骄子之路第章第节变压器电能的输送

2017高三一轮总复习物理选修3-2第十章交变电流传感器第二节变压器电能的输送栏目导航1235基础知识整合热门考点研析方法技巧归纳考题随堂演练4物理模型构建基础知识整合如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图．变压器的输入电压是市区电网的电压，假设负载变化时输入电压保持不变．输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，R代表各户中电器电阻．忽略变压器上的能量损失，不计电压表、电流表的内阻对电路的影响．当用户的用电器增加时，下列说法正确的是()A．输出功率变小B．输入功率不变C．电压表1读数不变，电流表1读数增大D．电压表2读数增大，电流表2读数增大【思路引导】

1.用户用电器增加时，输出电压如何变化，输出电流如何变化？2．如何根据电压、电流和匝数关系判断输入电压、输入电流的变化？【解析】

本题属于教材“课后习题”的内容，关键是理想变压器规律的应用．理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出的电压也不变，所以电压表1读数不变，电压表2读数不变．当用电器增加时，相当于R的值减小，电路中的总的电阻减小，所以电流要变大，即副线圈中的电流示数变大，副线圈消耗的功率增大；由于变压器的输入的功率和输出的功率相等，由于副线圈的功率变大了，所以原线圈的输入的功率也要变大，因为输入的电压不变，所以输入的电流要变大，所以电流表1读数增大，电压表2读数增大，故C选项正确，A、B、D选项错误．理想变压器1．变压器的组成变压器是由___________和绕在铁芯上的两个______组成的．如图所示：一个线圈与交流电源连接，叫做____线圈，也叫______线圈；另一个线圈与负载连接，叫做____线圈，也叫________线圈．知识点1

闭合铁芯线圈原初级副次级2．变压器的工作原理变压器的工作原理是电磁感应中的________现象.即同一铁芯上的磁通量的变化率处处________．电流通过原线圈时在铁芯中激发________，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化．变化的磁场在副线圈中产生__________，能够输出________．互感相同磁场电动势电流3．理想变压器(1)定义完全没有________损耗的变压器，称为理想变压器．能量损耗包括铜损(线圈电阻产生的焦耳热)、铁损(涡流产生的焦耳热)和磁漏．(2)理想变压器具备的条件①原、副线圈没有电阻，没有焦耳热的产生．②铁芯没有漏磁，原、副线圈的磁通量没有差别．③变压器自身的能量损耗不计，输入功率________输出功率．能量等于4．理想变压器的电压、电流与匝数的关系(1)功率关系理想变压器不考虑能量损失，输入功率等于输出功率．(2)电压与匝数的关系原、副线圈的电压之比等于线圈的匝数之比．(3)电流与匝数的关系电能的输送1．输电损耗(1)电压损耗输电线路上有_______，电流通过输电线路时，会在线路上产生电势差，造成电压损失．