2016变压器电能的输送.pptx

第2讲变压器电能的输送考纲考纲考情考情三年三年1616考高考指数：考高考指数：1.1.理想变压器理想变压器2.2.远距离输电远距离输电【知识梳理知识梳理】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：若若n n1 1nn2 2,为为_变压器变压器;若若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,=_;,=_;有多个副线圈时仍有有多个副线圈时仍有P P入入=P=P出出,据据P=UIP=UI可推出可推出,U,U1 1I I1 1=U=U2 2I I2 2+U+U3 3I I3 3+U+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出出降压降压升压升压3.3.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,如图如图A A、B B所示。所示。(2)(2)互感器互感器电压互感器：把高电压变成电压互感器：把高电压变成_，如图，如图C C所示。所示。电流互感器：把大电流变成电流互感器：把大电流变成_，如图，如图D D所示。所示。低电压低电压小电流小电流知识点知识点2 2 远距离输电远距离输电1.1.输电过程输电过程(如图所示如图所示)：2.2.电压损失：电压损失：(1)U=U-U(1)U=U-U。(2)U=_(2)U=_。IRIR3.3.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：(1)I=(1)I=(2)I=(2)I=I I2 2R R【思维诊断思维诊断】(1)(1)变压器不但可以改变交流电压变压器不但可以改变交流电压,也可以改变直流电压。也可以改变直流电压。()(2)(2)理想变压器的基本关系式中理想变压器的基本关系式中,电压和电流均为有效值。电压和电流均为有效值。()(3)(3)高压输电的目的是增大输电的电流。高压输电的目的是增大输电的电流。()(4)(4)在输送电压一定时在输送电压一定时,输送的电功率越大输送的电功率越大,输送过程中损失的功率越输送过程中损失的功率越小。小。()(5)(5)变压器原线圈中的电流由副线圈中的电流决定。变压器原线圈中的电流由副线圈中的电流决定。()提示：提示：(1)(1)。因为直流电产生的磁场不能发生变化。因为直流电产生的磁场不能发生变化,副线圈中无法产副线圈中无法产生感应电流生感应电流,所以变压器不能改变直流电压的大小。所以变压器不能改变直流电压的大小。(2)(2)。中的电压和电流均为有效值。中的电压和电流均为有效值。(3)(3)。据。据I=I=可知可知,输送功率一定时输送功率一定时,采用高压输电可减小输电电采用高压输电可减小输电电流流,从而减小功率损失。从而减小功率损失。(4)(4)。输送电流。输送电流I=,PI=,P损损=I=I2 2R,R,故故P P越大越大,P,P损损越大。越大。(5)(5)。电网送电遵循。电网送电遵循“用多少送多少用多少送多少”的原则的原则,说明说明I I原原由由I I副副决定。决定。【小题快练小题快练】1.(1.(多选多选)关于理想变压器的工作原理关于理想变压器的工作原理,以下说法正确的是以下说法正确的是()A.A.通过正弦式交变电流的原线圈产生的磁通量不变通过正弦式交变电流的原线圈产生的磁通量不变B.B.穿过原、副线圈的磁场的变化频率相同穿过原、副线圈的磁场的变化频率相同C.C.穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D.D.原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈【解析解析】选选B B、C C。变压器的工作原理是电磁感应原理。变压器的工作原理是电磁感应原理,通过原线圈中通过原线圈中磁通量的变化磁通量的变化,使副线圈感应出电动势和电流使副线圈感应出电动势和电流;故本题选项故本题选项A A、D D错误错误,B,B、C C正确。正确。2.2.如图所示如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为理想变压器原、副线圈匝数比为21,21,电池和交变电源的电池和交变电源的电动势都为电动势都为6V,6V,内阻均不计。