第2讲 变压器 电能的输送-2027年高考物理第二轮复习优质课件（全国通用）

这是一份第2讲 变压器 电能的输送-2027年高考物理第二轮复习优质课件（全国通用），共63页。PPT课件主要包含了夯实必备知识，研透核心考点，提升素养能力等内容，欢迎下载使用。
1.知道变压器的工作原理，掌握变压器的特点，并能分析、解决实际问题。2.知道远距离输电时通常采用高压输电的原因。会对远距离输电线路中各物理量分析和计算。
基础自测1.(人教版选择性必修第二册P62T4改编)变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。街头见到的变压器是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，则(　　)A.副线圈的导线应当粗些，且副线圈的匝数少B.副线圈的导线应当粗些，且副线圈的匝数多C.原线圈的导线应当粗些，且原线圈的匝数少D.原线圈的导线应当粗些，且原线圈的匝数多
解析　因为街头见到的变压器是降压变压器，可知原线圈的匝数比副线圈的匝数多，即n1>n2;变压器原、副线圈的电流之比等于匝数之反比，则副线圈的电流大于原线圈的电流，所以副线圈的导线要粗，原线圈的导线要细，B、C、D错误，A正确。
2.(人教版选择性必修第二册P67T4改编)如果用220 V和11 kV两种电压来输电，设输送的电功率、输电线上功率损失、导线的长度和电阻率都相同，则两次输电导线的横截面积之比为(　　)A.1∶2 500B.2 500∶1C.1∶250D.250∶1
考点二　理想变压器的动态分析
考点一　理想变压器的原理和应用
1.理想变压器的制约关系
例2 (2025·云南卷，8改编)电动汽车充电桩的供电变压器(视为理想变压器)示意图如图所示。变压器原线圈的匝数为n1，输入电压U1=1.1 kV;两副线圈的匝数分别为n2和n3，输出电压U2=U3=220 V。当Ⅰ、Ⅱ区充电桩同时工作时，两副线圈的输出功率分别为7.0 kW和3.5 kW，下列说法正确的是(　　) A.n1∶n2=5∶1B.n1∶n3=1∶5C.变压器的输入功率为10 kWD.两副线圈输出电压最大值均为220 V
考向　　匝数比不变、负载变化的情况
例3 (2026·江苏徐州期末)如图所示，理想变压器a、b端接稳压交流电源，电流表、电压表均为理想电表，R1为热敏电阻(阻值随温度升高而减小)，R2为定值电阻。当温度升高时(　　) A.电压表示数增大B.电流表示数减小C.交流电源的输出功率增大D.定值电阻R2的热功率减小
考向　　负载电阻不变、匝数比变化的情况
例4 (2026·江苏南京期末)如图所示，匝数为20匝、面积为10 cm2的交流发电机线圈在磁感应强度为1 T的匀强磁场中匀速转动。线圈平面与磁场平行时开始计时，通过一理想自耦变压器对外供电，线圈转动角速度为50 rad/s，线圈内阻不计，电压表为理想电压表。则下列说法正确的是(　　)
1.理清三个回路(如图所示)
例5 (2025·广东卷，2)如图所示，某光伏电站输出功率1 000 kW、电压400 V的交流电，经理想变压器升压至10 kV后，通过输电线输送到变电站，输电线的等效电阻R为5 Ω。下列说法正确的是(　　) A.变压器原、副线圈匝数比为1∶100B.输电线上由R造成的电压损失为500 VC.变压器原线圈中的电流为100 AD.变压器原、副线圈中电流的频率不同
解析　设变压器原线圈的匝数为n1、副线圈的匝数为n2，变压器原线圈两端的电压为U1、副线圈两端的电压为U2，变压器原线圈中的电流为I1、副线圈中的电流为I2，
变压器不能改变交变电流的频率，原、副线圈中的电流的频率相同，D错误。
对点练1　理想变压器的原理和应用1.(2025·福建卷，2)某理想变压器如图甲，原、副线圈匝数比4∶1，输入电压随时间的变化图像如图乙，R1的阻值为R2的2倍，则(　　)
A.交变电流的周期为2.5 sB.电压表示数为12 VC.副线圈干路的电流为R1电流的2倍D.原、副线圈功率之比为4:1
