2018高考物理大一轮复习领航课件第十一章交变电流传感器2节

主干回顾夯基固源考点透析

题组冲关课时规范训练第2节 变压器 远距离输电原线圈副线圈闭合铁芯互感2．理解变压器的基本关系式(1)功率关系：P

入＝P

出．U12(2)电压关系：U

＝，若n1>n2，为降压

变压器，若n1<n2，为

升压

变压器．I1；有多个副线圈(3)电流关系：只有一个副线圈时，I2＝时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn.n1n2n2n1二、远距离输电1．电路损失(1)功率损失：设输电电流为I，输电线的电阻为R，则功率损失为ΔP＝I2R

.，减小输(2)电压损失：ΔU＝

IR

.减小功率损失和电压损失，都要求提高输电电压电电流．2．降低损耗的两个途径S(1)一个途径是减小输电线的电阻．由电阻定律R＝ρl

可知，在输电距离一定的情况下，为减小电阻，应当用电阻率小

的金属材料制造输电线．此外，还要尽可能增加导线的横截面积．(2)另一个途径是减小输电导线中的电流

，由

P＝IU

可知，当输送功率一定时，提高电压可以减小输电电流．[自我诊断]1．判断正误(1)变压器不但可以改变交流电压，也可以改变直流电压．(×)

(2)变压器只能使交变电流的电压减小．(×)(3)高压输电的目的是增大输电的电流．(×)(4)在输送电压一定时，输送的电功率越大，输送过程中损失的功率越小．(×)变压器原线圈中的电流由副线圈中的电流决定．(

√

)高压输电可以减少输电线路上的电能损失，且输电线路上电压越高越好．(×)2．(多选)关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是(

)A．通过正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变

B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等

C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势

D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈解析：选BC.理想变压器没有漏磁现象，故原、副线圈产生的磁通量任何时候都相等，且随时间而改变，使副线圈产生感应电动势，而不是电流流到副线圈，综合上述选项B、C

正确．3．一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220

V

交变电压改为

110

V，已知变压器原线圈匝数为

800，则副线圈匝数为(

)A．200C．1

600B．400D．3

200解析：选B.理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比，即U1U2＝n1，解得

n

U2n

＝400，选项

B

正确．n2

2＝U1

14．(2016·辽宁抚顺重点高中协作体联考)(多选)为了监测变电站向外输电情况，要在变电站安装互感器，其接线如图所示．两变压器匝数分别为

n1、n2和

n3、n4，a

和

b

是交流电表．则(

)A．n1＞n2B．n3＞n4C．a

为交流电流表，b

为交流电压表D．a

为交流电压表，b

为交流电流表解析：选AD.电压互感器并联在电路中，电流互感器串联在电路中，故a

为交流电压表，b

为交流电流表，选项C

错误，D正确；含电压互感器电路中是强电压，通过变压器变成弱电压，用电压表测量，因为电压之比等于线圈匝数之比，所以n1＞n2，选项A正确；含电流互感器的电路中是强电流，通过变压器变成弱电流，用电流表测量，因为电流之比等于线圈匝数的倒数之比，所以n3＜n4，选项B

错误．A．用户端的电压为I1U1I2B．输电线上的电压降为U1C．理想变压器的输入功率为I2rD．输电线路上损失的电功率为I1U解析：选A.变压器输入功率等于输出功率，由I1U1＝I2U2

解2得，U

＝I

U1

1I21，选项A

正确；输电线上的电压降为U－U

，选项1B

错误；理想变压器的输入功率为I1U1，输电线的损失功率为I2r，选项C、D

错误．考点一

理想变压器基本规律的应用1．理想变压器的基本特点Δt(1)无漏磁，故原、副线圈中的Φ、ΔΦ相同．Δt(2)线圈无电阻，因此无电压降，U＝E＝nΔΦ.(3)