下列说法正确的是内阻均不计。下列说法正确的是()A.SA.S与与a a接通的瞬间接通的瞬间,R,R中无感应电流中无感应电流B.SB.S与与a a接通稳定后接通稳定后,R,R中有感应电流中有感应电流C.SC.S与与b b接通稳定后接通稳定后,R,R两端的电压为两端的电压为3V3VD.SD.S与与b b接通稳定后接通稳定后,原、副线圈中电流的频率之比为原、副线圈中电流的频率之比为2121【解析解析】选选C C。变压器只能改变交流电的电压。变压器只能改变交流电的电压,在开关在开关S S刚接通刚接通a a时时,R,R中中有感应电流有感应电流,但电路稳定后则无感应电流但电路稳定后则无感应电流,故故A A、B B均错。当开关均错。当开关S S接通接通b b稳定后稳定后,R,R上的电压上的电压U U2 2=U U1 1=3V,=3V,原、副线圈中电流的频率相等原、副线圈中电流的频率相等,故故D D错误错误,C,C正确。正确。3.3.输电线的电阻共计为输电线的电阻共计为r,r,输送的电功率为输送的电功率为P,P,用电压用电压U U送电送电,则用户能得则用户能得到的电功率为到的电功率为()【解析解析】选选B B。输电电流。输电电流I=I=输电线上的损失功率输电线上的损失功率P=IP=I2 2R=R=用户得到的功率用户得到的功率P P用用=P-P=P-=P-P=P-故本题只有故本题只有B B正确。正确。4.4.如图所示如图所示,一理想自耦变压器线圈一理想自耦变压器线圈ABAB绕在一个圆环形的闭合铁芯上绕在一个圆环形的闭合铁芯上,输入端输入端ABAB间加一正弦式交流电压间加一正弦式交流电压,在输出端在输出端BPBP间连接了理想交流电流间连接了理想交流电流表、灯泡和滑动变阻器表、灯泡和滑动变阻器,移动移动P P的位置的位置,可改变副线圈的匝数可改变副线圈的匝数,变阻器的变阻器的滑动触头标记为滑动触头标记为Q,Q,则则()A.A.只将只将P P向顺时针方向移动时向顺时针方向移动时,灯泡的亮度变大灯泡的亮度变大B.B.只将只将P P向顺时针方向移动时向顺时针方向移动时,电流表的读数变大电流表的读数变大C.C.只将只将Q Q向下移动时向下移动时,电流表的读数变大电流表的读数变大D.D.只提高输入端的电压只提高输入端的电压U U时时,电流表的读数变大电流表的读数变大【解析解析】选选D D。由题图可知原线圈的长度为。由题图可知原线圈的长度为AB,AB,副线圈的长度为副线圈的长度为PB,PB,所所以当以当P P顺时针转动时顺时针转动时,副线圈匝数减小副线圈匝数减小,据据 可知可知,灯泡的亮度减灯泡的亮度减小小,电流表读数减小电流表读数减小,故故A A、B B均错。当滑动触头均错。当滑动触头Q Q向下移动时向下移动时,外电阻增外电阻增大大,电压不变电压不变,故电流表读数变小故电流表读数变小,C,C错误错误;若只提高输入电压若只提高输入电压U U时时,电流电流表的读数会变大表的读数会变大,故故D D正确。正确。5.(5.(多选多选)如图所示如图所示,理想变压器的初级线圈接交流电源理想变压器的初级线圈接交流电源,次级线圈接次级线圈接阻值为阻值为R R的负载电阻。若与初级线圈连接的电压表的负载电阻。若与初级线圈连接的电压表V V1 1的示数为的示数为U U1 1,与次与次级线圈连接的电压表级线圈连接的电压表V V2 2的示数为的示数为U U2 2,且且U U2 2UU1 1,则以下判断中正确的是则以下判断中正确的是 ()A.A.该变压器输入电流与输出电流之比为该变压器输入电流与输出电流之比为U U1 1UU2 2B.B.该变压器输入功率与输出功率之比为该变压器输入功率与输出功率之比为U U2 2UU1 1C.C.通过负载电阻通过负载电阻R R的电流的电流I I2 2=D.D.通过初级线圈的电流通过初级线圈的电流I I1 1=【解析解析】选选C C、D D。据。据P P1 1=P=P2 2,可得可得I I1 1U U1 1=I=I2 2U U2 2,故故A A、B B均错误。通均错误。通过过R R的电流的电流 故故C C、D D均正确。均正确。考点考点1 1 理想变压器原理和基本关系理想变压器原理和基本关系1.1.变压器的工作原理：变压器的工作原理：2.2.