选修3-2：10.2变压器 电能的输送【2015《物理复习方略》一轮复习课件沪科版】

1、第 2 讲变压器电能的输送知识点知识点1 1 理想变压器理想变压器【思维激活【思维激活1 1】( (多选多选) )如图所示如图所示, ,理想变压器的初级线圈接交流理想变压器的初级线圈接交流电源电源, ,次级线圈接阻值为次级线圈接阻值为R R的负载电阻。若与初级线圈连接的电的负载电阻。若与初级线圈连接的电压表压表V V1 1的示数为的示数为U U1 1, ,与次级线圈连接的电压表与次级线圈连接的电压表V V2 2的示数为的示数为U U2 2, ,且且U U2 2Unn2 2, ,为为_变压器变压器; ;若若n n1 1nn2 2, ,为为_变压器。变压器。(3)(3)电流关系：只有一个副线圈时电

2、流关系：只有一个副线圈时,_;,_;有多个副线圈时有多个副线圈时,U,U1 1I I1 1=U=U2 2I I2 2+U+U3 3I I3 3+ +U+Un nI In n。P P入入=P=P出出1122UnUn降压降压升压升压1221InIn3.3.几种常用的变压器：几种常用的变压器：(1)(1)自耦变压器自耦变压器调压变压器。调压变压器。(2)(2)互感器互感器 电压互感器：把电压互感器：把_变成低变成低_。电流互感器：把电流互感器：把_变成小变成小_。高电压高电压电压电压大电流大电流电流电流知识点知识点2 2 远距离输电远距离输电【思维激活【思维激活2 2】输电线的电阻共计为输电线的电阻

3、共计为r,r,输送的电功率为输送的电功率为P,P,用电用电压压U U送电送电, ,则用户能得到的电功率为则用户能得到的电功率为( () )22222PUPA.P B.Pr C.P D.rUrU【解析【解析】选选B B。输电电流。输电电流I= ,I= ,输电线上损失电功率输电线上损失电功率P=IP=I2 2R R=( )=( )2 2r,r,因此用户得到的电功率因此用户得到的电功率P P用用=P-( )=P-( )2 2r,r,因此选因此选B B。PUPUPU【知识梳理【知识梳理】1.1.输电过程输电过程( (如图所示如图所示) )：2.2.电压损失：电压损失：(1)U=U-U(1)U=U-U。

4、(2)U=_(2)U=_。IRIR3.3.功率损失：功率损失：(1)P=P-P(1)P=P-P。(2)P=_= = (2)P=_= = 。4.4.输送电流：输送电流：(1)I= (1)I= 。(2)I= (2)I= 。I I2 2R R2P() RU2URPUUUR【微点拨【微点拨】 1.1.对理想变压器的三点提醒：对理想变压器的三点提醒：(1)(1)变压器只能改变交变电流的电压和电流变压器只能改变交变电流的电压和电流, ,不能改变直流电压不能改变直流电压; ;(2)(2)理想变压器基本关系中的理想变压器基本关系中的U U1 1、U U2 2、I I1 1、I I2 2均为有效值均为有效值;

5、;(3)(3)变压器线圈两端的电压与匝数成正比的关系适用于任何两变压器线圈两端的电压与匝数成正比的关系适用于任何两个线圈个线圈, ,而电流与匝数成反比的关系只适用于原、副线圈只有而电流与匝数成反比的关系只适用于原、副线圈只有一个的情况。一个的情况。2.2.远距离输电的三个易错点：远距离输电的三个易错点：(1)(1)计算输电线上损失的功率计算输电线上损失的功率P= ,UP= ,U应为输电线上损耗的应为输电线上损耗的电压电压, ,而不是输电电压而不是输电电压; ;(2)(2)当输送功率一定时当输送功率一定时, ,输电电压增大到原来的输电电压增大到原来的n n倍倍, ,输电线上损输电线上损耗的功率就

6、减小到原来的耗的功率就减小到原来的 ; ;(3)(3)电网送电遵循电网送电遵循“用多少送多少用多少送多少”的原则的原则, ,而不是而不是“送多少用送多少用多少多少”, ,说明原线圈电流由副线圈电流决定。说明原线圈电流由副线圈电流决定。2UR线21n考点考点1 1 理想变压器理想变压器1.1.基本关系：基本关系：(1)(1)无漏磁，故原、副线圈中的无漏磁，故原、副线圈中的、 相同。相同。(2)(2)线圈无电阻，因此无电压降，线圈无电阻，因此无电压降，U=E=n U=E=n 。(3)(3)根据根据 得，套在同一铁芯上的线圈，无论是原线得，套在同一铁芯上的线圈，无论是原线圈，还是副线圈，该比例都成立