U

ΔΦ根据n

＝

Δt

得，套在同一铁芯上的线圈，无论是原线圈，U1

U2

U3还是副线圈，该比例都成立，则有n1

＝

n2

＝n3

＝…2．理想变压器的基本关系功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P

入＝P出电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比，即U1＝n1，与副线U2

n2圈的个数无关电流关系I1

n2①只有一个副线圈时：I

＝n2

1②有多个副线圈时：由P

入＝P

出得U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn

或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn.频率关系f1＝f2，变压器不改变交流电的频率[典例]

(2016·高考全国丙卷)(多选)如图，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9∶1B．原、副线圈匝数比为1∶9C．此时a

和b

的电功率之比为9∶1D．此时a

和b

的电功率之比为1∶9)解析

设灯泡的额定电压为

U0，输入电压为灯泡额定电压的10倍时灯泡正常发光，则变压器原线圈的电压为9U0，变压器原、副线圈的匝数比为9∶1，选项A

正确，选项B

错误；由9U0Ia＝U0Ib

得，流过b

灯泡的电流是流过a

灯泡电流的9

倍，根据P＝UI，a、b

灯泡的电功率之比为1∶9，选项C

错误，选项D

正确．答案

ADA．380

V

和5.3

AB．380

V

和9.1

AD．240

V

和9.1

AC．240

V

和5.3

A解析：选B.U1

n12当变压器输出电压调至最大时，由U2＝n2得U

＝n21U

＝1

900n1

1100×1I

＝2＝P

2

000U1

220220

V＝380

V，由P1＝P2，P1＝U1I1，P2＝U2I2，得A＝9.1

A，选项B

正确．2．一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，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

220V的正弦交流电源上，如图所示，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()A．U＝66

V，k＝19B．U＝22

V，k＝19C．U＝66

V，k＝13D．U＝22

V，k＝131

22I1

n2I

n1解析：选

A.设原、副线圈中的电流分别为

I

、I

，则

＝

＝12，故

k＝

1

＝

.设原线圈两端的电压为

U1，则I2R

1

U3

I2R

9

U1＝n2n

311＝，故U1＝3U

1U

U＋3U＝220

V，解，而原线圈上电阻分担的电压为3

，故3得U＝66

V．选项A

正确．3．(2016·湖南五市十校联考)(多选)如图所示，将额定电压为60V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(变压器输入功率为484

W通过原线圈的电流的有效值为0.6

A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n1∶n2＝11∶3)解析：选BD.输入功率P1＝P2＝I2U2＝2.2×60

W＝132

W，A1错误．原线圈的电流I

＝P1U1＝0.6

A，B

正确．副线圈的电流最大值I2m＝

2I2＝2.22

A，C

错误．变压器原、

n1＝U1副线圈匝数比n2

U2＝220

V＝11，D

正确．60

V

3考点二

理想变压器的动态分析常见的理想变压器的动态分析一般分匝数比不变和负载电阻不变两种情况．1．匝数比不变的情况(如图甲所示)1(1)U

不变，根据U

n1

1U2

n2＝

，输入电压U1

2决定输出电压U

，不论负载电阻R

如何变化，U2

不变．(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化．2．负载电阻不变的情况(如图乙所示)1n1n2(1)U

不变，

发生变化，故

U2变化．(2)R

不变，U2变化，故I2

发生变化．U2(3)根据

P2＝ 2，P2

发生变化，再根据

P1＝P2，故

P1

变化，RP1＝U1I1，U1

不变，故I1

发生变化．解析：选B.设原、副线圈的匝数比为k，根据变压器匝数比与电流成反比的关系，则原线圈电流为I

时，副线圈电流为kI；原线圈电流为4I

时，副线圈电流为4kI.根据变压器的输入功率等于输出功率得

UI－I2R1＝(kI)2(R2＋R3)4UI－(4I)2R1＝(4kI)2R2联立两式代入数据解得k＝3选项B正确．2．(2016·陕西西安二模)(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，b

