選修3-2 第十章 第2講

1、第2講 變壓器 電能的輸送 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn) 1 1 理想變壓器理想變壓器 1.1.構(gòu)造和原理構(gòu)造和原理( (如圖所示如圖所示) ) (1)(1)主要構(gòu)造：由主要構(gòu)造：由_、_和和_組成。組成。 (2)(2)工作原理：電磁感應(yīng)的工作原理：電磁感應(yīng)的_現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 2 2理想變壓器的基本關(guān)系式理想變壓器的基本關(guān)系式 (1)(1)功率關(guān)系：功率關(guān)系：_。 (2)(2)電壓關(guān)系：電壓關(guān)系： 若若n n1 1nn2 2，為，為_(kāi)變壓器；變壓器； 若若n n1 1n1 0001 000 D.D.實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是 1 0005 0005 5 000，所以，所以 1 0001 000，C C對(duì)，

2、對(duì)，D D錯(cuò)。錯(cuò)。 5 2 2 1 n n 2 1 n n 2 1 n n 2 1 n n 【總結(jié)提升】【總結(jié)提升】基本量關(guān)系解題的兩點(diǎn)提醒基本量關(guān)系解題的兩點(diǎn)提醒 (1)(1)理想變壓器的應(yīng)用中要注意副線圈和原線圈功率相等這個(gè)理想變壓器的應(yīng)用中要注意副線圈和原線圈功率相等這個(gè) 特點(diǎn)，電流關(guān)系的推導(dǎo)是以其為依據(jù)的。特點(diǎn)，電流關(guān)系的推導(dǎo)是以其為依據(jù)的。 (2)(2)變壓器的以上關(guān)系都是根據(jù)變壓器的以上關(guān)系都是根據(jù)“口口”字型鐵芯的變壓器推出字型鐵芯的變壓器推出 的。如果變壓器不是的。如果變壓器不是“口口”字型鐵芯，應(yīng)根據(jù)變壓器的原理及字型鐵芯，應(yīng)根據(jù)變壓器的原理及 各線圈中磁通量的關(guān)系推導(dǎo)出各物

3、理量的關(guān)系。各線圈中磁通量的關(guān)系推導(dǎo)出各物理量的關(guān)系。 【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】(2012(2012海南高考海南高考) )如圖，理想變壓器原、副線圈如圖，理想變壓器原、副線圈 匝數(shù)比為匝數(shù)比為201201，兩個(gè)標(biāo)有，兩個(gè)標(biāo)有“12 V12 V，6 W”6 W”的小燈泡并聯(lián)在副線的小燈泡并聯(lián)在副線 圈的兩端。當(dāng)兩燈泡都正常工作時(shí)，原線圈電路中電壓表和電圈的兩端。當(dāng)兩燈泡都正常工作時(shí)，原線圈電路中電壓表和電 流表流表( (可視為理想的可視為理想的) )的示數(shù)分別是的示數(shù)分別是( )( ) A.120 V,0.10 AA.120 V,0.10 A B.240 V,0.025 AB.240 V,0.0

4、25 A C.120 V,0.005 AC.120 V,0.005 A D.240 V,0.05 AD.240 V,0.05 A 【解析】【解析】選選D D。燈泡正常工作，副線圈電壓。燈泡正常工作，副線圈電壓U U2 2=12 V=12 V，副線圈電，副線圈電 流流I I2 2=2=2 A=1 A A=1 A，根據(jù)匝數(shù)比得原線圈電流，根據(jù)匝數(shù)比得原線圈電流I I1 1= I= I2 2=0.05 A=0.05 A， 原線圈電壓原線圈電壓U U1 1=20U=20U2 2=240 V=240 V，選項(xiàng)，選項(xiàng)D D正確，其他選項(xiàng)錯(cuò)誤。正確，其他選項(xiàng)錯(cuò)誤。 6 12 1 20 【變式備選】【變式備選

5、】如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為 15,15,原線圈兩端的交變電壓為原線圈兩端的交變電壓為u= sin100t(V)u= sin100t(V)。氖泡。氖泡 在兩端電壓達(dá)到在兩端電壓達(dá)到100 V100 V時(shí)開(kāi)始發(fā)光，下列說(shuō)法中正確的有時(shí)開(kāi)始發(fā)光，下列說(shuō)法中正確的有( )( ) A.A.開(kāi)關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為開(kāi)關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為100 Hz100 Hz B.B.開(kāi)關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為開(kāi)關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為100 V100 V C.C.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，電壓表的示數(shù)變大開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，電壓表的示數(shù)變大 D.D.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，變壓器的輸出功

