人教专题23 理想变压器模型与远距离输电 2022-2023高考三轮精讲突破训练（全国通用）（解析版）.docx

专题23 理想变压器模型与远距离输电
目录
专题23 理想变压器模型与远距离输电 1
考向一　理想变压器基本规律的应用 1
考查方式一 只有一个副线圈 1
考查方式二 有多个副线圈 4
考向二　理想变压器的动态分析 6
考查方式一 匝数不变时的动态分析 7
考查方式二 负载电阻不变时的动态分析 8
考查方式三 变压器副线圈接有二极管 9
考向三　远距离输电模型 10
【巩固练****14
考向一　理想变压器基本规律的应用
理想变压器以及原、副线圈基本量的关系
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出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn
频率关系
f1＝f2(变压器不改变交流电的频率)
考查方式一 只有一个副线圈
【例1】如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin100πt（V）的交流电源上，副线圈接有R=55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）
A．原线圈的输入功率为220W
B．电流表的读数为1A
C．电压表的读数为110V
D．副线圈输出交流电的频率为50Hz
【答案】D
【详解】C．原线圈的电压的有效值为
根据原副线圈电压与匝数的关系
解得
故C错误；
B．变压器的副线圈的电流为
根据原副线圈电流与匝数的关系
解得原线圈的电流，即电流表的读数为
故B错误；
A．原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即
故A错误；
D．根据变压器的工作原理可知，变压器原副线圈的电流变化的频率相等，即
故D正确。
故选D。
[变式]一含有理想变压器的电路如图，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω，为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为1A；当开关S闭合时，电流表的示数为4A，下列说法正确的是（　　）
A．该交流电源电压最大值为V
B．该变压器原、副线圈匝数比为4：1
C．开关S闭合时，R1消耗功率大于R2消耗功率
D．开关S从闭合到断开，电源输出功率增大
【答案】A
【详解】设变压器原、副线圈匝数比为k，当开关S断开时，电流表的示数为1A，由
可得副线圈电流
副线圈电压
求得
电源电压
同理，当开关S闭合时，电流表的示数为4A时
求得
A．由上述分析，电压源电压的有效值
由可求得
A正确；
B．由上述分析，变压器原、副线圈匝数比为，B错误；
C．由上述分析，开关S闭合时
，
R1消耗功率
R2消耗功率
C错误；
D．由C项分析，开关S闭合，电源输出功率为
开关断开，电源输出功率
开关S从闭合到断开，电源输出功率减小，D错误．
故选A。
考查方式二 有多个副线圈
【例2】如图所示，理想变压器原、副线圈匝数n1∶n2∶n3＝3∶2∶1，副线圈n2接有“8  V,8 W”的灯泡L1、L2，副线圈n3上接有“6  V,9 W”的灯泡L3、L4，原线圈上接有电阻R1＝3 Ω，当a、b端接入交变电源后，L1、L2正常发光，则交变电源的输出功率为(　　)
A．72 W B．36 W C．34 W D．24 W
【答案】B
【详解】灯泡L1、L2的电阻，灯泡L3、L4的电阻．L1、L2正常发光，则副线圈n2两端电压U2＝8 V，据可得，原线圈两端电压U1＝12 V，副线圈n3两端电压U3＝4 V，灯泡L1、L2的并联电阻，灯泡L3、L4的并联电阻为，输出功率为四个灯泡功率之和，原线圈的电流，R1的功率为，则交变电源的输出功率．故B项正确．
[变式]如图所示，L1、L2、L3为三个完全相同的白炽灯，按图接在一理想变压器上，变压器的初级线圈匝数为n1，次级线圈匝数为n2，n1:n2=3:1，当变压器ab端接入交流时，L2、L3的实际功率都是P，此时L1的功率为(  )  
    
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】L2、L3的实际功率都是P，则两灯两端电压相同，设L2、