高中人教物理2021届小题必练27 理想变压器 远距离输电 教师版.doc

小题必练27：理想变压器 远距离输电
(1)变压器的基本原理和动态分析；(2)远距离输电问题。
例1．(2018·全国III卷·19)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550 kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为∆P，到达B处时电压下降了∆U。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1100 kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为∆P′，到达B处时电压下降了∆U′。不考虑其他因素的影响，则(　　)
A．∆P′＝∆P B．∆P′＝∆P C．∆U′＝∆U D．∆U′＝∆U
【答案】AD
【解析】输电线上损失的功率ΔP＝( )2·r，损失的电压ΔU＝·r，当输送电压变为原来的2倍，损失的功率变为原来的 ，即ΔP′＝ΔP，损失的电压变为原来的，即ΔU′＝ΔU，故选AD。
例2．(2020·全国III卷·20)在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220 V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2＝10 Ω，R3＝20 Ω，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是(　　)
A．所用交流电的频率为500 Hz
B．电压表的示数为100 V
C．电流表的示数为1.0 A
D．变压器传输的电功率为15.0 W
【答案】AD
【解析】交流电的周期T＝0.02 s，则频率f＝50 Hz，A正确；通过R2电流的有效值为I＝＝1 A，R2两端即副线圈两端的电压，根据欧姆定律可知U2＝IR2＝10 V，根据理想变压器的电压规律＝可知原线圈的电压U1＝100 V，电阻R1两端分压即为电压表示数，即UV＝U0－U1＝120 V，B错误；电流表的示数为，C错误；副线圈中流过的总电流I2＝I＋IA＝1.5 A，变压器原副线圈传输的功率P＝I2U2＝15 W，D正确。
【点睛】本题考查变压器的构造和原理，明确变压比、变流比是解题的关键，对于原线圈串联电阻的电路，需要从电流入手分析。
1．(多选)关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是(　　)
A．通过正弦交变电流的原线圈的磁通量不变
B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等
C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势
D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈
【答案】BC
【解析】由于是交变电流，交变电流的磁场不断变化，磁通量也在变化，A项错误；因理想变压器无漏磁，故B、C项正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，故D项错误。
2．如图所示为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯泡相同，且都是“220 V，40 W”。当灯泡所消耗的功率都调至20 W时，哪种台灯消耗的功率最小(　　)
【答案】C
【解析】台灯的消耗功率是指包含灯泡和其他辅助器件的总功率。由A、B、C、D四选项分析可知：C项中理想变压器功率损耗为零，电源输出的总功率(台灯消耗功率)只有灯泡的功率20 W，而其他选项中，不论滑动变阻器是分压接法还是限流接法，滑动变阻器上总有功率损耗，台灯的消耗功率都大于20 W。故