是原线圈的中心抽头，S

为单刀双掷开关，定值电阻R＝10

Ω.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()当S

与a

连接后，理想电流表的示数为2.2

A当S

与a

连接后，t＝0.01

s

时理想电流表示数为零当S

由a

拨到b

后，原线圈的输入功率变为原来的4

倍由S

由a

拨到b

后，副线圈输出电压的频率变为25

Hz解析：选

AC.S

与

a

U1＝n1，又知连接后，由U2

n212U

＝220

2

V＝220

V，得U2＝22

V，则理想电压表的示数为22

V，又知定值电阻R＝10

Ω，可得理想电流表示数为I＝U2＝2.2

A，A

正确，BR错误．S

由a

拨到b

后，n1∶n2＝5∶1，则U1∶U2′＝5∶1，得U2U2′＝2U2，据P＝

R

得功率变为原来的4

倍，C

正确．变压器输出电压频率不变，仍为50

Hz，D

错误．保持Q

的位置不动，将P

向上滑动时，电流表读数变大保持Q

的位置不动，将P

向上滑动时，电流表读数变小保持P

的位置不动，将Q

向上滑动时，电流表读数变大保持P

的位置不动，将Q

向上滑动时，电流表读数变小解析：选BC.保持Q

的位置不动，则U2

不变，将P

向上滑动2时，R

接入电路的电阻变大，根据I

＝0R

＋R2知，I

变小，由

＝U2

I1

n2I

n2

1得I1

也变小，即电流表读数变小，选项A

错误、选项B

正确；保U2持

P

的位置不动，将

Q

向上滑动时，U2

变大，则根据

P2＝

2

R0＋R知副线圈输出功率变大，由P1＝P2知，变压器原线圈输入功率P1变大，而P1＝I1U，输入电压U一定，I1

变大，即电流表读数变大，选项C

正确、选项D

错误．2

sin2

sinA．电压表示数不变B．电流表A2

的示数始终为0

C．若滑动变阻器的滑片不动，仅改变u，使u＝220200πt(V)，则电流表A1

的示数增大D．若滑动变阻器的滑片不动，仅改变u，使u＝220200πt(V)，则电流表A1

的示数减小解析：选AC.电压表示数为副线圈两端电压，副线圈两端电压只与原线圈两端电压及原副线圈匝数比有关，故A

正确；因电容器“通交流、隔直流”，则电流表A2

始终有示数，B

错误；改变u

后，交变电流的频率变大，电容器的容抗减小，故A1

示数增大，C

正确、D

错误．考点三

远距离输电问题1．远距离输电的处理思路对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析．(2)电压、电流关系：U1U2n1n2I21＝ ＝

，U3I

U44n3

I4n

I3＝ ＝

，23U

＝ΔU＋U

，I2＝I3＝I

线．线2U

U3R线(3)输电电流：I

＝P2＝P3

＝U2－U3.2损

线

线

线(4)输电线上损耗的电功率：P

＝I

ΔU＝I

R

＝P2

U22R

线．当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n

倍，输电线上n2损耗的功率就减小到原来的1

.A．发电机产生的交流电的频率是100

HzB．降压变压器输出的电压有效值是340

VC．输电线的电流仅由输送功率决定D．仅增加升压变压器的副线圈匝数，其他条件不变，输电线上损失的功率减小解析：选D.由乙图可知交流电的周期T＝0.02

s，则频率f＝1T＝50

Hz，变压器不改变交流电的周期与频率，则A

错．由乙图可m知

U

＝340

V，有效值

U＝Um2＜340

V，则B

错．输电线的电流由输送功率和输送电压共同决定，则C

错．当仅增加升压变压器的副线圈匝数时，则输电电压增大，由P＝UI可知，输电电流减小，再由P＝I2R

可知输电线上损失的功率减小，则D

正确．2．(2017·山东潍坊高三质检)通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U

保持不变，输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k

时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