第十一章 第2讲 变压器 电能的输送
2013高考物理大一轮复习 第十一章第2课时 变压器 电能的输送课件
基础再现·深度思考
第2课时
2．变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁
场，由于电流的__大__小__、_方__向___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
本
课
__感__应__电__动__势___，所以尽管两个线圈之间没有导线相
栏
目
连，副线圈也能够输出电流．_互__感__现__象__是变压器工作
变化；（2）匝数比不变，原、副线圈的电压 U1、U2 不变，
目 开
电流 I1、I2 及功率 P1、P2 都随负载电阻的变化而变化．
关 2.无论哪种情况，处理此类问题的关键都是分清变量和不
变量，弄清理想变压器中各物理量之间的联系和相互制约
的关系．
课堂探究·突破考点
第2课时
跟踪训练2 如图8所示电路中的变
本 课 栏 目 开 关
图4 A．电流表的示数2 A
B．原、副线圈匝数比为2∶1
C．电压表的示数为电压的有效值
D．原线圈中交变电压的频率为100 Hz
课堂探究·突破考点
第2课时
解析 由图(b)可知原线圈两端电压的有效值U1＝220 V，由
UU12＝nn12可得，原、副线圈匝数之比nn12＝UU12＝211200＝2∶1，故B
(1)减小输电线的电阻．
本
(2)减小输电导线中的电流：在输送功率一定的情况下，
课 栏
根据 P＝UI，要减小电流，必须提高_输__电__电__压__．
目 开
2．远距离输电的功率损失
关
P
输送功率一定时，线路电流 I＝_U__，输电线上的损失
功率
P
损＝I2R
P2 R线
线＝_U__2___，可知
高三物理一轮复习 第11章第2课时 变压器 电能的输送课件 鲁科版
• (2)发电机的电动势多大？
• (3)输电线上损耗的电功率多大？
• (1)所有灯都正常工作的总功率
• 22×6×40W=5280W,
• 用电器总电流为
• I2′=
P2 5280A2,4A
• 输电线上U 的2电流22I10′=IR=I2=
=I 62 A,
• 降压变压器上：U2=4U2′=880V，4
即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线
条数都相等，于是又有ΔΦ1=ΔΦ2
• 由此便可得理想变压器的电压变化规律为 • U 1 n.1 • 在U此2 基n础2 上再忽略变压器自身的能量损失(一
般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这
两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”)，
于是有P1=P2 而P1=I1U1
输电线路损耗的功率为
P损 I2R52.632 6W16620W16.62kW
2改用高压输电后，输电线上的电流强度变为
P 20 103
I
A 4A
U 5000
用户端在变压器降压前获得的电压
U 1 U I R (5000 4 6)V 4976V
根 据 U 1 n1 用 户 得 到 的 电 压 为 U 2 n2
U2
n2 n1
U
1
1 4976V 22
2 2 6 .1 8V
•1、书籍是朋友,虽然没有热情,但是非常忠实。2022年3月4日星期五2022/3/42022/3/42022/3/4 •2、科学的灵感，决不是坐等可以等来的。如果说，科学上的发现有什么偶然的机遇的话，那么这种‘偶然的机遇’只能给那些学有素养的人，给那些善于独 立思考的人，给那些具有锲而不舍的人。2022年3月2022/3/42022/3/42022/3/43/4/2022 •3、书籍—通过心灵观察世界的窗口.住宅里没有书,犹如房间里没有窗户。2022/3/42022/3/4March 4, 2022 •4、享受阅读快乐，提高生活质量。2022/3/42022/3/42022/3/42022/3/4
11.2 变压器、电能的输送(A)
11.2 变压器、电能的输送概念梳理：一、理想变压器1． 工作原理：互感现象． 2． 基本关系式 (1)功率关系：P 入＝P 出．(2)电压关系：只有一个副线圈时，U 1n 1＝U 2n 2；有多个副线圈时，U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝….(3)电流关系：只有一个副线圈时，I 1I 2＝n 2n 1.由P 入＝P 出及P ＝UI 推出有多个副线圈时，U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…. 3． 几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器．(2)互感器⎩⎪⎨⎪⎧电压互感器：用来把高电压变成低电压.电流互感器：用来把大电流变成小电流.4． 理想变压器的理解(1)没有能量损失；(2)没有磁通量损失． 【注意】(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． 二、远距离输电1．输电过程(如图所示) 2．输送电流(1)I ＝PU ；(2)I ＝U －U ′R.3．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 ＝I 2Rt . 4．电压损失(1)ΔU ＝U －U ′；(2)ΔU ＝IR . 5． 功率损失(1)ΔP ＝P －P ′；(2)ΔP ＝I 2R ＝(PU)2R6． 降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的电阻，由电阻定律R ＝ρlS 可知，在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应采用电阻率小的材料，也可以增加导线的横截面积．(2)减小输电导线中的输电电流，由P ＝UI 可知，当输送功率一定时，提高输电电压，可以减小输电电流．考点一 理想变压器原、副线圈基本关系的应用1． 基本关系 (1)P 入＝P 出；(2)U 1U 2＝n 1n 2，有多个副线圈时，仍然成立． (3)I 1I 2＝n 2n 1，电流与匝数成反比，只对一个副线圈的变压器适用．