第2讲　理想变压器与远距离输电

第2讲理想变压器与远距离输电一、理想变压器1.构造：如图所示，变压器是由闭合_____和绕在铁芯上的两个_____组成的。(1)原线圈：与_________连接的线圈，也叫_____线圈。(2)副线圈：与______连接的线圈，也叫______线圈。2．原理：线圈的___________。铁芯线圈交流电源初级负载次级互感现象P入＝P出二、电能的输送1．输电损耗：如图所示，若发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得到的电功率为P′，用户的电压为U′，输电线总电阻为R。IRI2R横截面积电阻率小输电电压情景创设

变压器是生活、生产用电的必备设备，下图是电能输送的简单示意图。微点判断

(1)对于恒定电流，变压器没有变压作用。

()(2)理想变压器的基本关系式中，电压和电流均为有效值。

()(3)变压器能改变交变电流的频率。

()(4)正常工作的变压器当副线圈与用电器断开时，副线圈两端无电压。

()(5)变压器副线圈接入负载越多，原线圈的输入电流越小。

()(6)增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失。

()(7)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗。

()(8)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大。

()√√×××√√√答案：B

2．[原线圈电路中串联元件的变压器电路]如图，理想变压器原线圈匝数为1100匝，接有一阻值为R的电阻，电压表V1示数为110.0V。副线圈接有一个阻值恒为RL的灯泡，绕过铁芯的单匝线圈接有一理想电压表V2，示数为0.10V。已知RL∶R＝4∶1，则副线圈的匝数为

(

)A．225

B．550C．2200 D．4400答案：C3．[原线圈电路中并联元件的变压器电路]如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，电阻R1＝R2＝10Ω，电流表和电压表均为理想交流电表。若电流表A的示数为0.5A，则电压表V的示数为

(

)

A．2V B．2.5VC．4V D．10V答案：A

答案：C

一站过

1．理想变压器的基本关系续表提能点(二)理想变压器的动态分析(题点精研)1．理想变压器的制约关系2．理想变压器的两种动态分析(1)匝数比不变，负载变化的情况。(2)负载不变，匝数比变化的情况。[例1]

(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2＝1∶5，定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，定值电阻R3的阻值为10Ω，图中电表均为理想电表。原线圈输入如图乙所示的交变电流，其有效值不随负载变化。当滑动变阻器接入电路的阻值由50Ω减小到0的过程中

(

)A．电流表的示数为5AB．通过R2的电流减小C．电压表的示数减小D．R2和R3的总电功率先增大后减小[答案]

AC[针对训练]1．图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝22∶3，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15Ω，额定电压为24V。定值电阻R1＝10Ω、R2＝5Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为

(

)A．1Ω

B．5ΩC．6Ω D．8Ω答案：A

[例2]

(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻R1、R2均为10Ω。在原线圈c、d两端加上图乙所示的交流电压，下列说法正确的是

(

)A．当S与a连接后，理想电流表示数为2.2AB．当S与a连接后，理想电压表示数为11VC．当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频率变为25HzD．当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的4倍[解析]由题图可知，交变电流的电压有效值为220V、周期为0.02s，频率为50Hz。当S接a时，由变压器的原理可知，n2两端电压有效值为22V，所以理想电压表的示数为22V，理想电流表示数为2.2A，故选项A正确，选项B错误；当S由a拨到b后，原线圈电压、频率不变，原线圈匝数减半，则副线圈频率不变，故选项C错误；副线圈两端电压加倍，负载电阻不变，副线圈的输出功率变为原来的4倍，原线圈的输入功率也变为原来的4倍，故选项D正确。[答案]

AD[针对训练]2．如图所示为加热装置的示意图，经变压器变压后的交变电流，通过电阻丝时加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220V降至110V。调节前后

(

)A．副线圈中的电流比为1∶2B．副线圈输出功率比为2∶1C．副线圈的接入匝数比为2∶1D．原线圈输入功率比为1∶2答案：C

考法(三)匝数比、负载都变化分析变压器电路动态分析问题的一般思路：(1)分清不变量和变量。(2)弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系。(3)利用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点进行分析判定。[例3]

(多选)如图所示，电源输出电压不变，要使电路中电流表示数变大，可采用的方法有

(

)A．将R上的滑片向上移动B．将R上的滑片向下移动C．将开关S掷向1D．将开关S掷向2[解析]输入的电压和匝数比不变，输出的电压也不变，当R上的滑片向上移动时，副线圈所在电路的电阻变小，所以电流变大，电流表示数变大，故选项A正确；当R上的滑片向下移动时，副线圈所在电路的电阻变大，电流表示数变小，故选项B错误；将开关S掷向1，原线圈的匝数变大，由电压与匝数成正比可得，副线圈的输出电压减小，副线圈所在电路的电阻不变，电流表示数变小，故选项C错误；将开关S掷向2时，原线圈的匝数减小，副线圈的输出电压变大，副线圈所在电路的电阻不变，电流表示数变大，故选项D正确。[答案]

AD[针对训练]3．(多选)理想变压器的原线圈连接一只电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示，在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。原线圈两端接在电压为U的交流电源上，则

(

)A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小解析：在原、副线圈匝数比一定的情况下，变压器的输出电压由输入电压决定，因此当Q位置不变时，输出电压U不变，此时P向上滑动，负载电阻值R′增大，则输出电流I′减小。根据输入功率P入等于输出功率P出，电流表的读数I变小，A项错误，B项正确；P位置不变，将Q向上滑动，则输出电压U′变大，输出电流I′变大，变压器的输入功率变大，电流表的读数变大，C项正确，D项错误。答案：BC提能点(三)远距离输电(活化思维)研微点1．[远距离输电关系式的应用]如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P＝100kW，发电机的电压U1＝250V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线＝8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4＝220V。已知输电线上损失的功率P线＝5kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是

(

)A．发电机输出的电流I1＝40AB．输电线上的电流I线＝625AC．降压变压器的匝数比n3∶n4＝190∶11D．用户