1、梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升第2讲 变压器 电能的输送梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升1.构造：如图1021所示，变压器是由和绕在铁芯上的组成的理想变压器(考纲要求)闭合铁芯两个线圈图1021梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升初级负载次级电磁感应P入P出梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升U2I2U3I3UnIn高电压低电压大电流小电流梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)没有能量损失的变压器叫理想变压器()(2)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流
2、不起作用()(3)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()(4)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()答案(1)(2)(3)(4)梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升1.输电过程(如图1022所示)远距离输电(考纲要求)图1022梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升2输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q.3电压损失(1)UUU；(2)U_I2RtIR梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升I2R梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升判断正误，正确的划
3、“”，错误的划“”(1)变压器副线圈并联更多的用电器时，原线圈输入的电流随之增大()(2)增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失()(3)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗()(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()答案(1)(2)(3)(4)梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升1(多选)关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A通过正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等C穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈基础自测梳理深化 强基固
4、本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升解析由于是交变电流，交变电流的磁场不断变化，磁通量也在变化，A错误；因理想变压器无漏磁，故B、C正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，故D错答案 BC梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升2(多选)如图1023所示，理想变压器原、副线圈匝数比为21，电池和交变电源的电动势都为6 V，内阻均不计下列说法正确的是()图1023梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升AS与a接通的瞬间，R中无感应电流BS与a接通稳定后，R两端的电压为0CS与b接通稳定后，R两端的电压为3 VDS与b接通稳定后，原、副线圈中电流的频率之比为2
5、1解析S与a接通的瞬间，副线圈有瞬间的感应电流，A错误；S与a接通稳定后，理想变压器的原线圈电流稳定不变，副线圈电压为零，B正确；S与b接通稳定后，根据U1U2n1n2，可得R两端的电压为3 V，C正确；原、副线圈的频率相同，D错误答案 BC梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升3(单选)一输入电压为220 V，输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图1024所示，然后将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为()图1
6、024梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升A1 100,360B1 100,180C2 200,180D2 200,360答案 B梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升4(多选)在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么()A输电线路上损失的电压与输送电流成正比B输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大C输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升答案 AC梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升5(2013汕头质量测评)(单选)如图10
7、25所示为远距离输电的电路原理图，下列判断正确的是()图1025梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升AU1U2BU2U3CI4I2解析在远距离输电的过程中，第一级为升压过程，故U1I2，A错误、D正确；由部分电路欧姆定律可得U3U2I2R线，B错误；由于第二级为降压过程，故U3U4，由U3I2U4I4，可知I2I4，C错误答案 D梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升理想变压器的规律热点一 变压器基本规律的应用梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升图1026梳理深化 强基固本多维课堂 热点突
8、破思维建模 素养提升A电流频率为100 HzB.的读数为24 VC.的读数为0.5 AD变压器输入功率为6 W答案D梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升图1027梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升A原、副线圈的匝数比为501B交变电压的频率为100 HzC副线圈中电流的有效值为4 AD变压器的输入功率为880 W梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升答案 C梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升热点二 理想变压器的动态分析梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升图1028梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维
9、建模 素养提升梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升单刀双掷开关与a连接，当滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，R接入电路的阻值增大，而U2不变，故电流表读数减小，电压表V1示数增大，C对；当单刀双掷开关由a扳向b时，变压器原线圈匝数减小，所以副线圈输出电压增大，电压表V1和电流表的示数均变大，D错答案 BC梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升反思总结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梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升反思总结常见的理想变压器的动
10、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梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升【跟踪短训】2(2013辽宁五校联考)如图1029所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，电阻不计，绕OO轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度做匀速转动，从图示位置开始计时矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是()图1029梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升梳理深化 强基固本多维
11、课堂 热点突破思维建模 素养提升电压表读数为电压的有效值，矩形线圈的电阻不计，故电压表的示数为交流电压的有效值，恒定不变，选项C错误；当P向上移动、R不变时，原线圈的电压不变，副线圈的电压增大，输出功率变大，故原线圈中的电流增大，选项D错误答案 A梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升远距离输电问题的“三二一”1理清三个回路热点三 远距离输电问题图10210梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升【典例3】2013年4月20日8时2分在四川省雅安市芦山县发生7.0级地震后，常州常发集团向灾区人民捐赠一批柴油发电
12、机，该发电机说明书的部分内容如下表所示，现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图10211所示发电机到安置区的距离是400 m，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5104，安置区家用电器的总功率为44 kW，当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作时().图10211梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升A.输电线路中的电流为20 AB发电机的实际输出电压为300 VC在输电线路上损失的电功率为8 kWD如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300 V型号AED6500S输出电压范围220
