高考物理一轮复习第10章交变电流第2讲变压器电能的输送课件x

A。
答案：A
3. [变压器和交流电路动态分析][2012·福建高考]如图所示， 理想变压器原线圈输入电压u＝Umsinωt，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( )
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
A. 只将Q向下移动时，灯泡的亮度变大 B. 只将Q向下移动时，电流表的读数变大 C. 只将P沿顺时针方向移动时，电流表的读数变大 D. 只提高输入端的电压U时，电流表的读数变大
解析：只将Q向下移动时，R阻值增大，电路中电阻增大， 电流减小，故B项错；由于副线圈上电压不变，电灯两端的电 压不变，功率不变，亮度不变，故A项错；将P沿顺时针方向移 动时，副线圈匝数减少，电压减小，电流减小，故C项错；提 高输入端的电压时，副线圈上电压增大，电流增大，故D项正 确。
A. U＝110 V，I＝0.2 A B. U＝110 V，I＝0.05 A C. U＝110 2 V，I＝0.2 A D. U＝110 2 V，I＝0.2 2 A
解析：由于灯泡正常发光，则U2＝220 V，P出＝22 W，根
据
U U2
＝
n1 n2
＝
1 2
得U＝110
V，根据P入＝P出，即UI＝P出，得I＝0.2
必考部分
第十章 交变电流 传感器
第2讲 变压器 电能的输送
主干梳理•激活思维
知识点一 理想变压器 Ⅱ 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正向

A．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝
2
cos100πt(A)
B．电流表A的读数为0.1 A
C．电流表A的读数为
2 10
A
D．电压表的读数为Um＝10 2 V
A．U＝110 V，I＝0.2 A
B．U＝110 V，I＝0.05 A
C．U＝110 2 V，I＝0.2 A
D．U＝110 2 V，I＝0.2 2 A 解析：在副线圈电路中，I2＝UP2＝22220WV＝0.1 A，再根据
U1 U2
＝
n1 n2
及
I2 I1
＝
n1 n2
，得U1＝110
V，I1＝0.2
答案：CD
考点探究讲练
考点深析 拓展延伸 详讲精练
一 对理想变压器的理解 1．关于理想变压器的四点说明 (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． (3)理想变压器本身不消耗能量． (4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值．
第二讲 变压器、电能的 输送
基础自主温故
回扣教材 夯实基础 落实考点
[考点自清] 1．变压器 主要构造 变压器是由闭合铁芯 和绕在铁芯上的两个 线圈 组成的，如 右图． 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．工作原理 (1)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． (2)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． (3) 互感现象 是变压器工作的基础．
[基础自测] 2．在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压 变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不 变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( )

2017高三一轮总 复习
物 理
选修3-2
第十章 交变电流 传感器
第二节 变压器 电能的输送
பைடு நூலகம்
1 2
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基础知识整合
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3
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5
物理模型构建
考题随堂演练
• 基础知识整合
• 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，假设负载变化时输入电压保持 不变．输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电 阻用R0表示，R代表各户中电器电阻．忽略变压器上的能量 损失，不计电压表、电流表的内阻对电路的影响．当用户的 用电器增加时，下列说法正确的是( )
• • • • •
4．理想变压器的电压、电流与匝数的关系 (1)功率关系 理想变压器不考虑能量损失，输入功率等于输出功率． (2)电压与匝数的关系 原、副线圈的电压之比等于线圈的匝数之比．
• (3)电流与匝数的关系
n1 U1 n 2 在同一铁芯上只有一组副线圈时： ＝_____. U2 n2 I1 U2 n 1 在同一铁芯上只有一组副线圈时：I1U1＝I2U2，得 ＝ ＝____. I2 U1
• • • •
• • • •
3．理想变压器 (1)定义 能量 完全没有________ 损耗的变压器，称为理想变压器． 能量损耗包括铜损(线圈电阻产生的焦耳热)、铁损(涡流产生 的焦耳热)和磁漏． (2)理想变压器具备的条件 ①原、副线圈没有电阻，没有焦耳热的产生． ②铁芯没有漏磁，原、副线圈的磁通量没有差别． 等于 ③变压器自身的能量损耗不计，输入功率________ 输出功 率．
1 _____倍，输电线路上损耗的功率P损就减小到原来的_____ . n2

