2024-2025人教高中物理同步講義練習選擇性必修二3.3變壓器（含答案）（人教2019選擇性必修二）3.3變壓器基礎導學要點一、變壓器的原理1．變壓器的構造由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成，如圖所示。(1)原線圈：與交流電源連接的線圈，也叫初級線圈。(2)副線圈：與負載連接的線圈，也叫次級線圈。2．原理：互感現象是變壓器的工作基礎。原線圈中電流的大小、方向不斷變化，在鐵芯中激發的磁場也不斷變化，變化的磁場在副線圈中產生感應電動勢。3．作用：改變交變電流的電壓，不改變交變電流的周期和頻率。4．注意(1)變壓器不改變交變電流的周期和頻率。(2)變壓器只對變化的電流起作用，對恒定電流不起作用。(3)變壓器的兩個線圈之間通過磁場聯系在一起，兩個線圈間是絕緣的。要點二、電壓與匝數的關系1．理想變壓器(1)定義：沒有能量損失的變壓器。(2)特點①變壓器鐵芯內無漏磁。②原、副線圈不計內阻，即不產生焦耳熱。③鐵芯中不產生渦流。2．原、副線圈的電壓關系(1)對理想變壓器，原、副線圈中每一匝線圈都具有相同的eq\f(ΔΦ,Δt)，根據法拉第電磁感應定律有E1＝n1eq\f(ΔΦ,Δt)，E2＝n2eq\f(ΔΦ,Δt)，所以eq\f(E1,E2)＝eq\f(n1,n2)。(2)由于不計原、副線圈的電阻，因此原線圈兩端的電壓U1＝E1，副線圈兩端的電壓U2＝E2，所以eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)。當有多組線圈時，則有eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)…3．兩類變壓器(1)降壓變壓器：副線圈的電壓比原線圈電壓低的變壓器。(2)升壓變壓器：副線圈的電壓比原線圈電壓高的變壓器。要點突破突破一：變壓器和分壓器變壓器和分壓器都能起到改變電壓的作用，但二者有著本質區別，如圖所示。1．變壓器是一種電感性儀器，是根據電磁感應原理工作的；而分壓器是一種電阻性儀器，是根據電阻串聯分壓原理工作的。2．變壓器只能改變交流電壓，不能改變直流電壓；而分壓器既可改變交流電壓，也可改變直流電壓。3．變壓器可以使交流電壓升高或降低；而分壓器不能使電壓升高。4．對于理想變壓器，電壓與線圈匝數成正比，即Uab∶Ucd＝n1∶n2；而對于分壓器，電壓與電阻成正比，即Uef∶Ugh＝Ref∶Rgh。5．若在cd間、gh間分別接入負載電阻R0后，對于變壓器，Ucd不隨R0的變化而變化；而對于分壓器，Ugh將隨R0的增大而增大，隨R0的減小而減小。6．理想變壓器工作時，穿過鐵芯的磁通量是一定的，線圈兩端的電壓遵循法拉第電磁感應定律，兩線圈中存在E1＝n1eq\f(ΔΦ,Δt)，E2＝n2eq\f(ΔΦ,Δt)；而分壓器工作時，回路電流為定值，遵循歐姆定律，即Uef＝IRef，Ugh＝IRgh。7．理想變壓器的輸入功率隨輸出功率的變化而變化，且始終相等，即P入＝P出；而分壓器空載時，輸入功率P入＝I2Ref不變。突破二：理想變壓器的動態變化問題1.變壓器的動態電路分析一是要符合變壓器的基本規律(電壓、電流、功率關系)；二是要遵循歐姆定律。首先確定是哪些量在變，哪些量不變，然后根據相應的規律判斷，具體問題具體分析。2．需要注意的幾點(1)負載增多，不等于電阻變大。并聯的負載增多對應用電器增多，消耗功率增大，其總電阻減小。(2)負載發生變化時，電流和電壓如何變化的判斷：先要由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)判斷U2是否變化，再根據U2及負載電阻變大或變小的情況，由歐姆定律確定線圈中的電流I2的變化情況，最后再由P入＝P出判斷原線圈中電流的變化情況。3．動態問題的分析思路可表示為突破三：理想變壓器的制約關系(1)電壓制約：當變壓器原、副線圈的匝數比eq\f(n1,n2)一定時，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，即U2＝eq\f(n2U1,n1).(2)功率制約：P出決定P入，P出增大，P入增大；P出減小，P入減小；P出為0，P入為0.(3)電流制約：當變壓器原、副線圈的匝數比eq\f(n1,n2)一定，且輸入電壓U1確定時，副線圈中的輸出電流I2決定原線圈中的電流I1，即I1＝eq\f(n2I2,n1)(只有一個副線圈時)．突破四：常見的變壓器1．自耦變壓器如下圖所示．鐵芯上只繞一個線圈，低壓線圈是高壓線圈的一部分，既可以作為升壓變壓器使用，也可以作為降壓變壓器使用．2．電壓互感器(1)構造：小型降壓變壓器，如下圖(a)．(2)接法：原線圈并聯在高壓電路中，副線圈接電壓表；為了安全，外殼和副線圈應接地．(3)作用：將高電壓變為低電壓，通過測量低電壓，計算出高壓電路的電壓．3．電流互感器(1)構造：小型升壓變壓器，如圖(b)．(2)接法：原線圈串聯在被測電路中，副線圈接電流表；為了安全，外殼和副線圈應接地．(3)作用：將大電流變成小電流，通過測量小電流，計算出被測電路中的大電流．典例精析題型一：理想變壓器規律的應用例一．如圖所示，一理想變壓器原副線圈的匝數比為1∶2；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V，額定功率為22W；原線圈電路中接有電壓表和電流表．現閉合開關，燈泡正常發光。若用U和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數，則()A．U＝110V，I＝0.2AB．U＝110V，I＝0.05AC．U＝110eq\r(2)V，I＝0.2AD．U＝110eq\r(2)V，I＝0.2eq\r(2)A變式遷移1：一輸入電壓為220V，輸出電壓為36V的變壓器副線圈燒壞．為獲知此變壓器原、副線圈匝數，某同學拆下燒壞的副線圈，用絕緣導線在鐵芯上新繞上5匝線圈，如圖所示，然后將原線圈接到220V交流電源上，測得新繞線圈的端電壓為1V．按理想變壓器分析，該變壓器燒壞前的原、副線圈匝數分別為()A．1100,360 B．1100,180C．2200,180 D．2200,360題型二：理想變壓器的動態分析問題例二．