1、第2讲 变压器 远距离输电知识点知识点 1 1 理想变压器理想变压器 1.1.构造和原理构造和原理(如图所示如图所示)(1)(1)主要构造：由主要构造：由_、_和和_组成。组成。(2)(2)工作原理：电磁感应的工作原理：电磁感应的_现象。现象。2 2理想变压器的基本关系式理想变压器的基本关系式(1)(1)功率关系：功率关系：_。(2)(2)电压关系：电压关系：为为_变压器；若变压器；若n n1 1nn2 2，为，为_变压器。变压器。(3)(3)电流关系：只有一个副线圈时，电流关系：只有一个副线圈时，_；有多个副线圈时，有多个副线圈时，U U1 1I I1 1U U2 2I I2 2U U3 3
2、I I3 3U Un nI In n。原线圈原线圈副线圈副线圈闭合铁芯闭合铁芯互感互感P P入入P P出出111222UnnnUn，若，降压降压升压升压1221InIn3 3几种常用的变压器几种常用的变压器(1)(1)自耦变压器自耦变压器调压变压器。调压变压器。电压互感器：把电压互感器：把_变成变成_。电流互感器：把电流互感器：把_变成变成_。高电压高电压低电压低电压大电流大电流小电流小电流(2)(2)互感器互感器知识点知识点 2 2 远距离输电远距离输电 1.1.输电过程（如图所示）输电过程（如图所示）2.2.电压损失电压损失（1 1）U=U-UU=U-U。(2)U=_(2)U=_。3.3.
3、功率损失功率损失(1)P=P-P(1)P=P-P。(2)P=_=_(2)P=_=_4.4.输送电流输送电流IRIRI I2 2R R2P()R U2UR。P1IUUU2IR（）。（）。【思考辨析【思考辨析】（1 1）变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用。）变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用。()()（2 2）变压器不但能改变交变电流的电压，还能改变交变电流）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。的频率。()()（3 3）正常工作的变压器当副线圈与用电器断开时，副线圈两）正常工作的变压器当副线圈与用电器断开时，副线圈两端无电压。端无电压。()()（4 4）
4、变压器副线圈并联更多的用电器时，原线圈输入的电流）变压器副线圈并联更多的用电器时，原线圈输入的电流随之增大。随之增大。()()（5 5）增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能）增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失。损失。()()（6 6）高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗。）高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗。()()（7 7）在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的）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。电能损失越小。()()分析：分析：变压器是依靠电磁感应工作的，恒定不变的电流不能产变压器是依靠电磁感应工作的
5、，恒定不变的电流不能产生变化的磁场，不满足产生感应电动势的条件，（生变化的磁场，不满足产生感应电动势的条件，（1 1）对；变）对；变压器变压的原理是互感原理，当原线圈变化一个周期时，副线压器变压的原理是互感原理，当原线圈变化一个周期时，副线圈也变化一个周期，故原、副线圈磁通量的变化率完全相同，圈也变化一个周期，故原、副线圈磁通量的变化率完全相同，原、副线圈交变电流的频率也完全相同，（原、副线圈交变电流的频率也完全相同，（2 2）错；副线圈两）错；副线圈两端电压由原、副线圈匝数比和原线圈两端电压共同决定，与副端电压由原、副线圈匝数比和原线圈两端电压共同决定，与副线圈上所接负载无关，（线圈上所接负