6、率不變開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，變壓器的輸出功率不變 20 2 【解析】【解析】選選A A、B B。由于副線圈電壓由原線圈決定，則不論負(fù)載。由于副線圈電壓由原線圈決定，則不論負(fù)載 如何變化，電壓表的讀數(shù)不變，始終為有效值如何變化，電壓表的讀數(shù)不變，始終為有效值100 V100 V，B B正確，正確， C C錯(cuò)誤；交流電每個(gè)周期內(nèi)氖泡發(fā)光兩次，每秒發(fā)光錯(cuò)誤；交流電每個(gè)周期內(nèi)氖泡發(fā)光兩次，每秒發(fā)光100100次，則次，則 氖泡發(fā)光頻率為氖泡發(fā)光頻率為100 Hz100 Hz，A A正確；開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，負(fù)載電阻增大、正確；開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，負(fù)載電阻增大、 電流減小，則變壓器的輸出功率減小，電流減小，則變壓器的輸出功率減小

7、，D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。 考點(diǎn)考點(diǎn) 2 2 理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析( (三年三年7 7考考) ) 解題技巧解題技巧 【考點(diǎn)解讀】【考點(diǎn)解讀】 常見(jiàn)的理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題一般有兩種：匝數(shù)比不變的常見(jiàn)的理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題一般有兩種：匝數(shù)比不變的 情況和負(fù)載電阻不變的情況。情況和負(fù)載電阻不變的情況。 1 1匝數(shù)比不變的情況匝數(shù)比不變的情況( (如圖所示如圖所示) ) (1)U(1)U1 1不變，根據(jù)不變，根據(jù) 輸入電壓輸入電壓U U1 1決定輸出電壓決定輸出電壓U U2 2，可以，可以 得出不論負(fù)載電阻得出不論負(fù)載電阻R R如何變化，如何變化，U U2 2不變。不變。 (2)

8、(2)當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，I I2 2變化，根據(jù)輸出電流變化，根據(jù)輸出電流I I2 2決定輸入決定輸入 電流電流I I1 1，可以判斷，可以判斷I I1 1的變化。的變化。 (3)I(3)I2 2變化引起變化引起P P2 2變化，根據(jù)變化，根據(jù)P P1 1P P2 2，可以判斷，可以判斷P P1 1的變化。的變化。 11 22 Un Un ， 2 2負(fù)載電阻不變的情況負(fù)載電阻不變的情況( (如圖所示如圖所示) ) (1)U(1)U1 1不變，不變， 發(fā)生變化，發(fā)生變化，U U2 2變化。變化。 (2)R(2)R不變，不變，U U2 2變化，變化，I I2 2發(fā)生變化。發(fā)

9、生變化。 (3)(3)根據(jù)根據(jù)P P2 2 和和P P1 1P P2 2，可以判斷，可以判斷P P2 2變化時(shí)，變化時(shí)，P P1 1發(fā)生變化，發(fā)生變化， U U1 1不變時(shí)，不變時(shí)，I I1 1發(fā)生變化。發(fā)生變化。 2 2 U R 1 2 n n 【典例透析【典例透析2 2】(2013(2013杭州模擬杭州模擬) )如圖所示，理想變壓器原、如圖所示，理想變壓器原、 副線圈的匝數(shù)比為副線圈的匝數(shù)比為101101，b b是原線圈中心的抽頭，電壓表和電是原線圈中心的抽頭，電壓表和電 流表均為理想電表，從某時(shí)刻開(kāi)始在原線圈流表均為理想電表，從某時(shí)刻開(kāi)始在原線圈c c、d d兩端加上交變兩端加上交變 電

10、壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u u1 1220 sin100t(V)220 sin100t(V)，則，則( )( ) 2 A A當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a a連接時(shí)，電壓表連接時(shí)，電壓表V V1 1的示數(shù)為的示數(shù)為22 V22 V B B當(dāng)當(dāng)t t s s時(shí)，電壓表時(shí)，電壓表V V0 0的讀數(shù)為的讀數(shù)為220 V220 V C C單刀雙擲開(kāi)關(guān)與單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a a連接，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片連接，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P P向上移動(dòng)的過(guò)向上移動(dòng)的過(guò) 程中，電壓表程中，電壓表V V1 1的示數(shù)增大，電流表示數(shù)變小的示數(shù)增大，電流表示數(shù)變小 D D當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a a扳