理想变压器的基本关系：理想变压器的基本关系：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、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出出电压电压关系关系原、副线圈的电压比等于匝数比：原、副线圈的电压比等于匝数比：电流电流关系关系只有一个副线圈时只有一个副线圈时,电流和匝数成反比：电流和匝数成反比：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 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 P入入由副线圈的输出功率由副线圈的输出功率P P出出决定决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【典例典例1 1】(多选多选)(2014)(2014新课标全国卷新课标全国卷)如图如图,一理想变压器原、一理想变压器原、副线圈的匝数分别为副线圈的匝数分别为n n1 1、n n2 2。原线圈通过一理想电流表。原线圈通过一理想电流表 接正弦交接正弦交流电源流电源,一个二极管和阻值为一个二极管和阻值为R R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大。用交流电压表测反向电阻为无穷大。用交流电压表测得得a a、b b端和端和c c、d d端的电压分别为端的电压分别为U Uabab和和U Ucdcd,则则()A.UA.UababUUcdcd=n=n1 1nn2 2B.B.增大负载电阻的阻值增大负载电阻的阻值R,R,电流表的读数变小电流表的读数变小C.C.负载电阻的阻值越小负载电阻的阻值越小,cd,cd间的电压间的电压U Ucdcd越大越大D.D.将二极管短路将二极管短路,电流表的读数加倍电流表的读数加倍【解题探究解题探究】求解此题应把握以下三点：求解此题应把握以下三点：(1)(1)原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的电压之比等于_之比。之比。(2)(2)二极管具有二极管具有_导电性。导电性。(3)(3)电流表的读数随电流表的读数随R R的变化而的变化而_。匝数匝数单向单向变化变化【解析解析】选选B B、D D。若变压器原线圈电压为。若变压器原线圈电压为U Uabab,则副线圈电压为则副线圈电压为U U2 2=U Uabab。由二极管的单向导电性知：。由二极管的单向导电性知：得得U Ucdcd=U=U2 2,故故 选项选项A A错误错误;增大负载电阻的阻值增大负载电阻的阻值R,R,则变压器副线圈电流则变压器副线圈电流减小减小,原线圈电流也减小原线圈电流也减小,即电流表的读数变小即电流表的读数变小,选项选项B B正确正确;cd;cd间的电间的电压由变压器的原线圈电压决定压由变压器的原线圈电压决定,与负载电阻无关与负载电阻无关,选项选项C C错误错误;将二极管将二极管短路时短路时,U,Ucdcd=U=U2 2,副线圈功率加倍副线圈功率加倍,所以原线圈功率加倍所以原线圈功率加倍,电流加倍电流加倍,故故选项选项D D正确。正确。【易错提醒易错提醒】本题易把本题易把c c、d d端的电压当成变压器副线圈两端的电压端的电压当成变压器副线圈两端的电压,得出得出U UababUUcdcd=n=n1 1nn2 2,从而错选从而错选A A项。错误原因是不理解理想变压器的项。错误原因是不理解理想变压器的变压规律和二极管的单向导电性。变压规律和二极管的单向导电性。【典例典例2 2】(2012(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是理是理想交流电压表想交流电压表,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是理想交流电流表是理想交流电流表,示数示数分别用分别用I I1 1和和I I2 2表示。下列说法正确的是表示。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【解题探究解题探究】(1)(1)负载电阻发生变化时负载电阻发生变化时,变压器的输出电压发生变化吗变压器的输出电压发生变化吗?提示：提示：变压器的电压关系仅与匝数比有关变压器的电压关系仅与匝数比有关,与负载无关与负载无关,即使存在多个即使存在多个线圈的情况下线圈的情况下,每个线圈两端的电压也只与匝数成正比。每个线圈两端的电压也只与匝数成正比。