如下圖所示為一理想變壓器，S為單刀雙擲開關，P為滑動變阻器的滑動觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流強度，則()A．保持U1及P的位置不變，S由a合到b時，I1將增大B．保持P的位置及U1不變，S由b合到a時，R消耗的功率減小C．保持U1不變，S合在a處，使P上滑，I1將增大D．保持P的位置不變，S合在a處，若U1增大，I1將增大變式遷移2：為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2，導線電阻不計，如圖所示．當開關S閉合后()A．A1示數變大，A1與A2示數的比值不變B．A1示數變大，A1與A2示數的比值變大C．V2示數變小，V1與V2示數的比值變大D．V2示數不變，V1與V2示數的比值不變強化訓練選擇題1、小愛同學將一理想變壓器的原線圈接入的正弦交流電后，用理想交流電壓表測得其副線圈兩端的電壓為，為了得到原、副線圈的匝數，在變壓器副線圈外用絕緣導線繞了兩圈，測得這兩圈導線兩端的電壓為。下列說法正確的是（）A．副線圈上電壓的最大值為B．原線圈的匝數為匝C．原線圈的匝數為匝D．若在副線圈兩端接一標有“”的燈泡，則原線圈中的電流為2、如圖甲所示電路中，為標有“4V2W”字樣的小燈泡，、為兩只標有“8V6W”字樣的相同燈泡，變壓器為理想變壓器，各電表為理想電表，當端接如圖乙所示的交變電壓時，三只燈泡均正常發光。下列說法正確的是（）A．電流表的示數為0.75A B．交變電壓的最大值C．變壓器原、副線圈的匝數之比為3∶1 D．電壓表的示數為16V3、如圖所示的電路圖中，變壓器為理想變壓器，原線圈匝數n1=600匝，裝有熔斷電流為0.5A的保險絲，副線圈匝數n2=120匝。當原線圈接在180V的正弦式交流電源上時，要使整個電路正常工作，則副線圈（）A．可接電阻為12Ω的電烙鐵 B．可接電容器的耐壓值最大為36VC．可并聯接“36V

25W”的安全燈三盞 D．可串聯量程為0.6A的電流表測量副線圈電流4、如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數比為n1：n2，輸入端C、D接入電壓有效值恒定的交變電源。剛開始，滑動變阻器滑片在a端，L1、L2兩燈均發光，在滑動變阻器R的滑片從a端滑動到b端的過程中，兩個燈泡始終工作在額定電壓以內，下列說法正確的是（）A．L1變暗，L2變亮B．L1變亮，L2變亮C．L1變暗，L2變暗D．L1變亮，L2變暗5、圖乙是降壓變壓器圖甲給用戶供電的電路示意圖，表示輸電線的總電阻、假設用戶端為純電阻用電器，總電阻為R。若變壓器視為理想變壓器、輸入電壓恒定，電表視為理想電表，當用戶使用的用電器減少時，則（）A．用戶總電阻R減少 B．電壓表示數增大C．用電器R兩端電壓升高 D．電流表示數保持不變6、如圖所示，理想變壓器原線圈輸入電壓，副線圈電路中為定值電阻，R是滑動變阻器，和是理想交流電壓表，示數分別用和表示；和是理想交流電流表，示數分別用和表示，變壓器原副線圈匝數分別為和。下列說法正確的是（）A．B．C．滑片P向下滑動過程中，不變、變大D．滑片P向下滑動過程中，變小、變小7、如圖所示，交流發電機的矩形線圈在勻強磁場中繞垂直磁場的虛線軸以恒定的轉速勻速轉動。電路中理想變壓器副線圈接入電路的匝數可通過單刀雙開關改變，開始時開關S置于位置1，電流表、電壓表均為理想電表，下列說法正確的是（）A．圖示位置線圈產生的感應電動勢為零 B．只將S從1撥向2時，電流表示數變大C．只將R的滑片上移，電流表示數變大 D．只將R的滑片上移，的電功率變小8、如圖，理想變壓器副線圈匝數為2000匝，原線圈匝數為1000匝。副線圈接有一個阻值為的燈泡，繞過鐵芯的單匝線圈接有一理想交流電壓表，示數為。則交流電流表的示數為（）A． B． C． D．9、一交流發電機產生的感應電動勢圖像如圖所示，該交流電通過一自耦變壓囂對一電阻供電，不計發電機內阻，則下列說法正確的是（）A．電壓表V示數為12VB．電阻中電流方向每秒鐘改變100次C．t=0.05s時發電機線圈平面與磁場方向垂直D．當自耦變壓器滑片P向上滑動時，電阻消耗的功率減小二、解答題10、圖甲為某同學設計的充電裝置示意圖，線圈ab匝數為n＝100匝，面積為S＝10－3m2，勻強磁場方向垂直于線圈平面，磁感應強度隨時間按正弦規律變化，如圖乙所示。理想變壓器副線圈接充電器，已知額定電壓為6V的充電器恰能正常工作，不計線圈電阻。求：（1）線圈ab中的最大感應電動勢Em；（2）變壓器原、副線圈匝數比n1：n2。3.3變壓器基礎導學要點一、變壓器的原理1．變壓器的構造由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成，如圖所示。(1)原線圈：與交流電源連接的線圈，也叫初級線圈。(2)副線圈：與負載連接的線圈，也叫次級線圈。2．原理：互感現象是變壓器的工作基礎。原線圈中電流的大小、方向不斷變化，在鐵芯中激發的磁場也不斷變化，變化的磁場在副線圈中產生感應電動勢。3．作用：改變交變電流的電壓，不改變交變電流的周期和頻率。4．注意(1)變壓器不改變交變電流的周期和頻率。(2)變壓器只對變化的電流起作用，對恒定電流不起作用。(3)變壓器的兩個線圈之間通過磁場聯系在一起，兩個線圈間是絕緣的。要點二、電壓與匝數的關系1．理想變壓器(1)定義：沒有能量損失的變壓器。(2)特點①變壓器鐵芯內無漏磁。②原、副線圈不計內阻，即不產生焦耳熱。③鐵芯中不產生渦流。2．原、副線圈的電壓關系(1)對理想變壓器，原、副線圈中每一匝線圈都具有相同的eq\f(ΔΦ,Δt)，根據法拉第電磁感應定律有E1＝n1eq\f(ΔΦ,Δt)，E2＝n2eq\f(ΔΦ,Δt)，所以eq\f(E1,E2)＝eq\f(n1,n2)。(2)由于不計原、副線圈的電阻，因此原線圈兩端的電壓U1＝E1，副線圈兩端的電壓U2＝E2，所以eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)。當有多組線圈時，則有eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)…3．兩類變壓器(1)降壓變壓器：副線圈的電壓比原線圈電壓低的變壓器。(2)升壓變壓器：副線圈的電壓比原線圈電壓高的變壓器。要點突破突破一：變壓器和分壓器變壓器和分壓器都能起到改變電壓的作用，但二者有著本質區別，如圖所示。1．