11、向扳向b b時(shí)，電壓表時(shí)，電壓表V V1 1和電流表的示數(shù)均和電流表的示數(shù)均 變小變小 1 600 【解題探究】【解題探究】(1)(1)請(qǐng)分析當(dāng)開(kāi)關(guān)接請(qǐng)分析當(dāng)開(kāi)關(guān)接a a時(shí)，滑片時(shí)，滑片P P上移，負(fù)載電阻如上移，負(fù)載電阻如 何變化？原、副線圈的電壓如何變化？何變化？原、副線圈的電壓如何變化？ 提示：提示：負(fù)載電阻變大。負(fù)載電阻變大。 原、副線圈電壓不變。原、副線圈電壓不變。 (2)(2)請(qǐng)分析當(dāng)開(kāi)關(guān)由請(qǐng)分析當(dāng)開(kāi)關(guān)由a a扳向扳向b b時(shí)，原、副線圈電壓的變化。時(shí)，原、副線圈電壓的變化。 提示：提示：原線圈電壓不變。原線圈電壓不變。 副線圈電壓變大。副線圈電壓變大。 【解析】【解析】選選B B

12、、C C。原線圈輸入電壓的有效值為。原線圈輸入電壓的有效值為220 V220 V，由電壓，由電壓 比比 及電表測(cè)得的有效值可知，當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與及電表測(cè)得的有效值可知，當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a a連接連接 時(shí)，副線圈輸出電壓時(shí)，副線圈輸出電壓U U2 222 V22 V，而而U U2 2U UR0 R0 所以電壓表所以電壓表 V V1 1的示數(shù)小于的示數(shù)小于22 V22 V，A A錯(cuò)；由瞬時(shí)值表達(dá)式可知當(dāng)錯(cuò)；由瞬時(shí)值表達(dá)式可知當(dāng)t t s s 時(shí)，電壓瞬時(shí)值為時(shí)，電壓瞬時(shí)值為110 V110 V，而電壓表示數(shù)為有效值，則，而電壓表示數(shù)為有效值，則電壓電壓 表表V V0 0的讀數(shù)為的讀數(shù)為220 V2

13、20 V，B B對(duì)；單刀雙擲開(kāi)關(guān)與對(duì)；單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a a連接，當(dāng)滑動(dòng)變連接，當(dāng)滑動(dòng)變 阻器滑片阻器滑片P P向上移動(dòng)的過(guò)程中，向上移動(dòng)的過(guò)程中，R R接入電路的阻值增大，而接入電路的阻值增大，而U U2 2不不 變，電流表示數(shù)減小，電壓表變，電流表示數(shù)減小，電壓表V V1 1示數(shù)增大，示數(shù)增大，C C對(duì)；當(dāng)單刀雙擲對(duì)；當(dāng)單刀雙擲 開(kāi)關(guān)由開(kāi)關(guān)由a a扳向扳向b b時(shí)，變壓器原線圈匝數(shù)減小，所以副線圈輸出電時(shí)，變壓器原線圈匝數(shù)減小，所以副線圈輸出電 壓增大，電壓表壓增大，電壓表V V1 1和電流表的示數(shù)均變大，和電流表的示數(shù)均變大，D D錯(cuò)。錯(cuò)。 2 11 22 Un Un V1 U ， 1 6

14、00 【總結(jié)提升】【總結(jié)提升】變壓器動(dòng)態(tài)問(wèn)題分析的思路流程變壓器動(dòng)態(tài)問(wèn)題分析的思路流程 2 11 2 121122 22 111 U Un I RPP I UI U Un 122 PI U 11 UUI IP 負(fù)載 決定決定決定 決定 。 【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】(2012(2012福建高考福建高考) )如圖如圖, ,理想變壓器原線圈輸入理想變壓器原線圈輸入 電壓電壓u=Uu=Um msint,sint,副線圈電路中副線圈電路中R R0 0為定值電阻為定值電阻,R,R是滑動(dòng)變阻是滑動(dòng)變阻 器。器。V V1 1和和V V2 2是理想交流電壓表是理想交流電壓表, ,示數(shù)分別用示數(shù)分別用U U1 1

