2018高考物理大一輪復習領航課件第十一章交變電流傳感器2節(jié)

主干回顧夯基固源考點透析

題組沖關(guān)課時規(guī)范訓練第2節(jié) 變壓器 遠距離輸電原線圈副線圈閉合鐵芯互感2．理解變壓器的基本關(guān)系式(1)功率關(guān)系：P

入＝P

出．U12(2)電壓關(guān)系：U

＝，若n1>n2，為降壓

變壓器，若n1<n2，為

升壓

變壓器．I1；有多個副線圈(3)電流關(guān)系：只有一個副線圈時，I2＝時，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn.n1n2n2n1二、遠距離輸電1．電路損失(1)功率損失：設輸電電流為I，輸電線的電阻為R，則功率損失為ΔP＝I2R

.，減小輸(2)電壓損失：ΔU＝

IR

.減小功率損失和電壓損失，都要求提高輸電電壓電電流．2．降低損耗的兩個途徑S(1)一個途徑是減小輸電線的電阻．由電阻定律R＝ρl

可知，在輸電距離一定的情況下，為減小電阻，應當用電阻率小

的金屬材料制造輸電線．此外，還要盡可能增加導線的橫截面積．(2)另一個途徑是減小輸電導線中的電流

，由

P＝IU

可知，當輸送功率一定時，提高電壓可以減小輸電電流．[自我診斷]1．判斷正誤(1)變壓器不但可以改變交流電壓，也可以改變直流電壓．(×)

(2)變壓器只能使交變電流的電壓減小．(×)(3)高壓輸電的目的是增大輸電的電流．(×)(4)在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸送過程中損失的功率越?。?×)變壓器原線圈中的電流由副線圈中的電流決定．(

√

)高壓輸電可以減少輸電線路上的電能損失，且輸電線路上電壓越高越好．(×)2．(多選)關(guān)于理想變壓器的工作原理，以下說法正確的是(

)A．通過正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變

B．穿過原、副線圈的磁通量在任何時候都相等

C．穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應電動勢

D．原線圈中的電流通過鐵芯流到了副線圈解析：選BC.理想變壓器沒有漏磁現(xiàn)象，故原、副線圈產(chǎn)生的磁通量任何時候都相等，且隨時間而改變，使副線圈產(chǎn)生感應電動勢，而不是電流流到副線圈，綜合上述選項B、C

正確．3．一電器中的變壓器可視為理想變壓器，它將220

V

交變電壓改為

110

V，已知變壓器原線圈匝數(shù)為

800，則副線圈匝數(shù)為(

)A．200C．1

600B．400D．3

200解析：選B.理想變壓器原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，即U1U2＝n1，解得

n

U2n

＝400，選項

B

正確．n2

2＝U1

14．(2016·遼寧撫順重點高中協(xié)作體聯(lián)考)(多選)為了監(jiān)測變電站向外輸電情況，要在變電站安裝互感器，其接線如圖所示．兩變壓器匝數(shù)分別為

n1、n2和

n3、n4，a

和

b

是交流電表．則(

)A．n1＞n2B．n3＞n4C．a(chǎn)

為交流電流表，b

為交流電壓表D．a(chǎn)

為交流電壓表，b

為交流電流表解析：選AD.電壓互感器并聯(lián)在電路中，電流互感器串聯(lián)在電路中，故a

為交流電壓表，b

為交流電流表，選項C

錯誤，D正確；含電壓互感器電路中是強電壓，通過變壓器變成弱電壓，用電壓表測量，因為電壓之比等于線圈匝數(shù)之比，所以n1＞n2，選項A正確；含電流互感器的電路中是強電流，通過變壓器變成弱電流，用電流表測量，因為電流之比等于線圈匝數(shù)的倒數(shù)之比，所以n3＜n4，選項B

錯誤．A．用戶端的電壓為I1U1I2B．輸電線上的電壓降為U1C．理想變壓器的輸入功率為I2rD．輸電線路上損失的電功率為I1U解析：選A.變壓器輸入功率等于輸出功率，由I1U1＝I2U2

解2得，U

＝I

U1

1I21，選項A

正確；輸電線上的電壓降為U－U

，選項1B

錯誤；理想變壓器的輸入功率為I1U1，輸電線的損失功率為I2r，選項C、D

錯誤．考點一

理想變壓器基本規(guī)律的應用1．理想變壓器的基本特點Δt(1)無漏磁，故原、副線圈中的Φ、ΔΦ相同．Δt(2)線圈無電阻，因此無電壓降，U＝E＝nΔΦ.(3)