變壓器是一種電感性儀器，是根據電磁感應原理工作的；而分壓器是一種電阻性儀器，是根據電阻串聯分壓原理工作的。2．變壓器只能改變交流電壓，不能改變直流電壓；而分壓器既可改變交流電壓，也可改變直流電壓。3．變壓器可以使交流電壓升高或降低；而分壓器不能使電壓升高。4．對于理想變壓器，電壓與線圈匝數成正比，即Uab∶Ucd＝n1∶n2；而對于分壓器，電壓與電阻成正比，即Uef∶Ugh＝Ref∶Rgh。5．若在cd間、gh間分別接入負載電阻R0后，對于變壓器，Ucd不隨R0的變化而變化；而對于分壓器，Ugh將隨R0的增大而增大，隨R0的減小而減小。6．理想變壓器工作時，穿過鐵芯的磁通量是一定的，線圈兩端的電壓遵循法拉第電磁感應定律，兩線圈中存在E1＝n1eq\f(ΔΦ,Δt)，E2＝n2eq\f(ΔΦ,Δt)；而分壓器工作時，回路電流為定值，遵循歐姆定律，即Uef＝IRef，Ugh＝IRgh。7．理想變壓器的輸入功率隨輸出功率的變化而變化，且始終相等，即P入＝P出；而分壓器空載時，輸入功率P入＝I2Ref不變。突破二：理想變壓器的動態變化問題1.變壓器的動態電路分析一是要符合變壓器的基本規律(電壓、電流、功率關系)；二是要遵循歐姆定律。首先確定是哪些量在變，哪些量不變，然后根據相應的規律判斷，具體問題具體分析。2．需要注意的幾點(1)負載增多，不等于電阻變大。并聯的負載增多對應用電器增多，消耗功率增大，其總電阻減小。(2)負載發生變化時，電流和電壓如何變化的判斷：先要由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)判斷U2是否變化，再根據U2及負載電阻變大或變小的情況，由歐姆定律確定線圈中的電流I2的變化情況，最后再由P入＝P出判斷原線圈中電流的變化情況。3．動態問題的分析思路可表示為突破三：理想變壓器的制約關系(1)電壓制約：當變壓器原、副線圈的匝數比eq\f(n1,n2)一定時，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，即U2＝eq\f(n2U1,n1).(2)功率制約：P出決定P入，P出增大，P入增大；P出減小，P入減??；P出為0，P入為0.(3)電流制約：當變壓器原、副線圈的匝數比eq\f(n1,n2)一定，且輸入電壓U1確定時，副線圈中的輸出電流I2決定原線圈中的電流I1，即I1＝eq\f(n2I2,n1)(只有一個副線圈時)．突破四：常見的變壓器1．自耦變壓器如下圖所示．鐵芯上只繞一個線圈，低壓線圈是高壓線圈的一部分，既可以作為升壓變壓器使用，也可以作為降壓變壓器使用．2．電壓互感器(1)構造：小型降壓變壓器，如下圖(a)．(2)接法：原線圈并聯在高壓電路中，副線圈接電壓表；為了安全，外殼和副線圈應接地．(3)作用：將高電壓變為低電壓，通過測量低電壓，計算出高壓電路的電壓．3．電流互感器(1)構造：小型升壓變壓器，如圖(b)．(2)接法：原線圈串聯在被測電路中，副線圈接電流表；為了安全，外殼和副線圈應接地．(3)作用：將大電流變成小電流，通過測量小電流，計算出被測電路中的大電流．典例精析題型一：理想變壓器規律的應用例一．如圖所示，一理想變壓器原副線圈的匝數比為1∶2；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V，額定功率為22W；原線圈電路中接有電壓表和電流表．現閉合開關，燈泡正常發光。若用U和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數，則()A．U＝110V，I＝0.2AB．U＝110V，I＝0.05AC．U＝110eq\r(2)V，I＝0.2AD．U＝110eq\r(2)V，I＝0.2eq\r(2)A解析：由于燈泡正常發光，故燈泡兩端電壓即副線圈兩端電壓為U2＝220V，通過燈泡的電流即副線圈中的電流為I2＝eq\f(22W,220V)＝0.1A．根據理想變壓器電壓關系U1∶U2＝n1∶n2，得U1＝110V，電流關系I1∶I2＝n2∶n1，得I1＝0.2A，則U＝U1＝110V，I＝I1＝0.2A．故選項A正確，選項B、C、D錯誤．答案：A變式遷移1：一輸入電壓為220V，輸出電壓為36V的變壓器副線圈燒壞．為獲知此變壓器原、副線圈匝數，某同學拆下燒壞的副線圈，用絕緣導線在鐵芯上新繞上5匝線圈，如圖所示，然后將原線圈接到220V交流電源上，測得新繞線圈的端電壓為1V．按理想變壓器分析，該變壓器燒壞前的原、副線圈匝數分別為()A．1100,360 B．1100,180C．2200,180 D．2200,360解析：根據eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得eq\f(220,1)＝eq\f(n1,5)，可知n1＝1100.排除C、D兩項．再由eq\f(220,36)＝eq\f(n1,n2)可知n2＝180，故A錯B對．答案：B題型二：理想變壓器的動態分析問題例二．如下圖所示為一理想變壓器，S為單刀雙擲開關，P為滑動變阻器的滑動觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流強度，則()A．保持U1及P的位置不變，S由a合到b時，I1將增大B．保持P的位置及U1不變，S由b合到a時，R消耗的功率減小C．保持U1不變，S合在a處，使P上滑，I1將增大D．保持P的位置不變，S合在a處，若U1增大，I1將增大思路點撥：當S變動時解析：S由a合到b時，n1減小，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知U2增大，P2＝eq\f(U22,R)隨之增大．而P1＝P2，又P1＝I1U1，從而I1增大，A正確．S由b合到a時，與上述情況相反，P2將減小，B正確．P上滑時，R增大，P2＝eq\f(U22,R)減小，又P1＝P2，P1＝I1U1，從而I1減小，C錯誤．U1增大，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，可知U2增大，I2＝eq\f(U2,R)隨之增大；由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可知I1也增大，D正確．