7、，则有圈，还是副线圈，该比例都成立，则有(4)(4)无电能损失无电能损失, ,因此因此P P入入=P=P出出, ,无论副线圈是一个还是多个无论副线圈是一个还是多个, ,总总有有U U1 1I I1 1=U=U2 2I I2 2+U+U3 3I I3 3+ +将电压关系代入可得将电压关系代入可得n n1 1I I1 1=n=n2 2I I2 2+n+n3 3I I3 3+ +深化深化理解理解 ttUnt312123UUUnnn2.2.基本关系式中物理量之间的决定关系：基本关系式中物理量之间的决定关系：(1)(1)电压决定关系：输入电压电压决定关系：输入电压U U1 1决定输出电压决定输出电压U

8、U2 2, ,这是因为输出这是因为输出电压电压U U2 2= U= U1 1, ,当当U U1 1不变时不变时, ,不论负载电阻不论负载电阻R R变化与否变化与否,U,U2 2不会改不会改变。变。(2)(2)电流决定关系：输出电流电流决定关系：输出电流I I2 2决定输入电流决定输入电流I I1 1。(3)(3)功率决定关系：输出功率功率决定关系：输出功率P P2 2决定输入功率决定输入功率P P1 1, ,也可简记为也可简记为“用决定供用决定供”。(4)(4)频率关系：原、副线圈中电流的频率相同。频率关系：原、副线圈中电流的频率相同。21nn【题组通关方案【题组通关方案】【典题【典题1 1】

9、(2013(2013四川高考四川高考) )用用220 V220 V的正弦的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电交流电通过理想变压器对一负载供电, ,变压变压器输出电压是器输出电压是110 V,110 V,通过负载的电流图像通过负载的电流图像如图所示如图所示, ,则则( () )A.A.变压器输入功率约为变压器输入功率约为3.9 W3.9 WB.B.输出电压的最大值是输出电压的最大值是110 V110 VC.C.变压器原、副线圈匝数比是变压器原、副线圈匝数比是1212D.D.负载电流的函数表达式负载电流的函数表达式i=0.05sin(100t+ )Ai=0.05sin(100t+ )A2【解题探

10、究【解题探究】(1)(1)题目给出通过负载的电流图像题目给出通过负载的电流图像, ,从中可以得到哪些物理量从中可以得到哪些物理量? ?提示：提示：由题目的图像可得：负载电流最大值为由题目的图像可得：负载电流最大值为0.05 A,0.05 A,有效值有效值为为 A,A,=100rad/s=100rad/s。(2)(2)变压器的输入功率与负载消耗的功率有何关系变压器的输入功率与负载消耗的功率有何关系? ?提示：提示：变压器的输入功率等于负载消耗的功率。变压器的输入功率等于负载消耗的功率。0.052【典题解析【典题解析】选选A A。根据图像可知：负载电流的最大值。根据图像可知：负载电流的最大值I I

11、m m= =0.05 A,0.05 A,周期周期T=0.02 s,T=0.02 s,则则= rad/s= rad/s=100rad/s,=100rad/s,所以负载电流的函数表达式所以负载电流的函数表达式i=0.05sin100tA,i=0.05sin100tA,故选项故选项D D错误错误; ;负载电流的有效值负载电流的有效值I= A=0.035 36 A,I= A=0.035 36 A,则理想变压器则理想变压器的输入功率的输入功率P P入入=P=P出出=110=1100.035 36 W3.9 W,0.035 36 W3.9 W,故选项故选项A A正确正确; ;输出电压的有效值为输出电压的有

12、效值为110 V,110 V,最大值为最大值为110 V,110 V,故选项故选项B B错误错误; ;变压器原、副线圈匝数比变压器原、副线圈匝数比 =2,=2,故选项故选项C C错误。错误。22T0.02mI0.0522212n220n110【典题【典题2 2】(2012(2012福建高考福建高考) )如图如图, ,理想理想变压器原线圈输入电压变压器原线圈输入电压u=Uu=Um msintsint, ,副副线圈电路中线圈电路中R R0 0为定值电阻为定值电阻,R,R是滑动变阻是滑动变阻器。器。V V1 1和和V V2 2是理想交流电压表是理想交流电压表, ,示数分别用示数分别用U U1 1和和

