高中物理 10.2变压器和远距离输电复习基础

考点1变压器学案2变压器和远距离输电1.理想变压器的基本关系当副线圈只有一个时，原副线圈中的电流与匝数存在I1/I2=n2/n1的关系，此式说明原副线圈中的电流成正比，即I1∝I2，而非反比关系。基本关系功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比，与负载情况、副线圈个数的多少无关电源关系只有一个副线圈，电流和匝数成反比多个副线圈，由输入功率和输出功率相等确定电流关系频率关系原、副线圈中电流的频率相等.当理想变压器的原、副线圈的匝数不变而变压器的负载发生变化时，确定其他有关物理量的变化时，可依据以下原则(如图)：(1)输入电压U1决定输出电压U2：这是因为输出电压U2=U1，当U1不变时，不论负载电阻R变化与否,U2不会改变。

2.理想变压器各物理量变化的决定因素(2)输出电流I2决定输入电流I1：在输入电压U1一定的情况下，输出电压U2也被完全确定。当负载电阻R增大时，I2减小，则I1相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，则I1相应增大。在使用变压器时，不能使变压器次级短路。(3)输出功率P2决定输入功率P1:理想变压器的输入功率与输出功率相等，即P2=P1。在输入电压U1一定的情况下，当负载电阻R增大时，I2减小，则变压器输出功率P2=I2U2减小，输入功率P1也将相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，变压器的输出功率P2=I2U2增大，则输入功率P1也将增大。.典例一理想变压器规律的应用【例1】一理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是

A.副线圈输出电压的频率为50HzB.副线圈输出电压的有效值为31VC.P向右移动时，原、副线圈的电流比减小D.P向右移动时，变压器的输出功率增加.

【解析】由图甲知，原线圈两端输入电压的最大值为U1m=311V，有效值为U1=U1m/=220V，周期为T=2×10-2s，频率f=1/T=50Hz，变压器不改变电压的频率，A项正确；由U1/U2=n1/n2知，U2=(n2/n1)U1=22V，B项错误；变压器原、副线圈的电流比与匝数成反比，由于匝数未变，所以原、副线圈的电流比不变，C项错误；P向右移动时，滑动变阻器的有效阻值减小，副线圈中电流增大，由P2=U2I2知变压器的输出功率增加，D项正确。(1)变压器只改变交流电的电压与电流，不改交流电的频率。(2)I1/I2=n2/n1反映了原副线圈中的电流与匝数成反比，而非I1∝1/I2，原副线圈中的电流I1∝I2。.［2010年高考山东理综卷］一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10的电阻。则()A.流过电阻的电流是20AB.与电阻并联的电压表的示数是100VC.经过1分钟电阻发出的热量是6×103JD.变压器的输入功率是1×103WD.典例二理想变压器的动态问题【例2】［2010年高考天津理综卷］为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表、和理想交流电流表、，导线电阻不计，如图所示。当开关S闭合后()A.示数变大，与示数的比值不变B.示数变大，与示数的比值变大C.示数变小，与示数的比值变大D.示数不变，与示数的比值不变.

【解析】交流电源的电压有效值不变，即V1示数不变，因U1/U2=n1/n2，故V2示数不变，V1与V2示数的比值不变，故D对。S闭合使负载总电阻减小，I2=U2/R，所以I2增大。因I1/I2=n2/n1，所以A1示数增大，A1与A2示数的比值不变，故A对。分析这类问题的基本思路：(1)首先抓住各量的决定因素：U1由电源决定，U2由输入电压U1及匝数比决定：U2＝(n2/n1)U1；I2由输出电压U2及负载电阻R决定：I2＝U2/R；I1由I2及匝数比决定：I1＝(n2/n1)I2。(2)然后利用直流电路中的动态分析方法即可。.考点2远距离输电1.有关远距离输电问题，应先画出远距离输电的示意图，并将已知量和待求量写在示意图的相应位置。2.抓住输电的两端——电源和用电器；分析一条线——输电线；研究两次电压变换——升压和降压。3.以变压器为界将整个输电电路划分为几个独立回路，各回路分别用欧姆定律，串、并联的特点及电功、电功率等公式进行计算、联系各回路的是原、副线圈电压、电流与匝数的关系及输入功率等于输出功率的关系。在远距离输电问题中，计算线路功率损耗时应用P损=I线2P线，其原因是I线可以由公式P输=I线U输求出，而P损=U线I线和P损=U线2/R线则不常用，其原因是在一般情况下，U线不易求出，且易将U线和U输相混而造成错误。.典例三远距离输电问题【例3】发电站的电源通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器。(1)画出上述输电全过程的原理图；(2)发电机的输出功率是100kＷ，输出电压是250Ｖ，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1:25，求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；(3)若输电导线中的电功率损失为输电功率的4％，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压；(4)计算降压变压器的输出功率.【解析】(1)如图所示。(2)对升压变压器，据公式Ｕ１:Ｕ２＝n1:n2有

Ｕ２＝U1n2/n１＝25×250Ｖ＝6250Ｖ,P1=P2,I2=P2/U2=100000/6250A=16A。(3)因为Ｐ线＝Ｉ２２Ｒ线，又Ｐ线＝0.04Ｐ１，所以Ｒ线＝0.04Ｐ１/Ｉ２２＝４000/162Ω=15.625Ω。因为ΔＵ＝Ｕ２－Ｕ３＝Ｉ２Ｒ线，所以Ｕ３＝Ｕ２-Ｉ２线＝6250Ｖ－16×15.625Ｖ＝6000Ｖ。(4)Ｐ４＝Ｐ１－Ｐ线＝0.96P1=0.96×１00000W＝96kW.

求解远距离输电的关键是：（１）熟悉“交流发电机→升压变压器→输电线→降压变压器→用电户”这一过程。并画出这一过程的示意图，把需要的物理量都标在图中的相应位置上。（2）把握好远距离输电的基本关系。..9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:23:09PM11、以我独沈久，愧君相见频。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、故人江海别，几度隔山川。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、他乡生白发，旧国见青山。。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、比不了得就不比，得不到的就不要。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、行动出成果，工作出财富。。2023/2/32023/2/303February202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、没有失败，只有暂时停止成功！。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:23:09PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、不知香积寺，数里入云峰。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、楚塞三湘接，荆门九派通。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。。2023/2/32023/2/303February202317、空山新雨后，天气晚来秋。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、杨柳散和风，青山澹吾虑。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:23:09PM11、越是没有本领的就越加自命不凡。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、业余生活要有意义，不要越轨。20