有多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确定电流关系．(4)原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同． 2． 制约关系(1)电压：副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定． (2)功率：原线圈的输入功率P 1由副线圈的输出功率P 2决定． (3)电流：原线圈电流I 1由副线圈电流I 2和匝数比决定．【例1】如图所示，理想变压器的原线圈接入u ＝11 000·2sin 100πt (V)的交变电压，副线圈通过电阻r ＝6 Ω的导线对“220 V 880 W ”的电器R L 供电，该电器正常工作．由此可知( C )A ．原、副线圈的匝数比为50∶1B ．交变电压的频率为100 HzC ．副线圈中电流的有效值为4 AD ．变压器的输入功率为880 W【练习】如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V ，6 W ”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是( D ) A ．120 V, 0.10 A B ．240 V, 0.025 A C ．120 V, 0.05 AD ．240 V , 0.05 A【练习】自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V 的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R 上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流的有效值为I 1，负载两端电压的有效值为U 2，且变压器是理想的，则U2和I 1分别约为( B ) A ．380 V 和5.3 A B ．380 V 和9.1 A C ．240 V 和5.3 AD ．240 V 和9.1 A考点二理想变压器的动态分析【例1】如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝U m sin ωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是(C)A．I1和I2表示电流的瞬时值B．U1和U2表示电压的最大值C．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D．滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小【练习】如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V1后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一只理想电压表V2.下列说法中正确的是(B)A．若F不动，滑片P向下滑动时，V1示数变大，V2示数变小B．若F不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变小C．若P不动，滑片F向下移动时，V1、V2的示数均变小D．若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大【练习】如图所示，理想变压器原线圈的匝数n1＝1 100匝，副线圈的匝数n2＝110匝，R0、R1、R2均为定值电阻，且R0＝R1＝R2，电流表、电压表均为理想电表．原线圈接u＝2202 sin(314t) (V)的交流电源．起初开关S处于断开状态．下列说法中正确的是(BCD)A．电压表示数为22 VB．当开关S闭合后，电压表示数变小C．当开关S闭合后，电流表示数变大D．当开关S闭合后，变压器的输出功率增大考点三远距离输电问题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”，或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析．2．远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例)(1)功率关系：P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 损＋P 3.(2)电压、电流关系：U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1，U 3U 4＝n 3n 4＝I 4I 3，U 2＝ΔU ＋U 3，I 2＝I 3＝I 线．(3)输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 2－U 3R 线. (4)输电线上损耗的电功率：P 损＝I 线ΔU ＝I 2线R 线＝(P 2U 2)2R 线． 当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n 倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的1n 2.【例1】通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P ，原线圈的电压U 保持不变， 输电线路的总电阻为R .当副线圈与原线圈的匝数比为k 时，线路损耗的电功率为P 1，若将 副线圈与原线圈的匝数比提高到nk ，线路损耗的电功率为P 2，则P 1和P 2P 1分别为( D )A.PR kU ，1nB ．(P kU )2R ，1nC.PR kU ，1n2D ．(P kU )2R ，1n2【练习】某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户，其输出电功率是 3×106 kW ，现用500 kV 电压输电，则下列说法正确的是( B ) A ．输电线上输送的电流大小为2.0×105 A B ．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC ．