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1、交变电流传感器第十一章第2讲理想变压器电能的输送1知 识 梳 理 自 测2核 心 考 点 突 破3阶段培优微专题42年 高 考 模 拟知识梳理自测1构造和原理(1)构造：如图所示，变压器是由_和绕在铁芯上的_组成的。(2)原理：电磁感应的互感现象。知识点知识点1 理想变压器理想变压器闭合铁芯两个线圈P入P出U2I2U3I3UnIn3几种常用的变压器(1)自耦变压器调压变压器，如图A、B所示。低电压小电流1输电过程(如图所示)：知识点知识点2 电能的输送电能的输送2电压损失电压损失(1)UUU。(2)U_。IRI2R思维诊断：(1)变压器不但能改变交变电流的电压，还能改变交变电流的频率。()(2
2、)理想变压器能改变交变电压、交变电流，但不改变功率，即输入功率总等于输出功率。()(3)变压器副线圈并联更多的用电器时，原线圈的输入电流随之增大。()(4)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。()1(2018江苏南京、盐城一模)(多选)变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。如图所示，是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈。匝数分别为n1和n2。下列说法中不正确的是()An1n2，原线圈比副线圈的导线粗Bn1n2，原线圈比副线圈的导线细Cn1n2，原线圈比副线圈的导线粗Dn1n2，故C、D错误；输入功率等于输出功率，所以副线圈中的电流大于原线圈中的电流，则
3、较粗导线的线圈应该作为副线圈，故A错误，B正确。本题选不正确的，故选A、C、D。2如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为201，原线圈接在正弦交流电源上，副线圈接入“3V6W”灯泡一只，且灯泡正常发光。则 ()A原线圈电压有效值为3V B电源输出功率为120WC电流表的示数为0.1AD电流表的示数为40AC3中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原采用500kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P。在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为()AP/4BP/2C
4、2PD4P解析保持输送功率不变，当输电电压升高一倍时，输电线电流减为原来的1/2，再根据P损I2R线可得输电线上损耗的电功率将变为P/4，故选A。A核心考点突破理想变压器的制约关系(1)电压：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定。(2)功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定。(3)电流：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定。考点一考点一理想变压器基本关系的应用理想变压器基本关系的应用特别提醒：关于理想变压器的四点说明(1)变压器不能改变直流电压。(2)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。(3)理想变压器本身不消耗能量。(4)理想变压器基本关系中
5、的U1、U2、I1、I2均为有效值。(2018安徽合肥三模)如图所示，为了浴室用电安全，某同学用理想变压器给浴室降压供电，理想变压器原、副线圈匝数比为51，原线圈输入的交变电压为u311sin100t(V)，已知照明灯额定功率为44W，排气扇电动机内阻为1，电流表示数为2A，各用电器均正常工作，电表均为理想电表。则()A电压表示数为62VB变压器的输入功率为186WC排气扇输出功率为43WD保险丝熔断电流不得低于2A例例 1C(2016全国卷)(多选)如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是()A原、
6、副线圈匝数之比为91B原、副线圈匝数之比为19C此时a和b的电功率之比为91D此时a和b的电功率之比为19类题演练1AD解析因为两灯泡额定电压相同且均正常发光，且输入电压为灯泡额定电压的10倍；所以理想变压器的输入、输出电压比为91，由理想变压器变压规律可知，原、副线圈的匝数比为91，A正确，B错误；由理想变压器变流规律可知，原、副线圈的电流比为19，由电功率PUI可知，a和b的电功率之比为19，C错误，D正确。考点二考点二理想变压器的动态分析理想变压器的动态分析(2016天津理综)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
7、向上滑动时，R1消耗的功率变大B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A1示数变大D若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大例例 2B解析当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，变压器副线圈的总负载的等效电阻增大，R1中电流减小，R1两端电压减小，电压表示数变大，R1消耗的电功率变小，A错误，B正确；当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，变压器副线圈输出电流减小，输出功率减小，根据变压器输入功率等于输出功率，变压器输入功率减小，电流表A1示数减小，C错误；若闭合开关S，变压器副线圈的总负载的等效电阻减小，
