2021高考江蘇版物理一輪復(fù)習(xí)講義：第2節(jié)變壓器電能的輸送

1、14 第十章交變電流傳感器第2節(jié)變壓器電能的輸送理知識雙層夯基I1識記:教材梳理.一知識點1理想變壓器1 .構(gòu)造(如圖10-2-1所示)圖 10-2-1變壓器由原線圈、副線圈和閉合鐵芯組成.2.根本關(guān)系(1)電壓關(guān)系:.(2)功率關(guān)系：P、=P出.,、.一 一.，,一 .11 n2電流關(guān)系：只有一個副線圈時：=n；.有多個副線圈時，U1|1 = U2|2+U3|3+- + UnIn.知識點2遠距離輸電.輸電過程(如圖10-2-2所示)下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。圖 10-2-2.電壓損失U=UU(2) & = IR.功率損失2 P 2(1) P=PP(2) P = I：R= U 2

2、R4.減少輸電線上電能損失的方法(1)減小輸電線的電阻R線.由R線=口，可米用加大導(dǎo)線的橫截面積、米用 電阻率小的材料做導(dǎo)線.(2)減小輸電導(dǎo)線中的電流.在輸電功率一定的情況下，根據(jù)P=UI,要減小 電流，必須提高輸電電壓.知識點3傳感器的簡單應(yīng)用.傳感器將輸入的非電學(xué)量,如力、熱、磁、光、聲等，轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的裝置.傳感器的工作原理非電學(xué)量傳感器敏感元件轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換電路電學(xué)量.四類常見的敏感元件(1)光敏電阻：在被光照時電阻發(fā)生變化，光照增強電阻減小，光照減弱電 阻增大.(2)熱敏電阻正溫度系數(shù)熱敏電阻：溫度升高電阻增大.負溫度系數(shù)熱敏電阻：溫度升高電阻減小.(3)金屬熱電阻：電阻率隨溫度的升

3、高而增大.(4)霍爾元件：能把磁感應(yīng)強度這一磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓這一電學(xué)量的元件，Uh = k學(xué)2運用:自主診斷.正誤判斷(1)變壓器不但能改變交變電流的電壓，還能改變交變電流的頻率.( X )(2)正常工作的變壓器當副線圈與用電器斷開時，副線圈兩端無電壓.(X)下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。(X)變壓器副線圈并聯(lián)更多的用電器時，原線圈輸入的電流隨之減小.（4）增大輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失.（，）（5）高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發(fā)熱損耗.（，）（6）在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越大.（，）.（理想變壓器原理的理解）（多項選擇

4、）理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比ni ： n2= 10 ： 1,原線圈兩端接通交流電源，那么（）【導(dǎo)學(xué)號：96622179A.原、副線圈中電流頻率之比fi ： f2=10 ： 1.原、副線圈兩端電壓之比為 U1 : U2=10： 1C.原、副線圈內(nèi)交變電流之比I1 ： 12=1 ： 10D.變壓器輸入和輸出功率之比 P1 : P2=10 ： 1【答案】BC3.（變壓器規(guī)律的應(yīng)用）（多項選擇）（2021無錫,g擬）如圖10-2-3所示，將額定 電壓為60 V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

5、 和2.2 A.以下判斷正確的選項是（）圖 10-2-3A.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 AC.通過副線圈的電流的最大值為 2.2 AD.變壓器原、副線圈匝數(shù)比 n1 : n2=11 ： 3【答案】BD4.（遠距離輸電電損的理解）遠距離輸電時，在輸送電功率不變的條件下（）【導(dǎo)學(xué)號：96622180A,只有增大導(dǎo)線的電阻，才能減小電流，提高輸電效率B.提高輸電電壓，能減小電流，提高輸電效率C.提高輸電電壓勢必增大輸電導(dǎo)線上的能量損耗D.提高輸電電壓勢必增大輸電導(dǎo)線上的電流下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。【答案】 B析考點多維突破I考點1,理想變壓器原理和

6、基本關(guān)系I基礎(chǔ)型自中突破I核心精講1.變壓器的工作原理2.理想變壓器的根本關(guān)系理想變壓器沒有能量損失（銅損、鐵損）沒有磁逋量損失（磁逋量全部集中在鐵芯中）根本關(guān)系功率關(guān)系P入=P出電壓關(guān)系一 ，.一.U1 n1原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比： ,=濕電流美系只有一個副線圈時,電流和匝數(shù)成反比：下=止I2 ni頻率關(guān)系原、副線圈中電流的頻率相等制約關(guān)系電壓副線圈電壓U2由原線圈電壓Ui和匝數(shù)比決定功率原線圈的輸入功率P入由副線圈的輸出功率P出決定電流原線圈電流I1由副線圈電流|2和匝數(shù)比決定題組通關(guān)1.（多項選擇）如圖10-2-4所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為 ni ： n2,原線圈的兩端a