若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kWD ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U 2/r ，U 为输电电压，r 为输电线的电阻课后练习一．选择题1．[双]关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是( BC ) A ．通过正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变 B ．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等 C ．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势 D ．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈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220V ，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 ) A ．U ＝110 V ，I ＝0.2 AB ．U ＝110 V ，I ＝0.05 AC ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 AD ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 2 A3．[双]如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n 1，次级线圈的匝数为n 2，初级线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R＝44 Ω，电流表A1的示数为0.20 A．下列判断中正确的是(BC )A．初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶1B．初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶1C．电流表A2的示数为1.0 AD．电流表A2的示数为0.4 A4．如图所示，一理想变压器的原线圈匝数n1＝1 000匝，副线圈匝数n2＝200匝，交流电源的电动势e＝311sin 100πt V(不考虑其内阻)，电阻R＝88 Ω，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则(D)A．电压表的示数为62.2 VB．电流表的示数为2.5 AC．通过R的电流最大值为0.5 AD．变压器的输入电功率为22 W5．[双]如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电阻R＝22 Ω，各电表均为理想电表，副线圈输出电压的变化规律如图乙所示．下列说法正确的是(BD)甲乙A．输入电压的频率为100 Hz B．电压表的示数为220 VC．电流表的示数为1 A D．电阻R消耗的电功率是22 W6．[双]如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图乙所示，副线圈仅接入一个10 Ω的电阻．则(AC)A．变压器的输入电压最大值是220 2 VB．正弦交变电流的周期是1×10－3 sC．变压器的输入功率是1×103 WD．电压表的示数是100 2 V7．[双]如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中R 为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表．下列结论正确的是( AD )A ．若电压表读数为6 V ，则输入电压的最大值为24 2 VB ．若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半C ．若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍D ．若保持负载电阻阻值不变，输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍 8．[双]图甲是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变 电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是( BC )A ．电压表的示数等于5 VB ．电压表的示数等于52V C ．实现点火的条件是n 2n 1>1 000D ．实现点火的条件是n 2n 1<1 0009．如图所示，接在照明电路中的自耦变压器的副线圈上通过输电线接有三个灯泡L 1、L 2和L 3，输电线的等效电阻为R .当滑动触头P 向上移动一段距离后，下列说法正确的是( D ) A ．等效电阻R 上消耗的功率变大B ．三个灯泡都变亮C ．原线圈两端的输入电压减小D ．原线圈中电流表示数减小10．[双]如图所示，某理想变压器的原线圈接一交流电，副线圈接如图所示电路，开关S 原 来闭合，且R 1＝R 2.现将S 断开，那么交流电压表的示数U 、交流电流表的示数I 、电阻R 1上的功率P 1及该变压器原线圈的输入功率P 的变化情况正确的是( AD )A ．U 增大B ．I 增大C ．P 1减小D ．P 减小11．调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图甲所示．线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间输入交变电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图甲中两电表均为理想交流电表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器．现在CD两端输入图乙所示正弦式交流电，变压器视为理想变压器，那么(D)A．