15、和和U U2 2表示表示;A;A1 1和和A A2 2 是理想交流電流表是理想交流電流表, ,示數(shù)分別用示數(shù)分別用I I1 1和和I I2 2表示。下列說(shuō)法正確的表示。下列說(shuō)法正確的 是是( )( ) A.IA.I1 1和和I I2 2表示電流的瞬時(shí)值表示電流的瞬時(shí)值 B.UB.U1 1和和U U2 2表示電壓的最大值表示電壓的最大值 C.C.滑片滑片P P向下滑動(dòng)過(guò)程中向下滑動(dòng)過(guò)程中,U,U2 2不變、不變、I I1 1變大變大 D.D.滑片滑片P P向下滑動(dòng)過(guò)程中向下滑動(dòng)過(guò)程中,U,U2 2變小、變小、I I1 1變小變小 【解析】【解析】選選C C。交流電壓表和交流電流表顯示的示數(shù)都為有

16、效。交流電壓表和交流電流表顯示的示數(shù)都為有效 值，值，A A、B B錯(cuò)。由于輸入端電壓錯(cuò)。由于輸入端電壓U U1 1和理想變壓器匝數(shù)比不變，所和理想變壓器匝數(shù)比不變，所 以以U U2 2不變?；蛔?。滑片P P向下滑動(dòng)過(guò)程中，電阻變小，電流向下滑動(dòng)過(guò)程中，電阻變小，電流I I2 2變大，輸變大，輸 出功率變大，則輸入功率變大，電流出功率變大，則輸入功率變大，電流I I1 1變大，變大，C C對(duì)、對(duì)、D D錯(cuò)，故選錯(cuò)，故選 C C。 考點(diǎn)考點(diǎn) 3 3 遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的分析遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的分析( (三年三年6 6考考) ) 解題技巧解題技巧 【考點(diǎn)解讀】【考點(diǎn)解讀】 1 1遠(yuǎn)距離輸電的分析思路遠(yuǎn)

17、距離輸電的分析思路 對(duì)高壓輸電問(wèn)題，應(yīng)按對(duì)高壓輸電問(wèn)題，應(yīng)按“發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)升壓變壓器升壓變壓器遠(yuǎn)距離輸電線遠(yuǎn)距離輸電線 降壓變壓器降壓變壓器用電器用電器”或從或從“用電器用電器”倒推到倒推到“發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)”的的 順序一步一步進(jìn)行分析。順序一步一步進(jìn)行分析。 (1)(1)功率關(guān)系：功率關(guān)系：P P1 1P P2 2，P P3 3P P4 4，P P2 2P P損 損 P P3 3。 (2)(2)電壓、電流關(guān)系：電壓、電流關(guān)系： U U2 2UUU U3 3，I I2 2I I3 3I I線 線。 。 331124 221443 UnUnII UnIUnI ， ， 2 2遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個(gè)基本關(guān)

18、系遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個(gè)基本關(guān)系( (以圖為例以圖為例) ) (3)(3)輸電電流：輸電電流： (4)(4)輸電線上損耗的電功率：輸電線上損耗的電功率： P P損 損 I I線 線U UI I線 線2 2R R線線 當(dāng)輸送功率一定時(shí)，輸電電壓增大到原來(lái)的當(dāng)輸送功率一定時(shí)，輸電電壓增大到原來(lái)的n n倍，輸電線上損倍，輸電線上損 耗的功率就減小到原來(lái)的耗的功率就減小到原來(lái)的 3232 23 PUUP I UUR 線 線 。 2 2 2 P () R U 線。 2 1 n 。 【典例透析【典例透析3 3】一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4 000 kW4 000 kW，電壓為，電壓為

19、4 000 V4 000 V，經(jīng)變壓器，經(jīng)變壓器T T1 1升壓后向遠(yuǎn)方輸電。輸電線路總電阻為升壓后向遠(yuǎn)方輸電。輸電線路總電阻為 R=1 kR=1 k。到目的地經(jīng)變壓器。到目的地經(jīng)變壓器T T2 2降壓，負(fù)載為多個(gè)正常發(fā)光的降壓，負(fù)載為多個(gè)正常發(fā)光的 燈泡燈泡(220 V 60 W)(220 V 60 W)。若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸。若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸 出功率的出功率的10%10%，變壓器，變壓器T T1 1和和T T2 2的耗損可忽略，發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷的耗損可忽略，發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷 工作狀態(tài)，則工作狀態(tài)，則( )( ) A.TA.T1 1原、副線圈電流分別為原、副線