6、载无关，（3 3）错；变压器副线圈并联更多的用）错；变压器副线圈并联更多的用电器时，副线圈电流增加，原、副线圈电流之比由匝数比决电器时，副线圈电流增加，原、副线圈电流之比由匝数比决定，因此原线圈电流相应增加定，因此原线圈电流相应增加,（4 4）对；据）对；据P PI I2 2R R可知，在电可知，在电流流I I一定的情况下，减小电阻一定的情况下，减小电阻R R可以减少电路上的电能损失，而可以减少电路上的电能损失，而 所以增大输电线横截面积所以增大输电线横截面积S S可减小电阻可减小电阻R R，（，（5 5）对；由）对；由输送电功率输送电功率P PUIUI得输电线损失电功率得输电线损失电功率PP
7、I I2 2R R，可见减小输，可见减小输电电流可减小电路发热损耗，（电电流可减小电路发热损耗，（6 6）对；在输送电压一定时，）对；在输送电压一定时，输电线上损失电功率输电线上损失电功率 故输送的电功率故输送的电功率P P越大，电能越大，电能损失越大，（损失越大，（7 7）错。）错。LRS，22PPRU，考点考点 1 1 理想变压器的工作原理和基本量的关系理想变压器的工作原理和基本量的关系【考点解读【考点解读】1.1.工作原理工作原理深化深化理解理解 2.2.理想变压器及其原、副线圈基本量的关系理想变压器及其原、副线圈基本量的关系理想理想变压器变压器没有能量损失没有能量损失(铜损、铁损铜损、
8、铁损)没有磁通量损失没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中磁通量全部集中在铁芯中)基基本本关关系系功率功率关系关系P P入入P P出出电压关电压关系系原、副线圈的电压比等于匝数比，与负载情原、副线圈的电压比等于匝数比，与负载情况、副线圈个数的多少无关况、副线圈个数的多少无关 电流电流关系关系只有一个副线圈时，电流和匝数成反比只有一个副线圈时，电流和匝数成反比;有多有多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确定电流关系定电流关系基基本本关关系系频率频率关系关系原、副线圈中电流的频率相等原、副线圈中电流的频率相等 制制约约关关系系电压电压副线圈电压副线圈电压U
9、U2 2由原线圈电压由原线圈电压U U1 1和匝数比决定和匝数比决定功率功率原线圈的输入功率原线圈的输入功率P P1 1由副线圈的输出功率由副线圈的输出功率P P2 2决决定定电流电流原线圈电流原线圈电流I I1 1由副线圈电流由副线圈电流I I2 2和匝数比决定和匝数比决定 【典例透析【典例透析1 1】（20122012山东高考改编）图甲是某燃气炉点火山东高考改编）图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线
10、圈的匝数分别为匝数分别为n n1 1、n n2 2，为交流电压表。当变压器副线圈电压的为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于瞬时值大于5 000 V5 000 V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是而点燃气体。以下判断正确的是()()A.A.电压表的示数等于电压表的示数等于5 V5 VB.B.电压表的示数随时间变化，最大值为电压表的示数随时间变化，最大值为C.C.实现点火的条件是实现点火的条件是D.D.实现点火的条件是实现点火的条件是5 2 V21n1 000n21n1 000n【解题探究【解题探究】（1 1）在交流电路中，
11、交流电压表测量的是交流）在交流电路中，交流电压表测量的是交流电压的电压的_。（2 2）变压器原、副线圈电压与线圈匝数的关系）变压器原、副线圈电压与线圈匝数的关系:_:_。有效值有效值1122UnUn【解析【解析】选选C C。由。由u-tu-t图像可知最大电压值为图像可知最大电压值为5 V5 V，故有效值为，故有效值为 交流电压表测量的是有效值，交流电压表测量的是有效值，A A、B B错；由变压器电压与错；由变压器电压与线圈匝数的关系可知，线圈匝数的关系可知，当变压器副线圈电压的当变压器副线圈电压的瞬时值大于瞬时值大于5 000 V5 000 V，即，即 C C对，对，D D错。错。5 V2，2
12、22111nnUU5nn，2211nn55 0001 000nn，所以，【总结提升【总结提升】基本量关系解题的两点提醒基本量关系解题的两点提醒（1 1）理想变压器的应用中要注意副线圈和原线圈功率相等这）理想变压器的应用中要注意副线圈和原线圈功率相等这个特点，电流关系的推导是以其为依据的。个特点，电流关系的推导是以其为依据的。（2 2）变压器的以上关系都是根据）变压器的以上关系都是根据“口口”字型铁芯的变压器推字型铁芯的变压器推出的。如果变压器不是出的。如果变压器不是“口口”字型铁芯，应根据变压器的原理字型铁芯，应根据变压器的原理及各线圈中磁通量的关系推导出各物理量的关系。及各线圈中磁通量的关系
