《高考物理一轮复习考点全攻关》专题（75）变压器 电能的输送（原卷版）

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2021 年高考物理一轮复习考点全攻关
专题（75）变压器 电能的输送（原卷版）
双基过关：
一、理想变压器
1．构造
如图 1 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．
图 1
(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈．
(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈．
2．原理
电流磁效应、电磁感应 ．
3．理想变压器原、副线圈基本量的关系
理想变压器 (1)没有能量损失(绕线无电阻、铁芯无涡流)
(2)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 根据能量守恒可得：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即
P
入＝
P
出
电压
关系
原、副线圈的电压之比等于其匝数之比，公式：＝，与负载、副线圈的个数
无关
电流
关系
(1)只有一个副线圈时：＝
(2)有多个副线圈时：由
P
入＝
P
出得
I
1
U
1＝
I
2
U
2＋
I
3
U
3＋…＋
InUn
或
I
1
n
1＝
I
2
n
2＋
I
3
n
3＋…＋
Innn
频率
关系
f
1＝
f
2(变压器不改变交变电流的频率)
4.几种常用的变压器
(1)自耦变压器——调压变压器，如图 2 甲(降压作用)、乙(升压作用)所示．
图 2
1
(2)互感器
【自测 1】　关于理想变压器，下列说法正确的是(　　)
A．变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用
B．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
C．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
D．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
二、电能的输送
如图 3 所示，发电站输出电功率为
P
，输电电压为
U
，用户得到的电功率为
P
′，用户的电压为
U
′，输电
电流为
I
，输电线总电阻为
R
.
图 3
1．输电电流
I
＝＝＝.
2．电压损失
(1)Δ
U
＝
U
－
U
′
(2)Δ
U
＝
IR
3．功率损失
(1)Δ
P
＝
P
－
P
′
(2)Δ
P
＝
I
2
R
＝()2
R
4．减少输电线上电能损失的方法
(1)减小输电线的电阻
R
.由
R
＝
ρ
知，可加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线．
(2)减小输电线中的电流．在输电功率一定的情况下，根据
P
＝
UI
，要减小电流，必须提高输电电压．
自测 2 　(多选)如图 4 所示为远距离输电的原理图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的
输出电压恒定、输电线上的电阻不变，假设用户所用用电器都是纯电阻用电器，若发现发电厂发电机输出
的电流增大了，则可以判定(　　)
图 4
A．通过用户的电流减小了 B．用户接入电路的总电阻减小了
C．用户消耗的电功率减小了 D．加在用户两端的电压变小了
命题热点一：理想变压器原理的应用
例 1 　一含有理想变压器的电路如图 5 所示，图中电阻
R
1、
R
2和
R
3的阻值分别为 3 Ω、1 Ω 和 4 Ω，
为理想交流电流表，
U
为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定．当开关 S 断开时，电流表的示数为
I
；
2
当 S 闭合时，电流表的示数为 4
I
.该变压器原、副线圈匝数比为(　　)
图 5
A．2 B．3 C．4 D．5
变式 1 　(多选)如图 6 所示，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(　　)
图 6
A．原、副线圈匝数比为 9∶1 B．原、副线圈匝数比为 1∶9
C．此时 a 和 b 的电功率之比为 9∶1 D．此时 a 和 b 的电功率之比为 1∶9
变式 2 (多选)如图 7 甲所示，变压器原、副线圈上有 L1、L2、L3、L4四只灯泡，它们的规格均为“9 V
12 W”，当在该变压器
cd
端输入交变电压
u
(
u
－
t
图象如图乙所示)时，四只灯泡都正常发光，各电表均为
理想交流电表．以下说法正确的是(　　)
图 7
A．
a
、
b
端输入电压的瞬时值表达式为
u
＝27sin 100π
t
(V)
B．原、副线圈匝数比为 3∶1
C．流过灯泡 L2的电流方向每秒改变 50 次
D．电流表的示数为 4 A，
ab
端输入的功率
Pab
＝48 W
命题热点二：理想变压器的动态分析
1．匝数比不变的情况(如图 8)
3
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