20、圈電流分別為10103 3 A A和和20 A20 A B.TB.T2 2原、副線圈電壓分別為原、副線圈電壓分別為1.81.810105 5 V V和和220 V220 V C.TC.T1 1和和T T2 2的變壓比分別為的變壓比分別為150150和和401401 D.D.有有6 610104 4盞燈泡盞燈泡(220 V 60 W)(220 V 60 W)正常發(fā)光正常發(fā)光 【解題探究】【解題探究】(1)(1)畫(huà)出遠(yuǎn)距離輸電的模型圖，并在圖上標(biāo)出各畫(huà)出遠(yuǎn)距離輸電的模型圖，并在圖上標(biāo)出各 個(gè)參量。個(gè)參量。 提示：提示： (2)(2)分析升壓變壓器和降壓變壓器的功率和電壓關(guān)系。分析升壓變壓器和降壓變

21、壓器的功率和電壓關(guān)系。 提示：提示：功率關(guān)系：功率關(guān)系：P P1 1=P=P損 損+P +P2 2。 電壓關(guān)系：電壓關(guān)系：U U2 2=U=U損 損+U +U3 3。 (3)(3)寫(xiě)出變壓器原、副線圈的電壓比和電流比。寫(xiě)出變壓器原、副線圈的電壓比和電流比。 提示：提示：電壓比：電壓比： 電流比：電流比： 3311 2244 UnUn UnUn ，。 3124 2143 IInn InIn ，。 T T1 1原線圈的電流為原線圈的電流為 輸電線路上損失的功率為輸電線路上損失的功率為P P損 損=I =I2 22 2R=10%PR=10%P1 1, ,所以所以 選項(xiàng)選項(xiàng)A A正確；正確； 3 3

22、1 1 1 P4 000 10 I A1 10 A, U4 000 1 2 10%P I R 3 3 4 000 100.1 A20 A 1 10 ， 【解析】【解析】選選A A、B B、D D。遠(yuǎn)距離輸電的模型如圖所示。遠(yuǎn)距離輸電的模型如圖所示。 T T1 1的原、副線圈匝數(shù)比為的原、副線圈匝數(shù)比為 T T1 1上副線圈的電壓上副線圈的電壓 為為U U2 2=50U=50U1 1=2=210105 5 V,T V,T2 2原線圈的電壓為原線圈的電壓為U U3 3=U=U2 2-I-I2 2R=2R=210105 5 V- V- 202010103 3 V=1.8 V=1.810105 5 V

23、, V,選項(xiàng)選項(xiàng)B B正確；正確；T T2 2上原、副線圈的變壓比上原、副線圈的變壓比 為為 選項(xiàng)選項(xiàng)C C錯(cuò)誤；能正常發(fā)光的燈泡錯(cuò)誤；能正常發(fā)光的燈泡 的盞數(shù)為：的盞數(shù)為： 選項(xiàng)選項(xiàng)D D正確。正確。 12 3 21 nI201 nI1050 ； 53 33 44 nU1.8 109 10 , nU22011 4 1 90%P N6 10 , 60 【總結(jié)提升】【總結(jié)提升】輸電線路功率損失的四種計(jì)算方法輸電線路功率損失的四種計(jì)算方法 (1)(1)輸送功率是指升壓變壓器輸出的功率，損失功率是指由于輸送功率是指升壓變壓器輸出的功率，損失功率是指由于 輸電線發(fā)熱而消耗的功率。兩者關(guān)系是輸電線發(fā)熱而

24、消耗的功率。兩者關(guān)系是P P損 損 P PP(PP(P為輸送功為輸送功 率，率，PP為用戶所得功率為用戶所得功率) )。 (2)(2)除了利用除了利用P P損 損 P PPP計(jì)算輸電線路上的功率損耗外，還可計(jì)算輸電線路上的功率損耗外，還可 用下列方法計(jì)算：用下列方法計(jì)算： P P損 損 I I線 線2 2R R線線， ，I I線 線為輸電線路上的電流， 為輸電線路上的電流，R R線 線為線路電阻。 為線路電阻。 P P損 損 UU為輸電線路上損失的電壓，為輸電線路上損失的電壓，R R線 線為線路電阻。 為線路電阻。 2 U R 線 ， P P損 損 UIUI線 線， ，UU為輸電線路上損失的電