答案：ABD變式遷移2：為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2，導線電阻不計，如圖所示．當開關S閉合后()A．A1示數變大，A1與A2示數的比值不變B．A1示數變大，A1與A2示數的比值變大C．V2示數變小，V1與V2示數的比值變大D．V2示數不變，V1與V2示數的比值不變解析：交流電源的電壓有效值不變，即V1示數不變，因eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，故V2示數不變，V1與V2示數的比值不變，D對．S閉合使負載總電阻減小，I2＝eq\f(U2,R)，所以I2增大．因eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，所以A1示數增大，A1與A2示數比值不變，A對．答案：AD強化訓練選擇題1、小愛同學將一理想變壓器的原線圈接入的正弦交流電后，用理想交流電壓表測得其副線圈兩端的電壓為，為了得到原、副線圈的匝數，在變壓器副線圈外用絕緣導線繞了兩圈，測得這兩圈導線兩端的電壓為。下列說法正確的是（）A．副線圈上電壓的最大值為B．原線圈的匝數為匝C．原線圈的匝數為匝D．若在副線圈兩端接一標有“”的燈泡，則原線圈中的電流為【答案】B【解析】A．原線圈接入的正弦交流電后，用理想交流電壓表測得其副線圈兩端的電壓為，是副線圈交流電壓的有效值，則副線圈上電壓的最大值為，故A錯誤；BC．在變壓器副線圈外用絕緣導線繞了兩圈，測得這兩圈導線兩端的電壓為，則解得原線圈的匝數為匝故C錯誤B正確；D．若在副線圈兩端接一標有“”的燈泡，則原線圈的輸入功率為，則原線圈中的電流為故D錯誤。故選B。2、如圖甲所示電路中，為標有“4V2W”字樣的小燈泡，、為兩只標有“8V6W”字樣的相同燈泡，變壓器為理想變壓器，各電表為理想電表，當端接如圖乙所示的交變電壓時，三只燈泡均正常發光。下列說法正確的是（）A．電流表的示數為0.75A B．交變電壓的最大值C．變壓器原、副線圈的匝數之比為3∶1 D．電壓表的示數為16V【答案】C【解析】AC．三只燈泡都正常發光，由可知流過、的電流均為0.75A，所以電流表的示數為1.5A，即副線圈中的電流為1.5A；同理可知流過的電流為0.5A，原線圈中的電流為0.5A，所以A錯誤C正確；BD．原、副線圈兩端的電壓之比并且可得故電壓表的示數為24V，a、b兩端的電壓為而交變電壓的最大值為，BD錯誤。故選C。3、如圖所示的電路圖中，變壓器為理想變壓器，原線圈匝數n1=600匝，裝有熔斷電流為0.5A的保險絲，副線圈匝數n2=120匝。當原線圈接在180V的正弦式交流電源上時，要使整個電路正常工作，則副線圈（）A．可接電阻為12Ω的電烙鐵 B．可接電容器的耐壓值最大為36VC．可并聯接“36V

25W”的安全燈三盞 D．可串聯量程為0.6A的電流表測量副線圈電流【答案】C【詳解】A．根據可得副線圈兩端的電壓的有效值根據可知流過副線圈電流的最大有效值為故副線圈所接電阻的最小值為，A錯誤；B．副線圈電壓的最大值為，超過電容器的耐壓值，B錯誤；C．每個燈泡的電阻，三只燈泡并聯后的總電阻，C正確；D．由于副線圈的電流，因此不能用0.6A的電流表測量副線圈電流，D錯誤。故選C。4、如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數比為n1：n2，輸入端C、D接入電壓有效值恒定的交變電源。剛開始，滑動變阻器滑片在a端，L1、L2兩燈均發光，在滑動變阻器R的滑片從a端滑動到b端的過程中，兩個燈泡始終工作在額定電壓以內，下列說法正確的是（）A．L1變暗，L2變亮B．L1變亮，L2變亮C．L1變暗，L2變暗D．L1變亮，L2變暗【答案】D【詳解】滑動變阻器R的滑片從a端滑動到b端的過程中，滑動變阻器連入電路電阻減小，有圖可以看出，燈泡L1、L2兩燈與滑動變阻器分別等效為間接串聯和直接并聯，由串反并同的方法可知，L1變亮，L2變暗。故選D。5、圖乙是降壓變壓器圖甲給用戶供電的電路示意圖，表示輸電線的總電阻、假設用戶端為純電阻用電器，總電阻為R。若變壓器視為理想變壓器、輸入電壓恒定，電表視為理想電表，當用戶使用的用電器減少時，則（）A．用戶總電阻R減少 B．電壓表示數增大C．用電器R兩端電壓升高 D．電流表示數保持不變【答案】C【詳解】當用戶使用的用電器減少時，則用戶總電阻R變大，因V2的讀數由變壓器初級電壓和匝數比決定，可知V2讀數不變，次級電流減小，則R0的電壓減小，用電器R兩端電壓變大；因次級電流減小，則初級電流減小，即電流表A1示數減小。故選C。6、如圖所示，理想變壓器原線圈輸入電壓，副線圈電路中為定值電阻，R是滑動變阻器，和是理想交流電壓表，示數分別用和表示；和是理想交流電流表，示數分別用和表示，變壓器原副線圈匝數分別為和。下列說法正確的是（）A．B．C．滑片P向下滑動過程中，不變、變大D．滑片P向下滑動過程中，變小、變小【答案】B【詳解】A．由圖可知，原副線圈兩端電壓滿足電壓之比為匝數之比，而不是副線圈兩端電壓，為變阻器兩端電壓，即，故A錯誤；B．和是原副線圈電路中電流，滿足，故B正確；CD．滑片P向下滑動過程中，變阻器接入電路電阻減小，所以副線圈所在回路電流變大，則由可知變大，又因為不變，即副線圈兩端電壓不變，定值電阻兩端電壓增大，所以變小，故CD錯誤。故選B。7、如圖所示，交流發電機的矩形線圈在勻強磁場中繞垂直磁場的虛線軸以恒定的轉速勻速轉動。電路中理想變壓器副線圈接入電路的匝數可通過單刀雙開關改變，開始時開關S置于位置1，電流表、電壓表均為理想電表，下列說法正確的是（）A．圖示位置線圈產生的感應電動勢為零 B．只將S從1撥向2時，電流表示數變大C．只將R的滑片上移，電流表示數變大 D．只將R的滑片上移，的電功率變小【答案】D【詳解】A．示位置線圈處于中性面，線圈產生的感應電動勢最大，故A錯誤；B．由原、副線圈電壓比等于匝數比得可知只將S從1撥向2時，副線圈的匝數減少，副線圈兩端電壓減小，消耗的電功率減小，由，可知電流表示數變小，故B錯誤；C．將R的滑片上移，R接入電路中的阻值變大，電路中總阻值變大，由減小，由可知只將R的滑片上移，電流表示數變小，故C錯誤；D．將R的滑片上移，R接入電路中的阻值變大，R與R2的總電阻變大，由歐姆定律可知，通過R2的電流減小，由，可知的電功率變小，故D正確。故選D。