新教材适用2024版高考物理一轮总复习第12章交变电流传感器第2讲理想变压器电能的输送课件

第十二章交变电流传感器第2讲理想变压器电能的输送知识梳理·双基自测核心考点·重点突破名师讲坛·素养提升2年高考·1年模拟知识梳理·双基自测知识点1理想变压器1．构造和原理(1)构造：如图所示，变压器是由____________和绕在铁芯上的____________组成的。(2)原理：电磁感应的互感现象。闭合铁芯两个线圈2．基本关系式(1)功率关系：_____________。(2)电压关系：___________。P入＝P出U2I2＋U3I3＋…＋UnIn3．几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器，如图A、B所示。低电压小电流知识点2电能的输送1．输电过程(如图所示)：2．电压损失(1)ΔU＝U－U′。(2)ΔU＝______。3．功率损失(1)ΔP＝P－P′。IRI2R一、堵点疏通1．变压器不但能改变交变电流的电压，还能改变交变电流的频率。(

)2．理想变压器能改变交变电压、交变电流，但不改变功率，即输入功率总等于输出功率。(

)3．变压器副线圈并联更多的用电器时，原线圈的输入电流随之增大。(

)4．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小。(

)×√√×二、对点激活1．(多选)(2023·广东河源模拟预测)关于变压器，下列说法正确的是()A．它可以改变交流电的电压B．它可以改变交流电的电流C．它可以改变交流电的频率D．它可以改变输送电功的大小AB[解析]变压器电压之比等于线圈匝数之比，故变压器可以改变电压，A正确；变压器电流之比等于线圈匝数的反比，故变压器可以改变电流，B正确；变压器不能改变交流电的频率，C错误；输送的电功取决于用电器的多少，与变压器无关，D错误。2．(2022·海南月考)将输入电压为220V，输出电压为6V的理想变压器改绕成输出电压为30V的理想变压器。已知原线圈匝数不变，副线圈原来是30匝，则副线圈新增匝数为(

)A．120匝

B.150匝C．180匝

D.220匝AC核心考点·重点突破考点一理想变压器基本关系的应用理想变压器的制约关系(1)电压：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定。(2)功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定。(3)电流：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定。特别提醒：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。(2022·北京密云一模)为探究变压器的两个线圈的电压关系，小明绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，如图所示，线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，线圈b接小灯泡，线圈电阻忽略不计。当闭合电源开关时，他发现电源过载(电流过大，超过学生电源允许的最大值)。为解决电源过载问题，下列措施中可行的是(

)A．增大电源电压B．适当增加原线圈a的匝数C．适当增加副线圈b的匝数D．换一个电阻更小的灯泡例1B〔变式训练1〕

(2023·贵州贵阳模拟预测)手机无线充电技术越来越普及，如图甲所示是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈匝数比n1

n2＝51，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当ab间接上220V的正弦交变电源后，受电线圈中产生交变电流给手机快速充电，这时手机两端的电压为5V，充电电流为2A。若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确的是(

)AA．快速充电时，送电线圈的输入电压U1＝212.5VB．快速充电时，cd间电压U2＝44VC．快速充电时，送电线圈的输入功率为10WD．R的值为187.5Ω〔变式训练2〕如图所示，理想变压器三个线圈的匝数比n1∶n2∶n3＝10∶5∶1，其中匝数为n1的原线圈接到220V的交流电源上，匝数为n2和n3的两个副线圈分别与电阻R2、R3组成闭合回路。已知通过电阻R3的电流I3＝2A，电阻R2＝110Ω，

则通过电阻R2的电流I2和通过原线圈的电流I1

分别是(

)A．10A,12A B.10A,20AC．1A,0.7A D.1A,3AC考点二理想变压器的动态分析②当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化。③I2变化引起P2变化，P1＝P2，故P1发生变化。(2023·重庆南开中学高三阶段练习)如图所示，理想变压器的初级线圈接有输出电压有效值恒定不变的交变电源，次级线圈接有光敏电阻R(其阻值随光照强度增大而减小)、灯泡L1和灯泡L2。图中电表均为理想交流电表，若增大光照强度，则(

)A．电压表V1与电流表A1的示数之比增大B．电压表V2与电流表A2的示数之比减小C．灯泡L1和灯泡L2均变亮D．灯泡L1和灯泡L2均变暗例2B〔变式训练3〕

(2023·辽宁模拟预测)一含有理想变压器的电路如图所示，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，A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。下列说法正确的是(

