第十三章　交變電流　電磁振蕩與電磁波　傳感器 第68課時(shí)　變壓器　電能的輸送　雙基落實(shí)課

第68課時(shí)變壓器電能的輸送[雙基落實(shí)課]CONTENTS03立足“四層”·夯基礎(chǔ)概念公式定理著眼“四翼”·探考點(diǎn)題型規(guī)律方法聚焦“素養(yǎng)”·提能力巧學(xué)妙解應(yīng)用01立足“四層”·夯基礎(chǔ)概念公式定理

變壓器是電能輸送的必備設(shè)備，如圖所示是電能輸送的簡單示

意圖。判斷下列說法正誤：（1）變壓器對恒定直流沒有變壓作用。

（

√

）（2）變壓器能改變交變電流的頻率。

（

×

）（3）工廠用電設(shè)備接得越多，輸電線上的電流越大，輸電線路損耗

越大。

（

√

）（4）當(dāng)所有用戶的用電器全部斷電時(shí)，低壓變電站變壓器的副線圈

中電流為零，副線圈兩端電壓也為零。

（

×

）√×√×02著眼“四翼”·探考點(diǎn)題型規(guī)律方法

B.交變電流的周期為0.02sC.副線圈匝數(shù)為180匝D.副線圈匝數(shù)為240匝考點(diǎn)一

理想變壓器的原理及應(yīng)用

[素養(yǎng)自修類

D.原線圈的輸入功率為800W

3.【多個(gè)副線圈的變壓器電路】（多選）（2021·河北高考8題）如圖，發(fā)電機(jī)的矩形線圈長為2L、

寬為L，匝數(shù)為N，放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，理想

變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n0、n1和n2，兩個(gè)副線圈分別接有

電阻R1和R2，當(dāng)發(fā)電機(jī)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，理想電流表讀

數(shù)為I，不計(jì)線圈電阻，下列說法正確的是（

）

4.【電流互感器與電壓互感器】（多選）如圖所示，L1和L2是輸電線，甲、乙是兩個(gè)互感器（可視為理想變壓器），其中的線圈匝數(shù)關(guān)系為n1∶n2＝200∶1，n3∶n4＝1∶100，電流表和電壓表均為理想交流電表。下列說法正確的是（

）A.甲是電流互感器，乙是電壓互感器B.甲是電壓互感器，乙是電流互感器C.若V表示數(shù)為30V，則輸電線兩端的電壓最大值為6000VD.若A表示數(shù)為5A，則通過輸電線的電流有效值為500A

1.關(guān)于理想變壓器的四點(diǎn)說明（1）變壓器不能改變直流電壓。（2）變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流

的頻率。（3）理想變壓器本身不消耗能量。（4）理想變壓器基本關(guān)系中的U1、U2、I1、I2均為有效值。2.分析變壓器電路的兩個(gè)難點(diǎn)（1）分析原線圈串聯(lián)負(fù)載的變壓器電路問題時(shí)要注意：變壓器的

輸入電壓不等于電源的電壓，而是等于電源電壓減去串聯(lián)負(fù)

載的電壓，即U1＝U源－U串。（2）分析含有二極管的變壓器電路問題時(shí)要注意：理想二極管具

有單向?qū)щ娦?，正弦式交變電流通過二極管后會變成半波直

流電流，對應(yīng)的有效值會發(fā)生變化。3.含有多個(gè)副線圈的變壓器計(jì)算具有兩個(gè)或兩個(gè)以上副線圈的變壓器問題時(shí)，需注意三個(gè)

關(guān)系：

（2）功率關(guān)系：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn。（3）電流關(guān)系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋…＋nnIn?？键c(diǎn)二

理想變壓器的動態(tài)分析問題

[多維探究類]考法一

匝數(shù)比不變、負(fù)載變化【典例1】

（2021·湖南高考6題）如圖，理想變壓器原、副線圈匝

數(shù)比為n1∶n2，輸入端C、D接入電壓有效值恒定的交變電源，燈泡

L1、L2的阻值始終與定值電阻R0的阻值相同。在滑動變阻器R的滑片

從a端滑動到b端的過程中，兩個(gè)燈泡始終發(fā)光且工作在額定電壓以

內(nèi)，下列說法正確的是（

）A.L1先變暗后變亮，L2一直變亮B.L1先變亮后變暗，L2一直變亮C.L1先變暗后變亮，L2先變亮后變暗D.L1先變亮后變暗，L2先變亮后變暗

【解題技法】

匝數(shù)比不變、負(fù)載變化的分析思路

（2）當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，I2變化，根據(jù)輸出電流I2決定輸入電流

