《高考风向标》年高考物理一轮复习 专题十一 第2讲 变压器 电能的输送课件

第2讲变压器电能的输送考点1理想变压器1．构造由一个闭合铁芯、原线圈及副线圈组成．

图11－2－1

2．工作原理：在同一铁芯上的磁通量的变化率处处相同．

3．理想变压器中的参数关系 没有漏磁和发热损失(即没有能量损失)的变压器叫理想变压器．(1)电压关系：在同一铁芯上只有一组副线圈时：当有几组副线圈时：

(2)功率关系：对于理想变压器不考虑能量损失，总有P入＝P出①当只有一组副线圈时，I1U1＝I2U2，得(3)电流关系②当有多组副线圈时：I1U1＝I2U2＋I3U3＋……，得I1n1＝I2n2＋I3n3＋……. 4．注意事项

(1)变压器能改变交变电流电压，但不能改变恒定电流(直流电)的电压．如果原线圈接上直流电，则副线圈输出电压为零．

(2)变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，用较细的导线绕制，变压器的低压线圈匝数少而通过的电流大，用较粗的导线绕制．(3)副线圈上的电流电压和原线圈上电流电压一样也是交变的，且频率相同．(4)三个决定①输入电压决定输出电压，当输入电压不变时，不论负载是否变化，输出电压不变．②输出电流决定输入电流，输入电流随输出电流的增大而增大，随输出电流的减小而减小．③输出功率决定输入功率，输入功率随输出功率的变化而变化．当负载为空载时，输入功率为零．

1．(双选)(2011年汕头一模)如图11－2－2甲，一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图乙所示，副线圈仅接入一个10Ω的电阻．则()图11－2－2答案：AC

2．(双选)一理想变压器的原线圈连接一只电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图11－2－3所示．在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头．原线圈两端接在电压为U的交流电源上．则()图11－2－3A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小BC＝知，副线圈

解析：根据理想变压器原副线圈上电压、电流决定关系知：在输入电压U1

不变的情况下，U2不变．当保持Q的位置不动，滑动头P向上滑动时，副线圈上的电阻增大，电流减小，故输入电流I1亦随着减小，即电流表的示数变小，A错误B正确；当保持P的位置不动，将Q向上滑动时,由

U1

n1U2

n2上匝数增大，引起副线圈上电压增大，即副线圈上电流增大，故原线圈上的电流亦随着增大，故电流表的示数增大，C正确，D错误．考点2远距离输电

1．减小损耗的方法 发电机的输出功率为一定值，P＝UI，在远距离输电的过程中，有相当一部分能量损耗在输电线上，设输电线的电阻为r，则损耗的电能，即转化为热能的部分为Q＝I2rt，电势功率为P热＝P损＝I2r，要减小损耗有两种方法：

(1)减小电阻：①减小电阻率，现有的导线多为铝导线，可改为铜，但价格太高；②减小距离，不可能；③增大面积，有局限性，并且耗费材料．

(2)减小电流：在输出功率不变的情况下，要减小电流，必须提高U，即需采用高压输电．

2．远距离输电的经典模型(如图11－2－4)． 图11－2－4 3．远距离输电的三组关系及两种损耗如下：(3)电功率关系系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝PR＋P3(4)两种损耗耗：功率率损耗PR＝I2RR，输送电电压损耗耗U＝IRR＝U2－U3.4．注意(1)输入电压压及匝数数比决定定输出电电压．只只有负载载变化时时，输出电压保保持不变变．(2)输出的功功率、电电流决定定输入的的功率、、电流，，故负载载变化会引起输输入功率率的变化化．3．(单选)(2011年广州一一模)图11－2－5是远距离离输电的的示意图，下下列说法法正确的的是()A图11－2－5A．a是升压变变压器，，b是降压变变压器B．a是降压变变压器，，b是升压变变压器C．a的输出电电压等于于b的输入电电压D．a的输出电电压等于于输电线上损失失的电压压4．电站的的输出功功率P＝104kW，输出电电压U1＝4kV，通过理想变压压器升压压后向远远处供电电．已知知输电导导线的总总电阻为为R＝10ΩΩ，输电线线路损失失的功率率为输出出功率的的4%，求变压压器的匝匝数比．．解：发电站的的输出电电流I1＝PU1＝1074×103A＝2.5×103

A

电线路损失的功率P损＝4%P＝I22R

则I2＝4%PR＝4%×10710A＝2×102

A

变压器的匝数比n1n2＝I2I1＝2×1022.5×103＝225.

