2017届高三物理一轮复习(word版)：第十章交变电流传感器(5)

解析：选ABD 原线圈的磁场都在铁芯中，所以原副线圈中的磁场相同，通过每匝线圈的磁通量也相同，选项A对。既然原副线圈是同一个磁场，那么原副线圈感应电流变化U1n1的频率就相等，选项B对。根据理想变压器＝，副线圈的灯泡正常发光即U2＝6 V，带

U2n2入得U1＝240 V，而额定电压指的是有效电压，所以变压器输入电压有效值是U1＝240 V，最大值不确定，选项C错。理想变压器输入功率等于输出功率即灯泡正常发光的额定功率40 W，选项D对。

要点二 理想变压器的动态分析

常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。

1．匝数比不变的情况(如图10-2-4所示)

图10-2-4

U1n1(1)U1不变，根据＝，输入电压U1决定输出电压U2，可以得出不论负载电阻R如

U2n2

何变化，U2不变。

(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，根据输出电流I2决定输入电流I1，可以判断I1的变化。

(3)I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1的变化。 2．负载电阻不变的情况(如图10-2-5所示)

图10-2-5

n1(1)U1不变，发生变化，U2变化。

n2(2)R不变，U2变化，I2发生变化。

U22

(3)根据P2＝和P1＝P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。

R[典例1] (多选)(2014·广东高考)如图10-2-6所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合电键S，下列说法正确的是( )

图10-2-6

A．P向下滑动时，灯L变亮

B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变 C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小 D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大

[解析] 由于U1保持不变，根据变压器的变压比可知，副线圈的输出电压U2不变，B项正确；P向下滑动时，灯泡L两端的电压不变，灯泡的亮度不变，A项错误；P向上滑动U22时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，副线圈电路的总电阻R变小，根据P2＝可知，变

R压器的输出功率变大，D项正确；由P1＝U1I1＝P2可知，变压器的输入电流增大，C项错误。

[答案] BD

[典例2] (多选)如图10-2-7甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R＝10 Ω，其余电阻均不计。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压。则下列说法中正确的有( )

图10-2-7

A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为31.1 V B．当单刀双掷开关与b连接且在0.01 s时，电流表示数为4.4 A C．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25 Hz D．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变大

[解析] 当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 V，选项A错误；当单刀双掷开关与b连接时，电流表示数为4.4 A，选项B正确；当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率仍为50 Hz，选项C错误；当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压增大，副线圈输出功率增大，原线圈的输入功率变大，选项D正确。

[答案] BD

[针对训练]

1．(多选)如图10-2-8所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，绕OO′轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动。滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有定值电阻R，从图示位置开始计时，下列判断正确的是( )

图10-2-8

A．电流表测得的是电流最大值

B．感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSω·sin ωt C．P向上移动时，电流表示数变大 D．P向上移动时，电流表示数变小

解析：选BD 电流表测得的是电流有效值，选项A错误；从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSω·sin ωt，选项B正确；P向上移动时，输出电压降低，电流表示数变小，选项C错误D正确。

2．(多选)如图10-2-9所示，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接电阻R0、R1和R2。电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示。当开关S闭合后( )

图10-2-9

A．V1、V2示数变小，变压器的输出功率减小 B．A1、A2示数变大，变压器的输出功率增大

C．A1示数不变、A2示数变大，变压器的输出功率减小 D．V1示数不变、V2示数变小，变压器的输出功率增大

解析：选BD 据题意，当开关闭合后，副线圈总电阻R减小，据闭合电路欧姆定律可U2知，副线圈总电流为：I2＝，其中r表示R1和R2并联后的总电阻，即电流表A2示数

R0＋rI1n2增加，据变压器原副线圈电流规律＝，匝数比恒定，I2增大，则原线圈电流I1增大，即

I2n1电流表A1示数增加；原线圈中输入电压U1不变，则电压表V1示数不变；副线圈两端电压也不变，电压表V2测量的是电阻R1电压，当电流增大时，电阻R0两端的电压增大，所以R1和R2并联后两端的电压减小，即V2示数减小；副线圈输出功率为P2＝U2I2，即输出功率增大，副线圈功率决定原线圈功率，所以原线圈功率也增大；故选项B、D正确。

