變壓器 電能輸送

第2講變壓器電能的輸送理想變壓器Ⅰ(考綱要求)

【思維驅(qū)動】

一輸入電壓為220V，輸出電壓為36V的變壓器副線圈燒壞．為獲知此變壓器原、副線圈匝數(shù)，某同學(xué)拆下燒壞的副線圈，用絕緣導(dǎo)線在鐵芯上新繞了5匝線圈，如圖10-2-1所示，然后將原線圈接到220V交流電源上，測得新繞線圈的端電壓為1V．按理想變壓器分析，該變壓器燒壞前的原、副線圈匝數(shù)分別為()．

圖10-2-1答案：B【知識存盤】1．構(gòu)造：如圖10-2-2所示，變壓器是由

和繞在鐵芯上的

組成的．閉合鐵芯兩個線圈10-2-2 (1)原線圈：與交流電源連接的線圈，也叫

線圈． (2)副線圈：與

連接的線圈，也叫

線圈．2．原理：電流磁效應(yīng)、

.初級

負(fù)載

次級

電磁感應(yīng)

P入＝P出

4．幾種常用的變壓器 (1)自耦變壓器——調(diào)壓變壓器高電壓

低電壓

大電流

小電流

【思維驅(qū)動】(2012·江西重點中學(xué)聯(lián)考)照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的．可是我們在晚上七、八點鐘用電高峰時開燈，電燈比深夜時要顯得暗些．這是因為用電高峰時()．遠(yuǎn)距離輸電Ⅰ(考綱要求)

A．總電阻比深夜時大，供電線路上的電流小，每盞燈兩端的電壓較低B．總電阻比深夜時大，供電線路上的電流小，通過每盞燈的電流較小C．總電阻比深夜時小，供電線路上的電流大，輸電線上損失的電壓較大D．供電線路上的電流恒定，但開的燈比深夜時多，通過每盞燈的電流小答案：C【知識存盤】1．輸電過程(如圖10-2-3所示)10-2-3I2Rt

IR

I2R

遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個基本關(guān)系考點一變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用【典例1】

(2012·海南卷，4)如圖10-2-4所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為20∶1，兩個標(biāo)有“12V，6W”的小燈泡并聯(lián)在副線圈的兩端．當(dāng)兩燈泡都正常工作時，原線圈電路中電壓表和電流表(可視為理想的)的示數(shù)分別是()．A．120V,0.10AB．240V,0.025AC．120V,0.05AD．240V,0.05A答案：D答案：C借題發(fā)揮1．對理想變壓器的理解 (1)沒有能量損失 (2)沒有磁通量損失 (3)基本量的制約關(guān)系2.變壓器問題的解題思路考點二變壓器的動態(tài)分析【典例2】

(2012·福建卷，14)如圖10-2-6所示，理想變壓器原線圈輸入電壓u＝Umsinωt，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動變阻器．和是理想交流電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；和是理想交流電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示．下列說法正確的是．圖10-2-6A．I1和I2表示電流的瞬時值B．U1和U2表示電壓的最大值C．滑片P向下滑動過程中，U2不變、I1變大D．滑片P向下滑動過程中，U2變小、I1變小答案：C【變式跟蹤2】為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2，導(dǎo)線電阻不計，如圖10-2-7所示．當(dāng)開關(guān)S閉合后()．圖10-2-7A．A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值不變B．A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值變大C．V2示數(shù)變小，V1與V2示數(shù)的比值變大D．V2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)的比值不變答案：AD借題發(fā)揮變壓器的動態(tài)分析1．根據(jù)題意弄清變量與不變量．2．弄清變壓器動態(tài)變化的決定關(guān)系． (1)原線圈與副線圈電壓的決定關(guān)系． (2)輸入功率與輸出功率的決定關(guān)系． (3)原線圈與副線圈電流的決定關(guān)系．答案：D【變式跟蹤3】2012年入春以來，云南省部分地區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重旱情，導(dǎo)致大面積農(nóng)作物受災(zāi)，大量群眾飲水困難．目前旱情仍在繼續(xù)．為幫助災(zāi)區(qū)抗旱，電力部門加大了對災(zāi)區(qū)的電力供應(yīng)．如圖10-2-8所示，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻、變壓器不變，若發(fā)電廠增大輸出功率，則下列說法正確的是()．圖10-2-8A．升壓變壓器的輸出電壓增大B．降壓變壓器的輸出電壓增大C．輸電線上損耗的功率增大D．輸電線上損耗的功率占總功率的比例減小答案：C圖10-2-9

