高考物理一轮复习 第十章 交变电流 传感器 第2讲 变压器 电能的传输课件
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第 2 讲 变压器 电能的传输 考纲下载：1.理想变压器(Ⅱ) 2.远距离输电(Ⅰ)
主干知识·练中回扣——忆教材 夯基提能
1．理想变压器
闭合铁芯
(1)构造：如图所示，变压器是由
和
绕在铁芯上的 两个线圈 组成的。
①原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫 初级 线圈； ②副线圈：与 负载 连接的线圈，也叫 次级 线圈。 (2)原理：电流磁效应、 电磁感应 。 (3)基本关系式 ①功率关系： P 入＝P 出 ；
[远距离输电电能的损失] 4．[多选]在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功 率不变时，那么 ( ) A．输电线路上损失的电压与输送电流成正比 B．输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大 C．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比 D．输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比
解析：选 AC 输电线路上损失电压 ΔU＝IR，在 R 一定时， ΔU 和 I 成正比，A 正确；若 U 越高，I＝UP越小，那么 ΔU 越小， B 错误；输电线路上损失的功率 ΔP＝I2R，当 P 一定时，I＝UP， 所以 ΔP＝UP2R，即 ΔP 和 U 的平方成反比，跟 I 的平方成正比， A、C 正确，D 错误。
②电压关系：只有一个副线圈时，Un11＝Un22； 有多个副线圈时Un11＝Un22＝Un33＝…；
③电流关系：只有一个副线圈时，II12＝nn21； 由 P 入＝P 出及 P＝UI 推出有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3 ＋…＋UnIn。 (4)常用的变压器 ①自耦变压器——调压变压器； ②互感器电电压流互互感感器器：：用用来来把把高大电电压流变变成成低小电电压流。。
1．判断正误 (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)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用。(√) (3)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。(√) (4)变压器副线圈并联更多的用电器时，原线圈输入的电流随 之减小。(×)
核心考点·分类突破——析考点 讲透练足
考点一
理想变压器
1．理想变压器的特点 (1)没有能量损失(铜损、铁损)。 (2)没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)。
2．制约关系 (1)电压制约关系：副线圈电压 U2 由原线圈电压 U1 和匝数比 决定。 (2)电流制约关系：原线圈电流 I1 由副线圈电流 I2 和匝数比 决定。 (3)功率制约关系：原线圈的输入功率 P1 由副线圈的输出功 率 P2 决定。
[典题 1] [多选](2014·山东高考) 如图所示，将额定电
压为 60 V 的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源 上。闭合开关 S 后，用电器正常工作，交流电压表和交流 电流表(均为理想电表)的示数分别为 220 V 和 2.2 A。以下 判断正确的是( )
A．变压器输入功率为 484 W B．通过原线圈的电流的有效值为 0.6 A C．通过副线圈的电流的最大值为 2.2 A D．变压器原、副线圈匝数比 n1∶n2＝11∶3
(5)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。(×)
(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。(√)
[变压器的基本规律]
C．U＝110 2 V，I＝0.2 A D．U＝பைடு நூலகம்10 2 V，I＝0.2 2 A
解析：选 A 由题意可直接求出副线圈中的电压、电 流分别为：220 V、0.1 A，根据UU12＝nn12＝II21，可得原线圈中 的电压、电流分别为 110 V、0.2 A。
[远距离输电的原理] 3．如图所示为远距离输电的电路原理图，下列判断正确 的是( )
压器的原、副线圈的匝数比为 3∶1，
在原、副线圈的回路中分别接有阻
值相同的电阻，原线圈一侧接在电压在 220 V 的正弦交流
电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为 U，
[答案] BD
关于理想变压器的 4 点说明 1.变压器不能改变恒定的直流电压。 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.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，并不是电源的电压。
1.(2015·全 国 新 课 标 Ⅰ) 一 理 想 变
2.如图所示，一理想变压器原、
副线圈的匝数比为 1∶2；副线圈电
路中接有灯泡，灯泡的额定电压为
220 V，额定功率为 22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表。
现闭合开关，灯泡正常发光。若用 U 和 I 分别表示此时电压表
和电流表的读数，则( )
A．U＝110 V，I＝0.2 A
B．U＝110 V，I＝0.05 A
[解析] 由题意知 U1＝220 V，U2＝60 V，I2＝2.2 A， 则由 P1＝P2＝U2I2，UU12＝nn12＝II21，解得 n1∶n2＝11∶3，I1＝ 0.6 A，P1＝132 W，B、D 正确，A 错误；由于电流表显示 的是有效值，因此通过副线圈电流的最大值为 2.2 2 A，C 错误。
A．U1>U2
B．U2＝U3
C．I4<I2
D．I1>I2
解析：选 D 在远距离输电的过程中，第一级为升压过程，故 U1<U2，理想变压器输入功率等于输出功率，即 U1I1＝U2I2，可得 I1>I2， A 错误，D 正确；由部分电路欧姆定律可得 U3＝U2－I2R 线，B 错误； 由于第二级为降压过程，故 U3>U4，由 U3I2＝U4I4，可知 I2<I4，C 错 误。
2．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 。
(3)电压损失
①ΔU＝U－U′；②ΔU＝ IR 。