(2)(2)应当依据怎样的顺序分析各物理量的变化情况应当依据怎样的顺序分析各物理量的变化情况?提示：提示：本题可依照以下顺序进行分析：负载电阻发生变本题可依照以下顺序进行分析：负载电阻发生变化化变压器电变压器电压关系不变压关系不变负载上的电流负载上的电流(功率功率)变化情况变化情况变压器的输入电流变压器的输入电流(输输入功率入功率)。【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值。交流电压表和交流电流表显示的示数都为有效值,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。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,输出功率变大输出功率变大,则输入功率变则输入功率变大大,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。【总结提升总结提升】关于理想变压器的四点注意关于理想变压器的四点注意(1)(1)变压器不能改变直流电压。变压器不能改变直流电压。(2)(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流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。不能改变交变电流的频率。(3)(3)理想变压器本身不消耗能量。理想变压器本身不消耗能量。(4)(4)理想变压器基本关系中的理想变压器基本关系中的U U1 1、U U2 2、I I1 1、I I2 2均为有效值。均为有效值。【变式变式1+11+1】1.(1.(多选多选)(2014)(2014山东高考山东高考)如图如图,将额定电压为将额定电压为60V60V的用电器的用电器,通过一通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关S S后后,用电器正常工作用电器正常工作,交交流电压表和交流电流表流电压表和交流电流表(均为理想电表均为理想电表)的示数分别为的示数分别为220V220V和和2.2A2.2A。以。以下判断正确的是下判断正确的是()A.A.变压器输入功率为变压器输入功率为484W484WB.B.通过原线圈的电流的有效值为通过原线圈的电流的有效值为0.6A0.6AC.C.通过副线圈的电流的最大值为通过副线圈的电流的最大值为2.2A2.2AD.D.变压器原、副线圈匝数比变压器原、副线圈匝数比n n1 1nn2 2=113=113【解析解析】选选B B、D D。变压器副线圈电流表的读数。变压器副线圈电流表的读数2.2A2.2A为有效值为有效值,故选项故选项C C错误错误;原线圈电压表的读数原线圈电压表的读数220V220V也为有效值也为有效值,由变压器的电压关系由变压器的电压关系 可得可得 D D正确正确;由变压器的电流关系由变压器的电流关系 可得通过原线圈的电流为可得通过原线圈的电流为I I1 1=2.2A=0.6A,=2.2A=0.6A,故故B B正确正确;变压器变压器的输入功率为的输入功率为P=UP=U1 1I I1 1=2200.6W=132W,=2200.6W=132W,选项选项A A错误。错误。2.2.如图所示的电路中如图所示的电路中,有一自耦变压器有一自耦变压器,左侧并联一只理想电压表左侧并联一只理想电压表V V1 1后后接在稳定的交流电源上接在稳定的交流电源上;右侧串联灯泡右侧串联灯泡L L和滑动变阻器和滑动变阻器R,RR,R上并联一只上并联一只理想电压表理想电压表V V2 2,下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.A.若若F F不动不动,滑片滑片P P向下滑动时向下滑动时,V,V1 1示数变大示数变大,V,V2 2示数变小示数变小B.B.若若F F不动不动,滑片滑片P P向下滑动时向下滑动时,灯泡消耗的功率变小灯泡消耗的功率变小C.C.若若P P不动不动,滑片滑片F F向下滑动时向下滑动时,V,V1 1、V V2 2的示数均变小的示数均变小D.D.若若P P不动不动,滑片滑片F F向下滑动时向下滑动时,灯泡消耗的功率变大灯泡消耗的功率变大【解析解析】选选B B。若。