2025年高考物理复习讲义第十一章第2讲　变压器　电能的输送（含解析）.docx

eq\o(\s\up7(第2讲变压器电能的输送),\s\do5())

素养目标1.理解理想变压器的工作原理——互感．(物理观念)2.认识理想变压器的功率关系、电压关系、电流关系．(物理观念)3.理解远距离输电的原理．(物理观念)4.掌握理想变压器的动态分析方法．(科学思维)5.利用能量守恒定律解决远距离输电中的问题．(科学思维)

一、理想变压器

1．构造和原理

(1)构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的.

直

观

情

境

(2)原理：电磁感应的互感现象．

2．基本关系式

(1)功率关系：P入＝P出．

(2)电压关系：eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2).

有多个副线圈时：eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)＝….

(3)电流关系：只有一个副线圈时：eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1).

由P入＝P出及P＝UI推出有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn.

3．几种常用的变压器

(1)自耦变压器——调压变压器．

(2)互感器eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(电压互感器：把高电压变成低电压.,电流互感器：把大电流变成小电流.))

直

观

情

境

二、远距离输电

1．输电过程(如图所示)

直

观

情

境

2.电压损失

(1)ΔU＝U－U′.

(2)ΔU＝IR.

3．功率损失

(1)ΔP＝P－P′.

(2)ΔP＝I2R＝eq\f(?ΔU?2,R).

1．思维辨析

(1)理想变压器的基本关系式中，电压和电流均为有效值．()

(2)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．()

(3)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．()

(4)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减小．()

(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损失．()

2．有些机床为了安全，照明电灯用的电压是36V，这个电压是把380V的电压降压后得到的．如果变压器的原线圈是1140匝，副线圈是()

A．1081匝 B．1800匝

C．108匝 D．8010匝

3．(2020·江苏卷)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

考点理想变压器基本关系的应用

理想变压器

没有能量损失(铜损、铁损)，没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)

基本关系

功率关系

原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P入＝P出

电压关系

原、副线圈的电压比等于匝数比，公式：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，与负载、副线圈的多少无关

电流关系

(1)只有一个副线圈时：eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1).

(2)有多个副线圈时：由P入＝P出，得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn

频率关系

f1＝f2(变压器不改变交流电的频率)

制约关系

电压

副线圈电压U2由原线圈电压U1和原、副线圈匝数比决定

功率

原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定

电流

原线圈电流I1由副线圈电流I2和原、副线圈匝数比决定

典例1(2022·山东卷)如图所示的变压器，输入电压为220V，可输出12V、18V、30V电压，匝数为n1的原线圈中电压随时间变化的关系为u＝Umcos(100πt)，单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为0.1V，将阻值为12Ω的电阻R接在BC两端时，功率为12W，下列说法正确的是()

A．n1为1100匝，Um为220V

B．BC间线圈匝数为120匝，流过R的电流为1.4A

C．若将R接在AB两端，R两端的电压为18V，频率为100Hz

D．若将R接在AC两端，流过R的电流为2.5A，周期为0.02s

1．[对变压器基本关系的理解]理想环形变压器示意图如图甲所示，原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图乙所示，Um＝220eq\r(2)V，副线圈接一“12V22W”的电灯，恰好正常发光，图中电表均为理想交流电表．下列说法正确的是()

A．原、副线圈的磁通量变化率之比为55∶3

B．电流表的读数为0.1A

C．t＝5×10－3s时，电压表示数为零

D．若将电压表改为非理想电表，电流表示数会变小

2．[原线圈含用电器的变压器的应