25、壓，為輸電線路上損失的電壓，I I線 線為線路上的 為線路上的 電流。電流。 在遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題中，計(jì)算線路功率損耗時(shí)應(yīng)用在遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題中，計(jì)算線路功率損耗時(shí)應(yīng)用P P損 損 I I線 線2 2R R線線， ， 其原因是其原因是I I線 線可以由公式 可以由公式P P輸出 輸出 I I線 線U U輸出輸出求出，而 求出，而P P損 損 UIUI線 線和 和 則不常用，其原因是在一般情況下，則不常用，其原因是在一般情況下，UU不易求出，不易求出， 且易將且易將UU和和U U輸出 輸出相混而造成錯(cuò)誤。 相混而造成錯(cuò)誤。 2 U P R 損 線 【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】(2013(2013南京模擬南

26、京模擬) )某小型水電站的電能輸送示意某小型水電站的電能輸送示意 圖如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為圖如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200 V200 V，輸電線總電阻為，輸電線總電阻為r r， 升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n n1 1、n n2 2，輸入、輸出電壓分別，輸入、輸出電壓分別 為為U U1 1、U U2 2，輸出功率為，輸出功率為P;P;降壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為降壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n n3 3、 n n4 4，輸入、輸出電壓分別為，輸入、輸出電壓分別為U U3 3、U U4 4，輸入功率為，輸入功率為P(P(變壓器均變壓器均 為理想變壓器為理想變壓

27、器) )。若額定電壓為。若額定電壓為220 V220 V的用電器正常工作，則的用電器正常工作，則 ( )( ) A.UA.U2 2=U=U3 3 B.P=P B.P=P C. D.C. D. 【解析】【解析】選選C C。根據(jù)變壓器工作原理可知。根據(jù)變壓器工作原理可知 由于輸電線上損失一部分電壓，升壓變壓器的輸出電壓大于由于輸電線上損失一部分電壓，升壓變壓器的輸出電壓大于 降壓變壓器的輸入電壓，有降壓變壓器的輸入電壓，有U U2 2UU3 3，所以，所以 故故A A、D D錯(cuò)錯(cuò) 誤，誤，C C正確；升壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功正確；升壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功 率加上

28、輸電線損失功率，故率加上輸電線損失功率，故B B錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。 32 14 nn nn 32 14 nn nn 1 22 n200 , nU 33 4 nU , n220 32 14 nn nn ， 【典例透析】【典例透析】如圖所示，接如圖所示，接 于理想變壓器中的四個(gè)規(guī)格于理想變壓器中的四個(gè)規(guī)格 相同的燈泡都正常發(fā)光，那相同的燈泡都正常發(fā)光，那 么，理想變壓器的匝數(shù)比么，理想變壓器的匝數(shù)比 n n1 1nn2 2nn3 3為多少？為多少？ 【備選例題】【備選例題】 考查內(nèi)容考查內(nèi)容多線圈變壓器問(wèn)題多線圈變壓器問(wèn)題 【規(guī)范解答】【規(guī)范解答】燈泡正常發(fā)光，燈泡正常發(fā)光， 可得可得U UA A=U=

29、UB B=U=UC C=U=UD D, ,所以所以U U2 2=2U=2U3 3。 由變壓器的電壓比公式由變壓器的電壓比公式 所以所以n n2 2=2n=2n3 3。 同理，燈泡正常發(fā)光，功率相等，同理，燈泡正常發(fā)光，功率相等， 即即P PA A=P=PB B=P=PC C=P=PD D。 由由P=IP=I2 2R R，得，得I IA A=I=IB B=I=IC C=I=ID D， 322 333 2UnU2 , nUU1 即即I I1 1=I=I2 2=I=I3 3。 由由U U1 1I I1 1=U=U2 2I I2 2+U+U3 3I I3 3得得n n1 1I I1 1=n=n2 2I