若F F不动不动,滑片滑片P P向下滑动时向下滑动时,滑动变阻器接入电路中的滑动变阻器接入电路中的电阻变大电阻变大,则副线圈回路中总电阻变大则副线圈回路中总电阻变大,则回路中电流减小则回路中电流减小,灯泡两端灯泡两端电压减小电压减小,功率变小功率变小,滑动变阻器两端电压变大滑动变阻器两端电压变大,V,V2 2的示数变大的示数变大,而原线而原线圈两端电压不变圈两端电压不变,则则A A错误错误,B,B正确正确;若若P P不动不动,滑片滑片F F向下滑动时向下滑动时,根据理根据理想变压器特点可知原线圈两端电压不变想变压器特点可知原线圈两端电压不变,副线圈两端电压减小副线圈两端电压减小,则副线则副线圈回路中电流变小圈回路中电流变小,灯泡灯泡L L消耗的功率减小消耗的功率减小,电压表电压表V V2 2的示数变小的示数变小,C,C、D D错误。错误。考点考点2 2 远距离输电远距离输电1.1.降低输电损耗的两个途径：降低输电损耗的两个途径：(1)(1)减小输电线的电阻减小输电线的电阻,由电阻定律由电阻定律R=R=可知可知,在输电距离一定的情在输电距离一定的情况下况下,为了减小电阻为了减小电阻,应采用电阻率小的材料应采用电阻率小的材料,也可以增加导线的横截也可以增加导线的横截面积。面积。(2)(2)减小输电导线中的输电电流减小输电导线中的输电电流,由由P=UIP=UI可知可知,当输送功率一定时当输送功率一定时,提高提高输电电压输电电压,可以减小输电电流。可以减小输电电流。2.2.远距离输电问题的远距离输电问题的“三二一三二一”：(1)(1)理清三个回路。理清三个回路。(2)(2)抓住两个联系。抓住两个联系。理想的升压变压器联系了回路理想的升压变压器联系了回路1 1和回路和回路2,2,由变压器原理可得：线圈由变压器原理可得：线圈1(1(匝数为匝数为n n1 1)和线圈和线圈2(2(匝数为匝数为n n2 2)中各个量间的关系是中各个量间的关系是 P P1 1=P=P2 2。理想的降压变压器联系了回路理想的降压变压器联系了回路2 2和回路和回路3,3,由变压器原理可得：线圈由变压器原理可得：线圈3(3(匝数为匝数为n n3 3)和线圈和线圈4(4(匝数为匝数为n n4 4)中各个量间的关系是中各个量间的关系是 P P3 3=P=P4 4。(3)(3)掌握一个守恒：能量守恒关系式掌握一个守恒：能量守恒关系式P P1 1=P=P损损+P+P3 3【典例典例3 3】(2014(2014浙江高考浙江高考)如图所示为远距离交流输电的简化电路如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是图。发电厂的输出电压是U,U,用等效总电阻是用等效总电阻是r r的两条输电线输电的两条输电线输电,输电输电线路中的电流是线路中的电流是I I1 1,其末端间的电压为其末端间的电压为U U1 1。在输电线与用户间连有一理。在输电线与用户间连有一理想变压器想变压器,流入用户端的电流为流入用户端的电流为I I2 2。则。则()A.A.用户端的电压为用户端的电压为 B.B.输电线上的电压降为输电线上的电压降为U UC.C.理想变压器的输入功率为理想变压器的输入功率为I I1 12 2r rD.D.输电线路上损失的电功率为输电线路上损失的电功率为I I1 1U U【解题探究解题探究】(1)(1)如何计算电阻如何计算电阻r r两端的电压两端的电压?提示：提示：两种方法两种方法,U=U-UU=U-U1 1或或U=IU=I1 1r r。(2)(2)如何计算输电过程中的电功率损失如何计算输电过程中的电功率损失?提示：提示：三种方法三种方法,P=PP=P入入-P-P出出或或P=IP=I1 1(U-U(U-U1 1)或或P=IP=I1 12 2r r。【解析解析】选选A A。理想变压器输入和输出功率相同。理想变压器输入和输出功率相同,设用户端得到的电压设用户端得到的电压为为U U2 2,所以所以I I1 1U U1 1=U=U2 2I I2 2,A,A项正确项正确;输电线上电压降为输电线上电压降为U=IU=I1 1r,r,或者或者U=U-U=U-U U1 1,B,B项错误项错误;理想变压器输入功率为理想变压器输入功率为P=IP=I1 1U U1 1,C,C项错误项错误;损失的功率损失的功率P=IP=I1 12 2r,Dr,D项错误。项错误。【总结提升总结提升】远距离输电问题的处理思路远距离输电问题的处理思路(1)(1)画出输电线路图画出输电线路图,将已知量和未知量标在图中相应位置。