(2)功率损耗发电机的输出功率为一定值，在远距离输电的过程中，有相当一部分能量损耗在输电线上．设输电线的电阻为r，损耗的电能，即转化为热能的部分为Q＝_______，损耗的功率为P热＝P损＝_______.知识点2电阻I2rtI2r2．减小输电损耗的途径有两个，一是减小输电线的_______；二是减小输电线中的_______．(1)减小电阻①减小_________，比如换铝为铜．②减小_______．③增大_______，但耗费材料．(2)减小电流在输出功率不变的情况下，要减小电流，必须提高电压，即需采用______________．电阻电流电阻率距离面积高压输电3．高压输电(1)远距离输电的原理在发电站内用_______________升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过________________降到所需的电压，输送电路图如下：升压变压器降压变压器(2即)高压扁输电鱼的关世系式①电压皱关系③功率贿关系P1＝P2，P3＝P4，P2＝__岩__吧__祸__嫂__墙_.P损＋P3U损＋U3(3克)两种镰损耗①输送很电压各损耗U损＝UR＝I线R线＝U2－U3.当输际送的库电功晶率P2一定既的情设况下局，输嘱送电讯压U2增大希到原距来的__寄__叨_倍，针输电候线路宿上损吧耗的宝功率P损就减西小到割原来剥的__浩__已_.n特别主提醒理想肺变压京器可括以改下变电括压、汉电流笑，不离能改系变交错变电支流的隶频率.有关饺电压辅器的谅结论燥，共针同的芬前提调是原薯副线棉圈的阁匝数东不变.热门删考点毙研析1.各物忆理量斗间的费制约腊关系(3画)输出抱功率路决定科输入计功率检，即P1＝P2，用蜻电的释高峰摧期，霜并联笨的用庸电器揉增多杀，输愧出功领率增酒大，颠则输颗入功班率增探大．前当负重载为陶空载驶时，尊输入愿功率蒙为零警．理想幻玉变压善器的蕉基本奋关系考赶点12．理想经变压朗器的英理解(1邮)变压桑器能蛇改变仍交变僻电流率电压偷，但粒不能慈改变凤恒定娃电流(直流精电)的电抢压．高如果走原线远圈接除上直冲流电唉，则厉副线普圈输撞出电帅压为故零．(2渠)变压脆器的西高压测线圈辫匝数矛多而循通过玩的电厌流小涨，用蒸较细懂的导托线绕犬制；施变压牧器的烂低压马线圈稠匝数美少而薪通过既的电株流大脱，用勺较粗判的导裁线绕惰制．(3蜓)副线佩圈上饰的电弱流电窄压和晨原线斗圈上坊电流困电压优一样率也是贷交变淘的，中且频冰率相堪同．(2熟01属5年新理课标锈卷Ⅰ)一理穿想变两压器耐的原勺、副亿线圈希的匝暴数比扎为3∶1，在攻原、践副线脆圈的界回路饼中分董别接师有阻愤值相炼同的在电阻秘，原触线圈当一侧街接在流电压疫为22骂0圈V的正享弦交形流电弟源上像，如患图所场示，矮设副佛线圈军回路塔中电题阻两款端的殊电压匆为U，原薪、副珍线圈庭回路这中电努阻消已耗的毁功率冠的比简值为k，则()【思路政引导】1.理想哈变压葵器的躬电压疼、电钟流和跑匝数孟的关撤系是赏什么侄？2．正踪蝶弦交蹲流电姨源两床端的假电压寨是原掀线圈章两端惕的电筝压吗桐？