8、如圖，理想變壓器副線圈匝數為2000匝，原線圈匝數為1000匝。副線圈接有一個阻值為的燈泡，繞過鐵芯的單匝線圈接有一理想交流電壓表，示數為。則交流電流表的示數為（）A． B． C． D．【答案】A【解析】理想交流電壓表的示數為一匝線圈的電壓的有效值，根據理想變壓器的原理可知，匝數與電壓成正比，則有，理想變壓器原副線圈的功率相等，則有解得即接在原線圈上的交流電流表的示數為2A，故選A。9、一交流發電機產生的感應電動勢圖像如圖所示，該交流電通過一自耦變壓囂對一電阻供電，不計發電機內阻，則下列說法正確的是（）A．電壓表V示數為12VB．電阻中電流方向每秒鐘改變100次C．t=0.05s時發電機線圈平面與磁場方向垂直D．當自耦變壓器滑片P向上滑動時，電阻消耗的功率減小【答案】D【解析】A．電壓表的示數為交流電壓的有效值，則故A錯誤；B．交流電的周期為則頻率為一個周期內，電流方向改變2次，所以電阻中電流方向每秒鐘改變10次，故B錯誤；C．t=0.05s時，感應電動勢最大，磁通量為零，此時發電機線圈平面與磁場方向平行，故C錯誤；D．當自耦變壓器滑片P向上滑動時，根據可知兩端的電壓減小，電流減小，電阻消耗的功率減小，故D正確。故選D。二、解答題10、圖甲為某同學設計的充電裝置示意圖，線圈ab匝數為n＝100匝，面積為S＝10－3m2，勻強磁場方向垂直于線圈平面，磁感應強度隨時間按正弦規律變化，如圖乙所示。理想變壓器副線圈接充電器，已知額定電壓為6V的充電器恰能正常工作，不計線圈電阻。求：（1）線圈ab中的最大感應電動勢Em；（2）變壓器原、副線圈匝數比n1：n2。【答案】（1）V；（2）1：6【解析】（1）由題圖乙可知磁場變化周期T＝0.2s則ω＝＝10πrad/s又Em＝nBmSω代入數據可得Em＝V（2）對理想變壓器，有＝其中U1＝U2＝6V可得n1：n2＝1：63.4電能的輸送基礎導學要點一、降低輸電損耗的兩個途徑1．輸送電能的基本要求(1)可靠：指保證供電線路可靠地工作，少有故障。(2)保質：保證電能的質量——電壓和頻率穩定。(3)經濟：指輸電線路建造和運行的費用低，電能損耗少。2．降低輸電損耗的兩個途徑要減少輸電線路上的功率損失，由公式P損＝I2R線知，必須減小輸電線電阻或減小輸電電流。(1)要減小電阻，從R＝ρeq\f(l,S)看，在輸電距離一定的情況下，可以增大導線的橫截面積，但過粗的導線會耗費太多的金屬材料，同時也給鋪設線路帶來困難；還可以選用電阻率較小的導體。(2)從公式P＝IU來看，在保證功率不改變的情況下，要減小輸送電流就必須提高輸電電壓。前一種方法的作用十分有限，一般采用后一種方法。3．高壓輸電(1)現代遠距離輸電都采用高壓輸電。目前我國遠距離送電采用的電壓有110kV、220kV、330kV，輸電干線已采用500kV和750kV的超高壓，西北電網甚至達到1100kV的特高壓。(2)高壓輸電并不是越高越好。電壓越高，對輸電線路絕緣性能和變壓器的要求就越高，線路修建費用會增多。(3)實際輸送電能時要綜合考慮輸送功率、距離、技術和經濟等要求選擇合適的輸電電壓。要點二、電網供電1．遠距離輸電基本原理在發電站內用升壓變壓器升壓，然后進行遠距離輸電，在用電區域通過降壓變壓器降到所需的電壓。2．電網通過網狀的輸電線、變電站，將許多電廠和廣大用戶連接起來，形成全國性或地區性的輸電網絡。3．電網輸電的優點(1)降低一次能源的運輸成本，獲得最大經濟效益。(2)減少斷電的風險，調劑不同地區電力供需的平衡，保障供電的質量。(3)合理調度電力，使電力的供應更加可靠，質量更高。要點突破突破一：輸電電壓與損失電壓、輸送功率與損失功率概念分析遠距離輸電原理示意圖及輸電過程(如下圖所示)在發電站內用升壓變壓器把電源電壓升壓到幾百千伏向遠距離送電，在用電區通過降壓變壓器把電壓降壓到220V/380V，送給用戶．1．輸電(送)電壓是指加在高壓輸電線始端的電壓，即升壓變壓器的輸出電壓U2.2．損失電壓是指降落在輸電線路上的電壓，即I線R線．輸電導線有電阻，電流通過輸電導線時，會在線路上產生電勢降落，致使輸電線路末端的電壓U3比起始端電壓要低，這就是輸電線路上的電壓損失ΔU＝U2－U3.對于交流輸電線路來說，造成電壓損失的原因既有電阻又有感抗和容抗．其中電阻造成的電壓損失ΔU＝IR.高中階段在計算中只考慮輸電線路電阻所造成的電壓損失．3．輸送功率是指升壓變壓器輸出的功率，即P2＝P1.4．損失的功率是指在輸電線上電流發熱消耗的功率，即I線2R線．關于輸電線路上的功率損耗的計算，主要考慮因導線電阻的存在而發熱造成的損失，故由P損＝I線2R及ΔU＝I線R可知P損＝I線2R＝eq\f(ΔU2,R)＝I線·ΔU，但必須注意，式中ΔU為輸電線路上的電壓損失，不能與輸電線路的始端電壓U2或末端電壓U3相混，ΔU＝U2－U3.5．用戶用電器得到的功率為P3，它們間的關系U2－U3＝I線R線，P2－P3＝I線2R線．突破二：如何分析遠距離輸電回路1．解決遠距離輸電問題時，應首先畫出輸電的電路圖，如圖所示，并將已知量和待求量寫在電路圖的相應位置．2．電路被劃分為幾個獨立的回路，在每個回路中，變壓器的原線圈是回路的用電器，而相應的副線圈是下一個回路的電源，每個回路均可以應用閉合電路歐姆定律，串、并聯電路規律，而變壓器的電壓、電流、功率關系是聯系不同回路的橋梁．(1)第一個回路：P1＝U1I1(2)第二個回路：①電流關系：I2＝I線＝I3②電壓關系：U2＝ΔU＋U3③功率關系：P2＝ΔP＋P3P3＝U3I3P2＝U2I2(3)第三個回路：P4＝U4I4(4)第一個回路與第二個回路之間eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)P1＝P2eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)(5)第二個回路與第三個回路之間eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)P3＝P4eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3)典例精析題型一：低壓輸電與高壓輸電的比較例一．某小型實驗水電站輸出功率是20kW，輸電線路總電阻是6Ω.(1)若采用380V輸電，求輸電線路損耗的功率和用戶得到的電壓．(2)若改用5000V高壓輸電，用戶端利用n1∶n2＝22∶1的變壓器降壓，求用戶得到的電壓．