将已知量和未知量标在图中相应位置。(2)(2)将输电线路划分为几个独立回路。将输电线路划分为几个独立回路。(3)(3)根据串并联电路特点、欧姆定律、电功率公式等确定各部分回路根据串并联电路特点、欧姆定律、电功率公式等确定各部分回路物理量之间的关系。物理量之间的关系。(4)(4)根据升压、降压根据升压、降压,原、副线圈的电压、电流关系和功率关系列式求原、副线圈的电压、电流关系和功率关系列式求解。解。【变式训练变式训练】(2014(2014四川高考四川高考)如图所示如图所示,甲是远距离输电线路的示甲是远距离输电线路的示意图意图,乙是发电机输出电压随时间变化的图像乙是发电机输出电压随时间变化的图像,则则()A.A.用户用电器上交流电的频率是用户用电器上交流电的频率是100Hz100HzB.B.发电机输出交流电的电压有效值是发电机输出交流电的电压有效值是500V500VC.C.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D.D.当用户用电器的总电阻增大时当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小输电线上损失的功率减小【解析解析】选选D D。由图乙可知交流电的周期为。由图乙可知交流电的周期为0.02s,0.02s,频率为频率为50Hz,50Hz,则则A A错错误误;发电机输出电压的有效值是发电机输出电压的有效值是 V,V,则则B B错误错误;输电线上的电流由用输电线上的电流由用户消耗的功率及降压变压器原副线圈的匝数比共同决定户消耗的功率及降压变压器原副线圈的匝数比共同决定,则则C C错误错误;当当用户用电器的总电阻增大时用户用电器的总电阻增大时,设降压变压器副线圈两端的电压为设降压变压器副线圈两端的电压为U U4 4,则则U U4 4没变没变,由由P=P=知知,用户消耗功率变小用户消耗功率变小,降压变压器输入功率变小降压变压器输入功率变小,设降压变压器原线圈电压为设降压变压器原线圈电压为U U3 3,又又P P入入=I=I线线U U3 3,U,U3 3没变没变,I,I线线变小变小,P,P线线=I=I线线2 2R R线线,R R线线未变未变,则输电线上损失的功率减少则输电线上损失的功率减少,故故D D正确。正确。【加固训练加固训练】(多选多选)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 000kW,4 000kW,电压为电压为4000V,4000V,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=1kR=1k。到。到目的地经变压器目的地经变压器T T2 2降压降压,负载为多个正常发光的灯泡负载为多个正常发光的灯泡(220V(220V60W)60W)。若。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,10%,变压器变压器T T1 1和和T T2 2的耗的耗损可忽略损可忽略,发电机处于满负荷工作状态发电机处于满负荷工作状态,则则()A.TA.T1 1原、副线圈电流分别为原、副线圈电流分别为10103 3A A和和20A20AB.TB.T2 2原、副线圈电压分别为原、副线圈电压分别为1.8101.8105 5V V和和220V220VC.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6106104 4盏灯泡盏灯泡(220V(220V60W)60W)正常发光正常发光【解析解析】选选A A、B B、D D。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 =110=1103 3A,A,输电线路上损输电线路上损失的功率为失的功率为P P损损=I=I2 22 2R=10%PR=10%P1 1,所以所以I I2 2=20A,=20A,选项选项A A正确正确;T;T1 1的原、副线圈匝数比为的原、副线圈匝数比为 T T1 1上副线圈的上副线圈的电压为电压为U U2 2=50U=50U1 1=210=2105 5V,TV,T2 2原线圈的电压为原线圈的电压为U U3 3=U=U2 2-I-I2 2R=210R=2105 5V-20V-2010103 3V=1.810V=1.8105 5V,V,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错误错误;能正常发光的灯泡的盏数为：能正常发光的灯泡的盏数为：N=N=610=6104 4,选项选项D D正确。