13、300 V最大输出功率60 kW梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升答案 C梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升【跟踪短训】3随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益增大，节能变得越来越重要某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U1，输电导线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常工作的电压为U2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是()梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升答案 C梳理深化 强基固本多维课堂 热
14、点突破思维建模 素养提升图10212梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升A通过R0电流的有效值是20 AB降压变压器T2原、副线圈的电压比为41C升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压D升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升解析降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220 V，负载电阻为11，所以通过R0电流的有效值是20 A，选项A正确；降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为41，所以降压变压器T2原、副线圈的电压比为41，选项B正确；升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压加上输电线
15、上损失的电压，选项C错误；升压变压器T1的输出功率等于降压变压器T2的输入功率加上输电线上损失的功率，选项D正确答案 ABD梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升自耦变压器高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器(又称调压器)，它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用如图10213所示物理建模 11.三种特殊的变压器模型梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升图10213梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升【典例1】(2012课标全
16、国卷，17)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分一升压式自耦调压变压器的电路如图10214所示，其副线圈匝数可调已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的交流电源上当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为()梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升A380 V和5.3 AB380 V和9.1 AC240 V和5.3 AD240 V和9.1 A图10214梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素
17、养提升答案 B梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升即学即练1如图10215甲所示，为一种可调压自耦变压器的结构示意图，线圈均匀绕在圆环形铁芯上，若AB间输入如图乙所示的交变电压，转动滑动触头P到如图甲中所示位置，在BC间接一个理想的交流电压表(图甲中未画出)，则()图10215梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升A AB间 输 入 的 交 流 电 的 电 压 瞬 时 值 表 达 式 为 u220sin(100t)VB该交流电的频率为100 HzCt1102s时电压表的读数为零DBC间输出的电功率为零梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升答案
18、AD梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升互感器分为电压互感器和电流互感器，比较如下：梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升【典例2】电流互感器和电压互感器如图10216所示其中n1、n2、n3、n4分别为四组线圈的匝数，a、b为两只交流电表，则()图10216梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升AA为电流互感器，且n1n2，a是电压表CB为电流互感器，且n3n4，b是电压表答案 AD梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升即学即练2(2013天津卷，4)普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连
19、接，图10217中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则()图10217梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升Aab接MN、cd接PQ，IabIcdBab接MN、cd接PQ，IabIcdCab接PQ、cd接MN，IabIcdDab接PQ、cd接MN，IabIcd梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升双副线圈变压器梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升【典例3】如图10218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
20、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n11 100匝，求：图10218梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升(1)副线圈n2、n3的匝数(2)电流表的读数答案(1)40匝 60匝(2)0.2 A梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升即学即练3如图10219所示，接于理想变压器中的四个规格相同的灯泡都正常发光，那么，理想变压器的匝数比n1n2n3为()图10219梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升A111B321C621D221梳理深化 强基固本多维课堂 热点突
21、破思维建模 素养提升由PI2R，得IAIBICID，即I1I2I3.由U1I1U2I2U3I3得n1I1n2I2n3I3，即n1n2n32n3n33n3，所以n1n2n3321.答案 B梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升附：对应高考题组1(2011课标全国，17)如图所示，一理想变压器原，副线圈的匝数比为12；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表现闭合开关，灯泡正常发光若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则()梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升答案 A梳理深化 强基固本多维课堂 热点
22、突破思维建模 素养提升2(2011山东理综，20)为保护用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示以下正确的是()梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升3(2012山东卷，18)如图甲所示是某燃气炉点火装置的原理图转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，为交流电压表当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V时，就
23、会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体以下判断正确的是()梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升答案 BC梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升AI1和I2表示电流的瞬时值BU1和U2表示电压的最大值C滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小答案 C梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升答案 D梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养
24、提升6(2012江苏高考)某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有()梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升A家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B家庭电路中使用的电路增多时，L2中的磁通量不变C家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起解析当家庭电路正常工作时，火线和零线中的电流大小始终相等，方向始终相反，由于采用双线绕成，当电路正常工作时，火线和零线在铁芯内
25、部产生的磁场大小相等，方向相反，所以内部的磁通量为零，A正确；当电路中的电器增多时，火线和零线中的电流都增大了，但大小始终相等，方向始终相反，铁芯内部的磁通量还是零，即L2中的磁通量不变，B正确；梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升当电路发生短路时，电流不经用电器，火线和零线中电流很大，但大小始终相等，方向始终相反，铁芯内部的磁通量还是零，L2不产生感应电流，开关K不会被电磁铁吸起，C错误；当地面上的人接触火线发生触电时，电流经人体流向地面，不经过零线，所以火线和零线中的电流大小不等，在铁芯内产生的磁通量不为零，L2中产生感应电流，开关K被电磁铁吸起，D正确答案 ABD梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升7(2013江苏卷，8)如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光要使灯泡变亮，可以采取的方法有()梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升A向下滑动PB增大交流电源的电压C增大交流电源的频率D减小电容器C的电容解析滑片P向下滑动，副线圈匝数减小，变压器输出电压减小灯泡变暗，则A项错；增大原线圈的输入电压，输出电压增大，小灯泡变亮，B项正确；增大交流电的频率，电容器对交流电的阻碍减小，因此灯泡变亮，C项正确；减小电容器的电容，电容器对交流电的阻碍会增大，因此D项错误答案 BC
