第十三章 第2讲 变压器 远距离输电

第十三章交变电流电磁振荡与电磁波传感器第2讲变压器远距离输电Contents考点1对理想变压器原理的理解考点2变压器电路的动态分析考点3远距离输电问题练习帮练透好题精准分层目录选题的背景与意义单击此处添加文本具体内容，简明扼要的阐述您的观点。01研究方法及过程单击此处添加文本具体内容，简明扼要的阐述您的观点。02

课标要求1.通过实验，探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系.2.知道远距离输电时通常采用高压输电的原因.核心考点五年考情对理想变压器原理的理解2023：广东T6，海南T11；2022：北京T4，山东T4，重庆T3；2021：河北T8，重庆T6；2020：山东T5，江苏T2，全国ⅢT20，

浙江1月T10核心考点五年考情变压器电路的动态分析2023：北京T7；2022：湖南T6；2021：湖南T6，福建T3，海南T9；2020：北京T9远距离输电问题2023：山东T7，天津T6，浙江6月T7；2022：河北T3；2021：山东T9；2020：全国ⅡT19，浙江7月T11核心素养对接1.物理观念：理解理想变压器及远距离输电原理；运用能量观念分析变压器及远距

离输电问题.2.科学思维：建构理想变压器及远距离输电模型，分析求解问题.3.科学探究：通过实验，了解变压器的工作原理.4.科学态度与责任：通过变压器在远距离输电中的应用，了解科技对人类社会发展

的影响，培养科学态度及社会责任意识.命题分析预测该部分内容与生产生活实际联系紧密，题目多围绕变压器电路

的分析以及远距离输电等进行考查，以选择题形式出现，难度

中等.根据近几年考情可知，高考对该部分内容的考查比较常

规，因远距离输电问题与生活实际联系紧密，应引起重视.

考点1对理想变压器原理的理解

1.构造与原理构造：如图，变压器由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成.原理：原线圈中变化的电流在铁芯中激发变化的[1]

⁠，变化的磁场在副线圈

中产生[2]

⁠.磁场感应电动势2.基本关系式功率原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P入＝P出.电压电流匝数比

频率原、副线圈中电流的频率[5]

⁠.电动势相等3.理想变压器的制约关系电压功率副线圈中的功率P2由用户负载决定，原线圈的输入功率P1由副线圈的输

出功率P2决定，即P1＝P2(“副制约原”)电流

1为什么变压器不能改变恒定电流的电压？[答案]变压器的变压原理是互感现象，若通过原线圈的电流为恒定电流，则在铁

芯中激发的磁场为恒定磁场，副线圈中无感应电动势产生，因此变压器不能改变恒

定电流的电压.2依据下面情境，判断下列说法对错.

(1)无线充电的原理是自感现象.

(✕)[解析]无线充电的原理是电磁感应，故错误；(2)通过车载充电器的电流为交流电.

(✕)[解析]通过车载充电器的电流为直流电，故错误；✕✕

√

B.交变电流的周期为0.02sC.副线圈匝数为180D.副线圈匝数为240BC

命题点2原线圈串联用电器问题2.[2023江西高三模拟]如图所示，理想变压器的原线圈接在有效值为100V的正弦

交流电源上，原、副线圈匝数比为2∶1，定值电阻R1、R2、R3的阻值分别为10Ω、

20Ω、20Ω，电流表为理想交流电流表.下列说法正确的是(

A

)A.R1的电功率为40WB.电流表示数为1AC.副线圈两端电压为20VD.副线圈的输出功率为80WA

命题点3多个副线圈的变压器问题3.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为n0＝100、n1＝200和n2＝300，两

个副线圈分别接有电阻R1＝5Ω、R2＝10Ω和R3＝5Ω.当原线圈中接入正弦交流电源

时，理想电压表的示数为U＝5V.不计线圈电阻，理想电流表的读数为(

B

)A.3AB.7AB

命题点4自耦变压器与分压器问题分析4.如图甲、乙所示的电路中，当A、B接10V交流电压时，C、D间电压为4V；当

M、N接10V直流电压时，P、Q间电压也为4V.现把C、D接4V交流电压，P、Q接4

V直流电压，则A、B间和M、N间的电压分别是(

B

)A.10V

10VB.10V

4VC.4V

10VD.10V

0B[解析]题图甲所示是一个自耦变压器，当A、B作为输入端，C、D作为输出端时，

是一个降压变压器，两边的电压之比等于两边线圈的匝数之比.当C、D作为输入

端，A、B作为输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C、D接4V交流电压时，A、B间将得到10V交流电压.图乙所示是一个分压电路，当M、N作