正确。【资源平台资源平台】备选角度：可调变压器问题的分析备选角度：可调变压器问题的分析【典例典例】(多选多选)如图所示为一理想变压器如图所示为一理想变压器,K,K为为单刀双掷开关单刀双掷开关,P,P为滑动变阻器的滑动触头为滑动变阻器的滑动触头,U,U1 1为加在原线圈两端的电压为加在原线圈两端的电压,I,I1 1为原线圈中的电为原线圈中的电流强度流强度,则则()A.A.保持保持U U1 1及及P P的位置不变的位置不变,K,K由由a a合到合到b b时时,I,I1 1将增大将增大B.B.保持保持U U1 1及及P P的位置不变的位置不变,K,K由由b b合到合到a a时时,R,R消耗的功率减小消耗的功率减小C.C.保持保持U U1 1不变不变,K,K合在合在a a处处,使使P P上滑上滑,I,I1 1将增大将增大D.D.保持保持P P的位置不变的位置不变,K,K合在合在a a处处,若若U U1 1增大增大,I,I1 1将增大将增大【规范解答规范解答】选选A A、B B、D D。保持。保持U U1 1及及P P位置不变位置不变,K,K由由a a合到合到b b时时,原线圈原线圈匝数减小匝数减小,由由 得得U U2 2增大增大,输出功率增大输出功率增大,输入功率增大输入功率增大,由由P P1 1=I I1 1U U1 1得得I I1 1增大增大,A,A对。同理对。同理,K,K由由b b合到合到a a时时,原线圈匝数增大原线圈匝数增大,U,U2 2减小减小,R,R上上消耗功率减小消耗功率减小,B,B正确。正确。U U1 1不变不变,K,K合到合到a a上上,P,P上滑上滑,R,R增大增大,由由I=I=可知副可知副线圈上电流减小线圈上电流减小,故原线圈电流故原线圈电流I I1 1减小减小,C,C错。错。P P位置不变位置不变,K,K合到合到a a处处,U,U1 1增大增大,U,U2 2增大增大,副线圈上电流副线圈上电流I I2 2增大增大,由由 可知可知I I1 1增大增大,D,D正确。正确。建模提能之建模提能之9 9理想变压器模型理想变压器模型1.1.理想变压器模型特点：理想变压器模型特点：(1)(1)没有磁通量损失没有磁通量损失,即穿过原、副线圈每匝的磁通量大小相等。即穿过原、副线圈每匝的磁通量大小相等。(2)(2)不消耗能量不消耗能量(即无能量损失即无能量损失),),也不贮存能量。也不贮存能量。(3)(3)组成原、副线圈的导线没有电阻组成原、副线圈的导线没有电阻,工作中没有热能产生。工作中没有热能产生。(4)(4)铁芯中没有因涡流现象而产生的能量损失。铁芯中没有因涡流现象而产生的能量损失。(5)(5)副线圈的空载电流趋于副线圈的空载电流趋于0 0。2.2.求解变压器问题应注意的问题：求解变压器问题应注意的问题：(1)(1)原线圈接入交流电时原线圈接入交流电时,铁芯中的磁通量发生周期性变化铁芯中的磁通量发生周期性变化,铁芯上每铁芯上每匝线圈中磁通量变化率相同。匝线圈中磁通量变化率相同。(2)(2)在原线圈中在原线圈中,电能转化成磁场能电能转化成磁场能;在副线圈中磁场能转化成电能。在副线圈中磁场能转化成电能。(3)(3)在负载电阻不变时在负载电阻不变时,原、副线圈的电流原、副线圈的电流I I1 1、I I2 2,功率功率P P1 1、P P2 2,副线圈副线圈的电压的电压U U2 2,随匝数比的变化而变化。随匝数比的变化而变化。(4)(4)在原、副线圈的匝数比不变时在原、副线圈的匝数比不变时,原、副线圈的电流原、副线圈的电流I I1 1、I I2 2,功率功率P P1 1、P P2 2,随负载电阻的变化而变化。随负载电阻的变化而变化。【典例典例】图甲为一理想变压器图甲为一理想变压器,ab,ab为原线圈为原线圈,ce,ce为副线圈为副线圈,d,d为副线圈引为副线圈引出的一个接头出的一个接头,原线圈输入正弦式交变电压的原线圈输入正弦式交变电压的u-tu-t图像如图乙所示。图像如图乙所示。若只在若只在cece间接一只间接一只R Rcece=400=400的电阻的电阻,或只在或只在dede间接一只间接一只R Rdede=225=225的电的电阻阻,两种情况下电阻消耗的功率均为两种情况下电阻消耗的功率均为80W80W。