变压器远距离输电

1、专题10.2变压器 电能的输送一、理想变压器1 .构造：如图1所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。金寄磁感线铁芯5原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。2 .原理：电流磁效应、电磁感应。3 .基本关系式(1)功率关系：P入=P出。, 一U1 U2电压关系：不=忑。有多个副线圈时 匕=空=5=。 n1 n2 n3(3)电流关系：只有一个副线圈时I2=n2。由P入=P出及P=UI推出有多个副J线圈时，U1|1=U2l2+U3l3+UnIn。4 .几种常用的变压器自耦变压器调压变压器(2)互感器电压互感器：用来把高电压变成低电压。

2、电流互感器：用来把大电流变成小电流。、远距离输电1.输电过程(如图2所示)图22 .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=I2Rt。3 .电压损失(1) U= U U; (2) U= IR4 .功率损失 p= p_p，； P=I2r= g：R5 .输送电流P U U IR（呐，。高频考点一理想变压器基本关系的应用例1. 一理想变压器的原、 副线圈的匝数比为 3 ： 1,在原、副线圈的回路中分别接有阻 值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为 220 V的正弦交流电源上， 如图2所示.设副线圈回 路中电阻两端的电压为 U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则（）1A

3、. U = 66 V, k= 991C. U=66 V, k=-31B. U = 22 V, k =-91D. U = 22 V, k =-3【变式探究】用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V,通过负载的电流图象如图3所示，则（）A .变压器输入功率约为3.9 WB.输出电压的最大值是110 VC.变压器原、副线圈匝数比是1 ： 2兀D,负载电流的函数表达式i = 0.05sin （100 t+%A【举一反三】如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1 :血=2 ： 1,和均为理想电表,灯泡电阻RL=6 Q, AB端电压u1=1242sin 100 h（V）.

4、下列说法正确的是（）A.电流频率为100 HzC.0的读数为0.5 AB.的读数为24 VD.变压器输入功率为6 W【变式探究】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.升压式自耦调压变压器的电路如图所示，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的有效值为 k负载两端电压的有效值为U2,且变压器是理想的，则 5和I1分 一别约为（）A. 380 V 和 5.3 AB. 380 V 和 9.1 AC. 240 V 和 5.3

5、AD . 240 V 和 9.1 A【方法规律】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Ui、U2、Ii、I2均为有效值.高频考点二理想变压器的动态分析例2 .如图9所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源 两端，区为定值电阻，R为滑动变阻器.现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观 察到电流表Ai的示数增大了 0.2 A,电流表A2的示数增大了 0.8 A,则下列说法正确的是（）A.电压表Vi示数增大B.电压表V2、V3示数均

6、增大C.该变压器起升压作用D.变阻器滑片是沿 1d的方向滑动【变式探究】（多选）如图10所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头 Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻Rg和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑动触头.在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则（）A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小4 ： 1,原线圈接图乙所示的正R为定值电阻，电压表和电流n1、n2.原线圈通过一理【举一反三】（多选）

7、如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为想电流表 接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两a、b端和c、d端.假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，用交流电压表测得端的电压分别为Uab和Ucd,则（）A . Uab ： Ucd = n1 ： n2B.增大负载电阻的阻值 R,电流表的读数变小C.负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大D.将二极管短路，电流表的读数加倍【变式探究】图甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为弦交流电.图甲中 Rt为阻值随温度升高而减小的热敏电阻,表均为理想电表.则下列说法正确的是（）图12A.图乙所示电压的瞬时值表达式为u = 51

8、sin 50 t VB.变压器原、副线圈中的电流之比为1 ： 4C.变压器输入、输出功率之比为1 ： 4D. Rt处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大高频考点三远距离输电问题例3.（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.输送电压越高，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【变式探究】如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则（）A.用户用电器上交流电的频率是100 HzB.发电机输出交流电的电压有效值是5

9、00 VC.输电线上的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D.当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小【举一反三】（多选）一台发电机最大输出功率为4 000 kW,电压为4 000 V,经变压器升压后向远方输电.输电线路总电阻为R= 1 kQ到目的地经变压器 T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220 V、60 W）.若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则 （）A. T1原、副线圈电流分别为 103 A和20 AB. T2原、副线圈电压分别为 1.8X05 V和220 VC. Ti和丁2的变压比分别为 1 ： 5

10、0和40 ： 1D,有6X104盏灯泡（220 V、60 W）正常发光真题练习1.12016全国卷I】一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻Ri、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 ,为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定.当开关S断开时，电流表的示数为I;当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为（）A. 2 B. 3C. 4 D. 52.12016全国卷出】如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和卜列说法正确的是（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.A.原、副线圈匝数比为 9：1B.原、副线圈匝数比为 1