13、推导出各物理量的关系。【变式训练【变式训练】(2013(2013天津高考天津高考)普通的普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流上测量电流,通常要通过电流互感器来通常要通过电流互感器来连接连接,图中电流互感器图中电流互感器abab一侧线圈的匝一侧线圈的匝数较少数较少,工作时电流为工作时电流为I Iabab,cd,cd一侧线圈的匝数较多一侧线圈的匝数较多,工作时电流工作时电流为为I Icdcd,为了使电流表能正常工作为了使电流表能正常工作,则则()A.abA.ab接接MNMN、cdcd接接PQ,IPQ,IababIIIcdcdC.abC.ab接接PQP
14、Q、cdcd接接MN,IMN,IababIIIcdcd【解析【解析】选选B B。高压输电线上的电流大于交流电流表的量程。高压输电线上的电流大于交流电流表的量程,故故应用电流互感器将高压输电线上的电流降低应用电流互感器将高压输电线上的电流降低,由变压器原、副由变压器原、副线圈电流与匝数成反比的关系线圈电流与匝数成反比的关系,可以判断电流互感器与高压输可以判断电流互感器与高压输电线相连的一侧匝数少电线相连的一侧匝数少,即即abab一侧线圈与一侧线圈与MNMN相连相连,cd,cd一侧线圈与一侧线圈与PQPQ相连相连,I,IababIIcdcd,故故B B对对,A,A、C C、D D错。错。【变式备选
15、【变式备选】如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为15,15,原线圈两端的交变电压为原线圈两端的交变电压为 氖泡在两氖泡在两端电压达到端电压达到100 V100 V时开始发光，下列说法中正确的有时开始发光，下列说法中正确的有 ()()u20 2sin100 t V。A.A.开关接通后，氖泡的发光频率为开关接通后，氖泡的发光频率为50 Hz50 HzB.B.开关接通后，电压表的示数为开关接通后，电压表的示数为50 V50 VC.C.开关断开后，电压表的示数变大开关断开后，电压表的示数变大D.D.开关断开后，变压器的输出功率不变开关断开后，变压器的输出功率
16、不变【解析【解析】选选B B。由于副线圈电压由原线圈决定，则不论负载如。由于副线圈电压由原线圈决定，则不论负载如何变化，电压表的读数不变，始终为有效值何变化，电压表的读数不变，始终为有效值100 V100 V，B B正确，正确，C C错误；交流电每个周期内氖泡发光两次，每秒发光错误；交流电每个周期内氖泡发光两次，每秒发光100100次，则次，则氖泡发光频率为氖泡发光频率为100 Hz100 Hz，A A错误；开关断开后，负载电阻增大、错误；开关断开后，负载电阻增大、电流减小，则变压器的输出功率减小，电流减小，则变压器的输出功率减小，D D错误。错误。考点考点 2 2 理想变压器的动态分析理想变
17、压器的动态分析【考点解读【考点解读】常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。情况和负载电阻不变的情况。解题解题技巧技巧1 1匝数比不变的情况匝数比不变的情况(如图所示如图所示)(1)U(1)U1 1不变，根据不变，根据 输入电压输入电压U U1 1决决定输出电压定输出电压U U2 2，可以得出不论负载电阻，可以得出不论负载电阻R R如何变化，如何变化，U U2 2不变。不变。(2)(2)当负载电阻发生变化时，当负载电阻发生变化时，I I2 2变化，根据输出电流变化，根据输出电流I I2 2决定输决定输
18、入电流入电流I I1 1，可以判断，可以判断I I1 1的变化。的变化。(3)I(3)I2 2变化引起变化引起P P2 2变化，根据变化，根据P P1 1P P2 2，可以判断，可以判断P P1 1的变化。的变化。1122UnUn，2 2负载电阻不变的情况负载电阻不变的情况(如图所示如图所示)(1)U(1)U1 1不变，不变，发生变化，发生变化，U U2 2变化。变化。(2)R(2)R不变，不变，U U2 2变化，变化，I I2 2发生变化。发生变化。(3)(3)根据根据 和和P P1 1P P2 2，可以判断，可以判断P P2 2变化时，变化时，P P1 1发生变化，发生变化，U U1 1不
