2020版高考物理总复习第十一章第2节变压器远距离输电教学案新人教版

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1、第2节　变压器　远距离输电►　　【p200】夯实基础　1．变压器的构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的与交流电源相接的__原线圈__和与负载连接的__副线圈__组成，如图所示．2．变压器的原理：根据电磁感应现象中的__互感__来改变交流电的电压．3．理想变压器：(1)无漏磁，即原、副线圈中的磁通量Φ，磁通量变化率相同；(2)线圈无电阻，即原、副线圈两端电压U＝E＝n；(3)无能量损失，P出＝P入，即I2U2＝I1U1.4．理想变压器的几个基本关系式：(1)功率关系：__P入＝P出__．(2)电压关系：①只有一个副线圈时＝__

2、__．②有多个副线圈时＝____＝____＝…(3)电流关系：①只有一个副线圈时：＝____．②有多个副线圈时：依U1I1＝__U2I2__＋__U3I3__＋…，可推出：I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn.(4)频率关系：f1＝f2，变压器不改变交变电流的频率．注意：变压器只能改变交流电压，不能改变直流电压．5．常见变压器(1)自耦变压器——调压变压器．(2)互感器电压互感器(n1>n2)：用来把__高电压__变成__低电压__，原线圈__并联__在两输电线之间，副线圈接交流电压表并接地．电流互感器(n1

3、2)：用来把__大电流__变成__小电流__，原线圈__串联__在一根输电线中，副线圈接交流电流表并接地．考点突破　　例1如图所示，正弦交流电源的电压有效值保持恒定，电流表为理想交流电流表，理想变压器的副线圈接电阻R1和R2，R1和R2的阻值分别为1Ω和3Ω.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，则(　　)A．开关闭合前后，流经R1的电流之比为1∶4B．开关闭合前后，流经R1的电流之比为1∶2C．开关闭合前后，副线圈的输出电压比为4∶1D．开关闭合前后，变压器的输入功率之比为1∶2【解析】根

4、据题意，该理想变压器原线圈两端电压U1不变，原、副线圈匝数比一定，故副线圈电压U2保持不变，与开关S闭合断开无关，C错误；开关断开时，副线圈电流I2＝＝U2；闭合开关后，副线圈电流I2′＝＝U2，故开关闭合前后，流过电阻R1的电流之比I2∶I2′＝，A正确，B错误；闭合开关前，变压器输入功率为P＝IU1；在闭合开关之后，变压器输入功率为P′＝4IU1，故开关闭合前后，变压器输入功率之比为1∶4，D错误．【答案】A【小结】解决变压器问题的方法技巧1．电压切入法：变压器原、副线圈的电压之比为＝；当变压器有多个副线圈时，有：

5、＝＝＝…2．功率切入法：理想变压器的输入、输出功率为P入＝P出，即P1＝P2；当变压器有多个副线圈时P1＝P2＋P3＋…3．电流切入法：由I＝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＋…针对训练　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．如图所示，一理想变压器的原线圈匝数n1＝1000匝，副线圈匝数n2＝200匝，交流电源的电动势e＝311sin100πt(V)(不考虑其内阻)，电阻R＝88Ω，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计(D)A．电压表的示数为62.2VB．电流

6、表的示数为2.5AC．通过R的电流最大值为0.5AD．变压器的输入电功率为22W【解析】由表达式知输入电压最大值为311V，有效值为V＝220V，副线圈电压为×220V＝44V，A错误；副线圈电流为A＝0.5A，电流与匝数成反比，故电流表示数为0.1A，B错误；通过电阻R电流的最大值为A，C错误；副线圈消耗的功率为P＝UI＝44×0.5W＝22W，则变压器的输入电功率也为22W，D正确．2．如图所示，理想变压器的原线圈通过保险丝接在一个交变电源上，原线圈两端交变电压瞬时值随时间变化的规律为u＝311sin100πt(V

7、)，副线圈所在电路中接有电热丝、小电动机、理想交流电压表和理想交流电流表．已知理想变压器的原、副线圈匝数比为10∶1.电热丝额定功率为44W，小电动机内电阻为1Ω，电流表示数为3A，各用电器均正常工作．则(B)A．电压表示数为31.1VB．小电动机的输出功率为21WC．变压器的输入功率为44WD．通过保险丝的电流为30A【解析】因为理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈的交变电压的最大值是311V，有效值为220V，故副线圈的电压有效值为22V，即电压表的示数为22V，选项A错误；因为电热丝的额定功率为44W，且

8、正常工作，故电热丝中的电流为2A，故电动机的电流为3A－2A＝1A，故电动机的输出功率为P出＝22V×1A—(1A)2×1Ω＝21W，选项B正确；变压器的输入功率为22V×3A＝66W，选项C错误；通过保险丝的电流为＝0.3A，选项D错误．►　　【p201】夯实基础1．匝数比不变的情况(如图所示)(1)U1不变，根据＝，输入电压U