例1【答案】A【总结岸提升】对于怎原线解圈电会路接勾有用痰电器摔的问削题，享要注团意电稳压和州匝数针成正抢比关塔系的灿条件戒．2．原叫线圈责两端翠电压陡与用致电器锡电压可之和良等于流电源舅电压勿．图1中的宫变压缩慧器为已理想诞变压继器，剑原、摘副线填圈的照匝数摊之比墙为10∶1.变压席器的搅原线扁圈接欲如图2所示础的正焦弦交堂流电肌，电匀压表穗为理板想电祥表，R＝5佛Ω的电斜阻接盈在副兔线圈鸽两端但，求破：(1虑)电压稠表的球示数美为多苹少？(2钥)原线膛圈的冷电流孝为多宵少？针对籍训练1远距老离输贩电示循意图庸如图无所示埋：1．远距挤离输早电线蹄路的友特点(1捏)输电贫线路恋当中窑存在胳两组柏变压与器，鸡升压蒸变压伐器和帝降压硬变压版器，翅前者韵作用阶是提他高输刘送电朱压，叉实现揉高压晴输电板，后恭者的仪作用勉是降瓦低输亭送电鞭压达筒到用来户的蕉使用剧要求遮．远距借离输瓜电考蚀点2输电头线路笼电压瞎损耗让：U损＝I送R；功然率损飘耗：P损＝IR.2．解题荣思路(1附)分析留题意协，画埋出示委意图努是关器键，掉抓住美输送研电流核这一齐重要绞思路跨；(2败)研究娱升压抢和降术压的按过程袋，输肝电线秃路是恳主线谅；(3授)运用月电压惕、电刺流、呢功率虑的关别系规丛律求圈解．3．处插理远至距离斗输电暗问题蒸，关沸键是惩正确观建立饲并画纤出输时电流驾程图次，把旺需要铜的物振理量欢都标喂在图哈中相长应的镇位置漂上，柄输电行电流声一般勤为联蛛系各初物理偿量的绘重要贸线索闻，从“输电区线”开始绍，或先从“发电”、或异从“用户”开始以，把斑握好岭各物漠理量堡之间朵的相稿互关矩系；哲抓住贝输电该的两灵端——电源批与用飞电器告、分秃析一索条线——输电赌线、禽研究患两次六电压芝变换(升压芒和降液压)；然块后以胁升压鸡变压羽器的过副线秃圈、靠输电叙线、梨降压触变压礼器的梨原线帜圈构救成回渴路，代利用李电路蔽知识宣如欧斥姆定球律等丑分析协三者殿的电教流、材电压脑和功测率关呼系．拿即：(1抖)由输厅电功若率和坛输电切电压副确定翁输电点线中垮的电桃流．(2裤)计算至输电鼻线路军的电峡压损如失、爆功率嘱损失啦，确盾定降典压变蛋压器跳的输逗入电夸压、楼输入丝式功率燥．(3疲)计算副升压稠变压敏器、捉降压涨变压巴器的柴变压姨比．(2移01睛5年福事建高泉考)图为要远距宪离输质电示样意图缩慧，两章变压版器均窜为理话想变粱压器减，升枝压变板压器T的原团、副乘线圈耗匝数粮分别冷为n1、n2，在T的原敬线圈荷两端去接入耻一电企压u＝Umsi让nωt的交米流电膨源，袄若输不送电候功率胜为P，输雀电线超的总寨电阻乓为2r，不胁考虑须其他寒因素盛的影紧响，同则输匹电线陪上损灶失的菜电功廊率为()例2【思路浊引导】1.远距胃离输挡电线仍路属瞧于纯诊电阻些电路方吗？司欧姆未定律祝是否才适用牌？2．变赏压器枕的输城入、索输出悦电压艇和输充电线朵上的艘电压兆是什院么关析系？【答案】C【总结限提升】解决艘远距程离输散电问岩题的雄注意某点1．注意鸽分清寻两个抱变压稍器中捧各个眯物理狠量之羽间的衡制约磁关系目．2．注访意不滤要把纠输电腾线路屑看作捆纯电伐阻电惊路，别从而叉错误周的使钩用欧费姆定扩律分泪析，鞭得出喇相反佣的结既论．3．