13、U U2 2表示表示;A;A1 1和和A A2 2是理想交流电流表是理想交流电流表, ,示数分别用示数分别用I I1 1和和I I2 2表示。下列说法正确的表示。下列说法正确的是是( () )A.IA.I1 1和和I I2 2表示电流的瞬时值表示电流的瞬时值B.UB.U1 1和和U U2 2表示电压的最大值表示电压的最大值C.C.滑片滑片P P向下滑动过程中向下滑动过程中,U,U2 2不变、不变、I I1 1变大变大D.D.滑片滑片P P向下滑动过程中向下滑动过程中,U,U2 2变小、变小、I I1 1变小变小【解题探究【解题探究】(1)(1)负载电阻发生变化时负载电阻发生变化时, ,变压器的

14、输出电压发生变化吗变压器的输出电压发生变化吗? ?提示：提示：变压器的电压关系仅与匝数比有关变压器的电压关系仅与匝数比有关, ,与负载无关与负载无关, ,即使存即使存在多个线圈的情况下在多个线圈的情况下, ,每个线圈两端的电压也只与匝数成正每个线圈两端的电压也只与匝数成正比。比。(2)(2)应当依据怎样的顺序分析各物理量的变化情况应当依据怎样的顺序分析各物理量的变化情况? ?提示：提示：本题可依照以下顺序进行分析：负载电阻发生变化本题可依照以下顺序进行分析：负载电阻发生变化变压器电压关系不变变压器电压关系不变 负载上的电流负载上的电流( (功率功率) )变化情况变化情况 变压器的输入电流变压器

15、的输入电流( (输入功率输入功率) )。【典题解析【典题解析】选选C C。交流电压表和交流电流表显示的示数都为。交流电压表和交流电流表显示的示数都为有效值有效值,A,A、B B错。由于输入端电压错。由于输入端电压U U1 1和理想变压器匝数比不变和理想变压器匝数比不变, ,所以所以U U2 2不变。滑片不变。滑片P P向下滑动过程中向下滑动过程中, ,电阻变小电阻变小, ,电流电流I I2 2变大变大, ,输输出功率变大出功率变大, ,则输入功率变大则输入功率变大, ,电流电流I I1 1变大变大,C,C对、对、D D错错, ,故选故选C C。【通关【通关1+11+1】1.1.如图如图, ,理

16、想变压器原、副线圈匝数比为理想变压器原、副线圈匝数比为201,201,两个标有两个标有“12V,6 W”12V,6 W”的小灯泡并的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时作时, ,原线圈电路中电压表和电流表原线圈电路中电压表和电流表( (可视为理想的可视为理想的) )的示数分的示数分别是别是( () )A.120V,0.10 AA.120V,0.10 A B.240V,0.025 AB.240V,0.025 AC.120V,0.005 A D.240V,0.05 AC.120V,0.005 A D.240V,0.05 A【解析【解析】选选D D。灯泡正

17、常工作。灯泡正常工作, ,副线圈输出电压副线圈输出电压U U2 2=12V,=12V,副线圈副线圈电流电流I I2 2=2=2 A=1A, A=1A,根据匝数比得原线圈电流根据匝数比得原线圈电流I I1 1= I= I2 2=0.05A,=0.05A,原线圈电压原线圈电压U U1 1=20U=20U2 2=240V,=240V,选项选项D D正确正确, ,其他选项错误。其他选项错误。6121202.(2.(多选多选)(2014)(2014济南模拟济南模拟) )如图甲为一火灾报警系统如图甲为一火灾报警系统, ,其中其中R R0 0为定值电阻为定值电阻,R,R为热敏电阻为热敏电阻, ,其阻值随温度

18、的升高而减小。理想其阻值随温度的升高而减小。理想变压器原、副线圈匝数比为变压器原、副线圈匝数比为51,51,副线圈输出电压如图乙所示副线圈输出电压如图乙所示, ,则下列说法正确的是则下列说法正确的是( () )A.A.原线圈输入电压有效值为原线圈输入电压有效值为220 V220 VB.B.副线圈输出电压瞬时值表达式副线圈输出电压瞬时值表达式u=44 cos(100t)Vu=44 cos(100t)VC.RC.R处出现火情时原线圈电流增大处出现火情时原线圈电流增大D.RD.R处出现火情时电阻处出现火情时电阻R R0 0的电功率减小的电功率减小2【解析【解析】选选A A、C C。由乙图知。由乙图知

