高三物理(鲁科版)一轮复习教案变压器远距离输电含解析

第2课时 变压器 远距离输电

[知 识 梳 理]

知识点一、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．基本关系式

(1)功率关系：P入＝P出。 U1U2

(2)电压关系：n＝n。

1

2

U1U2U3

有多个副线圈时n＝n＝n＝…。

123I1n2

(3)电流关系：只有一个副线圈时I＝n。

2

1

由P入＝P出及P＝UI推出有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn。 4．几种常用的变压器 (1)自耦变压器——调压变压器

?电压互感器：用来把高电压变成低电压。

(2)互感器?

?电流互感器：用来把大电流变成小电流。知识点二、远距离输电 1．输电过程(如图2所示)

图2

2．输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q＝I2Rt。 3．电压损失

(1)ΔU＝U－U′；(2)ΔU＝IR 4．功率损失

?P?(1)ΔP＝P－P′；(2)ΔP＝I2R＝?U?2R

??5．输送电流

U－U′P

(1)I＝U；(2)I＝R。 思维深化

判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

(1)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。( ) (2)理想变压器能改变交变电压、交变电流，但不改变功率，即输入功率总等于输出功率。( )

(3)变压器副线圈并联更多的用电器时，原线圈的输入电流随之增大。( ) (4)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小。( ) 答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)×

[题 组 自 测]

题组一 理想变压器基本规律的应用

1．如图3所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光．若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )

图3

A．U＝110 V，I＝0.2 A B．U＝110 V，I＝0.05 A C．U＝1102 V，I＝0.2 A D．U＝1102 V，I＝0.22 A

n1U1

解析 由变压原理＝可得U1＝110 V，即电压表示数为110 V。由P入＝P出

n2U222

和灯泡正常发光可得P入＝U1I1＝P出＝22 W，I1＝110 A＝0.2 A，故A正确。 答案 A

2．如图4所示，理想变压器原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，原线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R＝44 Ω，电流表A1的示数为0.2 A。下列判断正确的是( )

图4

A．原线圈和副线圈的匝数比为2∶1 B．原线圈和副线圈的匝数比为5∶1 C．电流表A2的示数为0.1 A D．电流表A2的示数为0.4 A

解析 由电压表V示数和电流表A1的示数可得原线圈中的功率P1＝U1I1，P1＝P2＝I22R，所以电流表A2的示数为I2＝

U1I1

R＝220×0.2

44 A＝1 A，C、D错

n1I25

误；原线圈和副线圈的匝数比n＝I＝1，A错误，B正确。

2

1

答案 B

题组二 远距离输电

3．(多选)在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么( ) A．输电线路上损失的电压与输送电流成正比 B．输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大 C．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比 D．输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比

解析 输电线路上损失电压ΔU＝IR，在R一定时，ΔU和I成正比，A正确；若P

U越高，I＝U，I越小，那么ΔU越小，B错误；输电线路上损失的功率ΔP＝I2R，P?P?

当P一定时，I＝U，所以ΔP＝?U?2R，即ΔP和U的平方成反比，跟I的平方成

??正比，故C正确，D错误。 答案 AC

4．(2014·四川卷，1)如图5所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则( )

图5

A．用户用电器上交流电的频率是100 Hz B．发电机输出交流电的电压有效值是500 V

C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定 D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小

1

解析 由乙图可知T＝0.02 s，Um＝500 V，所以f＝＝50 Hz，U＝2502 V，选

Tn3

项A、B均错；设用户线路上的总电流为I户，降压变压器的匝数比为n，则I线

4n4n4U4＝nI户＝n·，由上式可知输电线的电流还与用电器的总电阻有关，选项C错；33R户n4

当用户用电器的总电阻增大时，用电器中的总电流I户减小，由I线＝nI户可知I

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