变压器远距离输电

1、1 一、理想变压器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 （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原理：电流磁效应、电磁感应。3基本关系式（1）功率关系： p入p出。（2）电压关系： 错误 !错误 !。有多个副线圈时错误 !错误 !错误 !。(3）电流关系：只有一个副线圈时错误 !错误 !。由 p入p出及 pui 推出有多个副线圈时，u1i1u2i2u3i3unin。4几种常用的变压器（1)自耦变压器 -调压变压器（2)互感器 错误 !二、远距离输电1输电过程 (如图 2 所示）2 图 2 2输电导

2、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qi2rt。3电压损失(1) u u u ;(2) uir4功率损失（1) ppp；(2) pi2r错误 !2r5输送电流(1)i错误 !； （2)i错误 !。高频考点一理想变压器基本关系的应用例 1一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31，在原、 副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻 ,原线圈一侧接在电压为220 v 的正弦交流电源上，如图2 所示设副线圈回路中电阻两端的电压为u，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则 (）au66 v，k 错误 !bu22 v，k错误 !cu66 v ，k 错误 !du22 v，k错误 !【变式探

3、究】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3 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12 d负载电流的函数表达式i0。05sin （100 t错误 !) a 【举一反三】如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1n221，和均为理想电表,灯3 泡电阻 rl6 ，ab 端电压 u112错误 !sin 100t （ v） 下列说法正确的是（) a。电流频率为100 hz b.的读数为24 v c。的读数为0。5 a d。变压器输入功率为6 w 【变式探究】 自耦变压器铁芯上

4、只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分一升压式自耦调压变压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调已知变压器线圈总匝数为 1 900 匝,原线圈为1 100 匝,接在有效值为220 v 的交流电源上当变压器输出电压调至最大时，负载r 上的功率为2。0 kw.设此时原线圈中电流的有效值为 i1，负载两端电压的有效值为u2,且变压器是理想的，则u2和 i1分别约为（）a380 v 和 5.3 a b380 v 和 9.1 a c240 v 和 5。3 a d240 v 和 9。1 a 【方法规律】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

5、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均为有效值高频考点二理想变压器的动态分析例 2如图 9 所示电路中， 变压器为理想变压器，a、b 接在电压有效值不变的交流电源两端 ,r0为定值电阻，r 为滑动变阻器现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表a1的示数增大了0.2 a，电流表a2的示数增大了0。 8 a，则下列说法正确的是（) 4 a电压表 v1示数增大b电压表 v2、 v3示数均增大c该变压器起升压作用d变阻器滑片是沿c d 的方向滑动【变式探究】（多选 )如图 10 所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过

6、滑动触头q 来调节，在副线圈两端连接了定值电阻r0和滑动变阻器r，p 为滑动变阻器的滑动触头在原线圈上加一电压为u 的正弦交流电，则(）a保持 q 的位置不动，将p 向上滑动时 ,电流表读数变大b保持 q 的位置不动 ,将 p 向上滑动时 ,电流表读数变小c保持 p 的位置不动 ,将 q 向上滑动时 ,电流表读数变大d保持 p 的位置不动 ,将 q 向上滑动时，电流表读数变小【举一反三】（多选 )如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为r 的负载电阻串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大，用交流电压

7、表测得a、b 端和 c、d端的电压分别为uab和 ucd，则（）auabucdn1n2b增大负载电阻的阻值r，电流表的读数变小c负载电阻的阻值越小，cd 间的电压ucd越大d将二极管短路,电流表的读数加倍【变式探究】图甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为41，原线圈接图乙所示的正弦交流电图甲中rt为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，r1为定值电阻 ,电压表和电流表均为理想电表则下列说法正确的是() 图 12 5 a图乙所示电压的瞬时值表达式为u51sin 50t v b变压器原、副线圈中的电流之比为14 c变压器输入、输出功率之比为14 drt处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大高频考点三

8、远距离输电问题例 3 （多选）在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么（) a输电线路上损失的电压与输送电流成正比b输送电压越高，输电线路上损失的电压越大c输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比d输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比【变式探究】如图所示,甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则 () a用户用电器上交流电的频率是100 hz b发电机输出交流电的电压有效值是500 v c输电线上的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定d当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小【举一反三】 （多选）一台发电机最大输出功率为4 000

9、kw ，电压为4 000 v ，经变压器t1升压后向远方输电输电线路总电阻为r1 k。到目的地经变压器t2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 v 、60 w） 若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10，变压器 t1和 t2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（）at1原、副线圈电流分别为103 a 和 20 a 6 bt2原、副线圈电压分别为1.8 105 v 和 220 v ct1和 t2的变压比分别为150 和 40 1 d有 6 104盏灯泡（ 220 v、 60 w）正常发光1 【2016全国卷】一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻r1、r2和 r3的阻值分别为 3

10、 、1 和 4 ，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（) a2 b3 c4 d5 2 【2016 全国卷】 如图所示， 理想变压器原、 副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a 和 b。当输入电压u 为灯泡额定电压的10 倍时 ,两灯泡均能正常发光下列说法正确的是(）a原、副线圈匝数比为91 b原、副线圈匝数比为19 c此时 a 和 b 的电功率之比为91 d此时 a 和 b 的电功率之比为19 3 【2016 天津卷】如图1。所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为