构造图
图 10-2-1
2.变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，
大小 、________ 方向 在不断变化，铁芯中的磁场也 由于电流的________ 感应电动势 在不断变化.变化的磁场在副线圈中产生__________ ，所以尽管
互感现象 两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流._____.变压器的构造：如图 10-2-1 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. 初级 线圈. (1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫________ 次级 线圈. (2)副线圈：与________ 负载 连接的线圈，也叫________
(续表)
电压
制约 关系 功率 电流
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
副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1
考向 1 基本关系的应用 【典题 1】(2017 年北京卷)如图 10-2-6 所示，理想变压器
的原线圈接在 u＝220
2sin 100πt(V)的交流电源上，副线圈接
是变压器工作的基础. 3.理想变压器中的参数关系
理想变压器：不考虑铜损(线圈电阻产生的焦耳热)、铁损(涡 等于 输出 流产生的焦耳热)和磁漏的变压器，它的输入功率________ 功率.
4.基本关系式
(1)功率关系：对于理想变压器不考虑能量损失，总有 P入 P出 ＝______. (2)电压关系
n1 U1 ①在同一铁芯上只有一组副线圈时： ＝________. n2 U2
图 10-2-4
A.副线圈输出电压的有效值为 22 V B.滑片 P 向左移动时，变压器的输出功率增加 C.滑片 P 向右移动时，为保证灯泡亮度不变，需将滑片 M 向上移 D.滑片 M 向上移动时，为保证灯泡亮度不变，需将滑片 P 向左移 答案：AD

2
2.工作原理 (1)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. (2)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. (3)____互__感__现__象____是变压器工作的基础. 3.理想变压器 不考虑铜损、铁损和漏磁的变压器，即它的输入功率和 __输__出__功__率__相等.
图 10-2-5
A.2
B.3
C.4
D.5
14
思维点拨：解答本题需注意到，原线圈中串有电阻，故原 线圈两端的电压不等于电源电压.
第2讲 变压器 电能的输送
1
一、变压器 1.主要构造 变压器是由___闭__合__铁__芯_和绕在铁芯上的两个____线__圈__组成 的，如图 10-2-1 所示.
图 10-2-1 (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.
③电功率关系： P1＝P2，P3＝P4，P2 ＝_P_损__＋__P_3.
10
(2)两种损耗 ①输送电压损耗：U损＝UR＝___I线__R_线__＝__U_2_－__U__3 . ②输电线路上损耗的功率： P损＝U损I线＝_____I_2线_R__线___＝ ____UP_22_2_R__线__. 注意：输电线上的能量损耗是发热损耗，计算时只能用 P 损＝I2线R 线或 P 损＝UR线2损，而不能套用 P 损＝RU线22.
13
⊙典例剖析 例 1：(2016 年新课标全国卷Ⅰ)一含有理想变压器的电路 如图 10-2-5 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 S 断开时，电流表的示数为 I；当 S 闭 合时，电流表的示数为 4I.该变压器原、副线圈匝数比为( )

U 2＝36V ， 即 电 压 表 读 数 为36V ， D 选 项 正 确 ．
由
副
线
圈
回
路
得
：
I
＝
2
U R
2 2
＝
0
.
8
A
，
C
选
项
错
．
由 变 压 器 原 副 线 圈 电 流 关 系 I1 ＝ n2 得 ： I 2 n1
I
＝
1
0
.1
3
A
，
B
选
项
正
确
．
答案: BD
精品课件
17
方法点拨：变压器的输出功率决定输入功 率，且变压器不会改变电流的周期和频率．
精品课件
18
变 式 训 练 1 ： 如 图 1023 所 示 ， 原 、 副 线
圈 匝 数 比 为 2∶1 的 理 想 变 压 器 正 常 B工CD作 时
(
)
A．原、副线圈磁通量之比为2∶1
B．原、副线圈电流之比为1∶2
C．输入功率和输出功率之比为1∶1
D．原、副线圈磁通量变化率之比为
1∶1
图1023
大输电导线的横截面积．两者相比，当然选择前者．
精品课件
13
②若输电线功率损失已经确定，那么升高 输电电压能减少输电线截面积，从而节约大量金 属材料和架设电线所需的钢材和水泥，还能少占 用土地．
注意：电路中的电阻和负载中的电阻都是 等效电阻，在计算导线中的电阻时，如果知道单 位长度上的电阻阻值，计算导线的长度时要注意 导线是双向的．
功率决定关系
线圈空载时，变压器的输出功 率为零，输入功率也为零．并
且输入功率随着负载的变化而

重
·
物
·
理
考 向
滑动变阻器．○V1 和○V2 是理想交流电压表，示数分别用
模 型
真 题
U1 和 U2 表示；○A1 和○A2 是理想交流电流表，示数分别
重
落
用 I1 和 I2 表示．下列说法正确的是( )
实
·
深
切
化
脉
学
搏
习
·
核
心
课
突
时
破
提
图 10-2-3
升
练
菜单
高三总复习·物理
提
素
研
养
动
·
向
物
·
理
考
D.240 V 和 9.1 A
课
突
时
破
提
升
练
菜单
高三总复习·物理
提
素
研
养
动
·
向
物
·
考 向
【解析】
根据理想变压器电压比关系UU12＝nn12，代入数
理 模 型
真
题
据解得副线圈两端的电压有效值 U2＝380 V，因理想变压器
重 落
原、副线圈输入和输出的功率相等，即 P 入＝P 出＝U1I1，解
实
·
切 脉 搏
[考向分析]
提
素
研 动 向
(1)理想变压器(Ⅱ) 1.考纲展示
·
(2)远距离输电(Ⅰ)
养
·
物 理
考
向
本节的命题仍以下列题型为主：
模 型
真
题
(1)理想变压器的动态分析．
重 落
2.命题趋势
实
(2)理想变压器与交变电流的规律综合．

