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1、第2讲变压器电能的输送主干梳理 对点激活知识点理想变压器1构造：如图所示。变压器主要由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。(1)原线圈：指与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。(2)副线圈：指与负载连接的线圈，也叫次级线圈。2工作原理：电磁感应的互感现象。3理想变压器的基本关系式(1)功率关系：P入P出。(2)电压关系：，若n1n2，为降压变压器；若n1n2，为升压变压器。(3)电流关系：只有一个副线圈时，；有多个副线圈时，U1I1U2I2U3I3UnIn。4几种常用的变压器(1)自耦变压器(也叫调压变压器)。(2)互感器电压互感器，可以把高电压降为低电压；电流互感器，可以把强电流降为弱电流。知
2、识点远距离输电 1减少输电电能损失的两种方法减少输电电能损失的理论依据：P损I2R。(1)减小输电线的电阻：根据电阻定律R，要减小输电线的电阻R，在保证输电距离情况下，可采用减小材料的电阻率、增大导线的横截面积等方法。(2)减小输电导线中的电流：在输电功率一定的情况下，根据PUI，要减小电流，必须提高输电电压。2远距离高压输电的分析(1)输电过程(如图所示)(2)输送电流I。I。(3)电压损失UUU。UIR。(4)功率损失PPP。PI2R2R。一 思维辨析1变压器不但可以改变交流电压，也可以改变稳恒直流电压。()2理想变压器的基本关系式中，电压和电流均为有效值。()3高压输电的目的是增大输电的
3、电流。()4在输送电压一定时，输送的电功率越大，输送过程中损失的功率越小。()5变压器原线圈中的电流由副线圈中的电流决定。 ()6变压器副线圈中的电压由原线圈中的电压决定。()答案1.2.3.4.5.6.二 对点激活1(人教版选修32P44T2改编)有些机床为了安全，照明电灯用的电压是36 V，这个电压是把380 V的电压降压后得到的。如果变压器的原线圈是1140匝，副线圈是()A1081匝 B1800匝 C108匝 D8010匝答案C解析由得n2108匝，故C正确。2(人教版选修32P44T5改编)(多选)如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图，变压器的输入电压是市区电网的电压，当滑动变
4、阻器R滑片向下移动时，下列说法正确的是()A.不变，不变 B.变大，不变C.变大，变小 D.不变，不变答案AC解析输入电压不变，所以不变，由知，不变，故A正确；滑片下移，R变小，故变大，I1由I2决定，所以变大，R0分压变大，故变小，所以C正确，B、D错误。3(人教版选修32P50T3改编)从发电站输出的功率为220 kW，输电线的总电阻为0.05 ，用110 V和11 kV两种电压输电。两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为()A1001 B1100 C110 D101答案A解析由题意知输电线上的电流I，则输电线的总电阻造成的电压损失UIr故，故选A。4(人教版选修32P50T5改编)
5、(多选)如图所示为远距离输电示意图，其中水电站发电机的输出功率为100 kW，发电机的电压为250 V。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8 ，在用户端用降压变压器把电压降为220 V。要求在输电线上损失的功率控制为5 kW(即用户得到的功率为95 kW)。下列说法正确的是()A输电线上通过的电流为25 AB降压变压器的输入电压为4000 VC升压变压器的匝数比为D降压变压器的匝数比为答案AC解析输电线上的电流I2 A25 A，A正确；输电线上损失的电压U损I2R258 V200 V，升压变压器的输出电压U2 V4000 V，则降压变压器的输入电压U3U2U损4000 V200
6、 V3800 V，B错误；升压变压器的匝数比，C正确；降压变压器的匝数比，D错误。考点细研 悟法培优考点1理想变压器的工作原理和基本关系1变压器的工作原理2基本关系(1)无漏磁，故原、副线圈中的相同。(2)线圈无电阻，因此无电压降，副线圈端电压UEn。(3)根据得，套在同一铁芯上的线圈，有。(4)无电能损失，因此P入P出，无论副线圈一个还是多个，总有U1I1U2I2U3I3，将电压关系代入可得n1I1n2I2n3I3。(5)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率。(6)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。3基本关系式中物理量之间的决定关系制约关系电压原线
7、圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2(当U1不变时，不论负载电阻R变化与否，U2不会改变)功率副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入(可简记为“用决定供”)电流副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1例1(2017北京高考) 如图所示，理想变压器的原线圈接在u220sin100t(V)的交流电源上，副线圈接有R55 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为21，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220 WB电流表的读数为1 AC电压表的读数为110 VD副线圈输出交流电的周期为50 s解题探究(1)、的读数是什么值？提示：有效值。(2)变压器改变交流电的周期吗？