19、变时，不变时，I I1 1发生变化。发生变化。12UU222UPR【典例透析【典例透析2 2】如图所示，理想变压如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为器原、副线圈的匝数比为101101，b b是是原线圈中心的抽头，电压表和电流表原线圈中心的抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线均为理想电表，从某时刻开始在原线圈圈c c、d d两端加上交变电压，其瞬时值两端加上交变电压，其瞬时值表达式为表达式为 则则()()1u220 2sin100 t V，A A当单刀双掷开关与当单刀双掷开关与a a连接时，电压表连接时，电压表V V1 1的示数为的示数为22 V22 VB B当当 时，电压表
20、时，电压表V0V0的读数为的读数为156 V156 VC C单刀双掷开关与单刀双掷开关与a a连接，当滑动变阻器滑片连接，当滑动变阻器滑片P P向上移动的过向上移动的过程中，电压表程中，电压表V V1 1的示数增大，电流表示数变小的示数增大，电流表示数变小D D当单刀双掷开关由当单刀双掷开关由a a扳向扳向b b时，电压表时，电压表V V1 1和电流表的示数均和电流表的示数均变小变小1t s600【解题探究【解题探究】（1 1）请分析当开关接）请分析当开关接a a时，滑片时，滑片P P上移，负载电上移，负载电阻如何变化？原、副线圈的电压如何变化？阻如何变化？原、副线圈的电压如何变化？提示：提示
21、：负载电阻变大。负载电阻变大。原、副线圈电压不变。原、副线圈电压不变。（2 2）请分析当开关由）请分析当开关由a a扳向扳向b b时，原、副线圈电压的变化。时，原、副线圈电压的变化。提示：提示：原线圈电压不变。原线圈电压不变。副线圈电压变大。副线圈电压变大。【解析【解析】选选C C。原线圈输入电压的有效值为。原线圈输入电压的有效值为220 V220 V，由电压比，由电压比 及电表测得的有效值可知，当单刀双掷开关与及电表测得的有效值可知，当单刀双掷开关与a a连接连接时，副线圈输出电压时，副线圈输出电压U U2 222 V22 V，而，而U U2 2U UR0R0U UV1V1，所以电压表，所以
22、电压表V V1 1的示数小于的示数小于22 V22 V，A A错；由瞬时值表达式可知当错；由瞬时值表达式可知当 时，电压瞬时值为时，电压瞬时值为 V V，即，即156 V156 V，而电压表示数为有效，而电压表示数为有效值，则电压表值，则电压表V V0 0的读数为的读数为220 V220 V，B B错；单刀双掷开关与错；单刀双掷开关与a a连接，连接，1122UnUn1t s600110 2当滑动变阻器滑片当滑动变阻器滑片P P向上移动的过程中，向上移动的过程中，R R接入电路的阻值增大，接入电路的阻值增大，而而U U2 2不变，电流表示数减小，电压表不变，电流表示数减小，电压表V V1 1示
23、数增大，示数增大，C C对；当单刀对；当单刀双掷开关由双掷开关由a a扳向扳向b b时，变压器原线圈匝数减小，所以副线圈输时，变压器原线圈匝数减小，所以副线圈输出电压增大，电压表出电压增大，电压表V V1 1和电流表的示数均变大，和电流表的示数均变大，D D错。错。【总结提升【总结提升】变压器动态问题分析的思路流程变压器动态问题分析的思路流程211222121122111UUnIRUnPP(I UI UPI U12211UUIIP 负载）决定决定决定决定。【变式训练【变式训练】(2014(2014漳州模拟漳州模拟)如图甲所示如图甲所示,理想变压器原、理想变压器原、副线圈的匝数比为副线圈的匝数比
24、为51,51,原线圈接交流电源和交流电压表原线圈接交流电源和交流电压表,副线副线圈通过电阻为圈通过电阻为R R的导线与热水器、抽油烟机连接。已知原线圈的导线与热水器、抽油烟机连接。已知原线圈两端的电压保持不变两端的电压保持不变,副线圈上的电压按图乙所示规律变化副线圈上的电压按图乙所示规律变化,现现闭合开关闭合开关S S接通抽油烟机接通抽油烟机,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.电压表示数为电压表示数为220 V220 VB.B.抽油烟机上电压的瞬时值表达式为抽油烟机上电压的瞬时值表达式为C.C.热水器的实际功率减小热水器的实际功率减小D.D.变压器的输入功率减小变压器的输入功率减小u
