11.2第2讲变压器 远距离输电

B.U2不变、I3变大 D.I1变大、I2变大
【解析】选B、C。由 U 2 n 2 U1 得U1不变，U2就不变；S断开， R总增大，U2不变，则I2变小，则 I1 n 2 I2 得I1也变小；I2变
n1 n1
小，加在R1两端的电压变小，则UR3=U2-UR1，得UR3增大，所以 I3变大。
理想变压器
1.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，U E n 。 （3）根据 U 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 U1 U 2 U3 =„
n1 n2 n3
n t t t
2 U 3 线圈电路的功率 P3 增大，故变压器原线圈的输入功率变 R总
大，C正确。
【学科素养升华】
基本量关系解题的两点提醒 (1)理想变压器的应用中要注意副线圈和原线圈功率相等这个 特点,电流关系的推导是以其为依据的。 (2)变压器的以上关系都是根据“口”字型铁芯的变压器推出 的。如果变压器不是“口”字型铁芯,应根据变压器的原理及 各线圈中磁通量的关系推导出各物理量的关系。
2 U (1)计算输电线上损失的功率 P＝ ，U应为输电线上损耗的 R线
电压，而不是输电电压； (2)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 12 ；
n
(3)电网送电遵循“用多少送多少”的原则，而不是“送多少 用多少”，说明原线圈电流由副线圈电流决定。
考点1
n1
变。 (2)电流决定关系:输出电流I2决定输入电流I1。 (3)功率决定关系:输出功率P2决定输入功率P1,也可简记为 “用决定供”。 (4)频率关系:原、副线圈中电流的频率相同。
【题组通关方案】
【典题1】(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
U2 n2
升压 变压器。 若n1<n2，为_____
(3)电流关系：只有一个副线圈时， I1 ＝ n 2 ；有多个副线圈
I2 n1
时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋„＋UnIn。
3．几种常用的变压器：
(1)自耦变压器——调压变压器。
(2)互感器 高电压 变成_______ 低电压 。 电压互感器：把_______
2
(2)变压器的输入功率与负载消耗的功率有何关系？ 提示：变压器的输入功率等于负载消耗的功率。
【典题解析】选A。根据图像可知：负载电流的最大值Im= 0.05 A，周期T=0.02 s，则ω= 2 2 rad / s =100π rad/s，
T 0.02
所以负载电流的函数表达式i=0.05sin100πt A，故选项D错
考点2
远距离输电
1.输电过程(如图所示):
2.输送电流：
（1 ） I P ；
U （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=I2Rt。 4.电压损失: (1)Δ U=U-U′; (2)Δ U=IR。 5.功率损失: (1)Δ P=P-P′; (2)Δ P=I2R= ( P ) 2 R。
B.240V,0.025 A D.240V,0.05 A
【解析】选D。灯泡正常工作，副线圈输出电压U2=12 V，副线 圈电流 I 2 2 6 A 1 A，根据匝数比得原线圈电流 I1 1 I 2
12 20
=0.05 A,原线圈电压U1=20U2=240 V，选项D正确，其他选项 错误。
n2 110
【典题2】(2012·福建高考)如图,理想变压器原线圈输入电压
u=Umsinω t,副线圈电路中R0为定值电阻,R是滑动变阻器。V1和
V2是理想交流电压表,示数分别用U1和U2表示;A1和A2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(
)
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
原线圈 、_______ 副线圈 和_________ 闭合铁芯 组成。 (1)主要构造:由_______ 互感 现象。 (2)工作原理:电磁感应的_____
2．理想变压器的基本关系式： P 入＝P 出 。 (1)功率关系：_______ 降压 变压器； (2)电压关系： U1 ＝ n1 ，若n1>n2，为_____
【微点拨】 1.对理想变压器的三点提醒: (1)变压器只能改变交变电流的电压和电流 ,不能改变直流电压; (2)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值; (3)变压器线圈两端的电压与匝数成正比的关系适用于任何两 个线圈,而电流与匝数成反比的关系只适用于原、副线圈只有 一个的情况。
