2018年高考物理一轮复习 专题48 理想变压器远距离输电（讲）（含解析）

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1、专题48理想变压器远距离输电1.理解变压器的原理，会用功率关系、电压比、电流比进行有关的计算.2.能够对变压器进行动态分析.3.会分析计算远距离输电问题．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，；有多个副线圈时，＝….(3)电流关系：只有一个副线圈时，.由P入＝P出及P＝UI推出有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋….3．几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器．(2)互感器4．理想变压器的理解(1)没有能量损失；(2)没有磁通量损失．二、远距离输电1．输电过程(如图所示)2．输送电流(1

2、)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Q＝I2Rt.4．电压损失(1)ΔU＝U－U′；(2)ΔU＝IR.5．功率损失(1)ΔP＝P－P′；(2)ΔP＝I2R＝()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＝ρ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)，有多个副线圈时，仍然成立．(3)

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．2．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决定．(3)电流：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定．3.两种特殊的变压器模型（1）自耦变压器高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器(又称调压器)，它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压

4、器的基本关系对自耦变压器均适用．（2）互感器分为：电压互感器和电流互感器，比较如下：电压互感器电流互感器原理图原线圈的连接并联在高压电路中串联在待测高流电路中副线圈的连接连接电压表连接电流表互感器的作用将高电压变为低电压将大电流变成小电流利用的公式I1n1＝I2n2★重点归纳★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．2．解决变压器问题的三种思路(1)电压：变压器原、副线圈的电压之比为；当变压器有多个

5、副线圈时，＝….(2)功率：理想变压器的输入、输出功率为P入＝P出，当变压器有多个副线圈时，P1＝P2＋P3＋….(3)电流：由知，对只有一个副线圈的变压器有，当变压器有多个副线圈时有n1I1＝n2I2＋n3I3＋….★典型案例★（多选）理想变压器原线圈a匝数n1＝200匝，副线圈b匝数n2＝100匝，线圈a接在u＝44sin314tV的交流电源上，“12V，6W”的灯泡恰好正常发光，电阻R2＝16Ω，电压表V为理想电表。下列推断正确的是：（）A．交变电流的频率为100HzB．穿过铁芯的磁通量的最大变化率为Wb／sC．电压表V的示数为22VD．R1消耗的功率是1W【答案】BD

6、【名师点睛】基本关系式中物理量之间的决定关系：电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定，即U2＝U1（原制约副）功率副线圈中的功率P2由用户负载决定，原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定，即P1＝P2（副制约原）电流原线圈的电流I1由副线圈的电流I2和匝数比决定，即I1＝I2（副制约原）★针对练习1★（多选）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻、均为。在原线圈c、d两端加上图示的交变电压，下列说法正确的是：（）A、当S与a连接后，理想电流表示数为B、当S与a连接后，理想电压表示数为C、当S由a拨到b后，副线圈

7、输出电压的频率变为D、当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的4倍【答案】AD【名师点睛】掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题．★针对练习2★如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20:1，原线圈接正弦交流电源上，副线圈接入“3V，6W”灯泡一只，且灯泡正常发光．则：（）A．原线圈电压为3VB．电源输出功率120WC．电流表的示数为0．1AD．电流表的示数为40A【答案】C【解析】根据电压与匝数成正比可知，原线圈端电压为，故A错误；在理想的变压器中的输入功率