由乙图可知CD两端输入交流电压u的表达式为u＝362sin 100t(V)B．当滑动触头P逆时针转动时，MN之间输出交流电压的频率变大C．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数也变大D．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电阻R2消耗的电功率变小12．[双]为保证用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图．保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压．某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示．以下正确的是(BD)甲乙A．u2＝1902sin (50πt) VB．u2＝1902sin (100πt) VC．为使用户电压稳定在220 V，应将P适当下移D．为使用户电压稳定在220 V，应将P适当上移13．[双]如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别是n1、n2，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，副线圈接定值电阻R，其余电阻不计．从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压．当单刀双掷开关由a拨向b后，下列说法正确的是(BD)甲乙A．副线圈输出电压的频率变小B．B．电压表的示数变大C．电流表的示数变小D．原线圈的输入功率变大14．[双]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( AC ) 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15．[双]在远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S ，总长度为l ，输电线损失的电功率为P ′，用户得到的电功率为P 用，则下列关系式中正确的是( BD ) A ．P ′＝U 2SρlB ．P ′＝P 2ρlU 2SC ．P 用＝P －U 2SρlD ．P 用＝P (1－PρlU 2S)16．[双]某小型水电站的电能输送示意图如图11甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙．输电线总电阻为r ，升压变压器原、副线圈匝数分别为n 1、n 2.降压变压器原、副线圈匝数分别为n 3、n 4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，则( AD )A ．乙图中电压的瞬时值表达式为u ＝2202sin 100πt VB ．乙图中电压的有效值和用电器的额定电压都是220 V ，所以n 1n 2＝n 4n 3C ．通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大D ．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率。
高考物理课件第十一章 第2节 变压器 电能的输送
(3)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。
(×)
(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。
(×) (5)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。 (√ )
(6)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗。
(√)
(7)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
27 V，B 错误；副线圈两端电压的最大值为 9 2 V，C 错误；变
压器副线圈两端交变电流的频率为 50 Hz，D 正确。 答案：AD
4.(2016·全国卷Ⅰ)一含有理想变压器的电路
如图所示，图中电阻 R1、R2 和 R3 的阻值
分别为 3 Ω、1 Ω 和 4 Ω， 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。当开关
第2节
变压器 电能的输送
1 课前回顾·基础速串 2 课堂提能·考点全通 3 课后演练·逐级过关
课 前 回顾·基础速串
宏观整合，微观提醒，回顾旧知短平快
知识体系·理一理
易混易错·判一判
(1)理想变压器的基本关系式中，电压和电流均为有效值。
(√)
(2)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。(×)
理想变压器以及原、副线圈基本量的关系
没有能量损失(铜损、铁损)，没有磁通量损失(磁通量 理想变压器
全部集中在铁芯中)
功率关系 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，P 入＝P 出
基 电压关系 原、副线圈的电压比等于匝数比，U1∶U2＝n1∶n2，
与负载的多少无关
本
关
只有一个副线圈时，I1∶I2＝n2∶n1；有多个副线圈
3．[多选](2018·湖北武汉部分重点高中联考)如图甲所示，理想变 压器原、副线圈的匝数比为 3∶1，L1、L2、L3 为三只规格均 为“9 V,6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端 接入如图乙所示的交变电压，则以下说法中正确的是( )
课件1：10.2变压器 电能的输送
菜单
高考总复习·物理
第二节 变压器 电能的输送
A．加在原线圈上交流电压瞬时值的表达 式为 u＝20 2sin (5πt)V
B．原线圈电流的有效值为 0.04 A C．在 t＝0.01 s 时，电压表的示数为 0 D．电阻 R 上消耗的电功率为 0.8 W
菜单
高考总复习·物理
第二节 变压器 电能的输送
