《高考風向標》年高考物理一輪復習 專題十一 第2講 變壓器 電能的輸送課件

第2講變壓器電能的輸送考點1理想變壓器1．構造由一個閉合鐵芯、原線圈及副線圈組成．

圖11－2－1

2．工作原理：在同一鐵芯上的磁通量的變化率處處相同．

3．理想變壓器中的參數(shù)關系 沒有漏磁和發(fā)熱損失(即沒有能量損失)的變壓器叫理想變壓器．(1)電壓關系：在同一鐵芯上只有一組副線圈時：當有幾組副線圈時：

(2)功率關系：對于理想變壓器不考慮能量損失，總有P入＝P出①當只有一組副線圈時，I1U1＝I2U2，得(3)電流關系②當有多組副線圈時：I1U1＝I2U2＋I3U3＋……，得I1n1＝I2n2＋I3n3＋……. 4．注意事項

(1)變壓器能改變交變電流電壓，但不能改變恒定電流(直流電)的電壓．如果原線圈接上直流電，則副線圈輸出電壓為零．

(2)變壓器的高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，用較細的導線繞制，變壓器的低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大，用較粗的導線繞制．(3)副線圈上的電流電壓和原線圈上電流電壓一樣也是交變的，且頻率相同．(4)三個決定①輸入電壓決定輸出電壓，當輸入電壓不變時，不論負載是否變化，輸出電壓不變．②輸出電流決定輸入電流，輸入電流隨輸出電流的增大而增大，隨輸出電流的減小而減?。圯敵龉β蕸Q定輸入功率，輸入功率隨輸出功率的變化而變化．當負載為空載時，輸入功率為零．

1．(雙選)(2011年汕頭一模)如圖11－2－2甲，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶5，原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，副線圈僅接入一個10Ω的電阻．則()圖11－2－2答案：AC

2．(雙選)一理想變壓器的原線圈連接一只電流表，副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q調節(jié)，如圖11－2－3所示．在副線圈上連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑動觸頭．原線圈兩端接在電壓為U的交流電源上．則()圖11－2－3A．保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表的讀數(shù)變大B．保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表的讀數(shù)變小C．保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數(shù)變大D．保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數(shù)變小BC＝知，副線圈

解析：根據(jù)理想變壓器原副線圈上電壓、電流決定關系知：在輸入電壓U1

不變的情況下，U2不變．當保持Q的位置不動，滑動頭P向上滑動時，副線圈上的電阻增大，電流減小，故輸入電流I1亦隨著減小，即電流表的示數(shù)變小，A錯誤B正確；當保持P的位置不動，將Q向上滑動時,由

U1

n1U2

n2上匝數(shù)增大，引起副線圈上電壓增大，即副線圈上電流增大，故原線圈上的電流亦隨著增大，故電流表的示數(shù)增大，C正確，D錯誤．考點2遠距離輸電

1．減小損耗的方法 發(fā)電機的輸出功率為一定值，P＝UI，在遠距離輸電的過程中，有相當一部分能量損耗在輸電線上，設輸電線的電阻為r，則損耗的電能，即轉化為熱能的部分為Q＝I2rt，電勢功率為P熱＝P損＝I2r，要減小損耗有兩種方法：

(1)減小電阻：①減小電阻率，現(xiàn)有的導線多為鋁導線，可改為銅，但價格太高；②減小距離，不可能；③增大面積，有局限性，并且耗費材料．

(2)減小電流：在輸出功率不變的情況下，要減小電流，必須提高U，即需采用高壓輸電．

2．遠距離輸電的經典模型(如圖11－2－4)． 圖11－2－4 3．遠距離輸電的三組關系及兩種損耗如下：(3)電功率關系系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝PR＋P3(4)兩種損耗耗：功率率損耗PR＝I2RR，輸送電電壓損耗耗U＝IRR＝U2－U3.4．注意(1)輸入電壓壓及匝數(shù)數(shù)比決定定輸出電電壓．只只有負載載變化時時，輸出電壓保保持不變變．(2)輸出的功功率、電電流決定定輸入的的功率、、電流，，故負載載變化會引起輸輸入功率率的變化化．3．(單選)(2011年廣州一一模)圖11－2－5是遠距離離輸電的的示意圖，下下列說法法正確的的是()A圖11－2－5A．a是升壓變變壓器，，b是降壓變變壓器B．a是降壓變變壓器，，b是升壓變變壓器C．a的輸出電電壓等于于b的輸入電電壓D．a的輸出電電壓等于于輸電線上損失失的電壓壓4．電站的的輸出功功率P＝104kW，輸出電電壓U1＝4kV，通過理想變壓壓器升壓壓后向遠遠處供電電．已知知輸電導導線的總總電阻為為R＝10ΩΩ，輸電線線路損失失的功率率為輸出出功率的的4%，求變壓壓器的匝匝數(shù)比．．解：發(fā)電站的的輸出電電流I1＝PU1＝1074×103A＝2.5×103

A

電線路損失的功率P損＝4%P＝I22R

則I2＝4%PR＝4%×10710A＝2×102

A

變壓器的匝數(shù)比n1n2＝I2I1＝2×1022.5×103＝225.