變式遷移1：中國已投產運行的1000kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程．假設甲、乙兩地原來用500kV的超高壓輸電，輸電線上損耗的電功率為P.在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下，現改用1000kV特高壓輸電，若不考慮其他因素的影響，則輸電線上損耗的電功率將變為()A．eq\f(P,4)B．eq\f(P,2)C．2P D．4P題型二：遠距離輸電的電路分析與計算例二．一座小型水電站，水以3m/s的速度流入水輪機，而以1m/s的速度流出，流出水位比流入水位低1.6m，水的流量為1m3/s，如果水流損失的機械能有75%供給發電機．求：(g取10m/s2)(1)若發電機效率為80%，則發電機的輸出功率為多大；(2)若發電機的輸出電壓為240V，輸電線的總電阻eq\f(50,3)Ω，允許損失的電功率為輸出功率的5%，用戶所需電壓為220V，則在送電過程中所用的升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈匝數比各是多少．變式遷移2：某發電站的輸出功率為104kW，輸出電壓為4kV，通過理想變壓器升壓后向80km遠處用戶供電．已知輸電線的電阻率ρ＝2.4×10－8Ω·m，導線橫截面積為1.5×10－4m2，輸電線路損失的功率為輸出功率的4%，求：(1)升壓變壓器的輸出電壓；(2)輸電線路上的電壓損失．強化訓練選擇題1、2021年6月28日，白鶴灘水電站正式并網發電，使用了我國領先全球的特高壓輸電技術。若發電機的輸出電壓不變，遠距離輸電的示意圖如圖所示。則下列敘述中正確的是（）A．用戶接入電路的用電器越多，用電器兩端電壓越大B．用戶接入電路的用電器越多，發電機的輸出功率越大C．用戶接入電路的用電器越多，升壓變壓器輸出電壓變大D．用戶接入電路的用電器越多，輸電線電阻r兩端電壓越小2、如圖所示，交流電源與理想升壓變壓器相連進行遠距離輸電，升壓變壓器與降壓變壓器間輸電線路的總電阻為R。降壓變壓器副線圈接入一臺電動機，電動機恰好正常工作。圖中電表均為理想電表，電壓表示數為U，電流表示數為I，下列說法一定正確的是（）A．電動機內線圈的阻值為 B．電動機的輸入功率為UIC．輸電線路的損耗功率為 D．輸電線路的總電阻3、玉門有充沛的風力資源。風力發電是最環保的發電方式之一。遠距離輸電是實現風電產業健康快速發展的必要因素之一。某同學模擬“遠距離輸電”，將實驗室提供的器材連接成如圖所示電路，A、B為理想變壓器，燈L1、L2相同且阻值不變。保持A的輸入電壓不變，開關S斷開時，燈L1正常發光。則（）A．僅閉合S，L1變亮B．僅閉合S，A的輸入功率變小C．僅將滑片P上移，L1變亮D．僅將滑片P上移，A的輸入功率變小4、如圖為某山區小型水電站的電能輸送示意圖，發電機輸出的電壓和輸電線路上的電阻恒定，用電器均為純電阻元件，當用電高峰來臨時，下列判斷正確的是()A．用電器等效電阻R0變大B．升壓變壓器T1的輸出電壓變大C．降壓變壓器T2的輸出電壓變大D．輸電線路總電阻R上消耗的功率變大5、遠距離輸電示意圖如圖所示，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數分別為n1、n2，在T的原線圈兩端接入一電壓u＝Umsinωt的交流電源。若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為（）A． B．C． D．6、如圖所示為遠距離輸電示意圖，某個小水電站發電機的輸出功率為，發電機的電壓為。通過升壓變壓器升高電壓后向遠處輸電，輸電線總電阻為，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為。要求在輸電線上損失的功率控制為（即用戶得到的功率為）。下列說法正確的是（

）A．輸電線上通過的電流為B．降壓變壓器的輸入電壓為C．升壓變壓器的匝數比為D．降壓變壓器的匝數比為7、如圖所示為某小區通過理想變壓器給居民供電的電路示意圖。變壓器的輸入電壓為10kV，負載變化時輸入電壓保持不變。從變壓器到居民家中的兩條輸電線的總電阻用R0表示，其阻值保持不變，居民家庭用電器的額定電壓均為220V。下列說法正確的是（）A．當變壓器的原、副線圈的匝數比為500：11時，可使家庭用電器正常工作B．當居民使用的用電器增多時，交流電壓表的示數變大C．當居民使用的用電器減少時，交流電壓表的示數變化量與電流表的示數變化量的比值的絕對值不變D．當居民便用的用電器減少時，交流電壓表的示數變化量與電流表的示數變化量的比值的絕對值變大8、如圖為遠距離輸電示意圖，升壓變壓器的原副線圈匝數比為，降壓變壓器的原副線圈匝數比為，交流電源的輸出電壓有效值不變。當用電器消耗的總功率為P時，其兩端的電壓為U，已知輸電線電阻為r，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，則輸電線上損失的功率為（）A． B． C． D．9、如圖所示為遠距離輸電示意圖，某個小水電站發電機的輸出功率為，發電機的電壓為。通過升壓變壓器升高電壓后向遠處輸電，輸電線總電阻為，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為。要求在輸電線上損失的功率控制為（即用戶得到的功率為）。下列說法正確的是（）A．輸電線上通過的電流為B．降壓變壓器的輸入電壓為C．升壓變壓器的匝數比為D．降壓變壓器的匝數比為10、如圖所示，某小型水電站發電機的輸出功率，發電機輸出的電壓，經變壓器升壓后向遠處輸電，輸電線總電阻，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為。已知輸電線上損失的功率，假設兩個變壓器均為理想變壓器，下列說法正確的是（）A．發電機輸出的電流B．輸電線上的電流C．降壓變壓器的匝數比D．用戶得到的電流二、解答題11、為做好疫情防控供電準備，供電部門為醫院設計的供電系統輸電電路簡圖如圖所示，發電機的矩形線框ABCD處于磁感應強度大小的水平勻強磁場中，線框面積S＝0.25m2，匝數n＝100匝，電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸OO′以一定的角速度勻速轉動，并與升壓變壓器的原線圈相連，升壓變壓器原、副線圈的匝數之比為1:20，降壓變壓器的副線圈接入到醫院供電，兩變壓器間的輸電線等效電阻R＝40Ω，變壓器均為理想變壓器。