1、第2讲变压器电能的输送(对应学生用书第210页)理想变压器1构造(如图1021所示)图1021变压器由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成2基本关系(1)电压关系：.(2)功率关系：P入P出(3)电流关系：只有一个副线圈时：.有多个副线圈时，U1I1U2I2U3I3UnIn.远距离输电1输电过程(如图1022所示)图10222电压损失(1)UUU(2)UIR3功率损失(1)PPP(2)PI2R()2R4减少输电线上电能损失的方法(1)减小输电线的电阻R线：由R线知，可采用加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线(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
2、电压1在变电站里，经常要用交流电表监测电网上的强电流所用的器材叫电流互感器，如下图所示中，能正确反映其工作原理的是()【解析】电流互感器的工作目的是把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少、副线圈的匝数多，监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中【答案】A2.图1023(2012新课标全国高考)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1023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
3、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()A380 V和5.3 AB380 V和9.1 AC240 V和5.3 AD240 V和9.1 A【解析】根据理想变压器电压比关系，代入数据解得副线圈两端的电压有效值U2380 V，因理想变压器原、副线圈输入和输出的功率相等，即P入P出U1I1，解得I19.1 A，选项B正确，选项A、C、D错误【答案】B3图1024是远距离输电的示意图，下列说法正确的是()图1024Aa是升压变压器，b是降压变压器Ba是降压变压器，b是升压变压器Ca的输出电压等于b的输入电压Da的输出电压等于输电线上损失的电压【解析】远距离输电先升压，再降压，
4、选项A正确而B错误；由于电线有电压损失，故a的输出电压等于b的输入电压与损失的电压之和，选项C、D均错【答案】A4如图1025所示，一理想变压器的原副线圈匝数比为51，正弦交流电源的内阻不计，电阻R1R24 ，R2消耗的功率为P2100 W，则()图1025AR1消耗的功率为100 WBR1、R2中的电流之比为15C原线圈两端电压的最大值为100 V D交流电源的输出功率等于100 W【解析】由变压器的功率关系和R1、R2中的电流之比为15，R2中电流为1 A，消耗的功率为4 W，选项B正确，A错误；副线圈的输出电压为20 V，原线圈两端电压的有效值为100 V，最大值为141 V，交流电源的
5、输出功率等于两电阻消耗功率之和，为104 W，选项C、D错误【答案】B(对应学生用书第211页)理想变压器基本关系的应用1.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的U1、U2、I1、I2均为有效值2理想变压器的三个制约关系(1)输入电压U1决定输出电压U2.(2)输出电流I2决定输入电流I1.(3)输出功率P2决定输入功率P1.如图1026所示，一理想变压器原线圈的匝数n11 100匝，副线圈的匝数n2220匝，交流电源的电压u220sin (100t) V，R
6、为负载电阻，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法中正确的是()图1026A交流电的频率为100 HzB电压表的示数为44 VC电流表A1的示数大于电流表A2的示数D变压器的输入功率大于输出功率【解析】由交流电源的电压u220sin (100t) V，可得交流电的频率为50 Hz，选项A错误变压器输入电压为220 V，由变压公式知变压器输出电压为44 V，电压表的示数为44 V，选项B正确根据变压器电流关系知，电流表A1的示数小于电流表A2的示数，选项C错误根据理想变压器功率关系知，变压器的输入功率等于输出功率，选项D错误【答案】B【迁移应用】1(多选)如图1027，理想变压器原副线圈匝数之比
7、为41，原线圈接入一电压为uU0sin t的交流电源，副线圈接一个R27.5 的负载电阻若U0220 V, 100 rad/s，则下述结论正确的是()图1027A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【解析】副线圈中电压表读数为副线圈电压的有效值U255 V，A对副线圈中交流电的周期等于原线圈中交流电源电压的周期T s，B错原线圈中的电流I10.5 A，C对原线圈中的输入功率P110 W，D错【答案】AC变压器的动态分析问题含有变压器的动态电路分析，一是要符合变压器的基本规律(电压、电流、功率关系)；二是
8、要遵循欧姆定律首先确定是哪些量在变，哪些量不变，然后根据相应的规律判定，具体问题具体分析(多选)如图1028所示，变压器初级线圈接电压一定的交流电，在下列措施中，能使原线圈所接电流表示数变小的是()图1028A只将S1从2拨向1B只将S2从4拨向3C只将S3从闭合改为断开D只将滑动变阻器R3的滑动触头下移【解析】只将开关S1从2拨向1时，原线圈的匝数变少，根据电压与匝数成正比，副线圈上的电压增大，则副线圈上的电流增大，所以原线圈上的电流也增大，故A错误；只将S2从4拨向3时，副线圈的匝数减少，则副线圈上的电压减小，电流减小，所以原线圈的电流也减小，故B正确；只将S3从闭合改为断开时，副线圈上的
