人教版 高中物理 选修3-2 第6讲：变压器 远距离输电 （教师版）

1、变压器 远距离输电教学目标理解变压器的工作原理及输电过程中的能量损失问题 。学 会 运 用 变 压 器 知 识 解 决 有 关 的 综 合 问 题 。知识梳理变压器变压器是改变交流电压的设备，互感现象是变压器工作的基础组成：理想变压器U电压与匝数的关系为：原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的匝数之比，即 n1 .Un22I电流与匝数的关系为：原、副线圈的电流与它们的匝数成反比，即 I12n2 . 电流和匝数成反n1比的关系只适用于原、副线圈各有一个的情况，一旦有多个副线圈，该关系即不适用功率关系：理想变压器没有能量损失，输入功率等于输出功率有：PP ，即U U I U I U 入出1 12 2

2、2 22 2nn对原、副线圈匝数比 U2是由输入电压决定的，U2 U1；在原n副线圈匝数比确定的情况下，原线圈中的输入电流是由副线圈中的输出电流 I决定的，nI n2 I11 212（I 由所接负载而定）2U 、U12，电流 I 、I ，12输入和输出功率 P、P 随匝数比变化而变化的情况；另一类是匝数比不变，上述各量随负载电阻变12物理量变化的决定因素几种常见的变压器电压互感器：测量交流高电压，使用时，把原线圈与被测电路并联自耦变压器电能的输送电压互感器电流互感器输电线上的电压损失和功率损失设输电电流为I ，输电线的电阻为r ，则电压损失U Ir ，功率损失P I 2r降低输电损耗的途径远距

3、离输电过程示意图，如图所示几个常见的关系：InIn（1）电流关系： 1 2 ，I I ， 3 4In23In2143U电压关系： n1 ，U IRUn U ， 3 3，其中n、n、n、分别表示升压变压器的原Un222线3Un441234副线圈的匝数和降压变压器的原副线圈的匝数 P ， P PP ， P ， P P，P I2R分析122线耗33441线耗线耗2线结构示意图，通过原、副线圈的电流求出匝数比，也可通过电压关系求解输电导线中的损耗将升压变压器与降压变压器联系起来，升压变压器副线圈中的电流、输电线 响送电单位电能的输送因此我们在计算时，应根据电压、电流、功率的决定方向依次向下一级推 导，

4、即按“发电升压输电线降压用电器”的顺序分析或逆序分析特色讲解类型一：变压器的电压比，电流比及功率关系131L也能正常发光L比另三灯都暗LD不能确定解析：该题主要考查变压器的工作原理原副线圈的电流关系和电功率等内容该题易犯的错误是：由原副线圈匝数比nUU12122U1故被烧坏而错选C其错误是把变压器原线圈两端额电压和电灯LI12I I 2 即灯L亦能像其他三灯一样正常发光额2为A答案：A类型二:远距离送电 13额2m3s1h5 m，现利用其发电，若发50240V，输电线总电阻R30 ，6220 V V、100 W”的电灯正常发光？解析： 按题意画出远距离输电的示意图所示，电源端的输出功率P （

5、mgh ）总t21.01031050.5 W5104 W2，所以输电线中电流为损损 P 损 P60%总R5 104 0.06 10A30B1U1240 V，副线圈送电电压为出U总PU总5 104V5103 V2I10所以升压变压器的变压比为nnUU240612512125103输电线上电压的损耗U IR1030 V300V损B2的原线圈的电压UUU5103V300 V4700 V12损据题意知，U220 V，所以降压变压器的匝数比为2nnUU4700235111212220因为理想变压器没有能量损失，所以可正常发光的电灯盏数为P5 104 5 104 0.06 总损 P灯100470类型三：远

6、程输电、变压器的构造和工作原理例 3.（2014 福建卷）n=nn=n，四根模1423拟输电线的电阻RRRR 的阻值均为A 为相同的小灯12341212泡，灯丝电阻R，忽略灯丝电阻随温度的变化。当B端接入低压交流电源时（ ）LA.AA两表的示数相同12B.LL两灯泡的量度相同1C.R1D.R22消耗的功率大于R3两端的电压小于R4消耗的功率两端的电压解析：题图中上面部分为高压远距离输电的示意图，下面为低压输电，在输送功率一定的情况下，12I I12，A 项错误；低压供电时，输送电流较大，电线上的电压损失较多，灯泡两端获得电压较小，亮度较暗，B 项错误，D 项正确；根据电功率的公式PI 2R 可

7、知，R消1耗的功率小于R3消耗的功率，C 项错误。答案：D类型四：理想变压器5原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220V 降至110V。调节前后A副线圈中的电流比为 1:2 B副线圈输出功率比为 2:1 C副线圈的接入匝数比为 2:1D原线圈输入功率比为 1:2解析：通过调节触头P，使输出电压有效值由220V 降至 110V，输出电压减少为原来的一半，根据姆定律I = U/R ，在电阻不变时，调节前后副线圈输出电流之比为I：I= U：U= 2 2前2后2前2后1 ，选项AU : U12= n :n1，在原线圈电压和匝数不变的情况下，副线圈接入匝数也应

8、该变为原来的一半，接入匝数比n：n = U：U= 2 ：1 ，选项C正确；2前2后2前2后根据功率P=UI ，得到调节前后副线圈输出功率之比P：P =U I：U I= 4 选项2前2后2 前 2前2 后 2后B错误；原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，所以原线圈的输入功率之比P：P = P：1前1后2前P = 4 ：1，选项D 错误。2 后答案：C当堂练习基础演练.S原来 R=RSURP1211别是A.U增大，P1B.U减小，P1C.U减小，P1D.U增大，P1答案：B20k0.5400情况是50WC.减少7.68106W答案：B1200Wr，P送电，则用户能得到的电功率为P P 2rP U

9、2 P 2rA.P B.UC.rD.U答案：BU1R，I，U2，则输电导线上损耗的功率可表示为U21UU 22I2RD.I(U-U)RR12答案：BCDLIU阻率为，那么该输电导线的横截面积的最小值是 lIUI22lIU2UL答案：C变压器的输入功率一定增加的是RB.RC.的阻值D.增加负载R的阻值和原线圈匝数，副线圈匝数减少答案：B7.（2014 年 广东卷）如图所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压 U1 不变，闭合电建S，下列说法正确 的是AP 向下滑动时，灯L 变亮BP 向下滑动时，变压器的输出电压不变CP 向上滑动时，变压器的输入电流变小DP 向上滑动时，变压器的输出功率变大答案：BD8. （2014 海南卷）理想变压器上接有三个完全相同的灯泡，其中一个与该变压器的原线圈串联后的匝数之比为A1:2 B2:l C2