25、220 2sin 100 t V【解析【解析】选选C C。由图乙知副线圈的电压峰值为。由图乙知副线圈的电压峰值为 则则 电压表测得原线圈的电压表测得原线圈的电压的有效值为电压的有效值为1 100 V1 100 V，故选项，故选项A A错误。由图乙知错误。由图乙知=100=100 rad/s rad/s，初相为，初相为0 0，故副线圈两端电压的瞬时值表达，故副线圈两端电压的瞬时值表达式为式为u=Uu=Um msin(tsin(t)=)=但导线电阻但导线电阻R R会分得一部会分得一部分电压，抽油烟机获得的电压会偏小，故分电压，抽油烟机获得的电压会偏小，故B B错误。对副线圈接错误。对副线圈接通抽油
26、烟机后，总电阻减小，总电流通抽油烟机后，总电阻减小，总电流 增大，热水器的增大，热水器的电压电压U=UU=U2 2-I-I2 2R R减小，故热水器的实际功率减小，选项减小，故热水器的实际功率减小，选项C C正确。正确。由由P P1 1=P=P2 2=U=U2 2I I2 2知，输出功率增大，则输入功率增大，故选项知，输出功率增大，则输入功率增大，故选项D D错错误。误。mU220 2 V，m2UU220 V2，1122nUU1 100 Vn，2T220 2sin(100 t)V，22UIR总考点考点 3 3 远距离输电问题的分析远距离输电问题的分析【考点解读【考点解读】1 1远距离输电的分析
27、思路远距离输电的分析思路对高压输电问题，应按对高压输电问题，应按“发电机发电机升压变压器升压变压器远距离输电线远距离输电线降压变压器降压变压器用电器用电器”或从或从“用电器用电器”倒推到倒推到“发电机发电机”的的顺序一步一步进行分析。顺序一步一步进行分析。解题解题技巧技巧2 2远距离高压输电的几个基本关系远距离高压输电的几个基本关系(以图为例以图为例)(1)(1)功率关系：功率关系：P P1 1P P2 2，P P3 3P P4 4，P P2 2P P损损P P3 3。(2)(2)电压、电流关系：电压、电流关系：(3)(3)输电电流：输电电流：(4)(4)输电线上损耗的电功率：输电线上损耗的电
28、功率：当输送功率一定时，输电电压增大到原来的当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n n倍，输电线上损倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的耗的功率就减小到原来的 。3311242214432323UnUnIIUnIUnIUUUIII线，。323223PUUPIUUR线线。2222PPIUI R()RU损线线线线。21n【典例透析【典例透析3 3】一台发电机最大输出功率为一台发电机最大输出功率为4 000 kW4 000 kW，电压为，电压为4 000 V4 000 V，经变压器，经变压器T T1 1升压后向远方输电。输电线路总电阻为升压后向远方输电。输电线路总电阻为R=1 kR=1 k。到目的
29、地经变压器。到目的地经变压器T T2 2降压，负载为多个正常发光的降压，负载为多个正常发光的灯泡（灯泡（220 V 60 W220 V 60 W）。若在输电线路上消耗的功率为发电机）。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的输出功率的10%10%，变压器，变压器T T1 1和和T T2 2的耗损可忽略，发电机处于满负的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则荷工作状态，则()()A.TA.T1 1原、副线圈电流分别为原、副线圈电流分别为10103 3 A A和和10 A10 AB.TB.T2 2原、副线圈电压分别为原、副线圈电压分别为1.81.810105 5 V V和和220 V220 V
30、C.TC.T1 1和和T T2 2的变压比分别为的变压比分别为150150和和401401D.D.有有8 810104 4盏灯泡（盏灯泡（220 V 60 W220 V 60 W）正常发光）正常发光【解题探究】【解题探究】（1 1）画出远距离输电的模型图，并在图上标出）画出远距离输电的模型图，并在图上标出各个参量。各个参量。提示：提示：（2 2）分析升压变压器和降压变压器的功率和电压关系。）分析升压变压器和降压变压器的功率和电压关系。提示：提示：功率关系：功率关系：P P1 1=P=P损损+P+P2 2。电压关系：电压关系：U U2 2=U=U损损+U+U3 3。(3)(3)写出变压器原、副线
