《高考物理新编大一轮总复习》第十一章 第二节 变压器

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第二节　变压器、电能的输送　
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。
(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：＝。
有多个副线圈时＝　＝＝…　。
(3)电流关系：只有一个副线圈时＝。
由P入＝P出及P＝UI 推出有多个副线圈时，
U1I1＝__U2I2＋ U 3I3＋ … ＋ U nIn__。
3．几种常用的变压器
(1)自耦变压器——调压变压器，如图 A、B所示。
(2)互感器
二、远距离输电
1．输电过程(如图所示)
2．电压损失
(1)ΔU＝U－U′。(2)ΔU＝__IR__。
3．功率损失
(1)ΔP＝P－P′。(2)ΔP＝__I 2
R __＝。
4．输送电流
1
(1)I＝。(2)I＝。
[自我诊断]
判断下列说法的正误。
(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。(√)
(6)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗。(√)
(7)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大。(√)
考点一　理想变压器的原理和基本关系
1．理想变压器的工作原理
2．理想变压器的基本关系
基本
关系
功率
关系 P入＝P出
电压
关系 原、副线圈的电压比等于匝数比：＝
电流
关系 只有一个副线圈时，电流和匝数成反比：＝
频率
关系 原、副线圈中电流的频率相等
制约
关系
电压 原线圈电压 U1和匝数比决定副线圈电压 U2
功率 副线圈的输出功率 P出决定原线圈的输入功率 P
入
电流 副线圈电流 I2和匝数比决定原线圈电流 I1
[题组突破]
[基本关系的应用]
2
1．(2020·全国卷Ⅲ)在图(a)所示的交流电路中，电源电压的有效值为 220 V，理想变压
器原、副线圈的匝数比为 10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2＝10 Ω，R3＝20 Ω，各电表
均为理想电表。已知电阻 R2中电流 i2随时间 t变化的正弦曲线如图(b)所示。下列说法正确
的是(　　)
A．所用交流电的频率为 50 Hz
B．电压表的示数为 100 V
C．电流表的示数为 1.0 A
D．变压器传输的电功率为 15.0 W
[解析]　由变压器不会使交流电的周期改变和图(b)可知所用交流电的周期为 2×10－
2s，可求得所用交流电的频率为 50 Hz，选项 A正确；由图(b)可知通过 R2的电流的有效值
为1 A，由串并联特点可知通过 R3的电流(即通过电流表的电流)为0.5 A，故副线圈的电流
为I2＝1.5 A，由欧姆定律可得副线圈两端的电压 U2＝1×10 V＝10 V，由变压器原、副线
圈两端电压比与原、副线圈匝数比的关系可得，原线圈两端的电压 U1＝n1＝100 V，再根
据原线圈电路的串联关系可得 R1两端的电压为 UV＝220 V－100 V＝120 V，选项 B、C均
错误；根据变压器原理可得变压器传输的电功率为 P＝U2I2＝10×1.5 W＝15.0 W，选项 D
正确。
[答案]　AD
[原线圈串联电阻]
2．(多选)(2016·全国卷Ⅲ)如图，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(　　)
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
[解析]　设灯泡的额定电压为 U0，输入电压为灯泡额定电压的 10 倍时灯泡正常发光，
3
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