《备考指南一轮 物理 》课件-第11章 第2讲

交变电流传感器第十一章第2讲变压器电能的输送【备考指南】1.理解变压器的原理，掌握理想变压器原、副线圈的功率关系、电压关系及电流关系，并能进行有关计算.2.能利用功率、电压、电流关系对变压器进行动态分析.3.能计算远距离输电问题中线路损失的功率和电压．栏目导航01知识梳理回顾03核心素养提升02要点各个击破04配套训练知识梳理回顾11．构造(如图所示)变压器由_________、_________和闭合铁芯组成．一理想变压器原线圈副线圈

2．原理电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的________、________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______________，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流．____________是变压器工作的基础．大小方向感应电动势互感现象P入＝P出

U2I2＋…＋UnIn

I2n2＋I3n3＋…

4．几种常见的变压器(1)自耦变压器：原、副线圈____________________，如图甲、乙所示．(2)电压互感器：属于降压变压器，________在电路中，用于测高电压，如图丙所示．(3)电流互感器：属于升压变压器，________在电路中，用于测大电流，如图丁所示．4．几种常见的变压器(1)自耦变压器：原、副线圈____________________，如图甲、乙所示．(2)电压互感器：属于降压变压器，________在电路中，用于测高电压，如图丙所示．(3)电流互感器：属于升压变压器，________在电路中，用于测大电流，如图丁所示．共用一个线圈并联串联【答案】B二远距离输电1．输电过程(如图所示)2．输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q＝________.I2Rt

IR

I2R

【答案】D要点各个击破2要点1理想变压器基本关系的应用基本关系功率关系P入＝P出总电压关系原、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流关系只有一个副线圈时，电流和匝数成反比；有多个副线圈时，由输入功率和总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制约关系电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定功率原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定电流原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定特别提醒：(1)基本关系中U1、U2、I1、I2均指有效值．(2)当原线圈中串联电阻(或灯泡)时，U1为加在原线圈两端的电压，而不是电源的电压．(3)只有一个副线圈的变压器电流与匝数成反比．多个副线圈的变压器没有这种关系．例1

(2020届重庆名校模拟)如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为55∶6，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R相连．若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法正确的是(

)【答案】B练1

(2019年合肥名校模拟)如图甲所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝3∶1，且分别接电阻R1和R2，R1＝R2＝100Ω.通过电阻R1的瞬时电流如图乙所示，则此时(

)A．用电压表测量交流电源的电压约为424VB．断开开关S后，通过电阻R1的瞬时电流还是如图乙所示C．交流电源的功率为162WD．R1和R2消耗的功率之比为1∶3【答案】A要点2理想变压器的动态分析例2

(2020届江淮十校联考)如图所示的电路中，理想变压器的输入端接一正弦交流电.保持电压U1不变，P为滑动变阻器的滑片，闭合开关S，下列说法正确的是(

)A．只增加原线圈匝数，变压器的输出电压变大B．只减少副线圈匝数，变压器的输出功率变小C．只断开开关S时，变压器的输出电压变大D．只将P向下滑动时，变阻器消耗的功率一定变大【答案】B【解析】根据理想变压器电压和匝数的关系可知，增加原线圈匝数，则副线圈的输出电压减小，选项A错误；减少副线圈的匝数，则副线圈的输出电压减小，输出功率变小，选项B正确；断开开关S时，副线圈电阻增大，但匝数不变，变压器输入电压不变，则输出电压不变，选项C错误；将P向下滑动时，副线圈电阻增大，输出电压不变，将定值电阻R0与副线圈看成“电源”，定值电阻R0相当于电源内阻，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，即变阻器消耗的功率最大，由于定值电阻R0与变阻器的阻值大小不清楚，所以无法确定，变阻器功率变化情况，选项D错误．练2

(2019年南昌模拟)某供电系统是由交流发电机输出电压和副线圈匝数可调的变压器组成，如图所示．图中R0表示输电线的电阻．则(

)A．当电压表V1示数减小而用电器负载不变时，不改变触头位置，电流表A1示数增大B．当电压表V1示数减小而用电器负载不变时，适当上移触头P可使电流表A2的示数不变C．当电压表V1示数不变而用电器负载增加时，不改变触头位置，电流表A1示数不变D．当电压表V1示数不变而用电器负载增加时，适当上移触头P，电流表A1示数一定减小【答案】B要点3远距离输电1．远距离输电的处理思路．对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”这样的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析．2．远距离高压输电的几个基本关系(如图所示)例3

(多选)(2019年广安名校期末)如图所示，在远距离输电过程中，若保持原线圈的输入功率不变，下列说法正确的是(

)A．升高U1会减小输电电流I2B．升高U1会增大线路的功率损耗C．升高U1会增大线路的电压损耗D．升高U1会提高电能的利用率【答案】AD练3

2020新春之际出现了罕见的新型冠状病毒疫情，我国举国上下，万众一心，科学防治．(1)氧气是救治病人的重要物资．某个急救呼吸机电源铭牌部分数据如下：使用交流电源时该机的额定输入功率多大？若突然停电而使用内置电池，它最多可放出多少电荷量？该电池维持患者正常呼吸的工作时间约多长？(2)需将电能输送到病人隔离区．若使用相同的输电线输送相同的电功率，从减少输电线上的电能损失、确保供电来看，在500kV和110kV高压输电方案中，应选哪种方案？所选方案的电能损失为另一方案的百分之几？【答案】(1)286W

2.52×104C

2.5h

(2)用500kV方案，4.84%交流电源220V

1.3A正常工作时接地泄漏电流<50μA(整机)内置电池24V

7A·h平均工作电流2.8A(呼吸频率15次/min)实验*探究变压器电压与线圈匝数的关系探究方案(1)按下图连接好电路图，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录A、B两个线圈(可调匝数)的匝数．(2)打开学生电源，读出电压值，并记录在表格中．(3)保持匝数不变多次改变输入电压，记录下每次的两个电压值．例4

(2020届威海名校期末)(1)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，实验室中备有下列可供选择的器材：A．可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)B．条形磁铁C．直流电源D．交流电源E．多用电表F．开关、导线若干上述器材在本实验中不必用到的是______(填正确答案标号)(2)某同学将原线圈接在所选电源上，在电源电压不变的情况下，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压______(填“增大”“减小”或“不变”)．【答案】(1)BC

(2)减小练4

(2020届吉林名校模拟)(1)变压器的工作原理是：____________________.(2)如图可拆变压器，实验中，当左侧线圈“0”“16”间接入12V电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间输出电压可能是________．A．6V

B．4.3V

C．2.6V【答案】(1)电磁感应(2)C核心素养提升3模型方法：含二极管的变压器问题在理想变压