31、圈的电压比和电流比。写出变压器原、副线圈的电压比和电流比。提示：提示：33112244UnUnUnUn电压比：，。31242143IInnInIn电流比：，。【解析】【解析】选选B B。远距离输电的模型如图所示。远距离输电的模型如图所示。T T1 1原线圈的电流为原线圈的电流为输电线路上损失的功率为输电线路上损失的功率为 选项选项A A错误；错误；T T1 1的原、副线圈匝数的原、副线圈匝数33111P4 000 10I A1 10 A,U4 000 2121210%PPI R10%P,IR损所以334 000 100.1 A20 A1 10，比为比为 T T1 1上副线圈的电压为上副线圈的电
32、压为U U2 2=50U=50U1 1=2=210105 5 V,V,T T2 2原线圈的电压为原线圈的电压为 选项选项B B正确；正确；T T2 2上原、副线圈的变压比为上原、副线圈的变压比为选项选项C C错误；能正常发光的灯泡的盏数为：错误；能正常发光的灯泡的盏数为：选项选项D D错误。错误。12321nI201nI1050；535322UUI R2 10 V20 10 V1.8 10 V,533344nU1.8 109 10,nU220114190%PN6 10,60【总结提升】【总结提升】输电线路功率损失的四种计算方法输电线路功率损失的四种计算方法（1 1）输送功率是指升压变压器输出的
33、功率，损失功率是指由）输送功率是指升压变压器输出的功率，损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率。两者关系是于输电线发热而消耗的功率。两者关系是P P损损P PP(PP(P为输送为输送功率，功率，PP为用户所得功率为用户所得功率)。（2 2）除了利用）除了利用P P损损P PPP计算输电线路上的功率损耗外，还计算输电线路上的功率损耗外，还可用下列方法计算：可用下列方法计算：为输电线路上的电流，为输电线路上的电流，R R线线为线路电阻。为线路电阻。U U为输电线路上损失的电压，为输电线路上损失的电压，R R线线为线路电阻。为线路电阻。P P损损UIUI线线，UU为输电线路上损失的电压，为输电线路上
34、损失的电压，I I线线为线路上的为线路上的电流。电流。2PI RI损线线线，2UPR损线，在远距离输电问题中，计算线路功率损耗时应用在远距离输电问题中，计算线路功率损耗时应用其原因是其原因是I I线线可以由公式可以由公式P P输出输出I I线线U U输出输出求出，而求出，而P P损损UIUI线线和和 则不常用，其原因是在一般情况下，则不常用，其原因是在一般情况下，UU不易求出，不易求出，且易将且易将UU和和U U输出输出相混而造成错误。相混而造成错误。2PI R损线线，2UPR损线【变式训练】【变式训练】(2014(2014厦门模拟厦门模拟)如图甲为某水电站的电能输送如图甲为某水电站的电能输送
35、示意图示意图,升压变压器原、副线圈匝数比为升压变压器原、副线圈匝数比为110,110,降压变压器的降压变压器的副线圈接有负载副线圈接有负载R,R,升压、降压变压器之间的输电线路的电阻不升压、降压变压器之间的输电线路的电阻不能忽略能忽略,变压器均为理想变压器变压器均为理想变压器,升压变压器左侧输入如图乙的升压变压器左侧输入如图乙的交变电压交变电压,下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.A.交变电流的频率为交变电流的频率为100 Hz100 HzB.B.升压变压器副线圈输出电压为升压变压器副线圈输出电压为22 V22 VC.C.只增加升压变压器副线圈匝数可减少输电损失只增加升压变压器副线圈匝
36、数可减少输电损失D.D.当当R R减小时减小时,发电机的输出功率减小发电机的输出功率减小【解析】【解析】选选C C。由图像可知。由图像可知T=2T=21010-2-2 s s，f=50 Hzf=50 Hz，A A错。升压错。升压变压器的输入电压有效值变压器的输入电压有效值U U1 1=220 V=220 V，由，由 可知可知U U2 2=2 200 V2 200 V，B B错。增加升压变压器副线圈匝数，错。增加升压变压器副线圈匝数，U U2 2增大，输送电增大，输送电流减小，输电损失电能减小，流减小，输电损失电能减小，C C对。对。R R减小，输出功率增大，变减小，输出功率增大，变压器的输入功
