专题45 理想变压器远距离输电(讲)-2017年高考物理一轮复习讲练测(解析版)

第十章 交变电流 传感器

1．交变电流的产生及其各物理量的变化规律，应用交流电的图象解决问题． 2．利用有效值的定义，对交变电流的有效值进行计算．

3．理想变压器原、副线圈中电流、电压、功率之间的关系应用，变压器动态变化的分析方法． 4．远距离输电的原理和相关计算．

5．传感器的简单使用，能够解决与科技、社会紧密结合的问题．

6．高考对本章知识的考查主要体现在“三突出”：①突出考查交变电流的产生过程；②突出考查交变电流的图象和交变电流的四值；③突出考查变压器，对变压器的原理理解的同时，还要掌握变压器的静态计算和动态分析，远距离输电也要重视。对本专题知识点高考每年必考．命题频率较高的知识点 有交变电流的变化规律（包括图象）、最大值与有效值等，以选择题的形式出现。变压器的原理，电压比、电流比及功率关系是考查的重点；将本章知识与电磁感应等结合的力、电综合题，或考查与本章知识有关的实际应用。

1．理解变压器的原理，会用功率关系、电压比、电流比进行有关的计算． 2．能够对变压器进行动态分析． 3．会分析计算远距离输电问题．

一、理想变压器 1．工作原理 互感现象． 2．基本关系式

（1）功率关系：P入＝P出．

（2）电压关系：只有一个副线圈时，

U3U1n1UU?；有多个副线圈时，1?2?＝…． U2n2n1n2n3I1n2?． I2n1（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＋U3I3＋…．

3．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.

4．理想变压器的理解 （1）没有能量损失； （2）没有磁通量损失． 二、远距离输电

1．输电过程（如图所示）

[来源:.]

2．输送电流

U－U′P

（1）I＝；（2）I＝．

UR

3．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． 4．电压损失

（1）ΔU＝U－U′；（2）ΔU＝IR． 5．功率损失

P

（1）ΔP＝P－P′；（2）ΔP＝I2R＝（）2R

U6．降低输电损耗的两个途径

l

（1）减小输电线的电阻，由电阻定律R＝ρ可知，在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应采用电阻

S率小的材料，也可以增加导线的横截面积．

（2）减小输电导线中的输电电流，由P＝UI可知，当输送功率一定时，提高输电电压，可以减小输电电流．

考点一 理想变压器原、副线圈基本关系的应用 1．基本关系 （1）P入＝P出；

（2）

U1n1?，有多个副线圈时，仍然成立． U2n2（3）

I1n2?，电流与匝数成反比，只对一个副线圈的变压器适用．有多个副线圈时，由输入功率和输出I2n1[来源学。科。Z。X。X。K]功率相等确定电流关系．

（4）原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同． 2．制约关系

（1）电压：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定． （2）功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定． （3）电流：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定．

[来源:]3．两种特殊的变压器模型 （1）自耦变压器

高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器（又称调压器），它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用． （2）互感器

分为：电压互感器和电流互感器，比较如下：

电压互感器 电流互感器 原理图 原线圈的连接 副线圈的连接 互感器的作用 利用的公式

★重点归纳★

1、关于理想变压器的四点说明 （1）变压器不能改变直流电压．

（2）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． （3）理想变压器本身不消耗能量．

（4）理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值．

并联在高压电路中 连接电压表 串联在待测高流电路中 连接电流表 将高电压变为低电压 将大电流变成小电流 U1n1? U2n2I1n1＝I2n2 2．解决变压器问题的三种思路

（1）电压：变压器原、副线圈的电压之比为

UU1n1UU?；当变压器有多个副线圈时，1?2?3＝…． U2n2n1n2n3（2）功率：理想变压器的输入、输出功率为P入＝P出，当变压器有多个副线圈时，P1＝P2＋P3＋…． （3）电流：由I?＋n3I3＋…．

★典型案例★（多选）如图所示，发电机中线圈的匝数为N，线圈的面积为S，线圈做匀速圆周运动的角速度为ω，匀强磁场的磁感应强度为B，电流表和电压表为理想电表，定值电阻的阻值为R，当P在图示位置时，变压器的匝数比为n1:n1?1:2，一开始线圈与磁场垂直，下列判断正确的是： （ ）

InP知，对只有一个副线圈的变压器有1?2，当变压器有多个副线圈时有n1I1＝n2I2

I2n1U

A．电压表的读数为2NBSω B．电流表的读数为22NBS?

RC．线圈由图示位置旋转四分之一周，通过电流表的电荷量为D．P向上移动时，电压表的示数表小，电流表示数变大 【答案】BC

4NBS R2I?匝数与电流反比，电流表的示数为： 22NBS?，故B正确；交流发电机内电阻不计，故变压器输R入电压不变，根据理想变压器的变压比公式： 1?UU2n1，当P位置向上移动，输出电压变小，故电流变小，n2