专题12 变压器 远距离输电—备战2022年高考物理母题题源解密（全国通用）（原卷版）

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专题 12 变压器 远距离输电
【母题来源一】2021 年高考广东卷
【母题题文】（2021·广东高考真题）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∶，下列说法正确的是（　　）
A．交流电的频率为 10Hz
B．副线圈两端电压最大值为 3V
C．变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关
D．充电电路的输入功率大于变压器的输入功率
【母题来源二】2021 年高考湖南卷
【母题题文】（2021·湖南高考真题）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为 ，输入端 、 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 的阻值相同。在滑动变阻器 的滑片从
端滑动到 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
【母题来源三】2021 年高考河北卷
【母题题文】（2021·河北高考真题）（多选）如图，发电机的矩形线圈长为 、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 、 和 ，两个副线圈分别
接有电阻 和 ，当发电机线圈以角速度 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（　　）
A．通过电阻 的电流为 B．电阻 两端的电压为
C． 与 的比值为 D．发电机的功率为
【母题来源四】2021 年高考山东卷
【母题题文】（2021·山东高考真题）（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∶，输入电压为 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 。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 ；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．B．
C．D．
【命题意图】考查变压器的工作原理、欧姆定律、闭合电路欧姆定律和电功率等知识，意在考查考生
的理解能力和综合分析能力。
【考试方向】对理想变压器的动态分析的考查：一是负载不变，通过匝数变化求解原副线圈的各参量 ；
二是匝数不变，负载变化，讨论各量的变化。
【得分要点】1、电压器的几个常用关系：
（1）电压关系：
2
1
2
1
n
n
U
U
或者
Bπr2
2
或者
U1
n1
=U2
n2
=U3
n3
=⋯=ΔΦ
Δt
（多个副线圈时），
即原副线圈两端电压之比等于线圈的匝数之比。
（2）电流关系：根据 P入=P 出可求出，
1
2
2
1
n
n
I
I
或者 n1I1=n2I2或者 n1I1=n2I2+n3I3+n4I4+n5I5+…（有多个
副线圈时）。
（3）功率关系：P入
＝
P出，即 I1U1＝I2U2（一个副线圈）或者 I1U1＝I2U2+I3U3+I4U4+…（ 多个副线圈）。
（4）各物理量之间的制约关系：输入电压 U1决定输出电压 U2；输出功率 P出决定输入功率 P入；输出
电流 I2决定输入电流 I1。
对于动态变化问题，求解思路是：通过某一电阻变化判断整体电阻变化，据闭合电路欧姆定律判断干路电
流变化；再抓住“原线圈电压决定副线圈电压、副线圈电路决定原线圈电流、副线圈输出功率决定输入功
率”这个结论。[来源:Z&xx&k.Com]
2、解远距离输电问题必备技巧
（1）正确画出输电过程示意图，并在图上标出各物理量。
（2）抓住变压器变压前、后各量间关系，求出输电线上的电流。
（3）计算电路功率问题时常用关系式：
ΔP=I2R=( P
U)2R
，注意输电线上的功率损失和电压损失。
（4）电网送电遵循“用多少送多少”的原则，说明原线圈电流由副线圈电流决定。
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