37、率增大，发电机的输出功率增大，压器的输入功率增大，发电机的输出功率增大，D D错。错。1122UnUn如图所示，接于理想变压器中的四个规格相同的灯泡都正常发如图所示，接于理想变压器中的四个规格相同的灯泡都正常发光，那么，理想变压器的匝数比光，那么，理想变压器的匝数比n n1 1nn2 2nn3 3为多少？为多少？【资源平台】【资源平台】多线圈变压器问题多线圈变压器问题【规范解答】【规范解答】灯泡正常发光，灯泡正常发光，可得可得U UA A=U=UB B=U=UC C=U=UD D,所以所以U U2 2=2U=2U3 3。由变压器的电压比公式由变压器的电压比公式同理，灯泡正常发光，功率相等，即同
38、理，灯泡正常发光，功率相等，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，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 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：321321322233332UnU2,n2n
39、nUU1所以。1.1.如图所示，一理想变压器原副线圈如图所示，一理想变压器原副线圈的匝数比为的匝数比为1212；副线圈电路中接有；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为灯泡，灯泡的额定电压为220 V220 V，额，额定功率为定功率为22 W22 W；原线圈电路中接有理；原线圈电路中接有理想电压表和理想电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用想电压表和理想电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U U和和I I分别表示此时电压表和电流表的读数，则分别表示此时电压表和电流表的读数，则 ()()A AU U110 V110 V，I I0.2 A0.2 AB BU U110 V110 V，I I0.05
40、 A0.05 AC CU U V V，I I0.2 A0.2 AD DU U V V，I I【解析】【解析】选选A A。由变压原理。由变压原理 即电压表示数即电压表示数为为110 V110 V。由。由P P入入P P出出，灯泡正常发光可得，灯泡正常发光可得P P入入U U1 1I I1 1P P出出22 W22 W，故故A A正确。正确。11122nUU110 VnU可得，122I A0.2 A110，110 2110 20.2 2 A2.(20142.(2014龙岩模拟龙岩模拟)如图所示如图所示,理想变压器的原、副线圈的匝理想变压器的原、副线圈的匝数比数比n n1 1nn2 2=21,=21
41、,原线圈接正弦交变电流原线圈接正弦交变电流,副线圈接电动机副线圈接电动机,电电动机线圈电阻为动机线圈电阻为R R。当输入端接通电源后。当输入端接通电源后,电流表读数为电流表读数为I,I,电动电动机带动一质量为机带动一质量为m m的重物以速度的重物以速度v v匀速上升。若电动机因摩擦造匀速上升。若电动机因摩擦造成的能量损失不计成的能量损失不计,则图中电压表的读数为则图中电压表的读数为()mgvmgv1mgvA 4IR B C 4IR DIRII4I【解析】【解析】选选A A。变压器的输出功率。变压器的输出功率P P出出=I=I2 22 2R+mgvR+mgv由由P P出出=P=P入入=I=IU
42、U1 1可得可得I I2 2=2I=2I，U U1 1=4IR+A=4IR+A正确。正确。221nIInmgvI，3.(20123.(2012福建高考福建高考)如图如图,理想变压器原线圈输入电压理想变压器原线圈输入电压u=Uu=Um msint,sint,副线圈电路中副线圈电路中R R0 0为定值电阻为定值电阻,R,R是滑动变阻器。是滑动变阻器。V V1 1和和V V2 2是理想交流电压表是理想交流电压表,示数分别用示数分别用U U1 1和和U U2 2表示表示;A;A1 1和和A A2 2是理想交流是理想交流电流表电流表,示数分别用示数分别用I I1 1和和I I2 2表示。下列说法正确的是