19、U U2 2=44V,=44V,由由 得得U U1 1=5=544V=44V=220V,A220V,A对。因对。因T=1.6T=1.61010-2-2s,100rad/s,Bs,100rad/s,B错。错。R R处有火处有火情时情时, ,温度升高温度升高,R,R减小减小, ,副线圈中电流变大副线圈中电流变大, ,则原线圈中电流则原线圈中电流也变大也变大,C,C对。此时对。此时R R0 0的电功率的电功率P=IP=I2 2R R0 0, ,由于由于I I变大变大, ,则则P P变大变大,D,D错。错。1122UnUn，【加固训练【加固训练】1.(20141.(2014漳州模拟漳州模拟) )如图所

20、示是一种理想自如图所示是一种理想自耦变压器示意图。线圈绕在一个圆环形的铁耦变压器示意图。线圈绕在一个圆环形的铁芯上芯上,P,P是可移动的滑动触头是可移动的滑动触头,A,A、B B间接交流间接交流电压电压U,U,输出端接通了两个相同的灯泡输出端接通了两个相同的灯泡L L1 1和和L L2 2,Q,Q为滑动变阻器的为滑动变阻器的滑动触头。当开关滑动触头。当开关S S闭合闭合,P,P处于如图所示的位置时处于如图所示的位置时, ,两灯均能发两灯均能发光。下列说法正确的是光。下列说法正确的是( () )A.PA.P不动不动, ,将将Q Q向右移动向右移动, ,变压器的输入功率变大变压器的输入功率变大B.

21、PB.P不动不动, ,将将Q Q向左移动向左移动, ,两灯均变暗两灯均变暗C.QC.Q不动不动, ,将将P P沿逆时针方向移动沿逆时针方向移动, ,变压器的输入功率变大变压器的输入功率变大D.PD.P、Q Q都不动都不动, ,断开开关断开开关S,LS,L1 1将变暗将变暗【解析【解析】选选C C。P P不动不动,Q,Q向右移动向右移动, ,负载电阻增大负载电阻增大, ,输出功率减小输出功率减小, ,故输入功率减小故输入功率减小,A,A错错;P;P不动不动,Q,Q向左移动向左移动, ,两灯两端电压增大两灯两端电压增大, ,均均变亮变亮,B,B错误错误;Q;Q不动不动,P,P沿逆时针方向移动沿逆时

22、针方向移动, ,副线圈匝数增加副线圈匝数增加, ,输出输出电压增大电压增大, ,输出功率增大输出功率增大, ,输入功率增大输入功率增大,C,C正确正确;P;P、Q Q不动不动, ,断开断开S,S,负载电阻增大负载电阻增大,R,R上电压减小上电压减小,L,L1 1电压增大电压增大, ,变亮变亮,D,D错。错。2.(2.(多选多选)(2014)(2014西安模拟西安模拟) )如图所示如图所示, ,三只灯泡均正常发光三只灯泡均正常发光, ,现现将滑动变阻器将滑动变阻器R R的滑片向下移动的滑片向下移动, ,已知原线圈上的电压及原、副已知原线圈上的电压及原、副线圈的匝数均不变线圈的匝数均不变, ,则下

23、列说法中正确的是则下列说法中正确的是( (变压器为理想变压变压器为理想变压器器)()() )A.A.灯灯L L3 3变暗变暗B.B.灯灯L L1 1和和L L2 2均变暗均变暗C.C.变压器原线圈的输入功率变大变压器原线圈的输入功率变大D.D.副线圈副线圈n n2 2中的电流变大中的电流变大【解析【解析】选选A A、C C。R R的滑片向下移动对的滑片向下移动对n n2 2线圈电路无影响线圈电路无影响, ,因此因此B B、D D错误错误; ;在在n n3 3线圈电路中负载总电阻减小线圈电路中负载总电阻减小, ,总电流变大总电流变大,R,R1 1两两端电压增大端电压增大,L,L3 3两端电压减小

24、两端电压减小, ,故故L L3 3变暗变暗,A,A正确正确; ;由于由于n n3 3线圈电路线圈电路的功率的功率P P3 3= = 增大增大, ,故变压器原线圈的输入功率变大故变压器原线圈的输入功率变大,C,C正确。正确。23UR总【学科素养升华【学科素养升华】基本量关系解题的两点提醒基本量关系解题的两点提醒(1)(1)理想变压器的应用中要注意副线圈和原线圈功率相等这个理想变压器的应用中要注意副线圈和原线圈功率相等这个特点特点, ,电流关系的推导是以其为依据的。电流关系的推导是以其为依据的。(2)(2)变压器的以上关系都是根据变压器的以上关系都是根据“口口”字型铁芯的变压器推出字型铁芯的变压器