命題熱點16理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用命題專家評述考情分析2012年，在全國各地高考試卷中本講內(nèi)容共考查了7處，是高頻考點．高考題型：選擇題命題趨勢2014年高考對本講內(nèi)容的考查仍是理想變壓器規(guī)律的應(yīng)用，可能加強(qiáng)對實際問題處理能力的考查．閱教老師叮嚀易失分點(1)不清楚理想變壓器只能改變電壓和電流，而不能改變功率和頻率．(2)不能正確地分析變壓器的動態(tài)變化問題．應(yīng)對策略巧記：對于理想變壓器，各電學(xué)物理量的決定因素高考佐證(2012·課標(biāo)全國卷，17)自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分．一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖10-2-10所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)．已知變壓器線圈總匝數(shù)為1900匝；原線圈為1100匝，接在有效值為220V的交流電源上．當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時，負(fù)載R上的功率為2.0kW.設(shè)此時原線圈中電流有效值為I1，負(fù)載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為A．380V和5.3AB．380V和9.1AC．240V和5.3AD．240V和9.1A答案：B【預(yù)測1】如圖10-2-11甲所示，兩個相同的燈泡串聯(lián)，并和電壓表、電流表一起連接在正弦交變電源上，每個燈泡的電阻R＝110Ω.圖乙是交變電源輸出電壓隨時間t變化的圖象，則()．圖10-2-11答案：D【預(yù)測2】如圖10-2-12所示是一種理想自耦變壓器示意圖，線圈繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上，P是可移動的滑動觸頭．A、B間接交流電壓U，輸出端連接了兩個相同的燈泡L1和L2，Q為滑動變阻器的滑動觸頭．當(dāng)開關(guān)S閉合，P處于如圖所在的位置時，兩燈均能發(fā)光．下列說法正確的是()．圖10-2-12答案：B圖10-2-13

A．原、副線圈的匝數(shù)比為50∶1B．交變電壓的頻率為100HzC．副線圈中電流的有效值為4AD．變壓器的輸入功率為880W答案：C2．一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶5，原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u隨時間t的變化規(guī)律如圖10-2-14所示，副線圈僅接入一個10Ω的電阻，則()．A．流過電阻的最大電流是20AB．與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是141VC．變壓器的輸入功率是1×103WD．在交變電流變化的一個周期內(nèi)，電阻產(chǎn)生的焦耳熱是2×103J圖10-2-14答案：C3．如圖10-2-15所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有三個燈泡L1、L2和L3，輸電線的等效電阻為R，原線圈接有一個理想的電流表，開始時，開關(guān)S接通，當(dāng)S斷開時，以下說法中正確的是()． A．原線圈兩端P、Q間的輸入電壓減小 B．等效電阻R上消耗的功率變大 C．原線圈中電流表示數(shù)增大 D．燈泡L1和L2變亮圖10-2-15答案：C4．(2012·山東卷，18)如圖10-2-16甲所示是某燃?xì)鉅t點火裝置的原理圖．轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交變電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，為交流電壓表．當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時值大于5000V時，就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點燃?xì)怏w．以下判斷正確的是()．圖10-2-16答案：BC二、遠(yuǎn)距離輸電問題5．(2013·汕頭質(zhì)量測評)如圖10-2-17所示為遠(yuǎn)距離輸電的電路原理圖，下列判斷正確的是()．A．U1>U