43、表示。下列说法正确的是()A.IA.I1 1和和I I2 2表示电流的瞬时值表示电流的瞬时值B.UB.U1 1和和U U2 2表示电压的最大值表示电压的最大值C.C.滑片滑片P P向下滑动过程中向下滑动过程中,U,U2 2不变、不变、I I1 1变大变大D.D.滑片滑片P P向下滑动过程中向下滑动过程中,U,U2 2变小、变小、I I1 1变小变小【解析】【解析】选选C C。交流电压表和交流电流表显示的示数都为有效。交流电压表和交流电流表显示的示数都为有效值值,A,A、B B错。由于输入端电压错。由于输入端电压U U1 1和理想变压器匝数比不变和理想变压器匝数比不变,所以所以U U2 2不变。
44、滑片不变。滑片P P向下滑动过程中向下滑动过程中,电阻变小电阻变小,电流电流I I2 2变大变大,输出功输出功率变大率变大,则输入功率变大则输入功率变大,电流电流I I1 1变大变大,C,C对、对、D D错错,故选故选C C。4.4.图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n n1 1nn2 2=51=51，电阻，电阻R=20 R=20，L L1 1、L L2 2为规格相同的两只小灯泡，为规格相同的两只小灯泡，S S1 1为单刀双掷开关。为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压原线圈接正弦交变电源，输入电压u u随时间随时间t t的变化关系如图乙的变化关系
45、如图乙所示。现将所示。现将S S1 1接接1 1、S S2 2闭合，此时闭合，此时L L2 2正常发光。下列说法正确的正常发光。下列说法正确的是是()()A.A.输入电压输入电压u u的表达式的表达式B.B.只断开只断开S S2 2后，后，L L1 1、L L2 2均正常发光均正常发光C.C.只断开只断开S S2 2后，原线圈的输入功率增大后，原线圈的输入功率增大D.D.若若S S1 1换接到换接到2 2后，后，R R消耗的电功率为消耗的电功率为0.8 W0.8 Wu20 2sin 50 t V【解析】【解析】选选D D。由图乙知周期为。由图乙知周期为0.02 s0.02 s，因此输入电压的表
46、达，因此输入电压的表达式式 A A错；只断开错；只断开S S2 2，L L1 1、L L2 2两端的电压小两端的电压小于额定电压，都不能正常发光，于额定电压，都不能正常发光，B B错；只断开错；只断开S S2 2，负载电阻变，负载电阻变大，功率变小，大，功率变小，C C错；错；S S1 1换接到换接到2 2后，据后，据得得R R消耗的功率为消耗的功率为0.8 W0.8 W，故选，故选D D。u20 2sin100 tV（），212UUnPRUn出入出和5.5.某水电站，用总电阻为某水电站，用总电阻为2.5 2.5 的输电线输电给的输电线输电给500 km500 km外的外的用户，其输出电功率是
47、用户，其输出电功率是3 310106 6 kW kW。现用。现用500 kV500 kV电压输电，则电压输电，则下列说法正确的是下列说法正确的是()()A.A.输电线上输送的电流大小为输电线上输送的电流大小为2 210105 5 A AB.B.输电线上由电阻造成的损失电压为输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV15 kVC.C.若改用若改用5 kV5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为电压输电，则输电线上损失的功率为9 910108 8 kW kWD.D.输电线上损失的功率为输电线上损失的功率为 U U为输电电压，为输电电压，r r为输电线的为输电线的电阻电阻2UPr，【解析【解析】选选B B。输出电功率。输出电功率P=3P=310106 6 kW kW，输电电压，输电电压U=500 kVU=500 kV，则输电线上输送的电流大小则输电线上输送的电流大小 所以所以A A错误；输电线错误；输电线上由电阻造成的损失电压上由电阻造成的损失电压U U损损=Ir=Ir=15 kV=15 kV，所以，所以B B正确；输电线正确；输电线上损失的功率上损失的功率 所以所以D D错误；若改用错误；若改用5 kV5 kV电压输电压输电，则输电线上损失的功率不可能超过输出功率，所以电，则输电线上损失的功率不可能超过输出功率，所以C C错误。错误。3PI6 10 AU，22PPU IrU 损，