8、提示：不改变。尝试解答选B。理想变压器原线圈两端电压的有效值为U1220 V，由得U2110 V，即电压表的读数为110 V，通过负载电阻的电流I2 A2 A，则副线圈的输出功率PU2I21102 W220 W，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，为220 W，故A、C错误。由n1I1n2I2得I11 A，即电流表的读数为1 A，B正确。由u220sin100t(V)可知，角速度100 rad/s，原线圈所接交流电的周期T0.02 s，副线圈输出交流电的周期不变，仍为0.02 s，D错误。总结升华1变压器原线圈含有负载问题的分析(1)在原线圈回路中，原线圈两端的电压与负载两端电压之和等于电源
9、的电压；(2)要求解原线圈中负载的电流、电压和功率，一般需先求副线圈中的电流，然后根据理想变压器的关系求得原线圈中负载的电流。原、副线圈的电流关系往往是解决问题的突破口。2含有多个副线圈的变压器电路分析副线圈有两个或两个以上时，一般从原、副线圈的功率相等入手。利用P1P2P3，结合电压(电流)匝数比关系、欧姆定律等分析。3变压器与二极管相结合的分析当副线圈回路中含有二极管时，由于二极管具有单向导电性，会使交变电流只有一半时间导通，经过二极管后的输出电压的有效值与副线圈两端交流电压的正常有效值不相等，应根据电流的热效应进行计算。变式11(2018河北名校联盟质量监测)(多选)如图所示，a、b两端
10、接在正弦交流电源上，原、副线圈回路中A、B电阻阻值相同，原、副线圈匝数比为n1n231，下列说法正确的是()AA、B电阻电流之比为13BA、B电阻电压之比为31CA、B电阻功率之比为11DA电阻两端电压与原线圈输入电压之比为19答案AD解析根据得，U13U23UB，根据，A正确；UAI1RI2RUB，B错误；，C错误；，D正确。变式12 如图所示，理想变压器有两个副线圈，L1、L2是两盏规格为“8 V,10 W”的灯泡，L3、L4是两盏规格为“6 V,12 W”的灯泡，当变压器的输入电压为U1220 V时，四盏灯泡恰好都能正常发光，如果原线圈的匝数n11100匝，求：(1)副线圈的匝数n2、n
11、3；(2)电流表的读数。答案(1)40匝60匝(2)0.2 A解析(1)由变压器原理可知，n1n2n3U1U2U3，则n2n1110040n3n1110060。(2)由P入P出可得，I1U1P1P2P3P4，所以I1 A0.2 A。考点2理想变压器的动态分析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。1匝数比不变的情况(如图所示)(1)U1不变，根据，输入电压U1决定输出电压U2，可以得出不论负载电阻R如何变化，U2不变。(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，根据输出电流I2决定输入电流I1，可以判断I1的变化。(3)I2变化引起P2变化，根据P1P2，可以
12、判断P1的变化。2负载电阻不变的情况(如图所示)(1)U1不变，发生变化，U2变化。(2)R不变，U2变化，I2发生变化。(3)根据P2和P1P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。3分析动态问题的步骤例2(2018福建高三期末)(多选)如图所示的理想变压器电路中，原、副线圈的匝数比为21，原、副线圈的电路中均有一阻值为R的定值电阻，副线圈电路中定值电阻和滑动变阻器串联，a、b端接电压恒定的正弦交流电，在滑动变阻器滑片P向右移动的过程中()A原线圈电路中定值电阻R消耗的功率在减小B副线圈电路中定值电阻R消耗的功率在增大C原、副线圈电路中定值电阻R消耗的功率之比恒为14
13、D原、副线圈电路中定值电阻R两端的电压之比恒为21解题探究(1)求原、副线圈电路中定值电阻R消耗的功率之比和两端电压之比的前提是求_之比。提示：电流(2)滑片P向右移，原、副线圈电流均_。提示：变大尝试解答选BC。当滑片向右滑动时，输出电流增大，所以副线圈中定值电阻R消耗的功率I2R会增大，B正确；原、副线圈电流之比恒为匝数反比，即I1I212，输出电流增大，输入电流增大，流过原线圈中定值电阻R的电流增大，所以原线圈中定值电阻R消耗的功率会增大，A错误；原、副线圈电流之比恒为I1I212，又由PI2R知，C正确；由UIR知，原、副线圈中定值电阻R两端的电压之比为12，D错误。总结升华原线圈含有
14、用电器的动态分析技巧图甲中当R2变化时如何判断原线圈中I1的变化情况？我们可以把图甲等效画成图乙。由R，R2，联立得：R2R2这样若当R2变大时，知R变大，U1不变则I1变小，方便极了！变式21(2018广东深圳七校联考)(多选)如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈的匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头，在原线圈上加一电压有效值为U的正弦交变电流，则()A保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小B保持Q的位置不动，将P向上滑动时，滑动变阻器R接入电路的部分消耗的功率变小C保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D调节P、Q使副线圈匝数、滑动变阻器R接入电路部分的阻值均变为原来的2倍，则变压器输入功率不变答案AC解析保持Q的位置不动，将P向上滑动时，滑动变阻器接入电路部分