U

ΔΦ根據(jù)n

＝

Δt

得，套在同一鐵芯上的線圈，無論是原線圈，U1

U2

U3還是副線圈，該比例都成立，則有n1

＝

n2

＝n3

＝…2．理想變壓器的基本關(guān)系功率關(guān)系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，即P

入＝P出電壓關(guān)系原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，即U1＝n1，與副線U2

n2圈的個數(shù)無關(guān)電流關(guān)系I1

n2①只有一個副線圈時：I

＝n2

1②有多個副線圈時：由P

入＝P

出得U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn

或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn.頻率關(guān)系f1＝f2，變壓器不改變交流電的頻率[典例]

(2016·高考全國丙卷)(多選)如圖，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a

和b.當輸入電壓U

為燈泡額定電壓的10

倍時，兩燈泡均能正常發(fā)光．下列說法正確的是(A．原、副線圈匝數(shù)比為9∶1B．原、副線圈匝數(shù)比為1∶9C．此時a

和b

的電功率之比為9∶1D．此時a

和b

的電功率之比為1∶9)解析

設燈泡的額定電壓為

U0，輸入電壓為燈泡額定電壓的10倍時燈泡正常發(fā)光，則變壓器原線圈的電壓為9U0，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為9∶1，選項A

正確，選項B

錯誤；由9U0Ia＝U0Ib

得，流過b

燈泡的電流是流過a

燈泡電流的9

倍，根據(jù)P＝UI，a、b

燈泡的電功率之比為1∶9，選項C

錯誤，選項D

正確．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：選B.U1

n12當變壓器輸出電壓調(diào)至最大時，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，選項B

正確．2．一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為

220V的正弦交流電源上，如圖所示，設副線圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k，則()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：選

A.設原、副線圈中的電流分別為

I

、I

，則

＝

＝12，故

k＝

1

＝

.設原線圈兩端的電壓為

U1，則I2R

1

U3

I2R

9

U1＝n2n

311＝，故U1＝3U

1U

U＋3U＝220

V，解，而原線圈上電阻分擔的電壓為3

，故3得U＝66

V．選項A

正確．3．(2016·湖南五市十校聯(lián)考)(多選)如圖所示，將額定電壓為60V的用電器，通過一理想變壓器接在正弦交變電源上．閉合開關(guān)S

后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220

V

和2.2

A．以下判斷正確的是(變壓器輸入功率為484

W通過原線圈的電流的有效值為0.6

A通過副線圈的電流的最大值為2.2

A

D．變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶3)解析：選BD.輸入功率P1＝P2＝I2U2＝2.2×60

W＝132

W，A1錯誤．原線圈的電流I

＝P1U1＝0.6

A，B

正確．副線圈的電流最大值I2m＝

2I2＝2.22

A，C

錯誤．變壓器原、

n1＝U1副線圈匝數(shù)比n2

U2＝220

V＝11，D

正確．60

V

3考點二

理想變壓器的動態(tài)分析常見的理想變壓器的動態(tài)分析一般分匝數(shù)比不變和負載電阻不變兩種情況．1．匝數(shù)比不變的情況(如圖甲所示)1(1)U

不變，根據(jù)U

n1

1U2

n2＝

，輸入電壓U1

2決定輸出電壓U

，不論負載電阻R

如何變化，U2

不變．(2)當負載電阻發(fā)生變化時，I2變化，輸出電流I2決定輸入電流I1，故I1發(fā)生變化．2．負載電阻不變的情況(如圖乙所示)1n1n2(1)U

不變，

發(fā)生變化，故

U2變化．(2)R

不變，U2變化，故I2

發(fā)生變化．U2(3)根據(jù)

P2＝ 2，P2

發(fā)生變化，再根據(jù)

P1＝P2，故

P1

變化，RP1＝U1I1，U1

不變，故I1

發(fā)生變化．解析：選B.設原、副線圈的匝數(shù)比為k，根據(jù)變壓器匝數(shù)比與電流成反比的關(guān)系，則原線圈電流為I

時，副線圈電流為kI；原線圈電流為4I

時，副線圈電流為4kI.根據(jù)變壓器的輸入功率等于輸出功率得

UI－I2R1＝(kI)2(R2＋R3)4UI－(4I)2R1＝(4kI)2R2聯(lián)立兩式代入數(shù)據(jù)解得k＝3選項B正確．2．(2016·陜西西安二模)(多選)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝10∶1，b

是原線圈的中心抽頭，S

為單刀雙擲開關(guān)，定值電阻R＝10

Ω.從某時刻開始在原線圈c、d

兩端加上如圖乙所示的交變電壓，則下列說法中正確的是()當S

與a

連接后，理想電流表的示數(shù)為2.2

A當S

與a

連接后，t＝0.01

s

時理想電流表示數(shù)為零當S

由a

撥到b

后，原線圈的輸入功率變?yōu)樵瓉淼?

