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1、一、变压器原理 1构造和原理(如图1021所示) (1)主要构造：由 、 和 组成 (2)工作原理：电磁感应的 现象,原线圈,副线圈,闭合铁芯,互感,图1021,2.理想变压器不考虑铜损（线圈电阻产生的焦耳热）、铁损（涡流产生 的焦耳热）和漏磁的变压器，其输入功率与输出功率相等.理想变压器是一个理想化模型.,3理想变压器的基本关系式,1“一对一”变压器指回字形铁芯中有一个原线圈和一个副线圈；“一对二”变压器指回字形铁芯中有一个原线圈和两个副线圈 2副线圈的电压比原线圈的电压低，这样的变压器叫做降压变压器，反之则叫升压变压器,4互感器 (1)电压互感器：用来把高电压变成低电压，如图102 2 (
2、a)所示 (2)电流互感器：用来把大电流变成小电流，如图1022 (b)所示,图102 2,二、电能的输送 1输电线路的构成主要有发电机、升压变压器、输电导线、降压变压器、用电器，如图1023所示,图1023,由于电机本身的输出电压不可能很高，所以采用高压 输电时，在发电站内需用升压变压器升压后再由输电 线输出，到用电区再用降压变压器降到所需的电压,2输送电能的基本要求 (1)可靠：保证供电线路正常工作 (2)保质：保证供电质量电压和频率要稳定 (3)经济：线路建设和运行的费用低能耗少、电价低,3损失电能的分析任何输电线都有电阻，因此当电能通过输电线送向远方，电流流过输电线时，因输电线有电阻而
3、发热，从而损失电能设输电电流为I，输电线电阻为R，则输电线上的功率损失P损I2R.,1变压器应用的是交变电流，不用恒定直流 2变压器不改变交变电流的频率，不改变功率，只改变交 变电流的电压和电流,1对于理想变压器，下列说法中正确的是 ( )A原线圈的输入功率随副线圈输出功率增大而增大B原线圈的输入电流随副线圈输出电流的减小而增大C原线圈的电流不随副线圈的输出电流变化而变化D当副线圈电流为零时，原线圈电流为零,解析：对于理想变压器，输出功率决定输入功率，故A正确；输出电流决定输入电流，故B、C错；原线圈电压并不会因为I2为0，它就为0，I2为0表示副线圈断路，U1仍存在，故D错误,答案：A,由输
4、电线上的功率损失PI2R线可知，有两种途径来减小输电损失： 1减小输电线的电阻R，据R ，可得以下几种方法： (1)减小输电线长度l.但由于输电距离一定，所以在实际中不可能用减小l来减小R. (2)减小电阻率.目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料 (3)增大导线的横截面积S.但导线横截面积的增加是有一定限 度的，过粗会多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难,2减小输电电流I，据I (1)减小输送功率P.但在实际中不能以用户少用或不用电来达到减少损耗的目的 (2)提高输电电压U.在输送功率P一定，输电线电阻R一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，据P损( )2R知，输电线
5、上的功率损耗将降为原来的根据以上分析知，采用高压输电是减小输电线上功率损耗最有效、最经济的措施,输电电压也不是越高越好因为电压越高对输电线路、变压器的要求也就越高，所以实际输送电能时要综合考虑各种因素,2关于高压输电下列说法正确的是 ( )A从发电站到输电线路需要升压变压器B从发电站到输电线路需要降压变压器C高压输电是为了增大输电电流D高压输电是为了减小输电电流,解析：高压输电输送总功率一定，为了减小输电线路上功率损失，需要减小输电线上的电流，从发电站到输电线路是用升压变压器升高电压，故A、D正确,答案：AD,如图1024所示，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R
6、4均为固定电阻，开关S是闭合的，V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2和A3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 ( ),AU2变小，I3变小 BU2不变，I3变大 CI1变小，I2变小 DI1变大，I2变大,思路点拨 负线圈两端电压由原线圈两端电压和变压比 确定，原线圈中电流由变压器输出功率决定，其他表示数 可结合电路动态分析确定,课堂笔记 因为U1不变，由 可得U2不变，断开S后副线圈所在电路电阻R变大，由I2 可知电流I2减小由U1I1U2I2得I1 故I1减小电阻R3两端电压U3U2I2R1，故U3变大I3 变大，综合以
7、上可知B、C正确，A、D错误,答案 BC,理想变压器动态分析类似于电路中动态分析，不同处是由原线圈电压和变压比确定副线圈的电压.,(2009山东高考)某小型水电站的电能输送示意图如图1025所示，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 ( ),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,思路点拨 电能输送时，因输电线电阻r的存在，输电线上有功率损失，同时也有电压损失,课堂笔记 由于输电
8、线上的功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率，P出P损P入，故D正确. 因为U1200 VU4220 V，U2U3U2U线，故 A正确,答案 AD,本题中P出P入、U3U2的原因是输电线有电阻，如果输电线为超导体，则有P出P入、U3U2，但仍有：,1理想变压器原、副线圈匝数比为101，以下说法 中正确的是 ( )A穿过原、副线圈每一匝的磁通量之比是101B穿过原、副线圈每一匝的磁通量的变化率相等C原、副线圈每一匝产生的电动势之比为101D正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为11,解析：穿过原、副线圈每一匝的磁通量相等，且磁通量的变化率也相等，故A错，B正确每一匝的电动势
9、值相等，都等于 ，故C错理想变压器的输出功率等于输入功率，故D正确,答案：BD,2如图1026所示为远距离高压输电的示意图关于 远距离输电，下列表述正确的是 ( ),图1026,A增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电 能损失 B高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗 C在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中 的电能损失越小 D高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好,解析：远距离输电过程中的主要能量损耗是输电导线的发热损耗，由P损I2R可以看出，在保证输电功率的前提下有两种方式可减少输电中的能量损失：一是减小输电线的电阻，由R 知，A正确二是减小输电电流，B
10、正确若输电电压一定，由PUI知输送的电功率越大，输电电流越大，则输电中能量损耗P损I2R越大，C错误电压越高，对输电线路绝缘性能的要求越高，变压器的要求相应提高，线路修建费用会多很多，D正确,答案：ABD,3远距离输电时，如果输送的电功率一定，输电电压升高到原来n倍，则输电线路上的功率损失将是原来的( ),解析：由电功率公式PUI知，当输电电压升高到原来的n倍时，P一定，电流变为原来的 ；由P损I2R，R一定，输电线路上的功率损失为原来的 ，选项C正确,答案：C,4(2008天津高考)一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R.设原线圈的电流为I1，输入功率
11、为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2.当R增大时 ( )AI1减小，P1增大 BI1减小，P1减小CI2增大，P2减小 DI2增大，P2增大,解析：设副线圈两端的电压为U2，由 知，由于U1不变，故U2应不变，再根据I2 知，当R增大时，I2应减小，根据I1 推得I1也减小；由P2 知P2减小，根据能量守恒P1P2，故P1减小；只有选项B是正确的,答案：B,5如图1027所示，理想变压器的两线圈匝数之比n1n221，电源电动势E1.5 V ( )A闭合电键S后，UAB1.5 VB闭合电键S后，UAB3 VC断开电键S前，UAB0.75 VD断开电键S瞬间，UAB0,解析：由于电源是直流电源，根据变压器工作原理可知，闭合电键S后和断开电键S前，UAB0，选项A、B、C均错断开电键S瞬间，由于电磁感应，原线圈两端产生自感电动势，UAB0，D选项正确,答案：D,