原、副线圈的电压比等于匝数比，
基 本 关 系
电压关系 电流关系
与负载情况、副线圈个数的多少 无关 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
菜单
高考总复习·物理
第二节 变压器 电能的输送
电压 副线圈电压U2由原线圈电压U1
(3)I2 变化引起 P2 变化，P1＝P2，故 P1 发生 变化．
菜单
高考总复习·物理
第二节 变压器 电能的输送
2．负载电阻不变、U1不变的情况：如图10 －2－9所示
菜单
图10－2－9
高考总复习·物理
第二节 变压器 电能的输送
(1)nn12发生变化，引起 U2 变化． (2)R 不变，U2 改变，故 I2 发生变化． (3)根据 P2＝UR22，P2 发生变化，再根据 P1 ＝P2，故 P1 变化，P1＝U1I1，U1 不变，故 I1 发生变化．
图10－2－2
(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．
菜单
高考总复习·物理
第二节 变压器 电能的输送
2．变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯 中激发_磁__场__，由于电流的大小、方向在不断变 化，铁芯中的磁场也在不断变化．变化的磁场 在副线圈中产生感__应__电__动__势___，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．互感现象是变压器工作的基础．
高考物理一轮复习讲义第十一章变压器电能的输送
第2讲 变压器 电能的输送板块一 主干梳理·夯实基础1．构造：如图所示。
变压器主要由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。
(1)原线圈：指与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。
(2)副线圈：指与负载连接的线圈，也叫次级线圈。
2．工作原理：电磁感应的互感现象。
3．理想变压器的基本关系式 (1)功率关系：P 入＝P 出。
(2)电压关系：U 1U 2＝n 1n 2，若n 1>n 2，为降压变压器；若n 1<n 2，为升压变压器。
(3)电流关系：只有一个副线圈时，I 1I 2＝n 2n 1；有多个副线圈时，U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋U n I n 。
4．几种常用的变压器(1)自耦变压器(也叫调压变压器)。
(2)互感器①电压互感器，可以把高电压降为低电压； ②电流互感器，可以把强电流降为弱电流。
【知识点2】 远距离输电 Ⅰ 1．输电过程(如图所示)2．电压损失 (1)ΔU ＝U －U ′。
(2)ΔU ＝IR 。
3．功率损失 (1)ΔP ＝P －P ′。
(2)ΔP ＝I 2R ＝⎝⎛⎭⎫P U 2R ＝ΔU2R 。
4．输送电流 (1)I ＝P U 。
(2)I ＝U －U ′R。
板块二 考点细研·悟法培优考点1 理想变压器的工作原理和基本量的关系 [深化理解]1．基本关系(1)无漏磁，故原、副线圈中的Φ、ΔΦΔt相同。
(2)线圈无电阻，因此无电压降，U ＝E ＝n ΔΦΔt。
(3)根据U n ＝ΔΦΔt 得，套在同一铁芯上的线圈，无论是原线圈，还是副线圈，该比例都成立，则有U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝…。
(4)无电能损失，因此P 入＝P 出，无论副线圈一个还是多个，总有U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…，将电压关系代入可得n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…。
(5)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。
高考物理一轮复习第十一章第2讲变压器电能的输送课件高三全册物理课件
2021/12/9
第二十八页，共四十七页。
(2019·四川德阳二诊)如图所示，理想变压器的原 线圈接有频率为 f、电压为 U 的交流电，副线圈接有光敏电阻 R1(光照增强时，光敏电阻阻值减小)、用电器 R2，下列说法正确 的是( D )
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第二十九页，共四十七页。
A．P 位置不动，当光照增强时，变压器的输入功率减小 B．当 f 减小时，变压器的输入功率减小 C．光照强度不变，当滑片 P 向上滑动时，用电器消耗的功率增大 D．P 位置不动，光照强度不变，当 U 增大时，用电器消耗的功率 增大
第十一章
交流电 传感器
2021/12/9
第一页，共四十七页。
第2讲 变压器 电能 的输送 (diànnéng)
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第二页，共四十七页。
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第三页，共四十七页。
考点 1 理想变压器的基本规律
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第四页，共四十七页。
(2018·天津卷)教学用发电机能够产生正弦式交变 电流．利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻 R 供电，电路如图所示，理想交流电流表 A、理想交流电压表 V 的 读数分别为 I、U，R 消耗的功率为 P.若发电机线圈的转速变为 原来的12，则( B )
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第五页，共四十七页。
A．R 消耗的功率变为12P B．电压表 V 的读数变为12U C．电流表 A 的读数变为 2I D．通过 R 的交变电流频率不变 [审题指导] 发电机转速改变，会使交变电流的周期、频率改变， 也会使峰值及有效值改变．
2021/12/9
第六页，共四十七页。