关顿键是工画出挺正确做的示丙意图未，避游免出子现符嘴号的匀标记抄错乱测，影卷响问竟题的双解答鄙．4．掌骆握理鬼想变主压器终和远劳距离择输电盘规律挪，关牛键是读流过团输电扰线电割流的约确定吹，功蜜率计扇算涉摆及到泄有效世值．(2势01接6届湖冰北期米末)某个佩小型宏水电昂站发笑电机椅的输滴出功盲率为10训0浇kW，发寇电机椅输出腊电压u的图慢象如图所击示，这通过剧升压篇变压侮器升遍高电拌压后借向远恼处输剧电，窜输电愉线总尼电阻社为2跳Ω，在原用户安端用拘降压扰变压务器把尸电压辈降为22台0瓦V，要仍求在犁输电雄线上廊损失给的功槐率控党制为5殖kW砌(即用胆户得趟到的休功率福为95遣k钩W)．求键：(1辆)发电输机输肺出电恒压的怒瞬时核值表夸达式仆；(2庭)输电畏线上宪通过墙的电种流；(3嗽)降压助变压坡器原还、副乡丰线圈妙的匝亦数比致．针对饰训练2(2省)输电位线上滔损失滤的功伤率为5龙kW，根运据欧誓姆定残律得巾，Pr＝I2r，代锣入数骨据解伟得，循输电虽线上汉的电保流为I＝50阅A绕.【答案】(1介)u＝35妇0s革in默10跳0πt(V智)(2蹲)5腹0栗A(3万)9顽5∶11方法办技巧醋归纳理想抛变压秀器的扇动态洁分析1．理想向变压下器的县动态杆分析变压馅器的铜原副砍线圈违匝数司、输扁入电枪压、亭副线锻圈串杯联电响阻等离，任遇一物细理量接发生料变化正都会嫩引起女其他疤相关途物理想量的宗变化颠．2．解题玻的思箩路根据骡题意盲，弄贪清变灾化量卸和不墙变量牵，确须定变腥化的浆趋势湖，比富如通色过滑执动变享阻器骑的滑座片移蔬动引康起的游匝数喇的变最化，迁副线钉圈的港电阻霸的串吐并联查关系伪引起怠输出非电流山的变明化等效等；利用蒸各物浇理量呢之间再的制迫约关穷系，纹结合冶电路朝的连荡接方队式、杜欧姆慌定律届等知脏识，拌分析房诚未知崖量的首变化贸规律技．3．理想研变压蒜器的体动态舌分析书问题替一般漏有两片种类互型(1搞)负载振电阻导不变男，原坊副线败圈的恼电压U1、U2，电划流I1、I2，功降率P1、P2随匝阻数比差变化策而变亩化．(2患)匝数淘比不默变，捡原副敞线圈韵的电苦压U1、U2，电伟流I1、I2，功箱率P1、P2随负押载电穴阻的它变化衔而变食化．无论完哪种昂情况轻，处趋理此请类问恼题的证关键础都是倾要分排清变斧量和庸不变塞量，雅弄清项理想晋变压勿器中婚各物戒理量赠之间宝的联貌系和裤相互丧制约茧关系——输出启功率辉决定稍输入固功率叹；输蹦入电钱压U1和匝乐数比疏决定斜输出叉电压U2；输叼出电乡丰压U2和负铸载电断阻决粘定I2；I2和匝奔数比肝决定I1.(多选)(2静01租5年天牛津高俯考)如图宝所示但，理昆想变巧压器稳的原虏线圈拼连接蔬一只删理想耽交流致电流忍表，爹副线作圈匝昆数可屈以通宴过滑承动触路头Q来调绝节，竖在副份线圈构两端野连接萝了定犹值电督阻R0和滑窜动变锦阻器R，P为滑已动变秧阻器在的滑寺动触宵头．逼在原诸线圈娘上加项一电促压为U的正讨弦交冷流电面，则()A．保饲持Q的位扫置不衡动，饶将P向上补滑动引时，狐电流臣表读东数变模大B．保践持Q的位捡置不麦动，产将P向上雕滑动菌时，积电流车表读深数变渣小C．保巾持P的位己置不粗动，付将Q向上让滑动研时，甚电流项表读思数变元大D．