2016届高三物理一轮复习教案《变压器远距离输电》（沪科版）

小，又因P损＝I2线R，所以输电线上损失的功率减小，选项D正确。 答案 D

考点一 理想变压器基本规律的应用 基本关系式中物理量之间的决定关系：

n2电压 副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定，即U2＝U1(原制约副) n1功率 副线圈中的功率P2由用户负载决定，原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定，即P1＝P2(副制约原) n2电流 原线圈的电流I1由副线圈的电流I2和匝数比决定，即I1＝I2(副制约原) n1【例1】 (多选)(2014·新课标全国卷Ⅱ，21)如图6所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表

接正弦交流电源，一个二极管

和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd ，则( )

图6

A．Uab：Ucd＝n1：n2

B．增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小 C．负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大 D．将二极管短路，电流表的读数加倍

n2解析 若变压器初级电压为Uab，则次级电压为U2＝nUab；由于二极管的单向导

1

U2U22cd2T

电性使得副线圈中的反向电流为零，由有效值的定义可得RT＝R·解得U＝cd

22Uab2n1U2，故U＝n，选项A错误；增大负载的阻值R，则变压器次级电流减小，则

cd2

初级电流也减小，即电流表的读数减小，选项B正确；cd间的电压由变压器的初级电压决定，与负载电阻R的大小无关，选项C错误；若二极管短路则Ucd′＝Ucd′2

U2＝2Ucd，故此时R消耗的功率P′＝R为原来的2倍，则次级电流会加倍，则初级电流也加倍，选项D正确。 答案 BD 【变式训练】

1.如图7，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，和

均为理想电表，灯

泡电阻RL＝6 Ω，AB端电压u1＝122sin 100πt (V)，下列说法正确的是( )

图7

A．电流频率为100 Hz B.

的读数为24 V

C.的读数为0.5 A D．变压器输入功率为6 W

U2n2

解析 由ω＝2πf＝100π rad/s得：f＝50 Hz，A错。有效值U1＝12 V，又U＝n得1

1

U2U2＝6 V，I2＝R＝1 A，B、C项错。由能量守恒得P1＝P2＝U2I2＝6 W，D对。

L

答案 D

考点二 理想变压器的动态分析

常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。

1．匝数比不变的情况(如图8所示)

U1n1(1)U1不变，根据U＝n，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变

2

2

化，U2也不变。

(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化。 (3)I2变化引起P2变化，由P1＝P2知P1发生变化。

图8 图9

2．负载电阻不变的情况(如图9所示) n1(1)U1不变，n发生变化，U2变化。

2

(2)R不变，U2变化，I2发生变化。

U22

(3)根据P2＝R和P1＝P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。

【例2】 (多选)(2014·广东卷，19)如图10所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合电键S，下列说法正确的是( )

图10

A．P向下滑动时，灯L变亮

B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变 C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小 D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大

U1n1解析 由于理想变压器输入电压不变，据公式U＝n，则副线圈电压U2不变，滑

22片P滑动时，对灯泡电压没有影响，故灯泡亮度不变，则A错误；滑片P下滑，电阻变大，但副线圈电压由原线圈电压决定，则副线圈电压不变，故B正确；滑I1n2片P上滑，电阻减小，电流I2增大，据I＝n则原线圈输入电流I1也增大，故C

2

1

错误；此时变压器输出功率P2＝U2I2将变大，故D正确。 答案 BD

【变式训练】

2．(多选) (2014·昆明市质量检测)如图11所示的电路中，T为一降压式自耦调压变压器。开始时灯泡L正常发光，现在电源电压U略降低，为使灯L仍能正常发光，可采用的措施是( )

图11

A．将自耦调压变压器的滑片P适当上滑 B．将自耦调压变压器的滑片P适当下滑 C．适当增大滑动变阻器R2的阻值 D．适当减小滑动变阻器R2的阻值

解析 保持负载总电阻不变，电源电压U略降低，为使L仍能正常发光，只需输Un1n2出电压U2保持不变。根据变压比U＝n，可得U2＝nU，由此可知，n2应增大，

2

2

1

U

滑片P应适当上滑，选项A正确，选项B错误；保持匝数比不变，根据变压比U

2

n1＝n，可得U2减小，为使L仍能正常发光，加在L两端的电压应不变，则加在R1

2

两端的电压应减小，总电流应减小，负载总电阻应增大，R2应增大，选项C正确，选项D错误。 答案 AC

考点三 远距离输电 远距离输电问题的“三二一” 1．理清三个回路