第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器 第68课时　变压器　电能的输送　双基落实课

第68课时变压器电能的输送[双基落实课]CONTENTS03立足“四层”·夯基础概念公式定理着眼“四翼”·探考点题型规律方法聚焦“素养”·提能力巧学妙解应用01立足“四层”·夯基础概念公式定理

变压器是电能输送的必备设备，如图所示是电能输送的简单示

意图。判断下列说法正误：（1）变压器对恒定直流没有变压作用。

（

√

）（2）变压器能改变交变电流的频率。

（

×

）（3）工厂用电设备接得越多，输电线上的电流越大，输电线路损耗

越大。

（

√

）（4）当所有用户的用电器全部断电时，低压变电站变压器的副线圈

中电流为零，副线圈两端电压也为零。

（

×

）√×√×02着眼“四翼”·探考点题型规律方法

B.交变电流的周期为0.02sC.副线圈匝数为180匝D.副线圈匝数为240匝考点一

理想变压器的原理及应用

[素养自修类

D.原线圈的输入功率为800W

3.【多个副线圈的变压器电路】（多选）（2021·河北高考8题）如图，发电机的矩形线圈长为2L、

宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，理想

变压器的原、副线圈匝数分别为n0、n1和n2，两个副线圈分别接有

电阻R1和R2，当发电机线圈以角速度ω匀速转动时，理想电流表读

数为I，不计线圈电阻，下列说法正确的是（

）

4.【电流互感器与电压互感器】（多选）如图所示，L1和L2是输电线，甲、乙是两个互感器（可视为理想变压器），其中的线圈匝数关系为n1∶n2＝200∶1，n3∶n4＝1∶100，电流表和电压表均为理想交流电表。下列说法正确的是（

）A.甲是电流互感器，乙是电压互感器B.甲是电压互感器，乙是电流互感器C.若V表示数为30V，则输电线两端的电压最大值为6000VD.若A表示数为5A，则通过输电线的电流有效值为500A

1.关于理想变压器的四点说明（1）变压器不能改变直流电压。（2）变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流

的频率。（3）理想变压器本身不消耗能量。（4）理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。2.分析变压器电路的两个难点（1）分析原线圈串联负载的变压器电路问题时要注意：变压器的

输入电压不等于电源的电压，而是等于电源电压减去串联负

载的电压，即U1＝U源－U串。（2）分析含有二极管的变压器电路问题时要注意：理想二极管具

有单向导电性，正弦式交变电流通过二极管后会变成半波直

流电流，对应的有效值会发生变化。3.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：

（2）功率关系：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn。（3）电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋…＋nnIn。考点二

理想变压器的动态分析问题

[多维探究类]考法一

匝数比不变、负载变化【典例1】

（2021·湖南高考6题）如图，理想变压器原、副线圈匝

数比为n1∶n2，输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡

L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片

从a端滑动到b端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以

内，下列说法正确的是（

）A.L1先变暗后变亮，L2一直变亮B.L1先变亮后变暗，L2一直变亮C.L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗D.L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗

【解题技法】

匝数比不变、负载变化的分析思路

（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。考法二

匝数比改变、负载不变【典例2】

如图所示，原、副线圈匝数比为100∶1的理想变压器，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝310sin（314t）（V），则（

）A.当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为3.1VB.副线圈两端的电压频率为50HzC.当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈输入功率变小D.当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小

【解题技法】

负载电阻不变、匝数比变化的分析思路

（2）R不变，U2变化，I2发生变化。

考点三

电能的输送

[互动共研类]1.理清三个回路2.抓住两个联系

3.明确三个关系式（联系两个变压器的纽带）

（2）电压：U2＝ΔU＋U3。（3）电流：I2＝I线＝I3。【典例3】

（2023·山东高考7题）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1＝250V，输出功率为500kW。降压变压器的匝数比n3∶n4＝50∶1，输电线总电阻R＝62.5Ω，其余线路电阻不计，用户端电压U4＝220V，功率为88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（

）A.发电机的输出电流为368AB.输电线上损失的功率为4.8kWC.输送给储能站的功率为408kWD.升压变压器的匝数比n1∶n2＝1∶44

1.【电能的输送电路分析】（2020·浙江7月选考11题）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P＝100kW，发电机的电压U1＝250V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线＝8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4＝220V。已知输电线上损失的功率P线＝5kW。假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（

