人教版高考物理一轮复习第11章交变电流传感器第2讲理想变压器电能的输送课件

这是一份人教版高考物理一轮复习第11章交变电流传感器第2讲理想变压器电能的输送课件，共55页。PPT课件主要包含了知识点1，理想变压器，闭合铁芯，两个线圈，P入＝P出，低电压，小电流，知识点2，I2R，ACD等内容，欢迎下载使用。

1 知识梳理·双基自测
1．构造和原理(1)构造：如图所示，变压器是由___________和绕在铁芯上的___________组成的。(2)原理：电磁感应的互感现象。
U2I2＋U3I3＋…＋UnIn　
3．几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器，如图A、B所示。
1．输电过程(如图所示)： 2．电压损失(1)ΔU＝U－U′。(2)ΔU＝_____。
一、堵点疏通1．变压器不但能改变交变电流的电压，还能改变交变电流的频率。(　　)2．理想变压器能改变交变电压、交变电流，但不改变功率，即输入功率总等于输出功率。(　　)3．变压器副线圈并联更多的用电器时，原线圈的输入电流随之增大。(　　)4．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小。(　　)
二、对点激活1．(多选)变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。如图所示，是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈。匝数分别为n1和n2。下列说法中不正确的是(　　)A．n1>n2，原线圈比副线圈的导线粗B．n1>n2，原线圈比副线圈的导线细C．n1[解析]　由于是降压变压器，所以原线圈匝数要比副线圈匝数多，即n1>n2，故C、D错误；输入功率等于输出功率，所以副线圈中的电流大于原线圈中的电流，则较粗导线的线圈应该作为副线圈，故A错误，B正确。本题选不正确的，故选A、C、D。
3．(2020·海南月考)将输入电压为220 V，输出电压为6 V的理想变压器改绕成输出电压为30 V的理想变压器。已知原线圈匝数不变，副线圈原来是30匝，则副线圈新增匝数为(　　)A．120匝　B．150匝C．180匝　D．220匝
2 核心考点·重点突破
理想变压器的制约关系(1)电压：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定。(2)功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定。(3)电流：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定。
理想变压器基本关系的应用
特别提醒：关于理想变压器的四点说明(1)变压器不能改变直流电压。(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率。(3)理想变压器本身不消耗能量。(4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。
〔变式训练1〕(多选)如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是(　　)A．原、副线圈匝数比为9︰1B．原、副线圈匝数比为1︰9C．此时a和b的电功率之比为9︰1D．此时a和b的电功率之比为1︰9
[解析]　设灯泡的额定电压为U0，输入电压为灯泡额定电压的10倍时灯泡正常发光，则变压器原线圈的电压为9U0，变压器原、副线圈的匝数比为9︰1，选项A正确，选项B错误；由9U0Ia＝U0Ib得，流过b灯泡的电流是流过a灯泡电流的9倍，根据P＝UI，a、b灯泡的电功率之比为1︰9，选项C错误，选项D正确。
〔变式训练2〕如图所示，理想变压器三个线圈的匝数比n1︰n2︰n3＝10︰5︰1，其中匝数为n1的原线圈接到220 V的交流电源上，匝数为n2和n3的两个副线圈分别与电阻R2、R3组成闭合回路。已知通过电阻R3的电流I3＝2 A，电阻R2＝110 Ω，则通过电阻R2的电流I2和通过原线圈的电流I1分别是(　　)A．10 A,12 A　B．10 A,20 AC．1 A,0.7 A　D．1 A,3 A
〔变式训练3〕(2021·重庆月考)如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线输送给用户(小灯泡等用电器)，R表示输电线的电阻，则(　　)A．用电器增加时，变压器输出电压增大B．要提高用户的电压，滑动触头P应向上滑C．用电器增加时，输电线的热损耗减小D．用电器增加时，变压器的输入功率减小
1．理清三个回路远距离输电电网间的基本结构如图所示。输电过程的电路被划分为三个独立的回路，即电源回路、输送回路和用户回路。在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源，每个回路均可应用闭合电路欧姆定律、串并联电路的规律，而变压器的电压、电流、功率关系则是联系不同回路的桥梁．
3．掌握一个关系发电机把机械能转化为电能，并通过导线将能量输送给线圈1，线圈1上的能量就是远程输电的总能量，在输送过程中，先被输送回路上的导线电阻损耗一小部分，剩余的绝大部分通过降压变压器和用户回路被用户使用消耗，所以其能量关系为P1＝P线损＋P用户。
某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9 kW，输出电压为500 V，输电线的总电阻为10 Ω，允许线路损耗的功率为输出功率的4%。求：(1)村民和村办小企业需要220 V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)(2)若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？
[答案]　(1)1︰3　72︰11　(2)320 V　5 760 W
(1)画出远距离输电的示意图，并在图上标出相应物理量。(2)以变压器铁芯为界线区分各个回路。各回路独立，运用串联电路的特点和性质，分析回路中的电压、电流和功率等问题。(3)各回路间通过变压器的匝数比、电压比、电流比和原、副线圈输入功率与输出功率相同的关系相联系。
处理远距离输电问题的一般思维步骤
3 名师讲坛·素养提升
两种特殊的变压器模型模型(一)　自耦变压器自耦变压器的原、副线圈共用一个线圈，线圈匝数可调。可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用。解题的关键是分清原线圈和副线圈。
(2020·湖南岳阳月考)一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头选取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在c、d间接定值电阻R。在a、b间输入电压为U1的交变电压时，c、d间的输出电压为U2。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中(　　)A．U2>U1，U2降低B．U2>U1，U2升高C．变压器输入功率增大D．变压器输入功率减小
模型(二)　互感器(2021·辽宁沈阳月考)如图，T1、T2是监测交流高压输电参数的互感器，其中a、b是交流电压表或交流电流表。若高压输电线间的电压为220 kV，T1的原、副线圈匝数比为1︰100，交流电压表的示数为100 V，交流电流表的示流为 1 A，则(　　)A．b是交流电压表B．T2的原、副线圈匝数比为100︰1C．高压线路输送的电流为1 AD．高压线路输送的电功率为220 kW
4 2年高考·1年模拟
2．(2020·全国Ⅲ理综，20)(多选)在图(a)所示的交流电路中，电源电压的有效值为220 V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10︰1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2＝10 Ω，R3＝20 Ω，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示。下列说法正确的是(　　)A．所用交流电的频率为50 HzB．电压表的示数为100 VC．电流表的示数为1.0 AD．变压器传输的电功率为15.0 W
3．(2020·山东卷)图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1︰n2＝22︰3，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15 Ω，额定电压为24 V。定值电阻R1＝10 Ω、R2＝5 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为(　　)A．1 Ω　B．5 ΩC．6 Ω　D．8 Ω
4．(2020·浙江7月选考)如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P＝100 kW，发电机的电压U1＝250 V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线＝8 Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4＝220 V。已知输电线上损失的功率P线＝5 kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是(　　)A．发电机输出的电流I1＝40 AB．输电线上的电流I线＝625 AC．降压变压器的匝数比n3︰n4＝190︰11D．用户得到的电流I4＝455 A
5．(2020·江苏单科)电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示。其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上。则电流互感器(　　)A．是一种降压变压器　　　　B．能测量直流电路的电流C．原、副线圈电流的频率不同　　　　D．副线圈的电流小于原线圈的电流