新课标河南省高考物理总复习讲义第讲变压器电能的输送.docx

1、新课标河南省高考物理总复习讲义第讲变压器电能的输送第2讲变压器电能的输送知识一理想变压器1构造(如图1021所示)图1021变压器由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成2工作原理互感现象3基本关系(1)电压关系：.(2)功率关系：P入P出(3)电流关系：只有一个副线圈时：.有多个副线圈时，U1I1U2I2U3I3UnIn.4几种常用的变压器(1)自耦变压器调压变压器(2)互感器5理想变压器的理解(1)没有能量损失(2)没有磁通量损失(1)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用()(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()(3)正常工作的变压器当副线圈与用电器断开时，副线圈

2、两端无电压()知识二远距离输电1输电过程(如图1022所示)图10222输送电流(1)I；(2)I.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QI2Rt.4电压损失(1)UUU(2)UIR.5功率损失(1)PPP(2)PI2R()2R.6降低输电损耗的两个途径(1)减小输电导线的电阻(2)减小输电导线中的输电电流照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些，这是什么原因呢？提示在用电高峰时，总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线路上损失的电压较大，因而每盏电灯两端的电压较低1如图1023所示，理想变压器原、副

3、线圈的匝数比为21，电阻R55.0 ，原线圈两端接一正弦式交变电流，电压u随时间t变化的规律为u110sin 20t (V)，时间t的单位是s.那么，通过电阻R的电流有效值和频率分别为()图1023A1.0 A、20 Hz B. A、20 HzC. A、10 Hz D1.0 A、10 Hz【解析】原线圈电压有效值为110 V，副线圈电压有效值为55 V，通过电阻R的电流有效值为1.0 A，频率为10 Hz，选项D正确【答案】D2如图1024所示，一理想变压器的原副线圈匝数比为51，正弦交流电源的内阻不计，电阻R1R24 ，R2消耗的功率为P2100 W，则()图1024AR1消耗的功率为100

4、 WBR1、R2中的电流之比为15C原线圈两端电压的最大值为100 V D交流电源的输出功率等于100 W【解析】由变压器的功率关系，R1、R2中的电流之比为15，R1中电流为1 A，消耗的功率为4 W，选项B正确，A错误；副线圈输出电压为20 V，原线圈两端电压的有效值为100 V，最大值为141 V，交流电源的输出功率等于两电阻消耗功率之和，为104 W，选项C、D错误【答案】B3如图1025，一理想变压器原副线圈的匝数比为12；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

5、读数，则()图1025AU110 V，I0.2 ABU110 V，I0.05 ACU110 V，I0.2 ADU110 V，I0.2 A【解析】由变压原理可得U1110 V，即电压表示数为110 V由P入P出，灯泡正常发光可得P入U1I1P出22 W，I1A0.2 A，故A正确【答案】A4(2013广东高考)如图1026，理想变压器原、副线圈匝数比n1n221，和均为理想电表，灯泡电阻RL6 ，AB端电压U112sin 100t (V)下列说法正确的是()图1026A电流频率为100 HzB 的读数为24 VC的读数为0.5 AD变压器输入功率为6 W【解析】由AB端电压u112sin 100

6、t (V)知100 ，又2f，得频率f50 Hz，A错误；由理想变压器规律，U26 V，B错误；又I21 A，C错误；P2U2I26 W，P1P2，D正确【答案】D5(2010浙江高考)某水电站，用总电阻为2.5 的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3106 kW.现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是()A输电线上输送的电流大小为2.0105 AB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9108 kWD输电线上损失的功率为P，U为输电电压，r为输电线的电阻【解析】输电线上输送的电流为I输6 000 A，A选项错误输电线上由电

7、阻造成的损失电压U损I输R线6 000 A2.5 1.5104 V，B选项正确若输电电压为5 kV，则输电线上损失的功率不可能大于输电总功率3106 kW，C选项错误P中，U应当为输电线上损失的电压，D选项错误【答案】B考点一 85理想变压器原、副线圈基本关系的应用一、基本关系1P入P出2.，有多个副线圈时，仍然成立3.，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，频率也就相同二、制约关系1电压：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定2功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2