【解析】 本题考查正弦交流电的产生原理、理想变压器．由
2020人教版高中物理总复习课件：第十一章 第2讲 变压器 电能的输送
课前双基落实 课堂师生互动 提升学科素养 理来自点分类型课时冲关
[知识点 2] 电能的输送 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.
第十一章
课前双基落实 课堂师生互动 提升学科素养 理要点
分类型
课时冲关
1．输出电流：I＝UP＝UP′′＝U－RU′. 2．电压损失：ΔU＝U－U′＝ IR 3．功率损失：ΔP＝P－P′＝ I2R ＝ UP2R . 4．减少输电线上电能损失的方法 (1)减小输电线的电阻 R.由 R＝ρSl 知，可加大导线的 横截面 积 、采用 电阻率小 的材料做导线． (2)减小输电线中的电流．在输电功率一定的情况下，根据 P＝ UI，要减小电流，必须提高 输电电压 .
第十一章
课前双基落实 课堂师生互动 提升学科素养 理要点
分类型
课时冲关
(1)只有一个副线圈时：II12＝nn21 电流 (2)有多个副线圈时：由 P 入＝P 出得 I1U1＝I2U2 关系 ＋I3U3＋…＋InUn 或 I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋
Innn
频率 关系 f1＝f2(变压器不改变交变电流的 频率 )
第十一章
课前双基落实 课堂师生互动 提升学科素养 理要点
分类型
课时冲关
判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”． (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)理想变压器基本关系式中，电压和电流可以均为有效值．(√) (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．(×)
《变压器电能的输送》课件
高压输电的优势
减少线路损耗
由于电流在导线上产生的损耗 与电流的平方成正比，采用高 压输电可以降低电流，从而减
少线路损耗。
提高输送容量
电压越高，电流越小，因此采 用高压输电可以减小导线的截 面积，从而提高输送容量。
1 2
高压输电线路的特点
具有较高的电压等级，能够远距离传输大量电能 。
建设过程
需要跨越复杂的地形和环境，进行基础施工、线 路架设和设备安装等工作。
3
维护工作
定期巡检、维修和更换受损部件，确保线路正常 运行。
城市电网的变压器配置
城市电网的特点
负荷密集、供电可靠性要 求高。
变压器配置方式
根据城市规划和负荷分布 ，合理配置变压器的位置 和容量。
电缆线路
电缆线路是将导线埋设在地下或水下，具有不影响城市景观、不占 地面空间等优点，常用于城市和工业区等地区。
选择输电线路的原则
在选择输电线路时，应综合考虑电压等级、输送容量、建设成本、 环境因素等因素，选择合适的输电线路类型。
03
变压器在电能输送中的 作用
变压器的功能
电压变换
变压器能够将发电站发出的高电 压转换成适合输送的低电压，到 达目的地后再还原为高电压供用
04
变压器电能输送的案例 分析
大型水电站的电能输送
01
02
03
大型水电站的特点
利用水力资源进行发电， 具有较大的发电规模和较 低的碳排放。
电能输送方式
通过高压输电线路将水电 站的电能输送到负荷中心 。
变压器的作用
在水电站和高压输电线路 之间，变压器起到升压或 降压的作用，确保电能的 安全传输。
交流电第二讲《变压器电能输送》
外壳用于保护变压器内部结构和防止触电事故，同时还可安装油位计、温度计等附件，以监测变压器的运行状态。
铁芯
铁芯是变压器的磁路部分，由原边和副边的共同磁通所经过，为了提高磁通密度和减小铁损，通常采用高导磁率的硅钢片叠成。
线圈
绝缘材料
变压器分类及应用领域
电力变压器
主要用于电力系统中的电压变换和电能传输，可根据容量大小分为大型、中型和小型变压器。
电能输送中变压器作用
O2
升压变压器在电能输送中应用
通过升压变压器将发电机输出的低电压升高，有利于减少线路损耗，提高电能输送效率。
输送功率一定时，提高输送电压可减小线路电流，从而降低对输电线路的要求，节约成本。
升压变压器是实现长距离输电的关键设备，可将电能输送到远离发电厂的地区。
降压变压器在用电设备中作用
降低电压
降压变压器将输送来的高电压降低至适合用电设备使用的低电压，保证设备正常运行。
提供稳定电压
降压变压器能够稳定输出电压，避免用电设备因电压波动而受损。
分配电能
降压变压器可将电能分配给不同的用电设备，满足各种设备的用电需求。
01
02
隔离变压器与安全防护
隔离变压器可实现电气隔离，避免用电设备与电源直接接触，提高用电安全性。 电气隔离 隔离变压器能够保护人身安全，防止触电事故的发生。 防止触电 隔离变压器可抑制共模干扰，提高电气设备的抗干扰能力。 抑制共模干扰
风力发电
光伏发电系统对变压器的要求与风力发电类似，同时还需要关注变压器的直流偏磁抑制能力和谐波抑制能力，以确保光伏发电系统的稳定运行和电能质量。
光伏发电
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Bye 202X
高考物理总复习11第2讲变压器电能的输送教案新人教版
第2讲 变压器 电能的输送一、变压器原理1．构造和原理(如图所示)(1)主要构造：由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成。
(2)工作原理：电磁感应的互感现象。
2．理想变压器的基本关系式(1)电压关系：U 1U 2＝n 1n 2，若n 1＞n 2，为降压变压器；若n 1＜n 2，为升压变压器。
(2)电流关系：I 1I 2＝n 2n 1，只适用于只有一个副线圈的情况。
3．互感器(1)电压互感器，用来把高电压变成低电压。
(2)电流互感器，用来把大电流变成小电流。
特别提醒 (1)如果变压器没有漏磁和能量损失，这样的变压器是理想变压器。
(2)变压器只能改变交变电流的电流和电压，不能改变恒定电流的电流和电压。
二、电能的输送1．输电损耗(1)功率损失：设输电电流为I ，输电线的电阻为R ，则功率损失为ΔP ＝I 2R 。
(2)降低输电损耗的两个途径。
①一个途径是减小输电线的电阻。