當發電機輸出功率P＝5×104W時，電壓表的示數為250V，額定電壓為220V的醫療設備正常工作。求：（1）線圈轉動角速度大??；（2）降壓變壓器原、副線圈匝數之比。3.4電能的輸送基礎導學要點一、降低輸電損耗的兩個途徑1．輸送電能的基本要求(1)可靠：指保證供電線路可靠地工作，少有故障。(2)保質：保證電能的質量——電壓和頻率穩定。(3)經濟：指輸電線路建造和運行的費用低，電能損耗少。2．降低輸電損耗的兩個途徑要減少輸電線路上的功率損失，由公式P損＝I2R線知，必須減小輸電線電阻或減小輸電電流。(1)要減小電阻，從R＝ρeq\f(l,S)看，在輸電距離一定的情況下，可以增大導線的橫截面積，但過粗的導線會耗費太多的金屬材料，同時也給鋪設線路帶來困難；還可以選用電阻率較小的導體。(2)從公式P＝IU來看，在保證功率不改變的情況下，要減小輸送電流就必須提高輸電電壓。前一種方法的作用十分有限，一般采用后一種方法。3．高壓輸電(1)現代遠距離輸電都采用高壓輸電。目前我國遠距離送電采用的電壓有110kV、220kV、330kV，輸電干線已采用500kV和750kV的超高壓，西北電網甚至達到1100kV的特高壓。(2)高壓輸電并不是越高越好。電壓越高，對輸電線路絕緣性能和變壓器的要求就越高，線路修建費用會增多。(3)實際輸送電能時要綜合考慮輸送功率、距離、技術和經濟等要求選擇合適的輸電電壓。要點二、電網供電1．遠距離輸電基本原理在發電站內用升壓變壓器升壓，然后進行遠距離輸電，在用電區域通過降壓變壓器降到所需的電壓。2．電網通過網狀的輸電線、變電站，將許多電廠和廣大用戶連接起來，形成全國性或地區性的輸電網絡。3．電網輸電的優點(1)降低一次能源的運輸成本，獲得最大經濟效益。(2)減少斷電的風險，調劑不同地區電力供需的平衡，保障供電的質量。(3)合理調度電力，使電力的供應更加可靠，質量更高。要點突破突破一：輸電電壓與損失電壓、輸送功率與損失功率概念分析遠距離輸電原理示意圖及輸電過程(如下圖所示)在發電站內用升壓變壓器把電源電壓升壓到幾百千伏向遠距離送電，在用電區通過降壓變壓器把電壓降壓到220V/380V，送給用戶．1．輸電(送)電壓是指加在高壓輸電線始端的電壓，即升壓變壓器的輸出電壓U2.2．損失電壓是指降落在輸電線路上的電壓，即I線R線．輸電導線有電阻，電流通過輸電導線時，會在線路上產生電勢降落，致使輸電線路末端的電壓U3比起始端電壓要低，這就是輸電線路上的電壓損失ΔU＝U2－U3.對于交流輸電線路來說，造成電壓損失的原因既有電阻又有感抗和容抗．其中電阻造成的電壓損失ΔU＝IR.高中階段在計算中只考慮輸電線路電阻所造成的電壓損失．3．輸送功率是指升壓變壓器輸出的功率，即P2＝P1.4．損失的功率是指在輸電線上電流發熱消耗的功率，即I線2R線．關于輸電線路上的功率損耗的計算，主要考慮因導線電阻的存在而發熱造成的損失，故由P損＝I線2R及ΔU＝I線R可知P損＝I線2R＝eq\f(ΔU2,R)＝I線·ΔU，但必須注意，式中ΔU為輸電線路上的電壓損失，不能與輸電線路的始端電壓U2或末端電壓U3相混，ΔU＝U2－U3.5．用戶用電器得到的功率為P3，它們間的關系U2－U3＝I線R線，P2－P3＝I線2R線．突破二：如何分析遠距離輸電回路1．解決遠距離輸電問題時，應首先畫出輸電的電路圖，如圖所示，并將已知量和待求量寫在電路圖的相應位置．2．電路被劃分為幾個獨立的回路，在每個回路中，變壓器的原線圈是回路的用電器，而相應的副線圈是下一個回路的電源，每個回路均可以應用閉合電路歐姆定律，串、并聯電路規律，而變壓器的電壓、電流、功率關系是聯系不同回路的橋梁．(1)第一個回路：P1＝U1I1(2)第二個回路：①電流關系：I2＝I線＝I3②電壓關系：U2＝ΔU＋U3③功率關系：P2＝ΔP＋P3P3＝U3I3P2＝U2I2(3)第三個回路：P4＝U4I4(4)第一個回路與第二個回路之間eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)P1＝P2eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)(5)第二個回路與第三個回路之間eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)P3＝P4eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3)典例精析題型一：低壓輸電與高壓輸電的比較例一．某小型實驗水電站輸出功率是20kW，輸電線路總電阻是6Ω.(1)若采用380V輸電，求輸電線路損耗的功率和用戶得到的電壓．(2)若改用5000V高壓輸電，用戶端利用n1∶n2＝22∶1的變壓器降壓，求用戶得到的電壓．解析：(1)輸電線上的電流強度為I＝eq\f(P,U)＝eq\f(20×103,380)A≈52.63A輸電線路損耗的功率為：P損＝I2R＝52.632×6W≈16620W＝16.62kW用戶得到的電壓U1＝U－IR＝(380－52.63×6)V＝64.22V.(2)改用高壓輸電后，輸電線上的電流強度變為I′＝eq\f(P,U′)＝eq\f(20×103,5000)A＝4A用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓U′1＝U′－I′R＝(5000－4×6)V＝4976V根據eq\f(U′1,U′2)＝eq\f(n1,n2)用戶得到的電壓為U′2＝eq\f(n2,n1)U′1＝eq\f(1,22)×4976V≈226.18V.答案：(1)16.62kW64.22V(2)226.18V變式遷移1：中國已投產運行的1000kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程．假設甲、乙兩地原來用500kV的超高壓輸電，輸電線上損耗的電功率為P.在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下，現改用1000kV特高壓輸電，若不考慮其他因素的影響，則輸電線上損耗的電功率將變為()A．