25、推出的。如果变压器不是的。如果变压器不是“口口”字型铁芯字型铁芯, ,应根据变压器的原理及应根据变压器的原理及各线圈中磁通量的关系推导出各物理量的关系。各线圈中磁通量的关系推导出各物理量的关系。考点考点2 2远距离输电深远距离输电深1.1.输电过程输电过程( (如图所示如图所示) )：2.2.输送电流：输送电流：(1)I= ;(1)I= ;(2)I= (2)I= 。深化深化理解理解 PUUUR3.3.输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生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的, ,表达式为表达式为Q=IQ=I2 2RtRt。4.4.电压损失：电压损失：(1)U=U-

26、U;(1)U=U-U;(2)U=IR(2)U=IR。5.5.功率损失：功率损失：(1)P=P-P;(1)P=P-P;(2)P=I(2)P=I2 2R=( )R=( )2 2R R。PU6.6.降低输电损耗的两个途径：降低输电损耗的两个途径：(1)(1)减小输电线的电阻减小输电线的电阻, ,由电阻定律由电阻定律R= R= 可知可知, ,在输电距离一在输电距离一定的情况下定的情况下, ,为了减小电阻为了减小电阻, ,应采用电阻率小的材料应采用电阻率小的材料, ,也可以增也可以增加导线的横截面积。加导线的横截面积。(2)(2)减小输电导线中的输电电流减小输电导线中的输电电流, ,由由P=UIP=UI

27、可知可知, ,当输送功率一定当输送功率一定时时, ,提高输电电压提高输电电压, ,可以减小输电电流。可以减小输电电流。Sl【题组通关方案【题组通关方案】【典题【典题3 3】( (多选多选) )一台发电机最大输出功率为一台发电机最大输出功率为4000kW,4000kW,电压为电压为4 000 V,4 000 V,经变压器经变压器T T1 1升压后向远方输电。输电线路总电阻为升压后向远方输电。输电线路总电阻为R=1kR=1k。到目的地经变压器。到目的地经变压器T T2 2降压降压, ,负载为多个正常发光的灯负载为多个正常发光的灯泡泡(220V(220V60 W)60 W)。若在输电线路上消耗的功率

28、为发电机输出功。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的率的10%,10%,变压器变压器T T1 1和和T T2 2的耗损可忽略的耗损可忽略, ,发电机处于满负荷工作状发电机处于满负荷工作状态态, ,则则( () )A.TA.T1 1原、副线圈电流分别为原、副线圈电流分别为10103 3A A和和20 A20 AB.TB.T2 2原、副线圈电压分别为原、副线圈电压分别为1.81.810105 5V V和和220 V220 VC.TC.T1 1和和T T2 2的变压比分别为的变压比分别为150150和和401401D.D.有有6 610104 4盏灯泡盏灯泡(220V(220V60 W)60

29、W)正常发光正常发光【解题探究【解题探究】(1)(1)画出远距离输电的模型图画出远距离输电的模型图, ,并在图上标出各个参量。并在图上标出各个参量。提示：提示：(2)(2)分析升压变压器和降压变压器的功率和电压关系。分析升压变压器和降压变压器的功率和电压关系。提示：提示：功率关系：功率关系：P P1 1=P=P损损+P+P2 2。电压关系：电压关系：U U2 2=U=U损损+U+U3 3。(3)(3)写出变压器原、副线圈的电压比和电流比。写出变压器原、副线圈的电压比和电流比。提示：提示：电压比：电压比： 电流比：电流比： 33112244UnUnUnUn，。31242143IInnInIn，。

30、【典题解析【典题解析】选选A A、B B、D D。远距离输电的模型如图所示。远距离输电的模型如图所示。T T1 1原线圈的电流为原线圈的电流为 输电线路上输电线路上损失的功率为损失的功率为P P损损=I=I2 22 2R=10%PR=10%P1 1, ,所以所以=20 A=20 A，选项，选项A A正确；正确；T T1 1的原、副线圈匝数比为的原、副线圈匝数比为T T1 1上副线圈的电压为上副线圈的电压为U U2 2=50U=50U1 1=2=210105 5 V,T V,T2 2原线圈的电压为原线圈的电压为U U3 3= =U U2 2-I-I2 2R=2R=210105 5 V-20 V-

31、2010103 3 V=1.8 V=1.810105 5 V, V,选项选项B B正确；正确；T T2 2上原、上原、副线圈的变压比为副线圈的变压比为 选项选项C C错误；能正错误；能正常发光的灯泡的盏数为：常发光的灯泡的盏数为：N= =6N= =610104 4, ,选项选项D D正确。正确。33111P4 000 10I A1 10 A,U4 000 312310%P4 000 100.1I AR1 1012321nI201nI1050；533344nU1.8 109 10,nU22011190%P60【通关【通关1+11+1】1.(20121.(2012天津高考天津高考) )通过一理想变