为输入端时，上下两个电阻上的电压跟它们的阻值成正比.但是当把电压加在P、Q

两端时，M、P两点的电势相等.所以当P、Q接4V直流电压时，M、N两端电压也是

4V，故选B.考点2变压器电路的动态分析

理想变压器电路的动态分析，一是要符合理想变压器的基本规律(电压、电流、功率

关系)；二是要遵循欧姆定律.类型匝数比不变，负载电阻变负载电阻不变，匝数比变原理图分析流程

3某同学设计了一个充电装置，如图所示，假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生

近似正弦式交流电，周期为0.2s，电压最大值为0.05V，理想变压器原线圈接螺线

管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60，则交流电的频率为

Hz，

副线圈两端电压最大值为

V，变压器输入电压与永磁铁磁场强弱

(填

“有关”或“无关”)，充电电路的输入功率

(填“大于”“小于”或“等

于”)变压器的输入功率.5

3

有关等于

命题点1匝数不变5.[2023广东惠州一模]一理想变压器原、副线圈的匝数比为311∶11，原线圈输入电

压的变化规律如图甲，副线圈接如图乙电路，P为滑动变阻器的触头，下列说法正

确的是(

C

)A.副线圈输出电压的频率为200HzB.副线圈输出电压的有效值为11VC.P向右移动时，变压器原、副线圈的电流都增加D.P向右移动时，变压器的输入功率减小C

命题点2负载不变

A.仅将滑片P向上滑动B.仅将滑片P向下滑动C.仅在副线圈电路中并联一个阻值为20Ω的电阻D.仅在副线圈电路中串联一个阻值为20Ω的电阻BD

考点3远距离输电问题

1.弄清三个回路在回路2中，U2＝ΔU＋U3，I2＝I线＝I3.2.抓住两个联系

3.掌握一个守恒能量守恒关系式P1＝P损＋P4.

42023年8月24日，±800千伏白鹤滩—浙江特高压直流输电工程自投运以来首次进

入800万千瓦满功率运行工况，由该工程与±800千伏宁夏灵州至浙江绍兴、±800千

伏溪洛渡左岸至浙江金华特高压直流输电工程组成的三大“西电入浙”特高压工程

日输电量超5亿千瓦时，创历史新高.如图所示，由于输电导线上有电阻，当电流通

过输电导线时，导线会发热，从而损失电功率，同时产生电压降，损失电压.电功率

损失

，电压损失

⁠.ΔP＝I2R

ΔU＝IR

减小小大减小提高

远距离输电中的能量守恒

命题点1变压器匝数变化的输电线路7.[2021山东/多选]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，输入电压有效值为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(

BD

)A.r＝10ΩB.r＝5ΩC.P＝45WD.P＝22.5WBD

命题点2高压输电电压损失、功率损失的计算8.[2023芜湖一中校考/多选]张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电

能的主要供应地之一，其输电简易模型如图所示.假设风力发电机输送的功率恒定不

变，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，且图中已经标出了各部分的电流和

电压，输电线的总电阻为R，则下列关系式正确的是(

BC

)BC

方法点拨输电线路功率损失的四种计算方法1.输送功率是指升压变压器输出的功率，损失功率是指由于输电线发热而消耗的功

率.两者的关系是P损＝P－P'(P为输送功率，P'为用户所得功率).

4.P损＝ΔUI线.命题点3用户数变化的输电线路9.[2023天津/多选]如图是输电线为用户输电的示意图，电路中升压变压器T1和降压

变压器T2都认为是理想变压器，中间输电线上的总电阻为R，下列说法正确的是

(

BD

)A.T1的输出电压与T2的输入电压相等B.T1的输出功率大于T2的输入功率C.若用户接入的用电器增多，则R消耗的电功率减小D.若用户接入的用电器减少，则T2的输出功率减小BD

A.20A，50HzC.20A，100HzA1234

12342.[变压器的动态分析/2023北京]自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的

变压器，原线圈接12V的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8V的小灯泡.实际测

得小灯泡两端电压为2.5V.下列措施有可能使小灯泡正常发光的是(

B

)A.仅增加原线圈匝数B.仅增加副线圈匝数C.将原、副线圈匝数都增为原来的两倍D.将两个3.8V小灯泡并联起来接入副线圈B1234

12343.[远距离输电/2023浙江6月]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

)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A[解析]由于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.12344.[多个副线圈/2023山东]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88kW，所有变压器均为