eq\f(P,4)B．eq\f(P,2)C．2P D．4P解析：設輸送功率為P，輸送電流為I，輸送電壓為U，則P＝UI，I＝eq\f(P,U)，P損＝I2R.輸送電壓升為原來的2倍，則輸送電流降為原來的一半，P損降為原來的四分之一，故選A.答案：A題型二：遠距離輸電的電路分析與計算例二．一座小型水電站，水以3m/s的速度流入水輪機，而以1m/s的速度流出，流出水位比流入水位低1.6m，水的流量為1m3/s，如果水流損失的機械能有75%供給發電機．求：(g取10m/s2)(1)若發電機效率為80%，則發電機的輸出功率為多大；(2)若發電機的輸出電壓為240V，輸電線的總電阻eq\f(50,3)Ω，允許損失的電功率為輸出功率的5%，用戶所需電壓為220V，則在送電過程中所用的升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈匝數比各是多少．思路點撥：eq\x(\a\al(水流的,機械能))75%,eq\x(電能)80%,eq\x(輸出功率)5%,eq\b\lc\\rc\](\a\vs4\al\co1(\x(損失功率),\x(輸電線電阻)))→eq\x(\a\al(輸電線中,的電流))電流比,eq\x(匝數比)解析：(1)每秒鐘水流損失的機械能ΔE＝eq\f(1,2)m(v12－v22)＋mgΔh＝2×104J，發電機的輸出功率為P輸＝eq\f(75%×ΔE×80%,t)＝12kW(2)畫出從發電機經變壓器到用戶的供電線路示意圖所示．輸電線上損失的功率為P線＝5%P輸＝600W根據P線＝I線2R線，可得I線＝eq\r(\f(P線,R線))＝6A由于I2＝I線＝6A，I1＝eq\f(P輸,U1)＝50A，所以對升壓變壓器有eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)＝eq\f(3,25)，而I3＝I線＝6A，I4＝eq\f(P輸－P線,U4)＝eq\f(570,11)A所以對降壓變壓器有eq\f(n3,n4)＝eq\f(I4,I3)＝eq\f(\f(570,11),6)＝eq\f(95,11).答案：(1)12kW(2)eq\f(3,25)eq\f(95,11)變式遷移2：某發電站的輸出功率為104kW，輸出電壓為4kV，通過理想變壓器升壓后向80km遠處用戶供電．已知輸電線的電阻率ρ＝2.4×10－8Ω·m，導線橫截面積為1.5×10－4m2，輸電線路損失的功率為輸出功率的4%，求：(1)升壓變壓器的輸出電壓；(2)輸電線路上的電壓損失．解析：(1)輸電線的電阻．r＝ρeq\f(2l,S)＝2.4×10－8×eq\f(2×80×103,1.5×10－4)Ω＝25.6Ω，輸電電路圖如圖所示：根據公式P損＝I2r及P損＝P出·4%得，輸送電流為I＝eq\r(\f(P出×4%,r))＝eq\r(\f(104×103×4%,25.6))A＝125A.升壓變壓器的輸出電壓U2＝eq\f(P出,I)＝eq\f(104×103,125)V＝8×104V.(2)電壓損失U損＝Ir＝125×25.6V＝3200V.答案：(1)8×104V(2)3200V強化訓練選擇題1、2021年6月28日，白鶴灘水電站正式并網發電，使用了我國領先全球的特高壓輸電技術。若發電機的輸出電壓不變，遠距離輸電的示意圖如圖所示。則下列敘述中正確的是（）A．用戶接入電路的用電器越多，用電器兩端電壓越大B．用戶接入電路的用電器越多，發電機的輸出功率越大C．用戶接入電路的用電器越多，升壓變壓器輸出電壓變大D．用戶接入電路的用電器越多，輸電線電阻r兩端電壓越小【答案】B【解析】根據發電機的輸出電壓U1不變，由可知升壓變壓器輸出電壓U2不變，用戶接入電路的用電器越多，用電器所消耗的功率增大，發電機的輸出功率也增大，根據P=U1I1可知I1增大，由可得I2增大，由可得Ur增大，U3減小，由可知，隨著U3減小，U4也應該減小，即用電器兩端電壓減小。2、如圖所示，交流電源與理想升壓變壓器相連進行遠距離輸電，升壓變壓器與降壓變壓器間輸電線路的總電阻為R。降壓變壓器副線圈接入一臺電動機，電動機恰好正常工作。圖中電表均為理想電表，電壓表示數為U，電流表示數為I，下列說法一定正確的是（）A．電動機內線圈的阻值為 B．電動機的輸入功率為UIC．輸電線路的損耗功率為 D．輸電線路的總電阻【答案】C【解析】A．因I不是通過電動機的電流，U也不是電動機內阻上的電壓，則電動機內線圈的阻值不等于，選項A錯誤；B．因為U和I均不是電動機兩端的電壓和通過電動機的電流，則電動機的輸入功率不等于UI，選項B錯誤；C．輸電線路的損耗功率為，選項C正確；

D．因U不是輸電線的電壓損失，則輸電線路的總電阻，選項D錯誤。3、玉門有充沛的風力資源。風力發電是最環保的發電方式之一。遠距離輸電是實現風電產業健康快速發展的必要因素之一。某同學模擬“遠距離輸電”，將實驗室提供的器材連接成如圖所示電路，A、B為理想變壓器，燈L1、L2相同且阻值不變。保持A的輸入電壓不變，開關S斷開時，燈L1正常發光。則（）A．僅閉合S，L1變亮B．僅閉合S，A的輸入功率變小C．僅將滑片P上移，L1變亮D．僅將滑片P上移，A的輸入功率變小【答案】D【解析】AB．僅閉合S，用戶端用電器增多，消耗的功率增大，對于理想變壓器輸入功率等于輸出功率，則A端輸入功率增大，由于A的輸入電壓不變，則電流增大，輸電線電阻R兩端的電壓增大，理想變壓器B原副線圈的電壓減小，即L1兩端電壓減小，電流減小，L1變暗，故AB錯誤；CD．僅將滑片上移，A的副線圈匝數減小，根據原副線圈電壓與匝數的關系n2減小，U2減小，則B的輸入電壓和輸出電壓都減小，即L1兩端電壓減小，電流減小，L1變暗，電路中總電流減小，A的原線圈中的電流減小，輸入電壓不變，所以輸入功率變小，故C錯誤，D正確。4、如圖為某山區小型水電站的電能輸送示意圖，發電機輸出的電壓和輸電線路上的電阻恒定，用電器均為純電阻元件，當用電高峰來臨時，下列判斷正確的是()A．用電器等效電阻R0變大B．升壓變壓器T1的輸出電壓變大C．降壓變壓器T2的輸出電壓變大D．輸電線路總電阻R上消耗的功率變大【答案】D【解析】A．在用電高峰期，因為更多的用戶在用電，每個用戶之間的電阻是并聯關系，由并聯電路電阻的特點可知用電器等效電阻R0變小，故A錯誤；B．根據變壓器的原理可知，升壓變壓器的輸入電壓保持