30、 I2 2+n+n3 3I I3 3， 即即n n1 1=n=n2 2+n+n3 3=2n=2n3 3+n+n3 3=3n=3n3 3, , 所以所以n n1 1nn2 2nn3 3=321=321。 答案：答案：321321 自耦變壓器問(wèn)題自耦變壓器問(wèn)題 【典例】【典例】(10(10分分) )自耦變壓器自耦變壓器 鐵芯上只繞有一個(gè)線圈 鐵芯上只繞有一個(gè)線圈, ,原、副線原、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 圖所示圖所示, ,其副線圈匝數(shù)可調(diào)。已知變壓器線圈總匝數(shù)為其副線圈匝數(shù)可調(diào)。已知變壓器線圈總匝數(shù)為1 90

31、01 900匝匝, , 原線圈為原線圈為1 1001 100匝匝, ,接在有效值為接在有效值為220 V220 V的交流電源上。當(dāng)?shù)慕涣麟娫瓷稀．?dāng) 變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí) 變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，負(fù)載，負(fù)載 R R上的功率為 上的功率為2.0 kW2.0 kW。設(shè)。設(shè) 此時(shí)原線圈中電流有效值為此時(shí)原線圈中電流有效值為I I1 1, ,負(fù)載兩端電壓的有效值為負(fù)載兩端電壓的有效值為U U2 2, ,且且 變壓器是理想的 變壓器是理想的, ,則則U U2 2和和I I1 1分別約為多少？分別約為多少？ 關(guān)鍵信息關(guān)鍵信息信息挖掘信息挖掘 題題 干干 鐵芯上只繞有一鐵芯上只繞有一 個(gè)線圈個(gè)線圈 原副

32、線圈的磁通量時(shí)刻相同，變?cè)本€圈的磁通量時(shí)刻相同，變 化率相同，和普通變壓器的原理化率相同，和普通變壓器的原理 相同，基本量的關(guān)系相同相同，基本量的關(guān)系相同 變壓器輸出電壓變壓器輸出電壓 調(diào)至最大時(shí)調(diào)至最大時(shí) 副線圈為最大匝數(shù)副線圈為最大匝數(shù)1 9001 900匝時(shí)，輸匝時(shí)，輸 出電壓最大出電壓最大 R R上的功率為上的功率為 2.0 kW2.0 kW 原副線圈的功率相同，注意單位原副線圈的功率相同，注意單位 換算換算 變壓器是理想的變壓器是理想的 利用理想變壓器的基本關(guān)系和制利用理想變壓器的基本關(guān)系和制 約關(guān)系求解約關(guān)系求解 【審題【審題抓住信息，快速推斷】抓住信息，快速推斷】 由理想變壓器

33、原、副線圈中電壓得由理想變壓器原、副線圈中電壓得: : (2 (2分分) ) 電流關(guān)系可得電流關(guān)系可得: : (2 (2分分) ) 功率關(guān)系可得功率關(guān)系可得: : U U1 1I I1 1=P=P2 2, (2, (2分分) ) 11 22 Un , Un 12 21 In , In 【答題【答題規(guī)范解題，步步得分】規(guī)范解題，步步得分】 所以當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，副線圈的匝數(shù)也最大所以當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，副線圈的匝數(shù)也最大 n n2 2=1 900=1 900匝，負(fù)載匝，負(fù)載R R上的功率也最大為上的功率也最大為2.0 kW,2.0 kW, 則則 (2(2分分) ) (2 (2分

34、分) ) 答案答案: :380 V 9.1 A380 V 9.1 A 2 21 1 n1 900 UU220 V380 V, n1 100 3 2 1 1 P2.0 10 I A9.1 A U220 【雙基題組】【雙基題組】 1.(20131.(2013渝北模擬渝北模擬) )如圖所示，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)如圖所示，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù) 比為比為1212；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V220V， 額定功率為額定功率為22 W22 W；原線圈電路中接有理想電壓表和理想電流表。；原線圈電路中接有理想電壓表和理想電流表。 現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)，

35、燈泡正常發(fā)光。若用現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)，燈泡正常發(fā)光。若用U U和和I I分別表示此時(shí)電壓表和分別表示此時(shí)電壓表和 電流表的讀數(shù)，則電流表的讀數(shù)，則( )( ) A AU U110 V110 V，I I0.2 A0.2 A B BU U110 V110 V，I I0.05 A0.05 A C CU U110 V110 V，I I0.2 A0.2 A D DU U110 V110 V，I I0.2 A0.2 A 【解析】【解析】選選A A。由變壓原理。由變壓原理 可得可得U U1 1110 V110 V，即電壓表，即電壓表 示數(shù)為示數(shù)為110 V110 V。由。由P P入 入 P P出 出，燈泡正常發(fā)光可

