《2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练》专题67 变压器及远距离输电（解析版）

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2023 届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题 67 变压器及远距离输电
导练目标 导练内容
目标 1理想变压器原理与基本关系
目标 2理想变压器的动态分析
目标 3远距离输电
【知识导学与典例导练】
一、理想变压器原理与基本关系
【例 1】如图为日常生活中常见的点火装置原理图，先将 直流电压通过转换器转换为正弦式交变电压
，然后将其加在理想变压器的原线圈 n1上，当副线圈 n2两端电压达到 以上时放电针之
理想变压器 没有能量损失(铜损、铁损)，没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)
基本关系
功率关系 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，P入＝P出
电压关系 原、副线圈的电压比等于匝数比，U1∶U2＝n1∶n2，与负载的多少无关
电流关系 只有一个副线圈时，I1∶I2＝n2∶n1；有多个副线圈时，由 P入＝P出即I1U1＝
I2U2＋I3U3＋…＋InUn得I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn
频率关系 f1＝f2(变压器不改变交流电的频率)
处理技巧 等效电阻
间空气被击穿，从而引发电火花点燃气体。下列说法正确的是（
　　
）
A．原线圈两端所接交流电压表的读数为 4.24 V
B．副线圈中交流电压与原线圈中交流电压频率不相等
C．要实现点火则副线圈与原线圈的匝数比至少大于
D．要实现点火则副线圈与原线圈的匝数比至少大于 2 000
【答案】AD
【详解】A．根据题意可知，原线圈两端电压的最大值为 则有效值为 即
电压表示数为 ，故 A正确；
B．变压器不能改变频率，故副线圈中交流电压与原线圈中交流电压频率相等，故 B错误；
CD．当变压器副线圈电压的瞬时值大于 时，就会在放电针间引发电火花进而点燃气体，转换器所
输出的正弦式交变电压最大值为 6 V，根据电压与匝数成正比，所以实现点火的条件是
故C错误，D正确。故选 AD。
【例 2】如图所示为某水电站输电线路原理图，水电站输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压 U后向远
距离用户供电，总功率为 P。用户端理想变压器原、副线圈匝数分别为 和 ， 为输电线总电阻， 为
不断电用户电阻（可视为定值电阻），R为可变用户电阻（可视为可变电阻），电压表和电流表均为理想
电表。当可变用户电阻 R增大时，下列说法正确的是（　　）
A．电流表示数将变大
B．电压表示数将变大
C．输电线路上损耗的功率为
D．对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为
【答案】BD
【详解】AB．由闭合电路欧姆定律可知，当可变电阻 R增大时，副线圈中的电流 将减小，则电流表示数
会变小，从而原线圈中电流 也会变小，原线圈电压 将增大，副线圈电压 也将增大，电压表
示数将增大，故 A错误，B正确；
CD．设虚线框所圈部分的等效电阻为 ，由 ，结合 和 ，联立可得
则 上消耗的功率为 故 C错误，D正确。故选 BD。
二、理想变压器的动态分析
匝数比不变的情况 负载电阻不变的情况
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