第十三章 交變電流 電磁振蕩與電磁波 傳感器 第68課時(shí)　變壓器　電能的輸送　雙基落實(shí)課學(xué)生用

第68課時(shí)變壓器電能的輸送[雙基落實(shí)課]變壓器是電能輸送的必備設(shè)備，如圖所示是電能輸送的簡(jiǎn)單示意圖。判斷下列說法正誤：（1）變壓器對(duì)恒定直流沒有變壓作用。（）（2）變壓器能改變交變電流的頻率。（）（3）工廠用電設(shè)備接得越多，輸電線上的電流越大，輸電線路損耗越大。（）（4）當(dāng)所有用戶的用電器全部斷電時(shí)，低壓變電站變壓器的副線圈中電流為零，副線圈兩端電壓也為零。（）

考點(diǎn)一理想變壓器的原理及應(yīng)用[素養(yǎng)自修類]1.【變壓器基本關(guān)系的應(yīng)用】（多選）（2023·海南高考11題）如圖是工廠利用u＝2202sin（100πt）V的交流電給36V照明燈供電的電路，變壓器原線圈匝數(shù)為1100匝，下列說法正確的是（）A.電源電壓有效值為2202V B.交變電流的周期為0.02sC.副線圈匝數(shù)為180匝 D.副線圈匝數(shù)為240匝2.【含有二極管的變壓器電路】為了激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣和探究精神，某學(xué)校建有節(jié)能環(huán)保風(fēng)力發(fā)電演示系統(tǒng)，該系統(tǒng)由風(fēng)力發(fā)電機(jī)、交流電變壓器和用戶三部分構(gòu)成，簡(jiǎn)易示意圖如圖所示。t＝0時(shí)刻，發(fā)電機(jī)線圈所在平面與磁場(chǎng)方向垂直，風(fēng)輪機(jī)葉片通過升速齒輪箱帶動(dòng)發(fā)電機(jī)線圈以每秒50轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，已知發(fā)電機(jī)線圈面積S＝0.01πm2，匝數(shù)為N＝100匝，內(nèi)阻不計(jì)；勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝210T。變壓器部分，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2＝1∶4。在用戶部分，電路中電表均為理想電表，定值電阻R1＝R2＝4Ω，D為理想二極管（該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大），A.發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)e＝102·sin（50πt）VB.電壓表的示數(shù)為402VC.電流表的示數(shù)為52AD.原線圈的輸入功率為800W3.【多個(gè)副線圈的變壓器電路】（多選）（2021·河北高考8題）如圖，發(fā)電機(jī)的矩形線圈長(zhǎng)為2L、寬為L(zhǎng)，匝數(shù)為N，放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n0、n1和n2，兩個(gè)副線圈分別接有電阻R1和R2，當(dāng)發(fā)電機(jī)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，理想電流表讀數(shù)為I，不計(jì)線圈電阻，下列說法正確的是（）A.通過電阻R2的電流為n1In2 B.電阻C.n0與n1的比值為2NBL2ω4.【電流互感器與電壓互感器】（多選）如圖所示，L1和L2是輸電線，甲、乙是兩個(gè)互感器（可視為理想變壓器），其中的線圈匝數(shù)關(guān)系為n1∶n2＝200∶1，n3∶n4＝1∶100，電流表和電壓表均為理想交流電表。下列說法正確的是（）A.甲是電流互感器，乙是電壓互感器B.甲是電壓互感器，乙是電流互感器C.若V表示數(shù)為30V，則輸電線兩端的電壓最大值為6000VD.若A表示數(shù)為5A，則通過輸電線的電流有效值為500A1.關(guān)于理想變壓器的四點(diǎn)說明（1）變壓器不能改變直流電壓。（2）變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的頻率。（3）理想變壓器本身不消耗能量。（4）理想變壓器基本關(guān)系中的U1、U2、I1、I2均為有效值。2.分析變壓器電路的兩個(gè)難點(diǎn)（1）分析原線圈串聯(lián)負(fù)載的變壓器電路問題時(shí)要注意：變壓器的輸入電壓不等于電源的電壓，而是等于電源電壓減去串聯(lián)負(fù)載的電壓，即U1＝U源－U串。（2）分析含有二極管的變壓器電路問題時(shí)要注意：理想二極管具有單向?qū)щ娦?，正弦式交變電流通過二極管后會(huì)變成半波直流電流，對(duì)應(yīng)的有效值會(huì)發(fā)生變化。3.含有多個(gè)副線圈的變壓器計(jì)算具有兩個(gè)或兩個(gè)以上副線圈的變壓器問題時(shí)，需注意三個(gè)關(guān)系：（1）電壓關(guān)系：U1n1＝U2n2＝（2）功率關(guān)系：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn。