第十三章 交变电流 电磁振荡与电磁波 传感器 第68课时　变压器　电能的输送　双基落实课学生用

第68课时变压器电能的输送[双基落实课]变压器是电能输送的必备设备，如图所示是电能输送的简单示意图。判断下列说法正误：（1）变压器对恒定直流没有变压作用。（）（2）变压器能改变交变电流的频率。（）（3）工厂用电设备接得越多，输电线上的电流越大，输电线路损耗越大。（）（4）当所有用户的用电器全部断电时，低压变电站变压器的副线圈中电流为零，副线圈两端电压也为零。（）

考点一理想变压器的原理及应用[素养自修类]1.【变压器基本关系的应用】（多选）（2023·海南高考11题）如图是工厂利用u＝2202sin（100πt）V的交流电给36V照明灯供电的电路，变压器原线圈匝数为1100匝，下列说法正确的是（）A.电源电压有效值为2202V B.交变电流的周期为0.02sC.副线圈匝数为180匝 D.副线圈匝数为240匝2.【含有二极管的变压器电路】为了激发同学们的学习兴趣和探究精神，某学校建有节能环保风力发电演示系统，该系统由风力发电机、交流电变压器和用户三部分构成，简易示意图如图所示。t＝0时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以每秒50转的转速转动，已知发电机线圈面积S＝0.01πm2，匝数为N＝100匝，内阻不计；匀强磁场的磁感应强度为B＝210T。变压器部分，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝1∶4。在用户部分，电路中电表均为理想电表，定值电阻R1＝R2＝4Ω，D为理想二极管（该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大），A.发电机产生的瞬时电动势e＝102·sin（50πt）VB.电压表的示数为402VC.电流表的示数为52AD.原线圈的输入功率为800W3.【多个副线圈的变压器电路】（多选）（2021·河北高考8题）如图，发电机的矩形线圈长为2L、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为n0、n1和n2，两个副线圈分别接有电阻R1和R2，当发电机线圈以角速度ω匀速转动时，理想电流表读数为I，不计线圈电阻，下列说法正确的是（）A.通过电阻R2的电流为n1In2 B.电阻C.n0与n1的比值为2NBL2ω4.【电流互感器与电压互感器】（多选）如图所示，L1和L2是输电线，甲、乙是两个互感器（可视为理想变压器），其中的线圈匝数关系为n1∶n2＝200∶1，n3∶n4＝1∶100，电流表和电压表均为理想交流电表。下列说法正确的是（）A.甲是电流互感器，乙是电压互感器B.甲是电压互感器，乙是电流互感器C.若V表示数为30V，则输电线两端的电压最大值为6000VD.若A表示数为5A，则通过输电线的电流有效值为500A1.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。2.分析变压器电路的两个难点（1）分析原线圈串联负载的变压器电路问题时要注意：变压器的输入电压不等于电源的电压，而是等于电源电压减去串联负载的电压，即U1＝U源－U串。（2）分析含有二极管的变压器电路问题时要注意：理想二极管具有单向导电性，正弦式交变电流通过二极管后会变成半波直流电流，对应的有效值会发生变化。3.含有多个副线圈的变压器计算具有两个或两个以上副线圈的变压器问题时，需注意三个关系：（1）电压关系：U1n1＝U2n2＝（2）功率关系：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn。（3）电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋…＋nnIn。考点二理想变压器的动态分析问题[多维探究类]考法一匝数比不变、负载变化【典例1】（2021·湖南高考6题）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2，输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（）A.L1先变暗后变亮，L2一直变亮 B.L1先变亮后变暗，L2一直变亮C.L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗 D.L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗听课记录【解题技法】匝数比不变、负载变化的分析思路（1）U1不变，根据U1U2＝n1n2，输入电压U1决定输出电压U2，可以得出不论负载电阻（2）当负载电阻发生变化时，I2变化，根据输出电流I2决定输入电流I1，可以判断I1的变化。（3）I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1的变化。考法二匝数比改变、负载不变【典例2】如图所示，原、副线圈匝数比为100∶1的理想变压器，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，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＝310sin（314t）（V），则（）A.当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为3.1VB.副线圈两端的电压频率为50HzC.当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈输入功率变小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小听课记录【解题技法】负载电阻不变、匝数比变化的分析思路（1）U1不变，n1n2发生变化，（2）R不变，U2变化，I2发生变化。（3）根据P2＝U22R和P1＝P2、P1＝U1I1，可以判断P2变化时，P1发生变化；U1不变，考点三电能的输送[互动共研类]1.理清三个回路2.抓住两个联系（1）回路1和回路2的联系——升压变压器→基本关系：U1U2＝n1n2，I1I2（2）回路2和回路3的联系——降压变压器→基本关系：U3U4＝n3n4，I3I43.明确三个关系式（联系两个变压器的纽带）（1）功率：P2＝ΔP＋P3（其中ΔP＝ΔUI线＝I线2R线＝Δ（2）电压：U2＝ΔU＋U3。（3）电流：I2＝I线＝I3。【典例3】（2023·山东高考7题）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1＝250V，输出功率为500kW。降压变压器的匝数比n3∶n4＝50∶1，输电线总电阻R＝62.5Ω，其余线路电阻不计，用户端电压U4＝220V，功率为88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（）A.发电机的输出电流为368A B.输电线上损失的功率为4.8kWC.输送给储能站的功率为408kW D.升压变压器的匝数比n1∶n2＝1∶44听课记录1.【电能的输送电路分析】（2020·浙江7月选考11题）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＝40A B.输电线上的电流I线＝625AC.降压变压器的匝数比n3∶n4＝190∶11 D.用户得到的电流I4＝455A2.【电能输送电路的动态分析】（多选）图甲为某小型水电站的电能输送示意图，其输入电压如图乙所示。输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）。降压变压