由电阻定律R ＝ρl S 可知，在输电距离一定的情况下，为减小电阻，应当用电阻率小的金属材料制造输电线。
此外，还要尽可能增加导线的横截面积。
②另一个途径是减小输电导线中的电流，由P ＝UI 可知，当输送功率一定时，提高输电电压可以减小输电电流。
2．远距离输电过程的示意图(如图所示)对理想变压器，各物理量的关系为①P 1＝P 2，P 2＝P 损＋P 3，P 3＝P 4＝P 用。
②U 1U 2＝n 1n 2，U 2＝U 3＋U 线，U 3U 4＝n 3n 4。
③n 1I 1＝n 2I 2，I 2＝I 线＝I 3，n 3I 3＝n 4I 4。
(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
)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．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。
(×)3．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增大。
(√)4．变压器原线圈中的电流由副线圈中的电流决定。
高中物理-第2部分第11章第2讲变压器、电能的输送
则( BCD )
A．此交流电的频率为 100 Hz
课
备 考
B．电阻 R1 两端的电压为 50 V
时 作
调 研
C．通过电阻 R2 的电流为 2 A
业
D．变压器的输入功率为 150 W
第2部分 第11章
第27页
高考一轮总复习 ·物理 ·新高考版
【解析】 根据表达式可知 ω＝100π rad/s，根据 ω＝2πf
材
科
清 电流表的示数为 3 A，则输电线路中的电压和电流分别是( A ) 素
单
养
课
备
时
考
作
调
业
研
A．11 000 V、150 A B．1 100 V、15 A
C．4.4 V、16.7 A
D．4.4 V、0.06 A
第2部分 第11章
第13页
高考一轮总复习 ·物理 ·新高考版
教
学
材
科
清 单
4．从发电站输出的功率为 220 kW，输电线的总电阻为 0.05
课
备
时
考
作
调
业
研
第2部分 第11章
第3页
高考一轮总复习 ·物理 ·新高考版
教
学
材
科
清
素
单
[考纲解读] 1.了解变压器的工作原理，能应用变压器的 养
基本关系分析问题，此考点常以选择题的形式进行考查． 2.
了解远距离输电的原理，注意变压器与交流电四值、图象相结 课
备 考
合进行考查的问题．
时 作
调
业
研
第2部分 第11章
本 关 系
副线圈的多少无关 (1)只有一个副线圈时：II12＝nn21 电流关系 (2)有多个副线圈时：由 P 入＝P 出，得 I1U1＝I2U2＋I3U3＋…
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基础知识·自主梳理
二、远距离输电 1．输电过程(如图所示)
2．电压损失 (1)ΔU＝U－U′. (2)ΔU＝ IR .
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高频考点·分类突破
2．[基本关系的应用] (2020·江西名校高三联考)某电风扇挡位变换 器的电路如图所示，它可视为一个可调压的理想变压器，总匝数为 2 400 匝的原线圈两端连接输入电压 u＝220 2sin 100πt(V)的交变 电源，挡位 1、2、3、4 对应的线圈匝数分别为 240 匝、600 匝、1 200 匝、2 400 匝．电动机 M 的内阻 r＝8 Ω、额定电压 U＝220 V，额定功率 P＝110 W， 下列说法正确的是( )
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3．[基本关系在“一原多副”变压器中的应用] (2020·河南开封模拟)如图所示，理想 变压器有两个副线圈，匝数分别为 n1 和 n2，所接负载 4R1＝R2，当只闭合 S1 时，电 流表示数为 1 A，当 S1 和 S2 都闭合时，电流表示数为 2 A，则 n1∶n2 为( )
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考点一 理想变压器的原理和基本关系 自主学习型
1．理想变压器的工作原理
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2．理想变压器的基本关系
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(4)理想变压器的输入、输出功率相等 P1＝P2，当变压器有多个副线圈时 P1＝P2＋P3 ＋…. (5)只有一个副线圈的理想变压器有II21＝nn21，当变压器有多个副线圈时，n1I1＝n2I2＋ n3I3＋….
功率关系
P 入＝P 出
电压关系 基本关系
电流关系
频率关系
原、副线圈的电压比等于匝数比：UU12＝nn12 只有一个副线圈时，电流和匝数成反比：II12＝nn21
原、副线圈中电流的频率相等
制约关系
电压 功率
原线圈电压 U1 和匝数比决定副线圈电压 U2 副线圈的输出功率 P 出决定原线圈的输入功率 P 入
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①U1 不变，根据UU12＝nn12，不论负载电阻 R 如何变化，U2 不变． ②当负载电阻发生变化时，I2＝UR2变化，由于II21＝nn21，故 I1 发生变化． ③I2 变化引起 P2＝U2I2 变化，由于 P1＝P2，故 P1 发生变化．
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考点二 理想变压器的动态分析 师生互动型
1．理想变压器的动态分析常见的两种情况 (1)匝数比不变，负载变．如图所示：
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3．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．
电压互感器：把高电压变成 低电压 ，如图 (2)互感器电C流所互示感.器：把大电流变成 小电流 ，如图
D所示.