7、、b接正弦式交流電源，電壓表 的示數(shù)為220 V,負載電阻Ri=66 Q R2=33。電流表的示數(shù)為0.4 A.那么以下判斷中正確的選項是（ ）下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。圖 10-2-4A.原、副線圈的匝數(shù)比為1 ： 10B.原、副線圈的匝數(shù)比為5 ： 1C.電流表的示數(shù)為2 AD.電流表(婷的示數(shù)為0.4 ABC 負載電阻R1 = 66 Q, R2=33 Q并聯(lián)后白電阻為R=22 Q,變壓器輸 入功率P1 = U1|1=P2=I2R,所以電流表的示數(shù)為|2 = /整 =2 A, C正確，D錯誤；原、副線圈的匝數(shù)比 n1 ： n2=|2 ： |1 = 5 ： 1, A錯誤，B正確

8、.2.(2021全國乙卷)一含有理想變壓器的電路如圖10-2-5所示，圖中電阻R1、 R2和R3的阻值分別為3 Q 1。和4 Q,，】為理想交流電流表，U為正弦交流 電壓源，輸出電壓的有效值恒定.當開關(guān) S斷開時，電流表的示數(shù)為I;當S閉 合時，電流表的示數(shù)為 4I.該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 ( )【導(dǎo)學(xué)號：96622181圖 10-2-5B. 3D. 5A. 2C. 4B設(shè)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， 那么原線圈電流為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+R

9、3)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.下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。名師微博關(guān)于理想變壓器的四點注意.變壓器不能改變直流電壓.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.理想變壓器本身不消耗能量.理想變壓器根本關(guān)系中的 Ui、U2、1l、I2均為有效值.考點2：理想變壓器的動態(tài)分析I能力型師生共研I核心精講.匝數(shù)比不變的情況(如圖10-2-6所示)梟不農(nóng)，魚根K變化圖 10-2-6Ui n1U1不變，根據(jù)了=不，輸入電壓U1決定輸出電壓U2,可以得出不管負載 電阻R如何變化，U2不變.(2)當負載電阻發(fā)生變化時，I2變

10、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.負載電阻不變的情況(如圖10-2-7所示)圖 10-2-7U1不變，n發(fā)生變化，U2變化.R不變，U2變化，I2發(fā)生變化.根據(jù)P2 =P1=P2,可以判斷P2變化時，P1發(fā)生變化，U1不變時，I1下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。 發(fā)生變化.師生共研例口 （2021安徽高考）如圖10-2-8所示電路中，變壓器為理想變壓器，a、 b接在電壓有效值不變的交流電源兩端，Ro為定值電阻，R為滑動變阻器.現(xiàn)將 變阻器的滑片從一個位置滑動到另一位置， 觀察到電流表的示數(shù)增大

11、了 0.2 A, 電流表的示數(shù)增大了 0.8 A,那么以下說法正確的選項是（）圖 10-2-8A.電壓表j示數(shù)增大B.電壓表|、|曾示數(shù)均增大C.該變壓器起升壓作用D.變阻器滑片是沿c一d的方向滑動【合作探討】（1）滑片移動時，處的示數(shù)變了 的示數(shù)變嗎？提示：密的示數(shù)由的決定，故不變.（2）、）的示數(shù)均變大了，變壓器的輸入功率P1、輸出功率P2如何變？兩 者的關(guān)系如何變？提示：P1、P2均變大，但P1=P2不變.D電壓表的示數(shù)和a、b間電壓的有效值一樣，滑片滑動時處，示數(shù)不變， 選項A錯誤；電壓表，面測量的電壓為副線圈兩端的電壓，原、副線圈匝數(shù)不變， 輸入電壓不變，故心示數(shù)不變，國示數(shù)為也示數(shù)

12、減去R0兩端電壓，兩線圈中電 流增大，易知R0兩端電壓升高，故（方示數(shù)減小，選項B錯誤；理想變壓器U1I1 = U2l2,那么UiAi=U2AI2, AI2 AIi,故U2U1,變壓器為降壓變壓器，選項C錯誤；因I2增大，故知R減小，變阻器滑片是沿c-d的方向滑動，選項D正確.理想變壓器動態(tài)分析的方法.分清不變量和變量，弄清理想變壓器中電壓、電流、功率之間的聯(lián)系和下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。相互制約的關(guān)系，利用閉合電路歐姆定律，用、并聯(lián)電路特點進展分析、判定.電壓、電流、功率之間的制約關(guān)系U1決定U2 （2）12決定11 （3）P2決定P1.可以把理想變壓器的副線圈看做是給用戶供電

13、的無阻電源，對負載電路 進展動態(tài)分析時，可以參照直流電路動態(tài)分析的方法.題組通關(guān).（多項選擇）（2021徐州,g擬）如圖10-2-9所示，理想變壓器原、副線圈的 匝數(shù)比為10： 1, b是原線圈中心的抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，從某 時刻開場在原線圈 c、d兩端加上交變電壓，其瞬時值表達式為U1 = 220Rsin100 7t（V）,刃6么（）圖 10-2-9A.當單刀雙擲開關(guān)與a連接時，電壓表V1的示數(shù)為22 V ,1B.當t=600 s時，電壓表V0的讀數(shù)為220 VC.單刀雙擲開關(guān)與a連接，當滑動變阻器滑片P向上移動的過程中，電壓 表V1的示數(shù)增大，電流表示數(shù)變小D.當單刀雙擲開關(guān)