)A．Q不动，P向上滑动，电流表示数变大B．Q不动，P向下滑动，变压器输出功率变大C．P不动，Q向上滑动，电流表示数变小D．P不动，Q向下滑动，变压器输出功率变大B考点三远距离输电问题1．理清三个回路远距离输电电网间的基本结构如图所示。输电过程的电路被划分为三个独立的回路，即电源回路、输送回路和用户回路。在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源，每个回路均可应用闭合电路欧姆定律、串并联电路的规律，而变压器的电压、电流、功率关系则是联系不同回路的桥梁．3．掌握一个关系发电机把机械能转化为电能，并通过导线将能量输送给线圈1，线圈1上的能量就是远程输电的总能量，在输送过程中，先被输送回路上的导线电阻损耗一小部分，剩余的绝大部分通过降压变压器和用户回路被用户使用消耗，所以其能量关系为P1＝P线损＋P用户。A．输电线路上交流电的频率为50HzB．输电线路上的电流为80AC．降压变压器的匝数比为51D．升压变压器的原线圈和降压变压器的副线圈电流相等例3B处理远距离输电问题的一般思维步骤规律总结(1)画出远距离输电的示意图，并在图上标出相应物理量。(2)以变压器铁芯为界线区分各个回路。各回路独立，运用串联电路的特点和性质，分析回路中的电压、电流和功率等问题。(3)各回路间通过变压器的匝数比、电压比、电流比和原、副线圈输入功率与输出功率相同的关系相联系。〔变式训练4〕

(2023·四川省内江市模拟预测)我国是全球唯一掌握超特高压技术的国家，在全球超特高压领域，中国的标准就是全世界唯一的标准。如图所示是远距离高压输电示意图，升压变压器和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电阻均不变。下列说法正确的是(

)CA．若用户用电功率增加，升压变压器的输出电压将增大B．若用户用电功率增加，降压变压器的输入电压将增大C．若输电功率一定，采用特高压输电可减少输电线上损耗的功率D．若输电功率一定，采用特高压输电会降低输电的效率名师讲坛·素养提升两种特殊的变压器模型模型(一)自耦变压器自耦变压器的原、副线圈共用一个线圈，线圈匝数可调。可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用。解题的关键是分清原线圈和副线圈。(2023·辽宁模拟预测)图示为一自耦变压器，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其作为原线圈，其两端a、b间输入电压为U1的交变电流。现通过滑动触头取该线圈c、d间部分作为副线圈，c、d间的输出电压为U2。则在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中(

)A．U2<U1，U2降低

B.U2<U1，U2升高C．U2>U1，U2降低

D.U2>U1，U2升高例4A〔变式训练5〕

(2023·湖北黄冈中学模拟预测)如图所示的调压器，滑动触头P和Q均可调节，在输入交变电压U恒定的条件下，电压表、电流表均是理想的，下列说法正确的是(

)A．Q不动，P向上移动，电压表示数增大B．Q不动，P向下移动，电压表示数增大C．P不动，Q向下移动，电压表示数增大D．P不动，Q向下移动，电流表示数增大B[解析]当Q不动时，滑动变阻器的阻值不变，当P向上移动时，原线圈匝数变大副线圈匝数不变，自耦变压器的输出的电压减小，电压表的示数减小，故A错误；当Q不动时，滑动变阻器的阻值不变，当P向下移动时，原线圈匝数变小副线圈匝数不变，自耦变压器的输出的电压增加，电压表的示数增大，故B正确；当P不动时，自耦变压器的输出的电压不变，所以电压表的示数不变，当Q向下移动时，滑动变阻器的电阻增大，所以电路的电流减小，变压器匝数比不变，因此电流表示数减小，故C、D错误。模型(二)互感器(2023·湖北荆州高三模拟)如图所示，T1、T2是监测交流高压输电参数的互感器，一个用来测高压电流，一个用来测高压电压，T2接在两根输电线的正中间，T1接在其中一根输电线上。输电线电阻不可忽略，若输电线电阻率相同，发电站端的理想升压变压器副线圈输出电压为U1，输出功率为22800kW，用户端理想降压变压器原线圈两端电压为U2＝220kV，T1的原、副线圈匝数比为1∶100，T2的原、副线圈匝数比为10000∶1，a的示数为1A，则下列说法正确的是(

)例5DA．U1＝248kVB．b的示数为22.8VC．输电线总电阻为40ΩD．输电效率约为96%2年高考·1年模拟1.(多选)(2022·湖北卷)近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，下列说法正确的是()ACA．接收线圈的输出电压约为8VB．接收线圈与发射线圈中电流之比约为221C．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同D．穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同2．(2022·山东卷)如图所示的变压器，输入电压为220V，可输出12V、18V、30V电压，匝数为n1的原线圈中电压随时间变化为u＝Umcos(100πt)。单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为0.1V。将阻值为12Ω的电阻R接在BC两端时，功率为12W。下列说法正确的是(

)A．n1为1100匝，Um为220VB．BC间线圈匝数为120匝，流过R的电流为1.4AC．若将R接在AB两端，R两端的电压为18V，频率为100HzD．若将R接在AC两端，流过R的电流为2.5A，周期为0.02sD3．(2022·河北卷)张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要