I1，可以判斷I1的變化。（3）I2變化引起P2變化，根據(jù)P1＝P2，可以判斷P1的變化?？挤ǘ?/p>

匝數(shù)比改變、負(fù)載不變【典例2】

如圖所示，原、副線圈匝數(shù)比為100∶1的理想變壓器，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1＝310sin（314t）（V），則（

）A.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為3.1VB.副線圈兩端的電壓頻率為50HzC.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，原線圈輸入功率變小D.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)均變小

【解題技法】

負(fù)載電阻不變、匝數(shù)比變化的分析思路

（2）R不變，U2變化，I2發(fā)生變化。

考點(diǎn)三

電能的輸送

[互動共研類]1.理清三個(gè)回路2.抓住兩個(gè)聯(lián)系

3.明確三個(gè)關(guān)系式（聯(lián)系兩個(gè)變壓器的紐帶）

（2）電壓：U2＝ΔU＋U3。（3）電流：I2＝I線＝I3。【典例3】

（2023·山東高考7題）某節(jié)能儲能輸電網(wǎng)絡(luò)如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1＝250V，輸出功率為500kW。降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4＝50∶1，輸電線總電阻R＝62.5Ω，其余線路電阻不計(jì)，用戶端電壓U4＝220V，功率為88kW，所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是（

）A.發(fā)電機(jī)的輸出電流為368AB.輸電線上損失的功率為4.8kWC.輸送給儲能站的功率為408kWD.升壓變壓器的匝數(shù)比n1∶n2＝1∶44

1.【電能的輸送電路分析】（2020·浙江7月選考11題）如圖所示，某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率P＝100kW，發(fā)電機(jī)的電壓U1＝250V，經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻R線＝8Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為U4＝220V。已知輸電線上損失的功率P線＝5kW。假設(shè)兩個(gè)變壓器均是理想變壓器，下列說法正確的是（

）A.發(fā)電機(jī)輸出的電流I1＝40AB.輸電線上的電流I線＝625AC.降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4＝90∶11D.用戶得到的電流I4＝455A

2.【電能輸送電路的動態(tài)分析】（多選）圖甲為某小型水電站的電能輸送示意圖，其輸入電壓如圖

乙所示。輸電線總電阻為r，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、

n2，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n3、n4（變壓器均為理想變

壓器）。降壓變壓器右側(cè)部分為一火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（報(bào)警器未畫

出），R0和R1為定值電阻，R為半導(dǎo)體熱敏電阻，其阻值隨溫度的

升高而減小，下列說法正確的是（

）C.R處出現(xiàn)火警時(shí)，輸電線上的電流增大D.R處出現(xiàn)火警時(shí)，電壓表

的示數(shù)增大

03聚焦“素養(yǎng)”·提能力巧學(xué)妙解應(yīng)用考點(diǎn)一

理想變壓器的原理及應(yīng)用1.（2022·北京高考4題）某理想變壓器的原線圈接在220V的正弦交流

電源上，副線圈輸出電壓為22000V，輸出電流為300mA。該變壓

器（

）A.原、副線圈的匝數(shù)之比為100∶1B.輸入電流為30AD.原、副線圈交流電的頻率之比為1∶100123456789101112

1234567891011122.（2022·山東高考4題）如圖所示的變壓器，輸入電壓為220V，可輸

出12V、18V、30V電壓，匝數(shù)為n1的原線圈中電壓隨時(shí)間變化為u

＝Umcos（100πt）。單匝線圈繞過鐵芯連接交流電壓表，電壓表的

示數(shù)為0.1V。將阻值為12Ω的電阻R接在BC兩端時(shí)，功率為12

W。下列說法正確的是（

）A.n1為1100匝，Um為220VB.BC間線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為1.4AC.若將R接在AB兩端，R兩端的電壓為18V，頻率為100HzD.若將R接在AC兩端，流過R的電流為2.5A，周期為0.02s123456789101112