（3）電流關(guān)系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋…＋nnIn?？键c(diǎn)二理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問題[多維探究類]考法一匝數(shù)比不變、負(fù)載變化【典例1】（2021·湖南高考6題）如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2，輸入端C、D接入電壓有效值恒定的交變電源，燈泡L1、L2的阻值始終與定值電阻R0的阻值相同。在滑動(dòng)變阻器R的滑片從a端滑動(dòng)到b端的過程中，兩個(gè)燈泡始終發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是（）A.L1先變暗后變亮，L2一直變亮 B.L1先變亮后變暗，L2一直變亮C.L1先變暗后變亮，L2先變亮后變暗 D.L1先變亮后變暗，L2先變亮后變暗聽課記錄【解題技法】匝數(shù)比不變、負(fù)載變化的分析思路（1）U1不變，根據(jù)U1U2＝n1n2，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，可以得出不論負(fù)載電阻（2）當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，I2變化，根據(jù)輸出電流I2決定輸入電流I1，可以判斷I1的變化。（3）I2變化引起P2變化，根據(jù)P1＝P2，可以判斷P1的變化?？挤ǘ褦?shù)比改變、負(fù)載不變【典例2】如圖所示，原、副線圈匝數(shù)比為100∶1的理想變壓器，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1＝310sin（314t）（V），則（）A.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為3.1VB.副線圈兩端的電壓頻率為50HzC.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，原線圈輸入功率變小D.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)均變小聽課記錄【解題技法】負(fù)載電阻不變、匝數(shù)比變化的分析思路（1）U1不變，n1n2發(fā)生變化，（2）R不變，U2變化，I2發(fā)生變化。（3）根據(jù)P2＝U22R和P1＝P2、P1＝U1I1，可以判斷P2變化時(shí)，P1發(fā)生變化；U1不變，考點(diǎn)三電能的輸送[互動(dòng)共研類]1.理清三個(gè)回路2.抓住兩個(gè)聯(lián)系（1）回路1和回路2的聯(lián)系——升壓變壓器→基本關(guān)系：U1U2＝n1n2，I1I2（2）回路2和回路3的聯(lián)系——降壓變壓器→基本關(guān)系：U3U4＝n3n4，I3I43.明確三個(gè)關(guān)系式（聯(lián)系兩個(gè)變壓器的紐帶）（1）功率：P2＝ΔP＋P3（其中ΔP＝ΔUI線＝I線2R線＝Δ（2）電壓：U2＝ΔU＋U3。（3）電流：I2＝I線＝I3?！镜淅?】（2023·山東高考7題）某節(jié)能儲(chǔ)能輸電網(wǎng)絡(luò)如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1＝250V，輸出功率為500kW。降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4＝50∶1，輸電線總電阻R＝62.5Ω，其余線路電阻不計(jì)，用戶端電壓U4＝220V，功率為88kW，所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是（）A.發(fā)電機(jī)的輸出電流為368A B.輸電線上損失的功率為4.8kWC.輸送給儲(chǔ)能站的功率為408kW D.升壓變壓器的匝數(shù)比n1∶n2＝1∶44聽課記錄1.【電能的輸送電路分析】（2020·浙江7月選考11題）如圖所示，某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率P＝100kW，發(fā)電機(jī)的電壓U1＝250V，經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻R線＝8Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為U4＝220V。已知輸電線上損失的功率P線＝5kW。假設(shè)兩個(gè)變壓器均是理想變壓器，下列說法正確的是（）A.發(fā)電機(jī)輸出的電流I1＝40A B.輸電線上的電流I線＝625AC.降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4＝190∶11 D.用戶得到的電流I4＝455A2.【電能輸送電路的動(dòng)態(tài)分析】（多選）圖甲為某小型水電站的電能輸送示意圖，其輸入電壓如圖乙所示。輸電線總電阻為r，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n3、n4（變壓器均為理想變壓器）。降壓變壓