文档内容
第十二章 交变电流和传感器
近5年考情分析
考题统计
等级
考点要求 2022 2021 2020 2019 2018
要求
辽宁卷·T5
交变电流的产生和 浙江6月卷·T5
Ⅱ 浙江6月卷 Ⅲ卷·T16
描述 浙江1月卷·T9
·T5
理想变压器和远距 湖南卷·T6 河北卷·T8 Ⅱ卷·T19
Ⅱ
离输电 山东卷·T4 湖南卷·T6 Ⅲ卷·T20
实验十三：传感器 Ⅱ卷·T23
广东卷·T12 Ⅲ卷·T23 Ⅰ卷·T23
的简单应用
物理观念：1.理解磁通量、电磁感应、自感等概念；2.掌握右手定则、楞次定律、法拉
第电磁感应定律等规律；3.培养电磁相互作用观念和能量观念．
科学思维：综合应用楞次定律、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、焦耳定律、
牛顿第二定律、动能定理、能量守恒定律、动量定理、动量守恒定律分析问题的能力．
核心素养
科学探究：通过实验探究影响感应电流方向的因素，探究法拉第电磁感应定律、探究自
感现象和涡流现象，提高定性和定量分析问题的能力．
科学态度与责任：了解生活中电磁感应的应用，体会学习物理的乐趣，培养学习物理的
兴趣．
本章高考考查内容主要有:(1)交变电流的产生及变化规律；(2)交变电流的四值及应用；
(3)理想变压器的工作原理与规律；(4)理想变压器的动态电路分析；远距离输电的模式
命题规律 以及电压和功率的损耗；(6)传感器的简单应用.题型主要为选择题.物理核心素养上面主
要考查学生的“模型建构和科学推理”要素.能力主要考查理解与推理能力.整体难度中
偏易。
复习时要重点关注:(1)交变电流的产生过程；(2)交变电流的图象和交变电流的四值；
(3)理想变压器电路中原、副线圈与各物理量之间的制约关系；(4)理想变压器的工作原
备考策略 理；(5)远距离输电的特点.远距离输电技术处于世界领先水平，与之相关的信息给予题
应多训练.随着现代技术与人工智能的发展，传感器的应用越来越广泛，与传感器有关的
信息题和实验题应增加关注.变压器的动态变化问题应作为本章的重点和难点.
【网络构建】专题 12.2 理想变压器和远距离输电
【网络构建】
考点一 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)
功率关系 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，P ＝P
入 出
基 电压关系 原、副线圈的电压比等于匝数比，U∶U＝n∶n，与负载的多少无关
1 2 1 2
本
关 电流关系 只有一个副线圈时，I 1 ∶I 2 ＝n 2 ∶n 1 ；有多个副线圈时，由P 入 ＝P 出 得I 1 U 1 ＝I 2 U 2
系 ＋I 3 U 3 ＋…＋I n U n 或I 1 n 1 ＝I 2 n 2 ＋I 3 n 3 ＋…＋I n n n
频率关系 f＝f(变压器不改变交流电的频率)
1 2
考点二 理想变压器的动态分析
1．常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况．
匝数比不变的情况 负载电阻不变的情况(1)U 不变，根据＝，输入电压U 决定输出电
1 1
压U，可以得出不论负载电阻R如何变化，
2
U 不变． (1)U 不变，发生变化，U 变化．
2 1 2
(2)当负载电阻发生变化时，I 变化，根据输 (2)R不变，U 变化，I 发生变化．
2 2 2
出电流I 决定输入电流I，可以判断I 的变
2 1 1 (3)根据P＝和P＝P，可以判断P 变化时，
化． 2 1 2 2
P 发生变化，U 不变时，I 发生变化
1 1 1
(3)I 变化引起P 变化，根据P＝P，可以判
2 2 1 2
断P 的变化
1
2.含有变压器的动态电路问题的解题思路
考点三 远距离输电模型
远距离输电问题的“三二二”
1．理清三个回路
2．抓住两个联系
(1)理想的升压变压器联系着回路1和回路2，由变压器原理可得：线圈1(匝数为n)和线圈2(匝数为n)中各
1 2
个量间的关系是＝，＝，P＝P.
1 2
(2)理想的降压变压器联系着回路2和回路3，由变压器原理可得：线圈3(匝数为n)和线圈4(匝数为n)中各
3 4
个量间的关系是＝，＝，P＝P.
3 43．掌握两种损耗
(1)电压损耗：输电线上的电阻导致的电压损耗，ΔU＝U－U＝I R
2 3 线 线．
(2)功率损耗：输电线上的电阻发热的功率损耗，ΔP＝P－P＝IR 输电线上能量损耗是热损耗，计算功率
2 3 线．
损耗时用公式ΔP＝IR 或ΔP＝.