2.远距离输电的三个易错点：
（4）无电能损失,因此P入=P出,无论副线圈是一个还是多个,总 有U1I1=U2I2+U3I3+„将电压关系代入可得n1I1=n2I2+n3I3+„
2.基本关系式中物理量之间的决定关系:
(1)电压决定关系:输入电压U1决定输出电压U2,这是因为输出
电压U2= n 2 U1,当U1不变时,不论负载电阻R变化与否,U2不会改
第2 讲 变压器 远距离输电
知识点1
理想变压器
ⅠLeabharlann 【思维激活1】(双选)如图所示,理想变
压器的初级线圈接交流电源,次级线圈接
阻值为R的负载电阻。若与初级线圈连接
的电压表V1的示数为U1,与次级线圈连接
的电压表V2的示数为U2,且U2<U1,则以下判断中正确的是(
)
A.该变压器输入电流与输出电流之比为U1∶U2 B.该变压器输入功率与输出功率之比为U2∶U1 C.通过负载电阻R的电流 I 2 U 2
R 2 U D.通过初级线圈的电流 I1 2 U1R
【解析】选C、D。变压器输入功率等于输出功率P1=P2， I1U1=I2U2，I1 U 2 ，A、B错；通过R的电流 I 2 U 2 ，C对；
I2 U1 U2 U 2 2 D对。 I1 I2 ， U1 U1R
R
【知识梳理】 1.构造和原理(如图所示):
【解题探究】 (1)负载电阻发生变化时,变压器的输出电压发生变化吗? 提示:变压器的电压关系仅与匝数比有关,与负载无关,即使存 在多个线圈的情况下,每个线圈两端的电压也只与匝数成正比。 (2)应当依据怎样的顺序分析各物理量的变化情况? 提示:本题可依照以下顺序进行分析:负载电阻发生变化→变压 器电压关系不变→负载上的电流(功率)变化情况→变压器的输 入电流(输入功率)。
2.(双选)如图所示,一理想变压器
原线圈接入一交流电源,副线圈电
路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻,
开关S是闭合的。V1和V2为理想电压表,读数分别为U1和U2;A1、
A2和A3为理想电流表,读数分别为I1、I2和I3。现断开S,U1数值 不变,下列推断中正确的是 A.U2变小、I3变小 C.I1变小、I2变小 ( )
大电流 变成_______ 小电流 。 电流互感器：把_______
知识点2
远距离输电
Ⅰ
【思维激活2】输电线的电阻共计为r,输送的电功率为P,用电
压U送电,则用户能得到的电功率为
P2 B.P 2 r U
(
)
U2 P2 A.P C.P D. 2 r r U 【解析】选B。输电电流 I P ， 输电线上损失电功率P′=I2R U P P 2 因此选B。 因此用户得到的电功率P用= P ( ) 2 r， （ ）， r U U
U
6.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 l 可知，在输电距
S
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。
【题组通关方案】
图像如图所示,则
(
)
A．变压器输入功率约为3.9 W B．输出电压的最大值是110 V C．变压器原、副线圈匝数比是1∶2 D．负载电流的函数表达式 i 0.05sin(100t )A
2
【解题探究】 (1)题目给出通过负载的电流图像，从中可以得到哪些物 理量？ 提示：由题目的图像可得：负载电流最大值为 0.05 A，有效 值为 0.05 A, ω=100π rad/s。
【解析】选C。P不动,Q向右移动,负载电阻增大,输出功率减小, 故输入功率减小,A错;P不动,Q向左移动,两灯两端电压增大,均 变亮,B错误;Q不动,P沿逆时针方向移动,副线圈匝数增加,输出 电压增大,输出功率增大,输入功率增大,C正确;P、Q不动,断开 S,负载电阻增大,R上电压减小,L1电压增大,变亮,D错。
【知识梳理】 1.输电过程(如图所示):
2.电压损失: (1)Δ U=U-U′。 IR 。 (2)Δ U=___
3.功率损失：
(1)Δ P=P-P′。
(2)Δ
I 2R P=___=
U 2 P 2 。 ( ) R= U R
4.输送电流： （ 1 ）I P 。
U （2）I U U 。 R
【加固训练】
1.(2014·漳州模拟)如图所示是一种理想
自耦变压器示意图。线圈绕在一个圆环形
的铁芯上,P是可移动的滑动触头,A、B间
接交流电压U,输出端接通了两个相同的灯
泡L1和L2,Q为滑动变阻器的滑动触头。当开关S闭合,P处于如
图所示的位置时,两灯均能发光。下列说法正确的是( )
A.P不动,将Q向右移动,变压器的输入功率变大 B.P不动,将Q向左移动,两灯均变暗 C.Q不动,将P沿逆时针方向移动,变压器的输入功率变大 D.P、Q都不动,断开开关S,L1将变暗