(4)功率损失
①ΔP＝P－P′；②ΔP＝ I2R ＝UP2R。
(5)输送电流 ①I＝UP ；②I＝U－R U′。
巩固小练
主干知识·练中回扣——忆教材 夯基提能
1．理想变压器
闭合铁芯
(1)构造：如图所示，变压器是由
和
绕在铁芯上的 两个线圈 组成的。
①原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫 初级 线圈； ②副线圈：与 负载 连接的线圈，也叫 次级 线圈。 (2)原理：电流磁效应、 电磁感应 。 (3)基本关系式 ①功率关系： P 入＝P 出 ；
[远距离输电电能的损失] 4．[多选]在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功 率不变时，那么 ( ) A．输电线路上损失的电压与输送电流成正比 B．输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大 C．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比 D．输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比
解析：选 AC 输电线路上损失电压 ΔU＝IR，在 R 一定时， ΔU 和 I 成正比，A 正确；若 U 越高，I＝UP越小，那么 ΔU 越小， B 错误；输电线路上损失的功率 ΔP＝I2R，当 P 一定时，I＝UP， 所以 ΔP＝UP2R，即 ΔP 和 U 的平方成反比，跟 I 的平方成正比， A、C 正确，D 错误。
②电压关系：只有一个副线圈时，Un11＝Un22； 有多个副线圈时Un11＝Un22＝Un33＝…；
③电流关系：只有一个副线圈时，II12＝nn21； 由 P 入＝P 出及 P＝UI 推出有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3 ＋…＋UnIn。 (4)常用的变压器 ①自耦变压器——调压变压器； ②互感器电电压流互互感感器器：：用用来来把把高大电电压流变变成成低小电电压流。。
1．判断正误 (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)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用。(√) (3)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。(√) (4)变压器副线圈并联更多的用电器时，原线圈输入的电流随 之减小。(×)
核心考点·分类突破——析考点 讲透练足
考点一
理想变压器
1．理想变压器的特点 (1)没有能量损失(铜损、铁损)。 (2)没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)。
2．制约关系 (1)电压制约关系：副线圈电压 U2 由原线圈电压 U1 和匝数比 决定。 (2)电流制约关系：原线圈电流 I1 由副线圈电流 I2 和匝数比 决定。 (3)功率制约关系：原线圈的输入功率 P1 由副线圈的输出功 率 P2 决定。
[典题 1] [多选](2014·山东高考) 如图所示，将额定电
压为 60 V 的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源 上。闭合开关 S 后，用电器正常工作，交流电压表和交流 电流表(均为理想电表)的示数分别为 220 V 和 2.2 A。以下 判断正确的是( )
A．变压器输入功率为 484 W B．通过原线圈的电流的有效值为 0.6 A C．通过副线圈的电流的最大值为 2.2 A D．变压器原、副线圈匝数比 n1∶n2＝11∶3
(5)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。(×)
(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。(√)
[变压器的基本规律]
C．U＝110 2 V，I＝0.2 A D．U＝பைடு நூலகம்10 2 V，I＝0.2 2 A
解析：选 A 由题意可直接求出副线圈中的电压、电 流分别为：220 V、0.1 A，根据UU12＝nn12＝II21，可得原线圈中 的电压、电流分别为 110 V、0.2 A。
[远距离输电的原理] 3．如图所示为远距离输电的电路原理图，下列判断正确 的是( )
压器的原、副线圈的匝数比为 3∶1，
在原、副线圈的回路中分别接有阻
值相同的电阻，原线圈一侧接在电压在 220 V 的正弦交流
电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为 U，
[答案] BD
关于理想变压器的 4 点说明 1.变压器不能改变恒定的直流电压。 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.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，并不是电源的电压。
1.(2015·全 国 新 课 标 Ⅰ) 一 理 想 变
2.如图所示，一理想变压器原、
副线圈的匝数比为 1∶2；副线圈电
路中接有灯泡，灯泡的额定电压为
220 V，额定功率为 22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表。
现闭合开关，灯泡正常发光。若用 U 和 I 分别表示此时电压表
和电流表的读数，则( )
A．U＝110 V，I＝0.2 A
B．U＝110 V，I＝0.05 A
[解析] 由题意知 U1＝220 V，U2＝60 V，I2＝2.2 A， 则由 P1＝P2＝U2I2，UU12＝nn12＝II21，解得 n1∶n2＝11∶3，I1＝ 0.6 A，P1＝132 W，B、D 正确，A 错误；由于电流表显示 的是有效值，因此通过副线圈电流的最大值为 2.2 2 A，C 错误。
A．U1>U2
B．U2＝U3
C．I4<I2
D．I1>I2
解析：选 D 在远距离输电的过程中，第一级为升压过程，故 U1<U2，理想变压器输入功率等于输出功率，即 U1I1＝U2I2，可得 I1>I2， A 错误，D 正确；由部分电路欧姆定律可得 U3＝U2－I2R 线，B 错误； 由于第二级为降压过程，故 U3>U4，由 U3I2＝U4I4，可知 I2<I4，C 错 误。
2．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 。
(3)电压损失
①ΔU＝U－U′；②ΔU＝ IR 。
(4)功率损失
①ΔP＝P－P′；②ΔP＝ I2R ＝UP2R。
(5)输送电流 ①I＝UP ；②I＝U－R U′。
巩固小练