【例1】(双选)(2009年广东卷卷)图11－2－6为远距离离高压输输)电的示意意图．关关于远距距离输电电，下列列表述正正确的是是(图11－2－6热点变变压器器及远距距离输电电A．减小输输电导线线的横截截面积有有利于减减少输电电过程中中的电能能损失B．高压输输电是通通过减小小输电电电流来减减小电路路的发热热损耗C．在输送送电压一一定时，，输送的的电功率率越大，，输电过过程中的的电能损失越小小D．高压输电必必须综合考虑虑各种因素，，不一定是电电压越高越好好电线的横截面积，会增大输电线的电阻，则增大了输电线上的功率损耗，A错误；由P＝UI来看在输送功率一定的情况下，输送电压U越大，输出电流越小，则功率损耗越小，B正确；若输送电压一定，输送功率越大，则电流I越大，电路中损耗的电功率越大，C错误；输送电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，D正确．

答案：BD根据功率损失失的表达式ΔP＝I2r可知，要减少少输电线上的功率损损失，有两种种方法：其一一是减小输电电线的电阻；；其二是减小输电电电流．在输输电功率一定定的条件下，，根据P＝UI可知，要减小输输电线中的电电流I，必须提高输输电电压U，这就是采用高压输电的的道理．解决决远距离输电电问题时，应应先画出输送电电路图，然后以以变压器铁芯芯为界，分成成几个独立的的闭合电路，，应用欧姆定律等等有关公式分分析各自的电电流、电压和和功率关系．．各独立回路之间间可通过变压压器的n1：n2＝U1：U2＝I2/I1及理想变压器P1＝P2等联系起来．．1．(双选)(2010年东莞模拟)2008年1月10日开始的低温温雨雪冰冻造成成我国部分地地区严重灾害害，其中高压压输电线因结结冰而损毁严重．．此次灾害牵牵动亿万人的的心．为消除除高压输电线线上的凌冰，有人人设计了这样样的融冰思路路：利用电流流的热效应除除冰．若在正常供电电时，高压线线上送电电压压为U，电流为I，热耗功率为ΔP；除冰时，输输电线上的热热耗功率需变变为9ΔP，则除冰时(认为输电功率和和输电线电阻阻不变()A．输电电流为为3IC．输电电压为为3UB．输电电流为为9IAD易错点：变压压器的应用【例1】图11－2－7中，降压变压压器的变压系系数是3，即初级线圈匝数数与次级线圈圈的匝数之比比是3.初级线圈的输输入电压是660V，次级线圈的的电阻为0.2Ω，这台变压器器供给100盏“220V,60W””的电灯用电．．求：(1)空载时次级线线圈的路端电电压和输出功功率；(2)接通时次级线线圈的路端电电压；(3)每盏灯的实际际功率．图11－2－7理解能力的的高低表现现在把握文文字的物理理意义上．．题文中说说“次级线线圈的电阻阻为0.2ΩΩ”．可见文中中所述的变变压器有内内耗，不是是理想变压压器．类比比直流电路路的知识，，可从两条条路去求路路端电压，，U＝E－Ir(电源电动势势减去内电电压)，或者用欧欧姆定律U＝IR.来计算电功功率．不能用P＝U2R(2)接通后次级级线圈有电电阻，要消消耗电能，，由于次级级线圈内部部存在电压降，所所以次级线线圈的路端端电压不再再是220V，而应以次次级线圈为为研究对象应应用闭合电电路欧姆定定律去求次次级线圈的的路端电压压．(3)由于次级线线圈的路端端电压达不不到灯泡的的额定电压压，灯泡的的实际功率要小于于每盏灯的的额定功率率．(1)变压器空载载时，电路路的电流为为零，无能能量的转化化，1．(双选)(2010年潮州二模模)某小型水电电站的电能能输送示意意图如图11－2－8所示．发电电机的输出出电压为220V，输电线总