理想变压器.下列说法正确的是(

C

)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∶44C1234

1234

1.[变压器的铭牌/2024广东惠州第一次调研]如图所示是一种理想变压器的铭牌，

根据上面标示的信息，以下判断正确的是(

B

)A.这是一个升压变压器B.原线圈的匝数与副线圈的匝数之比为55∶3C.当原线圈输入交流电压220V时，副线圈输出直流电压12VD.当原线圈输入交流电压220V时，只要副线圈构成回路，则其电流一定为3.0AB1234567891011

12345678910112.电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示.其原线圈匝数较

少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上，则电流互感器(

D

)A.是一种降压变压器B.能测量恒定电流C.原、副线圈电流的频率不同D.副线圈的电流小于原线圈的电流D1234567891011

1234567891011

A.升压变压器原线圈上的电流为2AB.输电线上损失的功率为10WC.负载的功率为25WD.降压变压器原线圈上的电压为20VD1234567891011

12345678910114.[2024江西临川一中校考]某电站用500kV电压输电给300km外的用户使用，其输

出电功率是3×106kW，输电线总电阻为2.5Ω，则下列说法正确的是(

B

)A.输电线上输送的电流大小为3.0×105AB.输电线上由电阻造成的损失电压为15kVC.若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108kWB1234567891011

12345678910115.如图所示为一理想变压器，原线圈接在输出电压为U的交流电源两端.电路中R0为

定值电阻，测量电表均为理想电表，导线电阻不计.现使滑动变阻器R的滑片P向上

滑动，则下列说法正确的是(

A

)A.电压表V2的示数变大B.电压表V1与电流表A的示数的比值不变C.电流表A的示数变大D.定值电阻R0消耗的电功率变大A1234567891011[解析]输入电压不变，原、副线圈匝数比不变，输出电压由输入电压决定，则副

线圈两端电压U2不变，滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，滑动变阻

器两端电压变大，V2示数变大，故A正确；副线圈电路中总电阻变大，电流减小，

原、副线圈匝数比不变，则原线圈中电流也减小，故C错误；副线圈中电流变小，

定值电阻R0消耗的功率变小，故D错误；输入电压不变，输入电流随输出电流变化

而变化，所以电压表V1与电流表A的示数的比值变化，故B错误.12345678910116.[多选]如图所示，电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关，U1为加在

原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原、副线圈中的电流.下列说法正确的是

(

BC

)A.保持U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小B.保持U1不变，S由a切换到b，则I2减小C.保持U1不变，S由b切换到a，则I1增大D.保持U1不变，S由a切换到b，则变压器的输入功率增大BC1234567891011[解析]保持U1不变，S由b切换到a时，副线圈匝数增多，则输出电压U2增大，输出

电流I2增大，根据P2＝I2U2知，P2增大，又因P1＝P2，故I1增大，A错误，C正确；S

由a切换到b时，副线圈匝数减少，则输出电压U2减小，输出电流I2减小，根据P2＝

I2U2知，P2减小，又因P1＝P2，所以变压器输入功率减小，B正确，D错误.1234567891011

A.接收线圈两端电压的有效值约为6.2VB.通过车载充电器的电流为交流电C.发射线圈、接收线圈匝数比为n1∶n2＝50∶1D.接收线圈1s内电流方向变化50次A1234567891011

12345678910118.[2023安徽江淮十校联考/多选]如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为n0

＝800匝、n1＝100匝和n2＝400匝，原线圈串联一个电阻R0＝8.0Ω，并接入内阻不计

的正弦交流电源，电源电动势为E且保持不变；两个副线圈分别接电阻R1＝1.0Ω和

R2＝16.0Ω.开关S断开时，理想电流表读数为I1＝4.0A；开关S闭合时，理想电流表

读数为I2.不计线圈电阻，则(

BD

)A.E＝32.0VB.E＝36.0VC.I2＝3.2AD.I2＝3.6ABD1234567891011

12345678910119.[用户功率增大时的动态分析/2024湖南怀化三中校考]图(a)是目前世界上在建规

模最大、技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站，是我国实施“西电东送”的

大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站.白鹤滩水电站远距离输电

电路示意图如图(b)所示，如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输

出电压恒定，R表示输电线电阻，则当用户功率增大时(

D

)

图(a)

图(b)DA.A2示数增大，A1示数减小B.V1、V2示数都减小C.输电线上