14、由a扳向b時，電壓表V1和電流表的示數(shù)均變小BC當單刀雙擲開關(guān)與a連接時，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10： 1,1副線圈輸出電壓為U2=22 V,但電壓表V1小數(shù)小于U2,故A錯誤；當1=贏 s 時，電壓表V。的讀數(shù)為有效值220 V,故B正確；單刀雙擲開關(guān)與a連接，在 滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中，滑動變阻器的電阻變大，電路的總電阻 變大，由于副線圈輸出電壓 U2是由變壓器決定的，所以電流表示數(shù)變小，電壓 表V1示數(shù)變大，故C正確；當單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時，理想變壓器原、副 線圈的匝數(shù)比變?yōu)?： 1,副線圈輸出電壓U2變大，電流表和電壓表 V1的示數(shù) 均變大，故D錯誤.4.（多項選

15、擇）如圖10-2-10所示，變壓器輸入有效值恒定的電壓，副線圈匝下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。數(shù)可調(diào)，輸出電壓通過輸電線送給用戶（電燈等用電器），R表示輸電線的電阻,那么（）【導(dǎo)學(xué)號：96622182圖 10-2-10A,用電器增加時，變壓器輸出電壓增大B.要提高用戶的電壓，滑動觸頭 P應(yīng)向上滑C.用電器增加時，輸電線的熱損耗減少D,用電器增加時，變壓器的輸入功率增加BD 由于變壓器原、副線圈匝數(shù)不變，而且輸入電壓不變，因此增加負載 不會影響輸出電壓，a錯誤；根據(jù)變壓器原理可知輸出電壓U2=mui,當滑動 觸頭P向上滑時，n2增大，所以輸出電壓增大，B正確；由于用電器是并聯(lián)的， 因此

16、用電器增加時總電阻變小，輸出電壓不變，總電流增大，故輸電線上熱損耗 增大，C錯誤；用電器增加時總電阻變小，總電流增大，輸出功率增大，所以輸入功率增大，D正確.考點3遠距離輸電核心精講.理清三個回路圖 10-2-11遠距離輸電電網(wǎng)間的根本構(gòu)造，如圖 10-2-11所示.輸電過程的電路被劃分 為三個獨立的回路，即電源回路、輸送回路和用戶回路.在每個回路中，變壓器 的原線圈是回路的用電器，而相應(yīng)的副線圈是下一個回路的電源， 每個回路均可 應(yīng)用閉合電路歐姆定律、用并聯(lián)電路的規(guī)律，而變壓器的電壓、電流、功率關(guān)系 那么是聯(lián)系不同回路的橋梁.下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。.抓住兩個聯(lián)系（1）理想的

17、升壓變壓器聯(lián)系了電源回路和輸送回路，由理想變壓器原理可得：Ui ni線圈1（匝數(shù)為ni）和線圈2（匝數(shù)為n2）中各個重可的關(guān)系是： 石=三，Iini=l2n2,Pi = P2.（2）理想的降壓變壓器聯(lián)系了輸送回路和用戶回路，由理想變壓器原理可得：線圈3（匝數(shù)為n3）和線圈4（匝數(shù)為n4）中各個量間的關(guān)系是： 需= 廝3=1如4,P3=P4.3,掌握一個能量守恒定律發(fā)電機把機械能轉(zhuǎn)化為電能，并通過導(dǎo)線將能量輸送給線圈i,線圈i上的能量就是遠程輸電的總能量，在輸送過程中，先被輸送回路上的導(dǎo)線電阻損耗一 小局部，剩余的絕大局部通過降壓變壓器和用戶回路被用戶使用消耗，所以其能量關(guān)系為Pi = P線損+

18、P用戶.師生共研（202i福建高考）圖i0-2-i2為遠距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為ni、n2,在T的原線圈兩端接入一電壓u=Umsin cot的交流電源，假設(shè)輸送電功率為P,輸電線的總電阻為2r,不考慮其他因素的影響,那么輸電線上損失的電功率為（）圖 i0-2-i2n2 umni 4r那么輸電線上損失的電功率為妒=|2（2）=嚅, n2Um應(yīng)選項C正確.ni umAjn22PD 4,由C升壓變壓器T的原線圈兩端電壓的有效值為Ui = U2;由變壓關(guān)系可得精=之,那么u2=n；因為輸送電功率為p輸電線中的電流為也二：.,下載后可自行編輯修改，頁腳下載后可刪除。d反思總結(jié)I輸電線路功率損失的計算方法P損=PP , P為輸送的功率，P為用戶所得功率.P損=I2R線，I線為輸電線路上的電流，R線為線路電阻.AU2P損=受，3為輸電線路上損失的電壓，R線為線路電阻. RP損=AUI線，AU為輸電線路上損失的電壓，I線為線路上的電流.II題組通關(guān)如圖10-2-13所示為遠距離輸電的原理圖，變壓器均為理想變壓器，