8、决定3电流：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定1个示范例(2013四川高考)用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图1027所示，则()图1027A变压器输入功率约为3.9 WB输出电压的最大值是110 VC变压器原、副线圈匝数比是12D负载电流的函数表达式i0.05sin(100t)A【审题指导】(1)理想变压器输入功率与输出功率相等(2)交流电路中的功率需要用有效值计算(3)由负载电流的图象，其函数表达式应为iImsin t形式【解析】根据图象可知：负载电流的最大值Im0.05 A，周期T0.02 s，则rad/s100

9、 rad/s，所以负载电流的函数表达式i0.05sin 100t A，故选项D错误；负载电流的有效值IA0.035 35 A，则理想变压器的输入功率P入P出1100.035 35 W3.9 W，故选项A正确；输出电压的有效值为110 V，最大值为110 V，故选项B错误；变压器原、副线圈匝数比2，故选项C错误【答案】A1个预测例(多选)如图1028所示，变压器输入交变电压u311sin 100t(V)，变压器原、副线圈匝数比为21，已知电水壶额定功率为880 W，排气扇机内电阻为1 ，电流表示数为16 A，各用电器均工作正常电表均为理想电表，则()图1028A电压表示数为110 VB变压器的输

10、入功率为1 760 WC排气扇输出功率为827 WD保险丝熔断电流不得低于32 A【解析】由交流电表达式可知输入电压有效值为220 V，结合匝数比可知电压表读数为110 V，则A正确；变压器输入功率P总1 760 W，则B正确；电水壶工作电流I8 A，则排气扇工作电流I8 A，其功率PUI880 W，排气扇输出功率P出PI2R816 W，则C错误；原线圈正常工作电流为8 A，则D错误【答案】AB考点二 86理想变压器的动态分析分析理想变压器动态问题的思路程序可表示为：U1U2I2I1P1.1个示范例图1029(多选)(2013江苏高考)如图1029所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上

11、的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光要使灯泡变亮，可以采取的方法有()A向下滑动P B增大交流电源的电压C增大交流电源的频率 D减小电容器C的电容【审题指导】(1)滑片P向下滑动，副线圈匝数减少，变压器输出电压变小(2)增大频率，容抗减小，减小电容，容抗变大【解析】根据变压器的变压原理，滑片P向下滑动时，副线圈的匝数变少，则输出电压变小，灯变暗，A项错误；增大交流电源的电压时，输出电压随之增大，灯变亮，B正确；电容器具有“阻低频，通高频”的特性，故增大交流电源的频率，使电容器的通交流的性能增强，灯变亮，C项正确；减小电容器C的电容，会使电容的通交流的性能减弱，导致灯变暗，D项错误【答案】BC理

12、想变压器的动态分析的方法(1)分清不变量和变量(2)明确理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系(3)利用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点进行分析判定1个预测例如图10210所示，原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端接一正弦交变电流，为了使变压器输入功率增大，可以采取的措施有()图10210A只增加原线圈的匝数n1B只减少副线圈的匝数n2C只减少负载电阻R的阻值D只增大负载电阻R的阻值【解析】由知，当n1增大时，U2减小，当减小n2时，U2也减小，又根据P入P出知，A、B、D均错误，C正确【答案】C考点三 87远距离输电问题一、远距离输电的电路结构图图10211二、五个关系式1.，

13、.2理想变压器的输入功率等于输出功率，P入P出3升压变压器原线圈的电流I1，副线圈的电流I2，U2为输送电压4功率损失：PIR线，P2P3P.5电压关系：U2I2R线U3.三、解远距离输电问题的思路1正确画出输电过程示意图并在图上标出各物理量2抓住变压器变压前后各量间关系，求出输电线上的电流3计算电路功率问题时常用关系式：P损IR线，注意输电线上的功率损失和电压损失4电网送电遵循“用多少送多少”的原则说明原线圈电流由副线圈电流决定1个示范例(2014黄冈中学模拟)如图10212为远距离高压输电的示意图关于远距离输电，下列表述错误的是()图10212A增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗的C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小D高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好【解析】依据输电原理，电路中的功率损耗PI2R线，而R线，增大输电线的横截面积，可减小输电线的电阻，则能够减小输电线上的功率损耗，A项正确；由PUI来看在输送功率一定的情况下，输送电压U越大，则输电电流越小，则功率损耗越小，B项正确；若输电电压一定，输送功率越大，则电流I越大，电路中损耗的电功率越大，C项错误；输电电压并不是电压越高越好，因为