保轨持P的位六置不蹦动，境将Q向上谋滑动乞时，矩电流笛表读辰数变我小例3【思路绒引导】1.保持鹅原、钱副线厕圈的齐匝数斤不变罗，输忧出电橡压是国否发凶生变推化？2．保夫持滑雕动变祝阻器叫的位亦置不驻变，弃副线抓圈的尤负载僵是否御发生新变化战？【解析】保持胞原、究副线票圈的蹄匝数唉不变新，输衬出电卧压恒鲜定不锤变，骡将滑着动触共头P向上水滑动姓时，护负载翻电阻饭变大妥，根恼据欧辆姆定糠律可碧知，蒙输出惧电流迅变小黑，由图理想全变压炭器电凶流和狮匝数丑的关吃系可具知，方输入出电流朱变小东，电此流表千示数庄变小敞，A选项孕错误用，B选项亚正确起．保淘持滑律动触畜头P的位降置不捐变，谅则负颠载不熟变，唐将Q向上袄滑动歉，副室线圈趁的匝棕数变愉大，锋输出首电压忌变大擦，根利据欧控姆定扰律可院知，滤输出搁电流津变大大，由洋理想蒙变压纲器电碌流和排匝数恨的关诊系可友知，仗输入五电流女变大克，电斧流表链示数任变大帐，C选项怖正确滥，D选项领错误匆．【答案】BC(多选)(2佳01塞6届衡味水月搬考)如图1所示扇的变筐压器链，接属如图条甲所炭示的婶交流百电时页，灯旷泡正幻玉常发欧光，抚电容预器能仰正常览工作擦．现倚将电摘源换纺成如兴图乙茂所示傍的交突流电即，则()A．由吴于乙忆交变椒电流至的周僵期变趋短，渐因此裕灯泡觉比第辈一次吗亮B．由惩于乙气的频霞率比臂甲的怒大，敏因此浇电容贫器有交可能盯被击欺穿C．无粱论接唉甲，徒还是尤接乙梯电源堆，若征滑动恋触头P向上修移动裹，灯能泡都刊变暗D．若档将原惜线圈n1的匝键数增粉加，尤灯泡趁消耗衡的功菊率将红变小针对猪训练3解析果：乙交碑变电胡流的帐周期册小，互频率劈燕高，钟但是辩灯泡茅作为悼纯电赠阻电即路，隶亮度殿与周我期无叹关，或由有览效值鞋决定沾，甲愿、乙产交变截电流女的有掌效值凳相等介，故烈灯泡堡一样写亮，A选项抖错误比；电蛮容器艘能否砌被击貌穿，腿取决年于电北压的恰最大贫值，膀两种科交流旁电电谱压的闷最大肃值相魔等，浩故B选项灶错误重；将缴滑动疾触头P向上姿移动案时，勒电阻剩变大肃，理丽想变跌压器梯的输假出电忆压不尝变，县根据编欧姆刊定律烟可知纸，流斯过灯矩泡的姥电流辨变小草，灯却泡变丈暗，C选项悔正确拨；将晨原线尊圈的踏匝数n1增加奏，根专据理去想变塞压器窃电压席和匝滚数关剪系可产知，帅输出鬼电压超变小吴，灯雄泡消猾耗的萌功率常变小歉，D选项争正确尸．答案冶：CD物理柱模型嫂构建多组世副线欧圈变傅压器广和互睁感器勺模型1．多组闻副线妙圈变蕉压器脉模型计算询两个巾或两喊个以谷上副骂线圈阵的变贪压器魄问题卫时，烫应注恐意以裁下三筒个关残系．(2滥)功率取关系委：P1＝P2＋P3＋…(3拼)电流犬关系伪：由I1U1＝I2U2＋I3U3＋…，得I1n1＝I2n2＋I3n3＋…2．互感窗器模愧型(1巷)电压狭互感滑器原线庆圈并爽联在膜高压浇线路牺上，栋副线烘圈连名接电零压表霞，将饰高电织压变究为低而电压圈．(2巧)电流虚互感违器原线捷圈串允联在戒高压嚼线路餐上，泊副线喝圈连技接电溉流表削，将稼大电壶流变糠为小急电流础．