【例1】(雙選)(2009年廣東卷卷)圖11－2－6為遠距離離高壓輸輸)電的示意意圖．關關于遠距距離輸電電，下列列表述正正確的是是(圖11－2－6熱點變變壓器器及遠距距離輸電電A．減小輸輸電導線線的橫截截面積有有利于減減少輸電電過程中中的電能能損失B．高壓輸輸電是通通過減小小輸電電電流來減減小電路路的發(fā)熱熱損耗C．在輸送送電壓一一定時，，輸送的的電功率率越大，，輸電過過程中的的電能損失越小小D．高壓輸電必必須綜合考慮慮各種因素，，不一定是電電壓越高越好好電線的橫截面積，會增大輸電線的電阻，則增大了輸電線上的功率損耗，A錯誤；由P＝UI來看在輸送功率一定的情況下，輸送電壓U越大，輸出電流越小，則功率損耗越小，B正確；若輸送電壓一定，輸送功率越大，則電流I越大，電路中損耗的電功率越大，C錯誤；輸送電壓并不是電壓越高越好，因為電壓越高，對于安全和技術的要求越高，D正確．

答案：BD根據(jù)功率損失失的表達式ΔP＝I2r可知，要減少少輸電線上的功率損損失，有兩種種方法：其一一是減小輸電電線的電阻；；其二是減小輸電電電流．在輸輸電功率一定定的條件下，，根據(jù)P＝UI可知，要減小輸輸電線中的電電流I，必須提高輸輸電電壓U，這就是采用高壓輸電的的道理．解決決遠距離輸電電問題時，應應先畫出輸送電電路圖，然后以以變壓器鐵芯芯為界，分成成幾個獨立的的閉合電路，，應用歐姆定律等等有關公式分分析各自的電電流、電壓和和功率關系．．各獨立回路之間間可通過變壓壓器的n1：n2＝U1：U2＝I2/I1及理想變壓器P1＝P2等聯(lián)系起來．．1．(雙選)(2010年東莞模擬)2008年1月10日開始的低溫溫雨雪冰凍造成成我國部分地地區(qū)嚴重災害害，其中高壓壓輸電線因結結冰而損毀嚴重．．此次災害牽牽動億萬人的的心．為消除除高壓輸電線線上的凌冰，有人人設計了這樣樣的融冰思路路：利用電流流的熱效應除除冰．若在正常供電電時，高壓線線上送電電壓壓為U，電流為I，熱耗功率為ΔP；除冰時，輸輸電線上的熱熱耗功率需變變?yōu)?ΔP，則除冰時(認為輸電功率和和輸電線電阻阻不變()A．輸電電流為為3IC．輸電電壓為為3UB．輸電電流為為9IAD易錯點：變壓壓器的應用【例1】圖11－2－7中，降壓變壓壓器的變壓系系數(shù)是3，即初級線圈匝數(shù)數(shù)與次級線圈圈的匝數(shù)之比比是3.初級線圈的輸輸入電壓是660V，次級線圈的的電阻為0.2Ω，這臺變壓器器供給100盞“220V,60W””的電燈用電．．求：(1)空載時次級線線圈的路端電電壓和輸出功功率；(2)接通時次級線線圈的路端電電壓；(3)每盞燈的實際際功率．圖11－2－7理解能力的的高低表現(xiàn)現(xiàn)在把握文文字的物理理意義上．．題文中說說“次級線線圈的電阻阻為0.2ΩΩ”．可見文中中所述的變變壓器有內內耗，不是是理想變壓壓器．類比比直流電路路的知識，，可從兩條條路去求路路端電壓，，U＝E－Ir(電源電動勢勢減去內電電壓)，或者用歐歐姆定律U＝IR.來計算電功功率．不能用P＝U2R(2)接通后次級級線圈有電電阻，要消消耗電能，，由于次級級線圈內部部存在電壓降，所所以次級線線圈的路端端電壓不再再是220V，而應以次次級線圈為為研究對象應應用閉合電電路歐姆定定律去求次次級線圈的的路端電壓壓．(3)由于次級線線圈的路端端電壓達不不到燈泡的的額定電壓壓，燈泡的的實際功率要小于于每盞燈的的額定功率率．(1)變壓器空載載時，電路路的電流為為零，無能能量的轉化化，1．(雙選)(2010年潮州二模模)某小型水電電站的電能能輸送示意意圖如圖11－2－8所示．發(fā)電電機的輸出出電壓為220V，輸電線總