32、压器通过一理想变压器, ,经同一线路输送相同经同一线路输送相同的电功率的电功率P,P,原线圈的电压原线圈的电压U U保持不变保持不变, ,输电线路的总电阻为输电线路的总电阻为R R。当副线圈与原线圈的匝数比为当副线圈与原线圈的匝数比为k k时时, ,线路损耗的电功率为线路损耗的电功率为P P1 1, ,若若将副线圈与原线圈的匝数比提高到将副线圈与原线圈的匝数比提高到nknk, ,线路损耗的电功率为线路损耗的电功率为P P2 2, ,则则P P1 1和和 分别为分别为( () )21PP2222PR 1P1A., B.() R,kU nkUnPR1P1C., D.() R,kU nkUn【解析【

33、解析】选选D D。原线圈的电流为。原线圈的电流为I I1 1= = ，由于，由于P P、U U不变，故不变，故I I1 1不变，由不变，由 =k=k得得P P1 1=I=I2 22 2R=( )R=( )2 2R R；由；由得得 则则 故选项故选项D D正确。正确。PU1221InInPkU1221InnkIn2222PPIR() RnkU ，221P1Pn，2.(2.(多选多选) )在如图所示的远距离输电电路图中在如图所示的远距离输电电路图中, ,升压变压器和升压变压器和降压变压器均为理想变压器降压变压器均为理想变压器, ,发电厂的输出电压和输电线的发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。随着

34、发电厂输出功率的增大电阻均不变。随着发电厂输出功率的增大, ,下列说法中正确下列说法中正确的有的有( () )A.A.升压变压器的输出电压增大升压变压器的输出电压增大B.B.降压变压器的输出电压增大降压变压器的输出电压增大C.C.输电线上损耗的功率增大输电线上损耗的功率增大D.D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大输电线上损耗的功率占总功率的比例增大【解析【解析】选选C C、D D。发电厂的输出电压不变。发电厂的输出电压不变, ,由变压器原理知由变压器原理知, ,升升压变压器的输出电压不变压变压器的输出电压不变,A,A错误。由错误。由P=UIP=UI知知, ,输送功率增大输送功率增大, ,线

35、线路中的电流增大路中的电流增大, ,损失的电压增大损失的电压增大, ,降压变压器原线圈的电压变降压变压器原线圈的电压变小小, ,其输出电压也变小其输出电压也变小, ,故故B B错误错误,C,C正确。输电线上损耗的功率正确。输电线上损耗的功率P=IP=I2 2R= R,R= R,所以所以 故输电线上损失的功率占总功故输电线上损失的功率占总功率的比例随输送功率的增大而增大率的比例随输送功率的增大而增大,D,D正确。正确。22PU2PPRPU，【加固训练【加固训练】1.1.如图所示如图所示, ,有一台交流发电机有一台交流发电机E,E,通过理想升压变压器通过理想升压变压器T T1 1和理和理想降压变压

36、器想降压变压器T T2 2向远处用户供电向远处用户供电, ,输电线的总电阻为输电线的总电阻为R R。T T1 1的输的输入电压和输入功率分别为入电压和输入功率分别为U U1 1和和P P1 1, ,它的输出电压和输出功率分别它的输出电压和输出功率分别为为U U2 2和和P P2 2;T;T2 2的输入电压和输入功率分别为的输入电压和输入功率分别为U U3 3和和P P3 3, ,它的输出电压它的输出电压和输出功率分别为和输出功率分别为U U4 4和和P P4 4。设。设T T1 1的输入电压的输入电压U U1 1一定一定, ,当用户消耗当用户消耗的电功率变大时的电功率变大时, ,有有( ()

37、)A.UA.U2 2减小减小,U,U4 4变大变大B.UB.U2 2不变不变,U,U3 3不变不变C.PC.P1 1变小变小,P,P2 2变小变小 D.PD.P2 2变大变大,P,P3 3变大变大【解析【解析】选选D D。由理想变压器输出功率决定输入功率可得。由理想变压器输出功率决定输入功率可得, ,当用当用户功率增大时户功率增大时, ,升压变压器的输入功率必增大升压变压器的输入功率必增大, ,即即P P1 1增大增大, ,输入输入电压电压U U1 1为定值不变为定值不变, ,升压变压器的匝数不变升压变压器的匝数不变, ,故输出电压故输出电压U U2 2不变不变, ,由于由于P P1 1增大增