要点三 远距离输电

1．理清三个回路

远距离输电电网间的基本结构，如图10-2-10所示。输电过程的电路被划分为三个独立

的回路，即电源回路、输送回路和用户回路。在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源，每个回路均可应用闭合电路欧姆定律、串并联电路的规律，而变压器的电压、电流、功率关系则是联系不同回路的桥梁。

图10-2-10

2．抓住两个联系

(1)理想的升压变压器联系了电源回路和输送回路，由理想变压器原理可得：线圈1(匝U1n1数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是：＝，I1n1＝I2n2，P1＝P2。

U2n2

(2)理想的降压变压器联系了输送回路和用户回路，由理想变压器原理可得：线圈3(匝U3n3

数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的关系是：＝，I3n3＝I4n4，P3＝P4。

U4n4

3．掌握一个能量守恒定律

发电机把机械能转化为电能，并通过导线将能量输送给线圈1，线圈1上的能量就是远程输电的总能量，在输送过程中，先被输送回路上的导线电阻损耗一小部分，剩余的绝大部分通过降压变压器和用户回路被用户使用消耗，所以其能量关系为P1＝P线损＋P用户。

[典例] (2014·浙江高考)如图10-2-11所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则( )

图10-2-11

I1U1A．用户端的电压为

I2B．输电线上的电压降为U

2

C．理想变压器的输入功率为I 1r

D．输电线路上损失的电功率为I1U

[解析] 理想变压器输入和输出功率相同，设用户端得到的电压为U2，则有I1U1＝U2I2，I1U1U2＝，选项A正确；输电线上的电压降为ΔU＝I1r，或者ΔU＝U－U1，选项B错误；

I2

2

理想变压器的输入功率为P＝I1U1，选项C错误；输电线路上损失的电功率为ΔP＝I 1r，选

项D错误。

[答案] A

[方法规律] 输电线路功率损失的计算方法

(1)P损＝P－P′，P为输送的功率，P′为用户得到的功率。 (2)P损＝I 线2R线，I线为输电线路上的电流，R线为线路电阻。 ΔU2

(3)P损＝，ΔU为输电线路上损失的电压，R线为线路电阻。

R线

(4)P损＝ΔUI线，ΔU为输电线路上损失的电压，I线为线路上的电流。

[易错提醒] 在远距离输电问题中，一般用P损＝I 线2R线计算线路功率损耗，其原因是IΔU2

则不常用，其原因是在一般情线可以由公式P输出＝I线U输出求出，而P损＝ΔUI线和P损＝R线况下，ΔU不易求出，且易将ΔU和U输出相混而造成错误。

[针对训练]

1．(2014·福建高考)图10-2-12为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1

＝n4＜n2＝n3，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻RL＞2R，忽略灯丝电阻随温度的变化。当A、B端接入低压交流电源时( )

图10-2-12

A．A1、A2两表的示数相同 B．L1、L2两灯泡的亮度相同 C．R1消耗的功率大于R3消耗的功率 D．R2两端的电压小于R4两端的电压

解析：选D 远距离输电过程中，应用高压输电能够减小输电线上的功率损失，R1上消耗的功率小于R3上消耗的功率，C项错；而比较两个不同输电回路，输电线电阻相同，由P损＝I2·2R可知，A1示数小于A2示数，A项错；根据欧姆定律可知，R2两端电压小于R4两端电压，D项正确；由于输电线上损失电压不同，故两灯泡两端电压不同，故亮度不同，B项错。

2．(2014·江苏高考)远距离输电的原理图如图10-2-13所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是( )

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