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1、 当理想变压器的原、副线圈的匝数不变而变压器的 负载发生变化时，确定其他有关物理量的变化时，可依 据以下原则(如图10-2-3)：1.输入电压U1决定输出电压U2：这是因为输出电压U2= U1，当U1不变时，不论负载电阻R变化与否,U2 不会改变。要点 理想变压器各物理量变化的决定因素图10-2-32.输出电流I2决定输入电流I1：在输入电压U1一定的情况下，输出电压U2也被 完全确定。当负载电阻R增大时，I2减小，则I1相应减小；当负载电阻R减小时，I2 增大，则I1相应增大。在使用变压器时，不能使变压器次级短路。3.输出功率P2决定输入功率P1:理想变压器的输入功率与输出功率相等，即 P2
2、=P1。在输入电压U1一定的情况下，当负载电阻R增大时，I2减小，则变压器输出 功率P2=I2U2减小，输入功率P1也将相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，变压 器的输出功率P2=I2U2增大，则输入功率P1也将增大。【例1】如图10-2-4，理想变压器原副线圈匝数之比为4:1。原线圈接入一电压为U=U0sint 的交流电源，副线圈接一个R=27.5 的负载电阻。若U0=220V，100 rad/s，则下述结论正确的是( )A副线圈中电压表的读数为55 VB副线圈中输出交流电的周期为 sC原线圈中电流表的读数为0.5 AD原线圈中的输入功率为110 W热点一 理想变压器规律的应用图10-2
3、-4【名师支招】灵活应用：电压与匝数的正比关系；电流与匝数的反 比关系；输入功率与输出功率的相等关系。特别注意：电流与匝数的反比 关系成立的条件是副线圈只有一个。A C【解析】原线圈电压有效值为U1=220 V，电压表读数为U2= V=55 V ，周期 s，副线圈中电流I2= =2 A，原线圈中电流I1= =0.5 A，P=I1U1=110 W。1一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。原线圈与正弦 交变电源连接，输入电压u如图10-2-5所示。副线圈仅接入 一个10 的电阻。则 ( ) A.流过电阻的电流是20 A B.与电阻并联的电压表的示数是100 V C.经过1分钟电阻发出的
4、热量是6103 J D.变压器的输入功率是1103 WD图10-2-5【解析】因为变压器的匝数与U1不变，所以 U2与两电压表的示数均不变。当S断开时，因为 负载电阻增大，故次级线圈中的电流I2减小，由 于输入功率不变，所以I1也将减小，C正确；因为R1的电压减小，故R2、R3 两端的电压将增大，I3变大，B正确。【例2】如图10-2-6，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的。 和 为理想电压表，读数分别为U1和U2； 、 和 为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是 ( )A.U2变小、I
5、3变小 B.U2不变、I3变大C.I1变小、I2变小 D.I1变大、I2变大热点二 变压器电路的动态分析图10-2-6【名师支招】分析这类问题的基本思路：(1)首先抓住各量的决定因素：U1由电源决定，U2由输入电压U1及匝数比 决定：U2 U1；I2由输出电压U2及负载电阻R决定：I2U2/R；I1由I2及匝 数比决定：I1 I2。(2)然后利用直流电路中的动态分析方法即可。B C22009年高考江苏物理卷如图10-2-7 所示，理想变压器的原、副线圈匝数比 为1:5，原线圈两端的交变电压为 u=20 sin100t V，氖泡在两端电压达 到100 V时开始发光，下列说法中正确 的有 ( )
6、A.开关接通后，氖泡的发光频率为100 Hz B.开关接通后，电压表的示数为100 V C.开关断开后，电压表的示数变大 D.开关断开后，变压器的输出功率不变A B图10-2-7【例3】发电站的电源通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器。 (1)画出上述输电全过程的原理图；(2)发电机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1:25，求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；(3)若输电导线中的电功率损失为输电功率的4%，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压；(4)计算降压变压器的输出
7、功率。热点三 远距离输电【解析】(1)如下图10-2-8所示。(2)对升压变压器，据公式U1/U2n1/n2有U2 U125250 V6250 V,P1=P2,I2=P2/U2=100000/6250 A=16 A。(3)因为P线=I2R线，又P线0.04P1，所以R线 =15.625 。因为UU2-U3I2R线，所以U3U2-I2R线6250 V-1615.625 V6000 V。(4)P4P1-P线0.96P1=0.96100000W96 kW。【答案】(1)见解析 (2)6250 V；16 A (3)15.625 ；6000 V (4)96 kW图10-2-8【名师支招】求解远距离输电的
8、关键是：(1)熟悉“交流发电机升压变压器输电线降压变 压器用电户”这一过程。并画出这一过程的示意图，把 需要的物理量都标在图中的相应位置上。(2)远距离输电常用分析公式输电电流：输电导线损失的电功率：输电导线损耗的电压 。32009年高考山东理综卷某小型水电站的电能输送示意图如图10-2-9 。发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈 匝数分别为n1、n2。降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为 理想变压器)。要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则( )A. B. C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率图10-2-9A D