9、电阻增大，电流减小，所以原线圈的电流也减小，故C正确；只将滑动变阻器R3滑动触头下移时，副线圈的电阻减小，则电流增大，原线圈的电流也增大，故D错误【答案】BC【迁移应用】2(多选)(2013广东省中山市期末)用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化为如下物理问题如图1029，理想变压器的副线圈上，通过输电线连接两只相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，原线圈输入有效值恒定的交流电压，当开关S闭合时，以下说法正确的是()图1029A灯泡L1两端的电压减小B电阻R两端的电压增大C副线圈输出电压减小D原线圈输入功率减小【解析】当开关S闭合时，输电线上电流增大，电阻R两端的电压增大，灯泡L1两端
10、的电压减小，选项A、B正确副线圈输出电压不变，原线圈输入功率增大，选项C、D错误【答案】AB远距离输电问题1.输电线路的特点和组成为了减少远距离输电过程中的电能损失，一般采用高压输电的模式，先用升压变压器将电压升高，将电输送到用电区后，再用降压变压器将高电压变成用电器所需的电压值，如图10210为输电过程的示意图图102102输电过程的电压关系和功率关系(1)输电过程的电压关系(2)输电过程功率的关系学校有一台应急备用发电机，内阻为r1 ，升压变压器匝数比为14，降压变压器的匝数比为41，输电线的总电阻为R4 ，全校22个教室，每个教室用“220 V40 W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，如
11、图10211所示，求：图10211(1)发电机的输出功率多大？(2)发电机的电动势多大？(3)输电线上损耗的电功率多大？【解析】(1)所有灯都正常工作的总功率为：22640 W5 280W.用电器总电流为I2 A24 A.输电线上的电流I1IRI26 A.降压变压器上U24U2880 V.输电线上的电压损失为URIRR24 V.因此升压变压器的输出电压为U1URU2904 V.输入电压为U1226 V.输入电流为I14I124 A.所以发电机的输出功率为P出U1I15 424 W.(2)发电机的电动势EU1I1r250 V.(3)输电线上损耗的电功率PRIR144 W.【答案】(1)5 424
12、W(2)250 V(3)144 W【迁移应用】3(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图10212所示，发电机的输出电压为220 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()图10212A.B通过升压变压器原、副线圈电流的频率不同C升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率D若n2增大，则输电线上损失的电压减小【解析】要使额定电压为220 V的用电器正常工作，选项A错误；通过升压变压器原、副线圈电流的频率相同，选项B错误；由于输电线发热损失，升压变压器的输出功率大于
13、降压变压器的输入功率，选项C正确若n2增大，则输电线上电流减小，损失的电压减小，选项D正确【答案】CD(对应学生用书第213页)失分点：交变电流和变压器综合 分析不准确(2011福建高考)图10213甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n251，电阻R20 ，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光下列说法正确的是()图10213A输入电压u的表达式u20sin(50t) VB只断开S2后，L1、L2均正常发光C只断开S2后，原线圈的输入功率增大D若S1换接到2后，R消耗的电功率为
14、0.8 W【失误原因分析】(1)不能根据图象信息正确得到瞬时值表达式(2)含变压器的交变电路的动态分析出现失误【解析】由图乙知周期为0.02 s，因此输入电压的表达式为u20sin(100t) V，A错；只断开S2，L1、L2两端的电压小于额定电压，都不能正常发光，B错；只断开S2，负载电阻变大，功率变小，C错；S1换接到2后，据P和得R消耗的功率为0.8 W，故选D.【答案】D【即学即用】(2012福建高考)如图10214所示，理想变压器原线圈输入电压uUmsin t，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器V1 和V2 是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1 和A2 是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示下列说法正确的是()图10214AI1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【解析】交流电表的示数为有效值，故A、B两项均错误；P向下滑动过程中， R变小，由于交流电源、原副线圈匝数不变，U1、U2均不变，所以I2变大，由，得I1I2变大，故C项正确，D项错误【答案】C