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[典例] (多选)(2020·河南洛阳联考)如图所示是自耦变压器的示意图，负载变化时输 入电压不会有大的波动，输电线的电阻用 R0 表示，如果变压器上的能量损失可以忽 略，以下说法正确的是( )
第十一章 交变电流 传感器 第2讲 变压器 电能的输送
C
目录
ONTENTS
基础知识·自主梳理 高频考点·分类突破 学科素养提升 4 课时作业·巩固提升
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基础知识·自主梳理
一、理想变压器 1．构造和原理 (1)构造：如图所示，变压器是由 闭合铁芯 和绕在铁芯上的 两个线圈 组成的．
(2)原理：电磁感应的互感现象．
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2．基本关系式 (1)功率关系： P 入＝P 出 。
(2)电压关系：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II21＝nn21. 由 P 入＝P 出及 P＝UI 推出有多个副线圈时，U1I1＝ U2I2＋U3I3＋…＋UnIn .
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电流变小，故选项 C 错误；当选择挡位 4 后，副线圈的匝数为 2 400 匝，根据电压 比规律得副线圈两端的电压为 220 V，电动机正常工作，流过的电流 I＝UP＝211200 A ＝0.5 A，电动机的发热功率 P 热＝I2r＝2 W，电动机的输出功率 P 出＝(110－2) W＝ 108 W，故选项 D 错误． 答案：B
A．1∶1 C．1∶3
B．1∶2 D．1∶4
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解析：变压器原、副线圈的磁通量变化率相同，所以 U∶U1∶U2＝n∶n1∶n2，根据 能量守恒，输出功率等于输入功率，所以只闭合 S1 时 UI＝UR121，当 S1 和 S2 都闭合时， UI′＝UR121＋UR222＝4U421＋R1U22，代入数据 I＝1 A、I′＝2 A 可得 U22＝4U21，即 U1∶U2＝1∶ 2，所以 n1∶n2＝1∶2，选项 B 正确．
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基础知识·自主梳理
规律结论 记一记
(1)在分析变压器问题时，一定要注意原、副线圈中各量的决定关系：U1 决定 U2，I2 决定 I1，P2 决定 P1. (2)分析和计算输电线上的电压损失和功率损失时要用 Ur＝Irr，Pr＝I2rr＝Ur2r，注意 Pr≠Ur22. (3)理想变压器原、副线圈的电压之比为UU12＝nn12，当变压器有多个副线圈时Un11＝Un22＝Un33 ＝….
(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)适当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．( √) (6)高压输电通过减小输电电流来减少电路的发热损耗．( √ )
(7)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．( √ )
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A．开关 S1 接 a，闭合开关 S 后，电压表 V 示数减小，电流表 A 示数增大 B．开关 S1 接 a，闭合开关 S 后，原线圈输入功率减小 C．断开开关 S，开关 S1 接 a 时电流表的示数为 I1，开关 S1 接 b 时电流表的示数为 I2，则 I1＞I2 D．断开开关 S，开关 S1 接 a 时原线圈输入功率为 P1，开关 S1 接 b 时原线圈输入功 率为 P2，则 P1＜P2
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(2)负载电阻不变，匝数比变． 如图所示：
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①U1 不变，nn12发生变化，根据UU12＝nn12，U2 变化． ②R 不变，U2 变化，故 I2＝UR2发生变化． ③根据 P2＝UR22，P2 发生变化，再根据 P1＝P2，故 P1 变化． ④根据 P1＝U1I1，U1 不变，故 I1 发生变化．
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高频考点·分类突破
解析：根据原线圈两端输入电压的瞬时值表达式知 ω＝100π rad/s，交变电源的频率 f＝2ωπ＝50 Hz，选项 A 错误；当选择挡位 3 后，副线圈的匝数为 1 200 匝，根据电压 与匝数成正比得UU12＝nn12，即22U02V＝21 420000，解得 U2＝110 V，即电动机两端电压的有 效值为 110 V，故选项 B 正确；当由挡位 3 变为挡位 2 后，根据电压与匝数成正比知 副线圈两端的电压减小，输出功率变小，输入功率变小，根据 P1＝U1I1 知原线圈的
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解析：由于是交变电流，交变电流的磁场不断变化，磁通量也在变化，A 错误；因 理想变压器无漏磁，故 B 正确；由变压器工作原理知 C 正确；原线圈中的电能转化 为磁场能又转化为电能，故 D 错误． 答案：BC