线
高频考点一 理想变压器基本规律的应用
只有一个副线圈
例1、一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R、R 和R 的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω，Ⓐ 为理
1 2 3
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I；当S
闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为 ( )
A．2 B．3 C．4 D．5
【变式训练】如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为 10∶1，原线圈两端连接正弦交流电源 u＝
220sin314t(V)，副线圈接电阻R，同时接有理想电压表和理想电流表。下列判断正确的是( )
A．电压表读数约为31.1 V
B．若仅将副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数增大到原来的2倍
C．若仅将R的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍
D．若R的阻值和副线圈匝数同时增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍
有多个副线圈
例2、如图所示，两种情况下灯泡L 、L 的功率均为P，且L 、L 、L 为相同的灯泡，匝数比为n∶n ＝
2 3 1 2 3 1 2
3∶1，则图甲中L 的功率和图乙中L 的功率分别为 ( )
1 1A．P、P B．9P、P
C.P、9P D.P、9P
【变式训练】如图所示，电路中变压器原线圈匝数n ＝1 000，两个副线圈匝数分别为n ＝500、n ＝200，
1 2 3
分别接一个R＝55 Ω的电阻，在原线圈上接入U ＝220 V的交流电源．则两副线圈输出电功率之比和原线
1
圈中的电流I 分别是( )
1
A．＝，I＝2.8 A B．＝，I＝2.8 A
1 1
C．＝，I＝1.16 A D．＝，I＝1.16 A
1 1
高频考点二 理想变压器的动态分析
匝数不变时的动态分析
例3、如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为n∶n＝55∶1，原线圈接电压u＝220·sin 100πt
1 2
(V)的交流电源，电表均为理想电表．闭合开关后，在滑动变阻器的滑片P从最上端滑到最下端的过程中，
下列说法正确的是 ( )
A．副线圈交变电流的频率是100 Hz B．电压表的示数为4 V
C．滑动变阻器两端的电压先变大后变小 D．电流表的示数变大
【变式训练】如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表．下列说法正确的
是( )
A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R 消耗的功率变大
1B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大
C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A 示数变大
1
D．若闭合开关S，则电流表A 示数变大，A 示数变大
1 2
负载电阻不变时的动态分析
例4、如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，
其他条件不变，则( )
A．小灯泡变亮 B．小灯泡变暗
C．原、副线圈两端电压的比值不变 D．通过原、副线圈电流的比值不变
【变式训练】如图所示，电源输出电压不变，要使电路中电流表示数变大，可采用的方( )
A．将R上的滑片向上移动 B．将R上的滑片向下移动
C．将开关S掷向1 D．将开关S掷向2
变压器副线圈接有二极管
例5、图乙中，理想变压器原、副线圈匝数比n∶n ＝5∶1.原线圈接入如图甲所示的正弦交流电．电路中
1 2
电表均为理想电表，定值电阻R ＝R ＝4 Ω，D为理想二极管(该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷
1 2
大)，则( )
A．电阻R 两端的电压频率为50 Hz B．电流表的示数为5 A
2
C．原线圈的输入功率为150 W D．将R 摘掉，电压表的示数不变
1
【变式训练】如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n∶n ＝22∶5，原线圈接u＝220sin
1 2
100πt V的交流电，电阻R ＝R ＝ 25 Ω，D 、D 为两只理想二极管，假设两二极管的正向电阻为零，反向
1 2 1 2
电阻为无穷大，则副线圈电路中理想交流电流表的读数为( B )A．1 A B．2 A
C． A D．2 A
高频考点三 远距离输电模型
例6、如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压U 一定，通过理想升压变压器T 和理想降压
1 1
变压器T 向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T 的输入电压和输入功率分别为U 和P ，它的输出电压
2 1 1 1
和输出功率分别为U 和P ，T 的输入电压和输入功率分别为U 和P ，它的输出电压和输出功率分别为U
2 2 2 3 3 4
和P。下列说法正确的是( )
4
A．当用户的用电器增加时，U、U、U 均变小
2 3 4
B．输电线的总电阻R两端的电压等于U＋U，且随用户的用电器增加而增大
2 3
C．输电线上损失的功率为，且随用户的用电器增加而增大
D．要减小输电线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应增大降压变压器的匝数比
【变式训练】如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压U 和输电线的电阻和理想变压
1
器匝数均不变，且n∶n＝ n∶n，当用户消耗的功率增大时，下列表述正确的是 ( )
1 2 4 3
A．用户的总电阻增大 B．用户端的电压U 减小
4
C．U∶U＝ U∶U D．用户端增加的功率等于升压变压器多输入的功率
1 2 4 3