38、大, ,由由P P1 1=U=U1 1I I1 1=P=P2 2=U=U2 2I I2 2可得可得,I,I1 1增大增大,P,P2 2、I I2 2增大增大, ,由闭合由闭合电路欧姆定律：电路欧姆定律：U U3 3=U=U2 2-I-I2 2R,R,故故U U3 3减小减小, ,降压变压器原、副线圈匝降压变压器原、副线圈匝数不变数不变, ,所以随所以随U U3 3减小减小,U,U4 4减小减小,A,A、B B、C C错误错误; ;由于用户功率增加由于用户功率增加, ,即即P P4 4增加增加, ,理想变压器无功率损耗可得：理想变压器无功率损耗可得：P P3 3=P=P4 4, ,功率功率P P

39、3 3也增加也增加, ,故故D D正确。正确。2.(2.(多选多选) )低温雨雪冰冻会使高压输电线因结冰而损毁严重。为低温雨雪冰冻会使高压输电线因结冰而损毁严重。为消除高压输电线上的冰冻消除高压输电线上的冰冻, ,有人设计了这样的融冰思路：利用有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰。若在正常供电时电流的热效应除冰。若在正常供电时, ,高压线上输电电压为高压线上输电电压为U,U,电流为电流为I,I,热消耗功率为热消耗功率为P;P;除冰时除冰时, ,输电线上的热功率需变为输电线上的热功率需变为9P,9P,则除冰时则除冰时( (认为输电功率和输电线电阻不变认为输电功率和输电线电阻不变)()(

40、) )A.A.输电电流为输电电流为3I3IB.B.输电电流为输电电流为9I9IC.C.输电电压为输电电压为3U3UD.D.输电电压为输电电压为 U U【解析【解析】选选A A、D D。输电线上热功率。输电线上热功率P=( )P=( )2 2R,R,由此可知由此可知, ,输电输电电流变为原来的电流变为原来的3 3倍或输电电压变为原来的倍或输电电压变为原来的 均可使热损耗功均可使热损耗功率变为率变为9P,9P,因此选因此选A A、D D。1313PU【学科素养升华【学科素养升华】输电过程电压和功率的辨析输电过程电压和功率的辨析(1)(1)输电线上电压损失和输送电压不能混用输电线上电压损失和输送电压

41、不能混用, ,如如P P损损=UI= =UI= =IU =IU线线(U(U或或U U线线指输电线电阻上的电压降指输电线电阻上的电压降),P),P损损=( )=( )2 2R R(U(U指输送总电压指输送总电压) )。(2)(2)输电过程的电压关系：输电过程的电压关系：2( U)R2UR线PU(3)(3)输电过程功率的关系：输电过程功率的关系：【资源平台【资源平台】关于可调变压器的分析关于可调变压器的分析( (多选多选)(2014)(2014济南模拟济南模拟) )如图所示为一理想如图所示为一理想变压器变压器,K,K为单刀双掷开关为单刀双掷开关,P,P为滑动变阻器的为滑动变阻器的滑动触头滑动触头,

42、U,U1 1为加在原线圈两端的电压为加在原线圈两端的电压,I,I1 1为为原线圈中的电流强度原线圈中的电流强度, ,则则( () )A.A.保持保持U U1 1及及P P的位置不变的位置不变,K,K由由a a合到合到b b时时,I,I1 1将增大将增大B.B.保持保持U U1 1及及P P的位置不变的位置不变,K,K由由b b合到合到a a时时,R,R消耗的功率减小消耗的功率减小C.C.保持保持U U1 1不变不变,K,K合在合在a a处处, ,使使P P上滑上滑,I,I1 1将增大将增大D.D.保持保持P P的位置不变的位置不变,K,K合在合在a a处处, ,若若U U1 1增大增大,I,I

43、1 1将增大将增大【解析【解析】选选A A、B B、D D。保持。保持U U1 1及及P P位置不变位置不变,K,K由由a a合到合到b b时时, ,原线原线圈匝数减小圈匝数减小, ,由由 得得U U2 2增大增大, ,输出功率增大输出功率增大, ,输入功率增输入功率增大大, ,由由P P1 1=I=I1 1U U1 1得得I I1 1增大增大,A,A对。同理对。同理,K,K由由b b合到合到a a时时, ,原线圈匝数原线圈匝数增大增大,U,U2 2减小减小,R,R上消耗功率减小上消耗功率减小,B,B正确。正确。U U1 1不变不变,K,K合到合到a a上上,P,P上上滑滑,R,R增大增大,

