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn

电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋…＋nnIn

考向1理想变压器的分析与计算

例1[2023·广东卷]用一台理想变压器对电动汽车充电．该变压器原、副线圈的匝数比为1∶2，输出功率为8.8kW，原线圈的输入电压u＝2202sin(100πt)V.关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是()

A．20A，50HzB．202A，50Hz

C．20A，100HzD．202A，100Hz

例2(多选)[2023·海南卷]如图是工厂利用u＝2202sin100πtV的交流电给36V照明灯供电的电路，理想变压器原线圈匝数为1100，下列说法正确的是()

A．电源电压有效值为2202V

B．交变电流的周期为0.02s

C．副线圈匝数为180

D．副线圈匝数为240

考向2原线圈接入用电器的变压器问题分析

例3[2024·重庆模拟预测]变压器是输配电的基础设备，广泛应用于工业、农业、交通、城市社区等．我国在网运行的变压器约1700万台，总容量约110亿千伏安．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，原线圈左侧输入如图乙所示的正弦式交流电，L1、L2是完全相同的灯泡．灯泡电阻值恒定，若灯泡L2能正常发光，则下列说法正确的是()

A．灯泡L1能正常发光

B．灯泡L2的额定电压为40V

C．灯泡L1、L2的实际功率之比为2∶1

D．通过灯泡L2的电流方向一秒改变50次

思维提升

原线圈含电阻的变压器问题分析技巧

(1)对于一组原、副线圈电路，电流与匝数成反比的规律成立，即I1I2

(2)电压与匝数成正比关系成立的条件：原线圈接有电阻时，关系式U1U2＝n1n2

(3)原线圈两端电压和与原线圈串联的电阻两端电压之和等于电源电压．

考向3多副线圈变压器问题分析

例4[2024·湖北十堰调研]

如图所示，理想变压器原线圈所在电路的输入端接有电压有效值为220V的正弦交变电流，匝数为30的副线圈2与规格为“12V36W”的灯泡L1连接，副线圈3与规格为“18V54W”的灯泡L2连接，原线圈与额定电压为40V的灯泡L连接．若电路接通时，三个灯泡均正常发光，则下列说法正确的是()

A．原线圈1两端的电压为220V

B．原线圈1的匝数为450

C．副线圈3的匝数为50

D．通过灯泡L的电流有效值为1A

考向4理想变压器的动态分析

例5[2024·广东模拟预测]随着社会发展，人民生活水平的提高，电能在工业、农业、国防、科研和人民生活中，以及在国民经济的其他各个部门中，将愈来愈广泛的应用，它既能大大地提高劳动生产率，改善劳动条件，又能提高人们的物质生活和文化生活水平．远程输电、电网监控、用电安全等等，都是提高电网运行效率，实现可靠供电，并对其的安全状况进行掌控的极其重要环节．如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝Umsinωt，通过单刀双掷开关S1可改变变压器原线圈的匝数，电路中R1、R2、R3为定值电阻，R是滑动变阻器，V是理想交流电压表，示数用U表示，A是理想交流电流表，示数用I表示，下列说法正确的是()

A．I表示电流的瞬时值，U表示电压的最大值

B．若将