(1)(1)请写出原线圈输入电压瞬时值请写出原线圈输入电压瞬时值u uabab的表达式。的表达式。(2)(2)求只在求只在cece间接间接400400电阻时电阻时,原线圈中的电流原线圈中的电流I I1 1。(3)(3)求求cece和和dede间线圈的匝数比间线圈的匝数比n ncecenndede。【解题探究解题探究】(1)(1)书写交流电瞬时值表达式时书写交流电瞬时值表达式时,需要哪些物理量需要哪些物理量?本题中这些量的大本题中这些量的大小为多少小为多少?提示：提示：峰值峰值U Um m=400V,=400V,角速度角速度=200=200rad/srad/s。(2)(2)当副线圈只有一组时当副线圈只有一组时,电压和电流的关系是什么电压和电流的关系是什么?提示：提示：【解析解析】(1)(1)由题图乙知由题图乙知=200rad/s,=200rad/s,输入电压瞬时值输入电压瞬时值u uabab=400sin(200t)V=400sin(200t)V(2)(2)电压有效值电压有效值U U1 1=理想变压器功率关系理想变压器功率关系P P1 1=P=P2 2,原线圈原线圈中的电流中的电流I I1 1=0.28A=0.28A(3)(3)设设abab间匝数为间匝数为n n1 1,根据变压器规律有根据变压器规律有 由题意有：由题意有：联立可得：联立可得：n ncecenndede=43=43答案：答案：(1)u(1)uabab=400sin(200t)V (2)0.28A (3)43=400sin(200t)V (2)0.28A (3)43【变式变式1+11+1】1.(1.(多选多选)一自耦变压器的电路如图甲所示一自耦变压器的电路如图甲所示,移动滑动触头可改变副线移动滑动触头可改变副线圈匝数圈匝数,已知变压器总匝数为已知变压器总匝数为1 9001 900匝匝,原线圈匝数原线圈匝数1 1001 100匝匝,接在如图接在如图乙所示的交流电上乙所示的交流电上,电表为理想电表电表为理想电表()A.A.交流电源电压瞬时值表达式为交流电源电压瞬时值表达式为u=220sin100tVu=220sin100tVB.PB.P向上移动时向上移动时,电压表最大示数为电压表最大示数为380V380VC.PC.P向下移动时向下移动时,原、副线圈的电流之比减小原、副线圈的电流之比减小D.PD.P向下移动时向下移动时,变压器的输入功率变大变压器的输入功率变大【解析解析】选选B B、C C。由图乙可得。由图乙可得U Um m=220 V,=100rad/s,=220 V,=100rad/s,因因此此u=220 sin100tV,Au=220 sin100tV,A错误错误;P;P向上移动时副线圈匝数增加向上移动时副线圈匝数增加,最大为最大为1 9001 900匝匝,由由 可得可得U U2 2=380V,B=380V,B正确正确;P;P向下移动时向下移动时,副线圈匝数减副线圈匝数减小小,由由 可知可知,原、副线圈电流之比减小原、副线圈电流之比减小,C,C正确正确;P;P向下移动向下移动,输出输出电压减小电压减小,输出功率减小输出功率减小,变压器的输入功率减小变压器的输入功率减小,D,D错误。错误。2.(20132.(2013天津高考天津高考)普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流测量电流,通常要通过电流互感器来连接通常要通过电流互感器来连接,图中电流互感器图中电流互感器abab一侧线圈一侧线圈的匝数较少的匝数较少,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,工作时电流为工作时电流为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PQPQ、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,故应用电故应用电流互感器将高压输电线上的电流降低流互感器将高压输电线上的电流降低,由变压器原、副线圈电流与匝由变压器原、副线圈电流与匝数成反比的关系数成反比的关系,可以判断电流互感器与高压输电线相连的一侧匝数可以判断电流互感器与高压输电线相连的一侧匝数少少,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