202x高考物理一轮复习 第十一章 第2讲 变压器 电能的输送

100000 25
V＝4000 V，则降压变压器的输入电压 U3＝U2－U 损＝4000 V－200 V
＝3800 V，B 错误；升压变压器的匝数比nn21＝UU12＝4205000＝116，C 正确；降压
变压器的匝数比nn34＝UU34＝3282000＝11910，D 错误。
考点细研 悟法培优
考点 1 理想变压器的工作原理和基本关系 1．变压器的工作原理
(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 □09 高电压 降为□10 低电压 ；
②电流互感器，可以把 □11 强电流 降为□12 弱电流。
知识点
远距离输电 Ⅰ
1．减少输电电能损失的两种方法
减少输电电能损失的理论依据：P 损＝I2R。
(1)减小输电线的电阻：根据电阻定律 R＝ρSl ，要减小输电线的电阻 R，
主干梳理 对点激活
知识点
理想变压器 Ⅱ
1．构造：如图所示。变压器主要由 □01 闭合铁芯 和 □02 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 □03 初级线圈 。 (2)副线圈：指与负载连接的线圈，也叫□04 次级线圈 。 2．工作原理：电磁感应的 □05 互感 现象。
2．基本关系 (1)无漏磁，故原、副线圈中的 Φ 相同。 (2)线圈无电阻，因此无电压降，副线圈端电压 U＝E＝nΔΔΦt 。 (3)根据Un＝ΔΔΦt 得，套在同一铁芯上的线圈，有Un11＝Un22＝Un33＝…。 (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 U1I1＝ U2I2＋U3I3＋…，将电压关系代入可得 n1I1＝n2I2＋n3I3＋…。 (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。 (6)理想变压器基本关系中的 U1、U2、I1、I2 均为有效值。
答案
2．(人教版选修 3－2·P44·T5 改编)(多选)如图是街头变压器通过降压给用 户供电的示意图，变压器的输入电压是市区电网的电压，当滑动变阻器 R 滑片向下移动时，下列说法正确的是( )
A. 不变， 不变 C. 变大， 变小 答案 AC
B. 变大， 不变 D. 不变， 不变
答案
解析 输入电压不变，所以 不变，由UU21＝nn12知， 不变，故 A 正确；滑 片下移，R 变小，故 变大，I1 由 I2 决定，所以 变大，R0 分压变大，故 变小， 所以 C 正确，B、D 错误。
(3)电压损失
①ΔU＝U－U′。
②ΔU＝ □04 IR 。
(4)功率损失
①ΔP＝P－P′。
②ΔP＝ □05 I2R ＝
□06 UP2R
＝ΔRU2。
一 思维辨析 1．变压器不但可以改变交流电压，也可以改变稳恒直流电压。( × ) 2．理想变压器的基本关系式中，电压和电流均为有效值。( √ ) 3．高压输电的目的是增大输电的电流。( × ) 4．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输送过程中损失的功率越小。 (× ) 5．变压器原线圈中的电流由副线圈中的电流决定。 ( √ ) 6．变压器副线圈中的电压由原线圈中的电压决定。( √ )
A．输电线上通过的电流为 25 A B．降压变压器的输入电压为 4000 V C．升压变压器的匝数比为116 D．降压变压器的匝数比为21010 答案 AC
答案
解析 输电线上的电流 I2＝
PR损＝
5000 8
A＝25
A，A 正确；输电线
上损失的电压 U 损＝I2R＝25×8 V＝200 V，升压变压器的输出电压 U2＝IP2＝
失 ΔU＝Ir＝PUr
1 故ΔΔUU12＝U11＝UU12＝111×10103＝1010，故选 A。
U2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4．(人教版选修 3－2·P50·T5 改编)(多选)如图所示为远距离输电示意图， 其中水电站发电机的输出功率为 100 kW，发电机的电压为 250 V。通过升 压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为 8 Ω，在用户端用降压变 压器把电压降为 220 V。要求在输电线上损失的功率控制为 5 kW(即用户得 到的功率为 95 kW)。下列说法正确的是( )
二 对点激活 1．(人教版选修 3－2·P44·T2 改编)有些机床为了安全，照明电灯用的电 压是 36 V，这个电压是把 380 V 的电压降压后得到的。如果变压器的原线 圈是 1140 匝，副线圈是( ) A．1081 匝 B．1800 匝 C．108 匝 D．8010 匝 答案 C 解析 由UU21＝nn12得 n2＝UU2n1 1＝108 匝，故 C 正确。
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：UU12＝nn21，若 n1>n2，为□06 降压 变压器；若 n1<n2，为
□07 升压 变压器。
(3)电流关系：只有一个副线圈时，II12＝
□08
n2 n1
；
有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn。
4．几种常用的变压器
3．(人教版选修 3－2·P50·T3 改编)从发电站输出的功率为 220 kW，输电 线的总电阻为 0.05 Ω，用 110 V 和 11 kV 两种电压输电。两种情况下输电线 上由电阻造成的电压损失之比为( )
A．100∶1 B．1∶100 C．1∶10 D．10∶1
答案 A
答案
解析 由题意知输电线上的电流 I＝UP，则输电线的总电阻造成的电压损
在保证输电距离情况下，可采用减小材料的 □01 电阻率 、增大导线的 □02 横
截面积 等方法。
(2)减小输电导线中的电流：在输电功率一定的情况下，根据 P＝UI，要
减小电流，必须提高 □03 输电电压 。
2．远距离高压输电的分析 (1)输电过程(如图所示)
(2)输送电流 ①I＝UP。 ②I＝U－RU′。
3．基本关系式中物理量之间的决定关系
原线圈电压 U1 和匝数比决定副线圈电压
制 电压 U2(当 U1 不变时，不论负载电阻 R 变化与
约
否，U2 不会改变)
关 功率 副线圈的输出功率 P 出决定原线圈的输入
系
功率 P 入(可简记为“用决定供”)
电流 副线圈电流 I2 和匝数比决定原线圈电流 I1