(2族01领6届湖染州月泪考)如图拾所示予，理吗想变样压器玻有两灵个副未线圈笨，L1、L2是两细盏规残格为“8怖V,燥10络W酬”的灯街泡，L3、L4是两何盏规携格为“6抵V,丛12冈W颈”的灯腔泡，发当变铃压器身的输英入电糟压为U1＝22村0糕V时，液四盏社灯泡病恰好短都能壤正常堤发光低，如域果原锡线圈问的匝筋数n1＝1期10渗0匝，僻求：(1塘)副线予圈n2、n3的匝范数；(2懒)电流刘表的杆读数淹．例4【思路扑引导】1.多个维副线惰圈存嚼在的施情况婶下，闻电压见、电扰流和乖匝数屈的关糖系是兴否发搞生变飘化？2．多叹个副胶线圈饼存在爪的情模况下党，输斗出功程率是抬否仍剪然决浪定输米入功咽率？(2干)多个守副线港圈存纱在的税情况筝下，鉴电流数和匝惹数的狭关系校不再奏适用堡，但壁是理更想变森压器促的输摄出功明率仍撞然等练于输贝入功楚率，吧电流勿表的票示数伙为I1，U1I1＝P1＋P2＋P3＋P4，代杏入数素据解皆得，I1＝0.纷2曲A.【答案】(1态)n2、n3的匝歉数分喝别为40匝和60匝(2球)电流宴表的好读数烘为0.废2床A(2密01犯6届河异北模采拟)普通闷的交薄流电萍流表瓦不能迅直接柳接在兔高压冒输电争线路晨上测斗量电沫流，醋通常眯要通报过电骄流互桨感器沿来连而接，拦图中皇电流厕互感童器ab一侧当线圈取的匝存数较阴少，御工作缺时电赞流为Iab，cd一侧睡线圈渠的匝克数较宣多，始工作摆时电域流为Icd，为蹦了使晕电流袄表能芹正常提工作慰，则()A．ab接MN、cd接PQ，Iab＜IcdB．ab接MN、cd接PQ，Iab＞IcdC．ab接PQ、cd接MN，Iab＜IcdD．ab接PQ、cd接MN，Iab＞Icd针对盆训练4解析富：电流霉互感臣器的纳作用坡是使愿大电睬流变据成小例电流宋，然签后利俗用变既压器鸦工作希原理呢求解办电流泉值．根据授理想眼变压嫌器电御流和吐匝数骂的关汪系可确知，Iab>Icd，输医入端ab接MN，输谣出端cd接PQ，B选项灶正确纵．答案闲：B考题葡随堂视演练B．电检流表Ⓐ的示倚数为1宏AC．变驼压器懒的输涌入功叙率为10违WD．交紫变电博流的愁频率炸为10伪0犁Hz答案建：C2．(多选)(2代01芽6届黑欲龙江劣模拟)如图以，一甜理想森变压轿器原唐、副挤线圈密的匝示数分柜别为n1、n2.原线员圈通沙过一裤理想隔电流燥表Ⓐ接正亲弦交衔流电遗源，泡一个颜二极适管和杰阻值认为R的负调载电刊阻串跑联后碰接到抬副线旱圈的存两端秤．假评设该叛二极贴管的珍正向罪电阻俭为零义，反真向电谣阻为智无穷逆大．搬用交棍流电柳压表奋测得a、b端和c、d端的让电压壳分别聚为Uab和Ucd，则()A．Uab∶Ucd＝n1∶n2B．增暑大负戚载电圆阻的匠阻值R，电锡流表怕的读呜数变鼓小C．负蝇载电局阻的纸阻值兄越小茎，cd间的港电压Ucd越大D．将扶二极扛管短即路，吊电流厅表的围读数咽加倍答案云：BD3.(2骑01谊6届兰咐州模埋拟)如图既所示陕，有架一自麻耦变斧压器耳接在劲稳定茄的交绍流电嘉源上危，V1、V2为理挤想电咏压表逐．下露列说向法中侧正确倒的是()A．若F不动扭，滑巩片P向上恼滑动唤时，V1示数斧变大旁，V2示数母变小B．若F不动路，滑斜片P向上狮滑动左时，拾灯泡名消耗得的功悦率变迟小C．若P不动畅，滑攻片F向下鱼移动毛