倍由S

由a

撥到b

后，副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5

Hz解析：選

AC.S

與

a

U1＝n1，又知連接后，由U2

n212U

＝220

2

V＝220

V，得U2＝22

V，則理想電壓表的示數(shù)為22

V，又知定值電阻R＝10

Ω，可得理想電流表示數(shù)為I＝U2＝2.2

A，A

正確，BR錯誤．S

由a

撥到b

后，n1∶n2＝5∶1，則U1∶U2′＝5∶1，得U2U2′＝2U2，據(jù)P＝

R

得功率變?yōu)樵瓉淼?

倍，C

正確．變壓器輸出電壓頻率不變，仍為50

Hz，D

錯誤．保持Q

的位置不動，將P

向上滑動時，電流表讀數(shù)變大保持Q

的位置不動，將P

向上滑動時，電流表讀數(shù)變小保持P

的位置不動，將Q

向上滑動時，電流表讀數(shù)變大保持P

的位置不動，將Q

向上滑動時，電流表讀數(shù)變小解析：選BC.保持Q

的位置不動，則U2

不變，將P

向上滑動2時，R

接入電路的電阻變大，根據(jù)I

＝0R

＋R2知，I

變小，由

＝U2

I1

n2I

n2

1得I1

也變小，即電流表讀數(shù)變小，選項A

錯誤、選項B

正確；保U2持

P

的位置不動，將

Q

向上滑動時，U2

變大，則根據(jù)

P2＝

2

R0＋R知副線圈輸出功率變大，由P1＝P2知，變壓器原線圈輸入功率P1變大，而P1＝I1U，輸入電壓U一定，I1

變大，即電流表讀數(shù)變大，選項C

正確、選項D

錯誤．2

sin2

sinA．電壓表示數(shù)不變B．電流表A2

的示數(shù)始終為0

C．若滑動變阻器的滑片不動，僅改變u，使u＝220200πt(V)，則電流表A1

的示數(shù)增大D．若滑動變阻器的滑片不動，僅改變u，使u＝220200πt(V)，則電流表A1

的示數(shù)減小解析：選AC.電壓表示數(shù)為副線圈兩端電壓，副線圈兩端電壓只與原線圈兩端電壓及原副線圈匝數(shù)比有關(guān)，故A

正確；因電容器“通交流、隔直流”，則電流表A2

始終有示數(shù)，B

錯誤；改變u

后，交變電流的頻率變大，電容器的容抗減小，故A1

示數(shù)增大，C

正確、D

錯誤．考點三

遠距離輸電問題1．遠距離輸電的處理思路對高壓輸電問題，應按“發(fā)電機→升壓變壓器→遠距離輸電線→降壓變壓器→用電器”，或按從“用電器”倒推到“發(fā)電機”的順序一步一步進行分析．(2)電壓、電流關(guān)系：U1U2n1n2I21＝ ＝

，U3I

U44n3

I4n

I3＝ ＝

，23U

＝ΔU＋U

，I2＝I3＝I

線．線2U

U3R線(3)輸電電流：I

＝P2＝P3

＝U2－U3.2損

線

線

線(4)輸電線上損耗的電功率：P

＝I

ΔU＝I

R

＝P2

U22R

線．當輸送功率一定時，輸電電壓增大到原來的n

倍，輸電線上n2損耗的功率就減小到原來的1

.A．發(fā)電機產(chǎn)生的交流電的頻率是100

HzB．降壓變壓器輸出的電壓有效值是340

VC．輸電線的電流僅由輸送功率決定D．僅增加升壓變壓器的副線圈匝數(shù)，其他條件不變，輸電線上損失的功率減小解析：選D.由乙圖可知交流電的周期T＝0.02

s，則頻率f＝1T＝50

Hz，變壓器不改變交流電的周期與頻率，則A

錯．由乙圖可m知

U

＝340

V，有效值

U＝Um2＜340

V，則B

錯．輸電線的電流由輸送功率和輸送電壓共同決定，則C

錯．當僅增加升壓變壓器的副線圈匝數(shù)時，則輸電電壓增大，由P＝UI可知，輸電電流減小，再由P＝I2R

可知輸電線上損失的功率減小，則D

正確．2．(2017·山東濰坊高三質(zhì)檢)通過一理想變壓器，經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P，原線圈的電壓U

保持不變，輸電線路的總電阻為R.當副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k

時，線路損耗的電功率為P1，若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk，線路損耗