）A.发电机输出的电流I1＝40AB.输电线上的电流I线＝625AC.降压变压器的匝数比n3∶n4＝90∶11D.用户得到的电流I4＝455A

2.【电能输送电路的动态分析】（多选）图甲为某小型水电站的电能输送示意图，其输入电压如图

乙所示。输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、

n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变

压器）。降压变压器右侧部分为一火灾报警系统（报警器未画

出），R0和R1为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的

升高而减小，下列说法正确的是（

）C.R处出现火警时，输电线上的电流增大D.R处出现火警时，电压表

的示数增大

03聚焦“素养”·提能力巧学妙解应用考点一

理想变压器的原理及应用1.（2022·北京高考4题）某理想变压器的原线圈接在220V的正弦交流

电源上，副线圈输出电压为22000V，输出电流为300mA。该变压

器（

）A.原、副线圈的匝数之比为100∶1B.输入电流为30AD.原、副线圈交流电的频率之比为1∶100123456789101112

1234567891011122.（2022·山东高考4题）如图所示的变压器，输入电压为220V，可输

出12V、18V、30V电压，匝数为n1的原线圈中电压随时间变化为u

＝Umcos（100πt）。单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的

示数为0.1V。将阻值为12Ω的电阻R接在BC两端时，功率为12

W。下列说法正确的是（

）A.n1为1100匝，Um为220VB.BC间线圈匝数为120匝，流过R的电流为1.4AC.若将R接在AB两端，R两端的电压为18V，频率为100HzD.若将R接在AC两端，流过R的电流为2.5A，周期为0.02s123456789101112

123456789101112

A.仅将P顺时针旋转到合适位置B.仅将P逆时针旋转到合适位置C.仅将灯泡并联一个阻值为144Ω的电阻D.仅将灯泡串联一个阻值为144Ω的电阻123456789101112

123456789101112考点二

理想变压器的动态分析问题4.（2021·湖北高考6题）如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定

的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R

的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（

）A.电流表A1示数减小B.电流表A2示数增大C.原线圈输入功率先增大后减小D.定值电阻R消耗的功率先减小后增大123456789101112

1234567891011125.（2021·福建高考3题）某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图

如图所示，图中R为输电线的总电阻。若变压器视为理想变压器，

所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载变化，则

当住户使用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是（

）A.A1增大，V2不变，V3增大B.A1增大，V2减小，V3增大C.A2增大，V2增大，V3减小D.A2增大，V2不变，V3减小123456789101112

1234567891011126.如图所示，理想变压器的原线圈连接一个r＝9Ω的电阻，且原线圈

匝数n1可以通过滑片P来调节，在副线圈两端连接了R＝16Ω的电

阻，副线圈匝数n2＝1000匝。在原线圈上加一输出电压恒定的正弦

交流电，下列说法正确的是（

）A.若交流电的周期增大，则变压器的输出功率增大B.滑片P向上移动，则电阻R消耗的功率一定减小C.滑片P向下移动，则流过电阻r的电流减小D.当n1＝750匝时，电阻R消耗的功率最大123456789101112

123456789101112考点三

电能的输送7.（2023·浙江6月选考7题）我国1100kV特高压直流输电工程的送电

端用“整流”设备将交流变换成直流，用户端用“逆变”设备再将

直流变换成交流。下列说法正确的是（

）A.送电端先升压再整流B.用户端先降压再变交流C.1100kV是指交流电的最大值D.输电功率由送电端电压决定123456789101112解析：

变压器的工作原理是电磁感应现象，因此升压变压器和

降压变压器原线圈两端的电压均为交流电压，所以送电端先升压再

整流，用户端先变交流再降压，A正确，B错误；1100kV指的是交

流电的有效值，C错误；由远距离输电的原理可知，输电功率由用

户端决定，D错误。123456789101112

A.通过用电器R0的电流有效值是20AB.当用电器R0的阻值减小时，输电线损耗的功率也随着减小C.发电机中的电流变化频率为100HzD.升压变压器的输入功率为4650W123456789101112

1234567891011129.（多选）（2021·山东高考9题）输电能耗演示电路如图所示。左侧

变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为7.5V的正弦交流电。

连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为10Ω。开关S

接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为10W；

接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P。以下判断正确的是（

）A.r＝10ΩB.

r＝5ΩC.P＝45WD.

P＝22.5W123456789101112

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123456789101112A.t＝1s时，电压表示数为零B.线圈n1为原线圈C.R2的滑片向下移动，小灯泡上的电流减小D.当R2＝1Ω时，R2上消耗的功率最大123456789101112

12345678910111211.如图所示为某小