220×0.2 44
A＝1
A，C、D错误；原线圈和副线圈的匝数比nn12
＝II12＝51，A错误，B正确．
答案：B
2．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(100πt＋π2)A
第十章
交变电流 传感器
第二节 变压器 电能的输送
突破考点01 突破考点02 突破考点03
突破考点04 课时作业 高考真题
突破考点01
变压器
自主练透
1.构造和原理(如图所示)
(1)主要构造：由________、________和铁芯组成． (2)工作原理：电磁感应的________现象．
2.基本关系 (1)电压关系：UU12＝________. (2)电流关系：只有一个副线圈时：II12＝________. (3)功率关系：P入＝________. (4)频率关系：原、副线圈中电流的频率相等．
(3)I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1的变化．
2.负载电阻不变的情况(如图所示)
(1)U1不变，nn12发生变化，U2变化． (2)R不变，U2变化，I2发生变化． (3)根据P2＝UR22和P1＝P2，可以判断P2变化时，P1发生变 化，U1不变时，I1发生变化．
【例1】 如下图所示，理想变压器输入端PQ接稳定的交流 电源，通过单刀双掷开关S可改变变压器原线圈匝数(图中电压表 及电流表皆为理想电表)，则下列说法中正确的是( )
3.几种常用的变压器 (1)自耦变压器——也叫________变压器． (2)互感器 ①电压互感器，用来把高电压变成________； ②电流互感器，用来把大电流变成________．

(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＋…＋Unpin
.
3.几种常用的变压器
(1)自耦变压器——调压变压器.
(2)互感器电电流压互互感感器器：：把把大高电电流压变变成成
低电压 小电流
. .
知识点二 远距离输电 1.输电过程(如图所示)
(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.( √ )
等效负载电阻 等效电阻：UU12＝nn12，对于一原一副结构的变压器，又有II12＝ nn21，从输入端看，等效电阻 R′＝UI11＝(nn12)2UI22＝(nn12)2R2，R2 是 副线圈负载电阻.
理想变压器基本关系的应用
A.2
B.3
C.匝数比值为 k，根据题述， 当开关 S 断开时，电流表示数为 I，则由闭合电路欧姆定律得， U＝IR1＋U1.由变压公式UU12＝k 及功率关系 U1I＝U2I2，可得II2＝ k，即副线圈输出电流为 I2＝kI，U2＝I2(R2＋R3)＝kI(R2＋R3). 当开关 S 闭合时，电流表示数为 4I，则有 U＝4IR1＋U′1.由变 压公式UU′ ′12＝k 及功率关系 U′1·4I＝U′2I′2，可得I′4I 2＝k， 即副线圈输出电流为 I′2＝4kI，U′2＝I′2R2＝4kIR2；联立解 得 k＝3，选项 B 正确.
第2讲 变压器 电能的输送
知识点一 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 的 两个线圈 组成的.
和绕在铁芯上
(2)原理：电磁感应的互感现象.
2.基本关系式 (1)功率关系： P入＝P出 .

答案 知识点 1 1．闭合铁芯 绕在铁芯上的两个线圈 U1 U2 (2) ＝ n1 n2 I1 n 2 (3) ＝ I2 n 1 2．输出功率等于输入功率 4．(1)P 入＝P 出 知识点 2 2．(2)IR 3．(2)I R
2
P 2 R U
温 馨 提 示
请做：自主测评
总结提炼 1．理想变压器的动态分析的方法 (1)分清不变量和变量； (2)弄清理想变压器中电压、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．
5．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．
远距离输电
1．输电过程(如图 10－2－2 所示)
图 10－2－2
2．电压损失 (1)ΔU＝U－U′. (2)ΔU＝____. 3．功率损失 (1)ΔP＝P－P′. ΔU2 (2)ΔP＝______＝________＝ . R 4．输送电流 P (1)I＝ . U U－U′ (2)I＝ . R
考点突破
理想变压器的动态分析
考点解读 1．匝数比不变的情况(如图 10－2－7)
图 10－2－7 U1 n1 (1)U1 不变，根据 ＝ ，输入电压 U1 决定输出电压 U2，不论负载电阻 R 如何变化， U2 n2 U2 也不变．
(2)当负载电阻发生变化时，I2 变化，输出电流 I2 决定输入电流 I1，故 I1 发生变化． (3)I2 变化引起 P2 变化，P1＝P2，故 P1 发生变化．
答案：BD
远距离输电
考点解读 1．输电线路的特点和组成 为了减少远距离输电过程中的电能损失， 一般采用高压输电的模式， 先用升压变压器 将电压升高，将电输送到用电区后，再用降压变压器将高电压变成用电器所需的电压值， 如图 10－2－12 为输电过程的示意图．