2.(2026·江苏南京期中)如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为11∶2，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交变电流，副线圈通过电流表与负载电阻R相连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表，下列说法正确的是(　　) A.变压器输出电压的最大值是40 VB.t=0.01 s时，电流表的示数是0C.变压器副线圈输出的交变电流的频率为0.5 HzD.若电流表的示数为1 A，则负载电阻R的阻值为40 Ω
对点练2　理想变压器的动态分析4.(2026·江苏无锡期中)如图所示，M是理想变压器，将a、b接在正弦交流电源上。变压器右侧为一火警报警系统原理图，其中RT为用半导体热敏材料制成的传感器(其电阻率随温度升高而减小)，R1、R2为定值电阻。当传感器RT所在处出现火警时，以下说法正确的是(　　)
A.电流表A1的示数不变，电流表A2的示数增大B.电流表A1的示数增大，电流表A2的示数减小C.电压表V1的示数增大，电压表V2的示数增大D.电压表V1的示数不变，电压表V2的示数不变
5.(2024·全国甲卷，19改编)如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻R0和R1、开关S。S处于闭合状态，在原线圈电压U0不变的情况下，为提高R1的热功率，可以(　　) A.保持T不动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动B.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变C.将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动D.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动
7.(2026·江苏南京期中)如图甲，发电站输出正弦式交变电流的功率为P=150 kW，电压为U1=300 V，利用图乙所示电路进行远距离输电，T1、T2均为理想变压器。已知输电线电阻R=30 Ω，输电线上损失的功率ΔP=3 kW，次级发电站两端的电压为U4=300 V，则(　　) A.输电线上的电流I2=100 AB.变压器T2原线圈的电压U3=3×104 VC.变压器T1原、副线圈的匝数比为1∶50D.变压器T2原、副线圈的匝数比为99∶1
B级　综合提升练8.(2025·江苏苏州模拟)钳形电流测量仪的结构图如图所示，其铁芯在捏紧扳手时会张开，可在不切断被测载流导线的情况下，通过内置线圈中的电流值I和匝数n获知载流导线中的电流大小I0，下列说法正确的是(　　)
9.(2026·江苏海安中学模拟)如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数为n1，连接一个理想交流电流表，副线圈接入电路的匝数n2可以通过滑片P调节，副线圈接有定值电阻R0和压敏电阻R，压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。将质量为m的物块置于压敏电阻上，保持原线圈输入的交流电压不变。下列说法正确的是(　　)
A.只减小物块对R的压力，电流表的示数减小B.只增大物块对R的压力，R0两端的电压增大C.只将滑片P向左滑动，电流表的示数增大D.只将滑片P向右滑动，R0两端的电压增大
解析　只减小物块对R的压力，则R阻值减小，次级电阻减小，次级电流变大，则初级电流变大，即电流表的示数变大，A错误;只增大物块对R的压力，则R阻值变大，因次级电压不变，可知R0两端的电压减小，B错误;只将滑片P向左滑动，次级匝数减少，则次级电压减小，次级电流减小，根据P=UI可知次级功率减小，则初级功率也减小，初级电流减小，即电流表的示数减小，C错误;只将滑片P向右滑动，次级匝数增加，则次级电压变大，则R0两端的电压增大，D正确。
11.(2026·江苏南通期中)用内阻为r=1 Ω的发电机给学校照明供电。如图所示，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻R=4 Ω。全校共22个班，每班有“220 V　40 W”的灯6盏，电灯全部都能正常发光，求:
(1)降压变压器输出的电流I4;(2)发电机的输出功率P;(3)发电机的电动势E。答案　(1)24 A　(2)5 424 W　(3)250 V