（鲁京津琼）2020版高考物理总复习第十一章交变电流传感器第2讲变压器、电能的输送教案

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1、第2讲　变压器、电能的输送知识排查理想变压器1.构造和原理(1)构造：如图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。图1(2)原理：电磁感应的互感现象。2.基本关系(1)功率关系：P入＝P出(2)电压关系：＝有多个副线圈时＝＝＝…(3)电流关系：只有一个副线圈时＝有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn(由P入＝P出及P＝UI推出)3.几种常用的变压器(1)自耦变压器及调压变压器，如图甲(降压作用)、图乙(升压作用)所示。(2)互感器电能的输送如图2所示，若发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得到的电功率为P′，用户的电压为U′。图21.输出电流I＝＝

2、＝2.电压损失ΔU＝U－U′＝IR3.功率损失ΔP＝P－P′＝I2R＝R4.减少输电线上电能损失的方法(1)减小输电线的电阻R。由R＝ρ知，可加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线。(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，必须提高输电电压。小题速练1.思考判断(1)变压器能改变恒定电流的电压。(　　)(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)变压器正常工作，当副线圈与用电器断开时，副线圈两端无电压。(　　)(4)增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失。(　　)(5)在输送电压一定时，输送的电功率越

3、大，输电过程中的电能损失越小。(　　)(6)在输送的电功率一定时，输电线上的功率损失与送电电压成反比。(　　)答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×2.[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36V，这个电压是把380V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匝解析　由题意知U1＝380V，U2＝36V，n1＝1140，则＝得n2＝n1＝108。选项C正确。答案　C3.[人教版选修3－2·P50·T3改编]从发电站输出的功率为220kW，输电线

4、的总电阻为0.05Ω，用110V和11kV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∶100C.1∶10D.10∶1解析　由题意知输电线上的电流I＝，则输电线的总电阻造成的电压损失ΔU＝Ir＝，故＝＝＝＝，故选项A正确。答案　A4.如图3所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2。则(　　)图3A.用户端的电压为B.输电线上的电压降为UC.理想变压器的输入功率为IrD.输电线路上损失的电功率

5、为I1U解析　根据变压器的原理，＝，＝，所以用户端电压U2＝U1，选项A正确；输电线上的电压降ΔU＝I1r＜U，选项B错误；理想变压器的输入功率P1＝U1I1，选项C错误；输电线上损失的电功率P损＝Ir，选项D错误。答案　A　理想变压器基本关系的理解与应用1.理想变压器的基本关系基本关系功率关系P入＝P出电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比＝电流关系只有一个副线圈时，电流和匝数成反比＝频率关系原、副线圈中电流的频率相等制约关系电压原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2，U2＝U1功率副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入，P入＝P出电流副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1，I

6、1＝I22.含有多个副线圈的变压器计算具有两个或两个以上副线圈的变压器问题时，需注意三个关系电压关系＝＝＝……功率关系：P1＝P2＋P3＋P4＋……电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋……【例1】(2018·天津理综，4)教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图4所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的，则(　　)图4A.R消耗的功率变为PB.电压表V的读数变为UC.电流表A的读数变为2ID.通过R的交变电流频率不变解析　交流发电机产生的感应电动势

7、最大值Em＝NBSω，且有ω＝2πn，所以当发电机线圈转速减半后，感应电动势最大值减半，有效值减半，又理想变压器原、副线圈电压有效值之比等于原、副线圈匝数比，故电压表示数减为原来的一半，B项正确；由电功率P＝可知，变压器输出功率即R消耗的功率变为原来的，A项错误；由P＝UI可知，原线圈中电流减为原来的一半，C项错误；交流电的频率与发电机线圈转动角速度成正比，故D项错误。答案　B1.(2016·江苏单科，4)一自耦变压器如图5所示，环