8、则R1中电流增大，R1两端电压增大，电压表示数减小，电流表A2示数减小，电流表A1示数增大，D错误。类题演练2A1远距离输电的处理思路对高压输电问题，应按“发电机升压变压器远距离输电线降压变压器用电器”，或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析。2远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例)考点三考点三远距离输电问题远距离输电问题(2018河南周口质检)某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9kW，输出电压为500V，输电线的总电阻为10，允许线路损耗的功率为输出功率的4%。求：(1)村民和村办小企业需要220V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的
9、匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)(2)若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？例例 3答案(1)137211(2)320V5760W规律总结：处理远距离输电问题的一般思维步骤(1)画出远距离输电的示意图，并在图上标出相应物理量。(2)以变压器铁芯为界线区分各个回路。各回路独立，运用串联电路的特点和性质，分析回路中的电压、电流和功率等问题。(3)各回路间通过变压器的匝数比、电压比、电流比和原、副线圈输入功率与输出功率相同的关系相联系。如图所示为远距离输电线路的示意图。若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是()A升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗
10、的功率无关B输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定C当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大D升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压类题演练3C解析用户用电设备消耗的功率增大，升压变压器、降压变压器的原、副线圈中电流都要增大，A错误；输电线中的电流与用户消耗的功率和高压输电电压有关，B错误；用户用电器的总电阻减小，而输出电压不变，所以输电电流增大，输电线上损失的功率增大，C正确；升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压加上输电线损耗的电压，D错误。阶段培优微专题两种特殊的变压器模型(一)自耦变压器自耦变压器的原、副线圈共用一个线圈，线圈匝数可调。可以升压也可以降
11、压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用。解题的关键是分清原线圈和副线圈。(2018重庆一中月考)(多选)调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图乙所示，线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，C、D之间输入交变电压，转动滑动触头P就可以调节M、N两端的输出电压，图乙中两电表均为理想交流电表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，现在C、D两端输入如图甲所示正弦式交变电流，变压器视为理想变压器。则下列说法正确的是()例例 4CDA由图甲可知M、N两端输出交流电压有效值不可能高于36VB当滑动触头P逆时针转动时，M、N之间输出交流电压的频率变大C当滑动变阻器的滑片向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数
12、变大D当滑动变阻器的滑片向下滑动时，要保持电阻R2消耗的电功率不变，则应适当逆时针转动滑动触头P解析由图甲可知，C、D两端输入的交流电压有效值为36V，输出端M、N间线圈匝数可以小于、等于或大于C、D间线圈匝数，因此M、N两端输出交流电压有效值可能高于36V，A错误；当滑动触头P逆时针转动时，M、N间线圈匝数增多，变压器输出电压升高，但频率与匝数无关，保持不变，B错误；当滑动变阻器的滑片向上滑动时，R3接入电路的阻值增大，负载电阻增大，总电流减小，电阻R1两端的电压U1IR1减小，电压表读数UUMNU1增大，通过电阻R2的电流增大，则电流表读数变小，C正确；当滑动变阻器滑片向下滑动时，R3接入
13、电路的阻值减小，负载电阻减小，总电流增大，R1两端的电压增大，故R2两端的电压减小，电阻R2消耗的电功率减小，要保持其电功率不变，则应保持其两端电压不变，由UUMNU1可知应增大UMN，即增加M、N间线圈匝数，滑动触头P应该逆时针转动，D正确。(二)多副线圈变压器(2018河北石家庄质检)如图所示，理想变压器三个线圈的匝数比n1n2n31051，其中匝数为n1的原线圈接到220V的交流电源上，匝数为n2和n3的两个副线圈分别与电阻R2、R3组成闭合回路。已知通过电阻R3的电流I32A，电阻R2110，则通过电阻R2的电流I2和通过原线圈的电流I1分别是()A10A,12AB10A,20AC1A,0.7AD1A,3A例例 5C2年高考模拟BCBCD练案32考案11