44、,由由I= I= 可知副线圈上电流减小可知副线圈上电流减小, ,故原线圈电流故原线圈电流I I1 1减减小小,C,C错。错。P P位置不变位置不变,K,K合到合到a a处处,U,U1 1增大增大,U,U2 2增大增大, ,副线圈上电流副线圈上电流I I2 2增大增大, ,由由 可知可知I I1 1增大增大,D,D正确。正确。1122nUnUUR1221InIn建模提能之建模提能之1010理想变压器模型理想变压器模型1.1.理想变压器模型种类及特点：理想变压器模型种类及特点：2.2.工作原理：工作原理：(1)(1)原线圈中接入交流电时原线圈中接入交流电时, ,铁芯中磁通量发生变化铁芯中磁通量发生

45、变化, ,绕制在铁绕制在铁芯上每一个线圈中磁通量变化率相同芯上每一个线圈中磁通量变化率相同, ,线圈两端感应电动势与线圈两端感应电动势与匝数成正比匝数成正比, ,电流频率不变。电流频率不变。(2)(2)副线圈中有负载时副线圈中有负载时, ,原线圈中电流的电能转化成磁场能原线圈中电流的电能转化成磁场能, ,磁磁场能在副线圈中转化成电能输出场能在副线圈中转化成电能输出, ,若副线圈没有能量输出若副线圈没有能量输出, ,原线原线圈中电能不发生转化圈中电能不发生转化, ,即原线圈无能量输入。即原线圈无能量输入。【案例剖析【案例剖析】典题例证深度剖析典题例证深度剖析(2011(2011江苏高考江苏高考)

46、 )图甲为一理想变压器图甲为一理想变压器,ab,ab为原线圈为原线圈,ce,ce为副线为副线圈圈,d,d为副线圈引出的一个接头为副线圈引出的一个接头, ,原线圈输入正弦式交变电压的原线圈输入正弦式交变电压的u -tu -t图像如图乙所示。若只在图像如图乙所示。若只在cece间接一只间接一只R Rcece=400=400的电阻的电阻, ,或或只在只在dede间接一只间接一只R Rdede=225=225的电阻的电阻, ,两种情况下电阻消耗的功率两种情况下电阻消耗的功率均为均为80W80W。(1)(1)请写出原线圈输入电压瞬时值请写出原线圈输入电压瞬时值u uabab的表达式的表达式; ;(2)(

47、2)求只在求只在cece间接间接400400电阻时电阻时, ,原线圈中的电流原线圈中的电流I I1 1; ;(3)(3)求求cece和和dede间线圈的匝数比间线圈的匝数比 。cedenn【精讲精析【精讲精析】(1)(1)由题图乙知由题图乙知=200rad/s,=200rad/s,输入电压瞬时值输入电压瞬时值u uabab=400sin(200t)V=400sin(200t)V(2)(2)电压有效值电压有效值U U1 1= =200 V= =200 V理想变压器理想变压器P P1 1=P=P2 2原线圈中的电流原线圈中的电流I I1 1= =0.28A= =0.28AmU2211PU(3)(3

48、)设设abab间匝数为间匝数为n n1 1, ,根据变压器规律有根据变压器规律有由题意有：由题意有： 联立可得：联立可得： 答案：答案：(1)u(1)uabab=400sin(200t)V=400sin(200t)V(2)0.28A(2)0.28A(3)43(3)43cede111ce1deUUUUnnnn，22cedecedeUURR，ceden4n3【自我小测【自我小测】小试身手固本强基小试身手固本强基1.(1.(多选多选) )一自耦变压器的电路如图甲所示一自耦变压器的电路如图甲所示, ,移动滑动触头可改移动滑动触头可改变副线圈匝数变副线圈匝数, ,已知变压器总匝数为已知变压器总匝数为19

49、001900匝匝, ,原线圈匝数原线圈匝数11001100匝匝, ,接在如图乙所示的交流电上接在如图乙所示的交流电上, ,电表为理想电表电表为理想电表( () )A.A.交流电源电压瞬时值表达式为交流电源电压瞬时值表达式为u=220sin100tVu=220sin100tVB.PB.P向上移动时向上移动时, ,电压表最大示数为电压表最大示数为380V380VC.PC.P向下移动时向下移动时, ,原、副线圈的电流之比减小原、副线圈的电流之比减小D.PD.P向下移动时向下移动时, ,变压器的输入功率变大变压器的输入功率变大【解析【解析】选选B B、C C。由图乙可得。由图乙可得U Um m=220 V,=220 V,= =100rad/s,= =100rad/s,因此因此u=220 sin100tV,Au=220 sin100tV,A错