11、 ： 9C.此时a和b的电功率之比为 9 ： 1D.此时a和b的电功率之比为 1 ： 93.12016天津卷】如图1-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 （P向上滑动时，R1消耗的功率变大P向上滑动时，电压表 V示数变大P向上滑动时，电流表A1示数变大A1示数变大，A 2示数变大A.当滑动变阻器的滑动触头B.当滑动变阻器的滑动触头C.当滑动变阻器的滑动触头D.若闭合开关S,则电流表4.12016江苏卷】一自耦变压器如图 1-所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在 a、b 间作为原线圈.通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈.在 a、b

12、间输入电压为 5的交变电流时，c、d间的输出电压为 U2,在将滑动触头从 M点顺时针旋转到 N 点的过程中（）A. U2Ui, U2降低B. U2Ui, U2升高C. U2Ui, U2降彳氐D. U2Ui, U2升局5.12016四川卷】如图1-所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电,如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则A.小灯泡变亮B.小灯泡变暗C.原、副线圈两端电压的比值不变D.通过原、副线圈电流的比值不变1.12015海南1014 .如图，一理想变压器原、副线圈匝数比为4:1,原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R。，负载电阻的

13、阻值R=11Ro, O是理想电压表；现将负载电阻的阻值减小为R=5Ro,保持变压器输入电流不变，此时电压表读数为 5.0V,则34VB.此时原线圈两端电压的最大值约为24VC.原线圈两端原来的电压有效值约为 68VD.原线圈两端原来的电压有效值约为48V220V交变电流改为110V,2.12015江苏1】5. 一电器中的变压器可视为理想变压器，它将已知变压器原线圈匝数为 800,则副线圈匝数为（）A. 200B. 400C. 1600D. 32006.12015福建15】11.图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为Q、n2。在T的原线圈两端接入一电压

14、u = II sin Mt的交流电源，若输送电功率为 P,输电线的总电阻为 2r,不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为（）11缰冷嘴净。,噂屹介1.（2014浙江卷，15）如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是 U,用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是，其末端间的电压为 Uv在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则（）A.用户端的电压为IiUiI2B.输电线上的电压降为UC.理想变压器的输入功率为12rD.输电线路上损失的电功率为IiU4. （2014江苏卷，3）远距离输电的原理图如图 16所示，升压变压器原、副线圈的匝数 分别为

15、、n2,电压分别为 5、U2,电流分别为11、I2,输电线上的电阻为 Ro变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是（）yltX爰电机工用户TI1n1U22y2. UM2=325.（多选）（2014山东卷，17）如图所示，将额定电压为 60 V的用电器，通过一理想变压 器接在正弦交变电源上。闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表（均为理想电表）的示数分别为220 V和2.2 A。以下判断正确的是（）A .变压器输入功率为 484 WB.通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC.通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD.变压器原、副线圈匝数比 m ：&=11 ： 36. （2014海南

16、卷，2）理想变压器上接有三个完全相同的灯泡，其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源，另外两个并联后接在副线圈两端。已知三个灯泡均正常发光。该变压器原、副线圈的匝数之比为 （）A.1：2 B. 2：1 C. 2：3 D.3：2.沁一押题预测 E |1 .如图所示，理想变压器原线圈的匝数ni=1 100匝，副线圈的匝数 n2=110匝，原线圈接u=311sin(314t)(V)的交流电源。开始开关S处于断开状态。下列叙述正确的是()A .电压表示数为 22 VB.当开关S闭合后，电压表示数变大C.当开关S闭合后，电流表示数变小D.当开关S闭合后，变压器的输出功率增大2 .如图2所示，理想变压

17、器原、副线圈的匝数比为10 ： 1, b是原线圈的中心接头，电压表V和电流表A均为理想电表，除滑动变阻器电阻 R、定值电阻Ro以外的其余电阻不计， 从某时刻开始在原线圈 c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为U1 = 22msin 100 t(V).下 列说法中正确的是 ()图21 一，A. t=600s时刻，c、d两点间的电压瞬时值为 110 VB.当单刀双掷开关与 a连接时，电压表的示数为22痘VC.单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器滑片 P向上移动的过程中，电压表和电流表 的示数均变小D.当单刀双掷开关由 a扳向b时，电压表和电流表的示数均变大3.如图为远距离输电的示意图，若电厂输出电

18、压u1=220*sin 100冠(V),则下列表述不正确的是()图3U4B. U1 = 220 VC.若U2提高为原来的10倍，输电线上损失的功率为原来的1100D.用户得到的交变电流频率为25 Hz4.（多选）图4甲为一火灾报警系统.其中Ro为定值电阻，R为热敏电阻，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5： 1,副线圈输出电压如图乙所示，则图4卜列说法正确的是（）A.原线圈输入电压有效值为 220 VB.副线圈输出电压瞬时值表达式u=4442cos 100 t（V）C. R处出现火情时，原线圈电流增大D. R处出现火情时，电阻 R0的电功率减小5.（多选）如图5甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：电=10 ： 1, b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻R= 10 从某时刻开始在原线圈 c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是（）图5A.当S与a连接后，理想电流表的示数为