11、理想电表下列说法正确的是（）a当滑动变阻器的滑动触头p 向上滑动时，r1消耗的功率变大b当滑动变阻器的滑动触头p 向上滑动时，电压表v 示数变大c当滑动变阻器的滑动触头p 向上滑动时，电流表a1示数变大7 d若闭合开关s,则电流表 a1示数变大 ,a2示数变大4 【 2016江苏卷】一自耦变压器如图1。所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b 间作为原线圈通过滑动触头取该线圈的一部分,接在 c、d 间作为副线圈在a、b 间输入电压为 u1的交变电流时，c、d 间的输出电压为u2，在将滑动触头从m 点顺时针旋转到n点的过程中 () 图 1。au2u1，u2降低bu2u1，u2升高cu2u1

12、,u2降低du2u1,u2升高5 【2016四川卷】如图1。所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡l 供电 ,如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变,则(）a小灯泡变亮b小灯泡变暗c原、副线圈两端电压的比值不变d通过原、副线圈电流的比值不变1.【 2015海南 10】4如图，一理想变压器原、副线圈匝数比为4： 1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为r0，负载电阻的阻值 r=11r0,是理想电压表； 现将负载电阻的阻值减小为r=5r0， 保持变压器输入电流不变,此时电压表读数为5.0v，则8 2221d.4() ()mnprnua此时原线圈两端电

13、压的最大值约为34v b此时原线圈两端电压的最大值约为24v c原线圈两端原来的电压有效值约为68v d原线圈两端原来的电压有效值约为48v 2.【2015 江苏 1】5一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220v交变电流改为110v，已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为（）a200 b400 c1600 d3200 6.【2015福建 15】11图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器，升压变压器t 的原、副线圈匝数分别为n1、n2 。在 t 的原线圈两端接入一电压sinmuut的交流电源，若输送电功率为p，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为（

14、) 212.()4munanr221b.()4munnr2212c.4() ()mnprnu1.（2014 浙江卷， 15）如图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，流入用户端的电流为i2.则（) a用户端的电压为错误 !b输电线上的电压降为uc理想变压器的输入功率为i2，1rd输电线路上损失的电功率为i1u4 （2014江苏卷 ,3)远距离输电的原理图如图16 所示， 升压变压器原、 副线圈的匝数分别为 n1、n2，电压分别为u1、u2，电流分别为i1、i2，

15、输电线上的电阻为r.变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是(）9 a.错误 !错误 !b i2 错误 !ci1u1i错误 !rdi1u1i2u25(多选 )（2014 山东卷， 17）如图所示，将额定电压为60 v 的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关s后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表（均为理想电表）的示数分别为220 v 和 2.2 a。以下判断正确的是() a变压器输入功率为484 w b通过原线圈的电流的有效值为0。6 a c通过副线圈的电流的最大值为2。2 a d变压器原、副线圈匝数比n1n2 113 6 （2014海南卷， 2）理想变压器上接有三个完全

16、相同的灯泡，其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源，另外两个并联后接在副线圈两端。已知三个灯泡均正常发光。该变压器原、副线圈的匝数之比为(）a12 b21 c23 d32 1如图所示，理想变压器原线圈的匝数n11 100 匝，副线圈的匝数n2110 匝，原线圈接 u 311sin （314t） (v） 的交流电源。 开始开关s处于断开状态。 下列叙述正确的是(）a电压表示数为22 v b当开关s闭合后，电压表示数变大1 0c当开关s闭合后，电流表示数变小d当开关s闭合后 ,变压器的输出功率增大2如图 2 所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，b 是原线圈的中心接头，电压表 v 和电

17、流表a 均为理想电表， 除滑动变阻器电阻r、 定值电阻r0以外的其余电阻不计，从某时刻开始在原线圈c、d 两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u12202sin 100 t（v） 下列说法中正确的是（) 图 2 at错误 ! s 时刻， c、d 两点间的电压瞬时值为110 v b当单刀双掷开关与a 连接时，电压表的示数为22 2 v c单刀双掷开关与a 连接，在滑动变阻器滑片p 向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小d当单刀双掷开关由a 扳向 b时，电压表和电流表的示数均变大3如图为远距离输电的示意图,若电厂输出电压u1220 2sin 100 t（v）,则下列表述不正确的是 () 图 3

18、 au1u2，u3u4bu1220 v c若 u2提高为原来的10 倍，输电线上损失的功率为原来的错误 !d用户得到的交变电流频率为25 hz 1 14 （多选 )图 4 甲为一火灾报警系统其中r0为定值电阻， r 为热敏电阻 ,其阻值随温度的升高而减小理想变压器原、副线圈匝数比为51，副线圈输出电压如图乙所示，则下列说法正确的是（）图 4 a原线圈输入电压有效值为220 v b副线圈输出电压瞬时值表达式u44错误 !cos 100 t(v) cr 处出现火情时，原线圈电流增大dr 处出现火情时，电阻r0的电功率减小5 （多选）如图5 甲所示 ,理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2101,b 是原线圈的中心抽头， s 为单刀双掷开关，定值电阻r10 。从某时刻开始在原线圈c、d 两端加上如图乙所示的交变电压,则下列说法中正确的是（）图 5 a当 s 与 a 连接后，理想电流表的示数为2。2 a b当 s