36、得 ，燈泡正常發(fā)光可得P P入 入 U U1 1I I1 1P P出 出 22 W22 W，I I1 1 0.2 A0.2 A，故，故A A正確。正確。 22 2 11 22 nU nU 22 A 110 2.(20132.(2013深圳模擬深圳模擬) )中國(guó)已投產(chǎn)運(yùn)行的中國(guó)已投產(chǎn)運(yùn)行的1 000 kV1 000 kV特高壓輸電是特高壓輸電是 目前世界上電壓最高的輸電工程。假設(shè)甲、乙兩地原來(lái)用目前世界上電壓最高的輸電工程。假設(shè)甲、乙兩地原來(lái)用500kV500kV 的超高壓輸電，輸電線上損耗的電功率為的超高壓輸電，輸電線上損耗的電功率為P P。在保持輸送電功率。在保持輸送電功率 和輸電線電阻都不

37、變的條件下，現(xiàn)改用和輸電線電阻都不變的條件下，現(xiàn)改用1 000 kV1 000 kV特高壓輸電，特高壓輸電， 若不考慮其他因素的影響，則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)槿舨豢紤]其他因素的影響，則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)?( )( ) A. B. CA. B. C2P D2P D4P4P P 4 P 2 【解析】【解析】選選A A。設(shè)輸送功率為。設(shè)輸送功率為PP，輸送電流為，輸送電流為I I，輸送電壓為，輸送電壓為 U U，則，則PPUIUI， P PI I2 2R R。輸送電壓升為原來(lái)的。輸送電壓升為原來(lái)的2 2倍，則倍，則 輸送電流降為原來(lái)的一半，輸電線上損耗的功率降為原來(lái)的輸送電流降為原來(lái)的一

38、半，輸電線上損耗的功率降為原來(lái)的 故選故選A A。 P I U ， 1 4， 【高考題組】【高考題組】 3.(20123.(2012重慶高考重慶高考) )如圖所示，理想變壓器的原線圈接入如圖所示，理想變壓器的原線圈接入u=u= 11 000 sin100t(V)11 000 sin100t(V)的交變電壓，副線圈通過(guò)電阻的交變電壓，副線圈通過(guò)電阻r=6 r=6 的導(dǎo)線對(duì)的導(dǎo)線對(duì)“220 V 880 W”220 V 880 W”的電器的電器R RL L供電，該電器正常工作。供電，該電器正常工作。 由此可知由此可知( )( ) 2 A.A.原、副線圈的匝數(shù)比為原、副線圈的匝數(shù)比為501501 B.

39、B.交變電壓的頻率為交變電壓的頻率為100 Hz100 Hz C.C.副線圈中電流的有效值為副線圈中電流的有效值為4 A4 A D.D.變壓器的輸入功率為變壓器的輸入功率為880 W880 W 【解析】【解析】選選C C。因?yàn)橛秒娖髡９ぷ?，可知電器。因?yàn)橛秒娖髡９ぷ?，可知電器R RL L上的電壓是上的電壓是 220 V220 V，電流，電流4 A4 A，C C正確；副線圈電壓正確；副線圈電壓244 V244 V，所以原副線圈匝，所以原副線圈匝 數(shù)比數(shù)比 A A錯(cuò)誤；變壓器不改變交變電流的頻率，原線錯(cuò)誤；變壓器不改變交變電流的頻率，原線 圈電壓頻率圈電壓頻率50 Hz50 Hz，副線圈電壓頻

40、率還是，副線圈電壓頻率還是50 Hz50 Hz，B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;變壓器變壓器 輸入功率等于輸出功率，輸出功率大于輸入功率等于輸出功率，輸出功率大于880 W880 W，所以輸入功率，所以輸入功率 也大于也大于880 W880 W，D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。 11 00045 2441 ， 4.(20114.(2011福建高考福建高考) )圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比 n n1 1nn2 2=51=51，電阻，電阻R=20 R=20 ，L L1 1、L L2 2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，為規(guī)格相同的兩只小燈泡， S S1 1為單刀雙擲開(kāi)關(guān)。原線圈接正弦交變電源，輸入電壓為單刀雙擲開(kāi)關(guān)。原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u u隨時(shí)