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A.僅將P順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到合適位置B.僅將P逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到合適位置C.僅將燈泡并聯(lián)一個(gè)阻值為144Ω的電阻D.僅將燈泡串聯(lián)一個(gè)阻值為144Ω的電阻123456789101112

123456789101112考點(diǎn)二

理想變壓器的動態(tài)分析問題4.（2021·湖北高考6題）如圖所示，理想變壓器原線圈接入電壓恒定

的正弦交流電，副線圈接入最大阻值為2R的滑動變阻器和阻值為R

的定值電阻。在變阻器滑片從a端向b端緩慢移動的過程中（

）A.電流表A1示數(shù)減小B.電流表A2示數(shù)增大C.原線圈輸入功率先增大后減小D.定值電阻R消耗的功率先減小后增大123456789101112

1234567891011125.（2021·福建高考3題）某住宅小區(qū)變壓器給住戶供電的電路示意圖

如圖所示，圖中R為輸電線的總電阻。若變壓器視為理想變壓器，

所有電表視為理想電表，不考慮變壓器的輸入電壓隨負(fù)載變化，則

當(dāng)住戶使用的用電器增加時(shí)，圖中各電表的示數(shù)變化情況是（

）A.A1增大，V2不變，V3增大B.A1增大，V2減小，V3增大C.A2增大，V2增大，V3減小D.A2增大，V2不變，V3減小123456789101112

1234567891011126.如圖所示，理想變壓器的原線圈連接一個(gè)r＝9Ω的電阻，且原線圈

匝數(shù)n1可以通過滑片P來調(diào)節(jié)，在副線圈兩端連接了R＝16Ω的電

阻，副線圈匝數(shù)n2＝1000匝。在原線圈上加一輸出電壓恒定的正弦

交流電，下列說法正確的是（

）A.若交流電的周期增大，則變壓器的輸出功率增大B.滑片P向上移動，則電阻R消耗的功率一定減小C.滑片P向下移動，則流過電阻r的電流減小D.當(dāng)n1＝750匝時(shí)，電阻R消耗的功率最大123456789101112

123456789101112考點(diǎn)三

電能的輸送7.（2023·浙江6月選考7題）我國1100kV特高壓直流輸電工程的送電

端用“整流”設(shè)備將交流變換成直流，用戶端用“逆變”設(shè)備再將

直流變換成交流。下列說法正確的是（

）A.送電端先升壓再整流B.用戶端先降壓再變交流C.1100kV是指交流電的最大值D.輸電功率由送電端電壓決定123456789101112解析：

變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，因此升壓變壓器和

降壓變壓器原線圈兩端的電壓均為交流電壓，所以送電端先升壓再

整流，用戶端先變交流再降壓，A正確，B錯(cuò)誤；1100kV指的是交

流電的有效值，C錯(cuò)誤；由遠(yuǎn)距離輸電的原理可知，輸電功率由用

戶端決定，D錯(cuò)誤。123456789101112

A.通過用電器R0的電流有效值是20AB.當(dāng)用電器R0的阻值減小時(shí)，輸電線損耗的功率也隨著減小C.發(fā)電機(jī)中的電流變化頻率為100HzD.升壓變壓器的輸入功率為4650W123456789101112

1234567891011129.（多選）（2021·山東高考9題）輸電能耗演示電路如圖所示。左側(cè)

變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶3，輸入電壓為7.5V的正弦交流電。

連接兩理想變壓器的導(dǎo)線總電阻為r，負(fù)載R的阻值為10Ω。開關(guān)S

接1時(shí)，右側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，R上的功率為10W；

接2時(shí)，匝數(shù)比為1∶2，R上的功率為P。以下判斷正確的是（

）A.r＝10ΩB.

r＝5ΩC.P＝45WD.

P＝22.5W123456789101112

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123456789101112A.t＝1s時(shí)，電壓表示數(shù)為零B.線圈n1為原線圈C.R2的滑片向下移動，小燈泡上的電流減小D.當(dāng)R2＝1Ω時(shí)，R2上消耗的功率最大123456789101112

12345678910111211.如圖所示為某小