第13章 第2讲 变压器 电能的输送（word教参）-【正禾一本通】2024高考物理高三一轮总复习高效讲义（新教材新高考）

第2讲 变压器　电能的输送 【课标解读】 　1．理解理想变压器的工作原理，掌握变压器的特点，并能分析、解决实际问题。2．理解远距离输电的原理并会计算线路损失的电压和功率。 备考第1步——梳理教材基础，落实必备知识 一、理想变压器 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。 3．理想变压器原、副线圈基本量的关系 (1)功率关系：P入＝P出。 (2)电压关系：只有一个副线圈时，＝。 有多个副线圈时，U1∶U2∶U3∶…＝n1∶n2∶n3∶…。 (3)电流关系：只有一个副线圈时，＝[1]。 有多个副线圈时，n1I1＝n2I2＋n3I3＋…＋nnIn。 注解[1] 副线圈与用电器断开时，无电流通过副线圈，但副线圈两端仍存在电压。 4．几种常用的变压器 (1)自耦变压器——调压变压器。 (2)互感器 ①电压互感器n1>n2：把高电压变成低电压，如图丙所示。 ②电流互感器n1<n2：把大电流变成小电流，如图丁所示。 二、电能的输送 1．功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝ΔP＋P3。 2．电压、电流关系：＝＝，＝＝，U2＝ΔU＋U3，I2＝I线＝I3。 3．输电电流：I线＝＝＝。 4．电压损失：ΔU＝U2－U3＝I2R线。 5．功率损失：ΔP＝P2－P3＝I22R线＝。 6．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] (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。 注解[2] 采用该方法效果有限，因为加大输电线的模型面积会增加材料使用量，而且输电线的重力增大给架设线路带来困难。 基础小题自测 1．判断下列说法的正误。 (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)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。(　　) (3)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。(　　) (4)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。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√ 2．在如图所示的电路中，理想变压器的原、副线圈的匝数比为2∶1，定值电阻R1＝R2，R3＝R4，在a、b两端输入一有效值恒定的正弦式交流电，结果理想电流表A1、A2的示数之比为4∶1，则R2∶R3为(　　) A．1∶2 B．1∶3 C．2∶3 D．2∶5 解析：选C。根据题意，设理想电流表A2的示数为I2，则副线圈中电流为2I2，根据电流比公式可知，原线圈中电流大小为I2，则R2中电流为3I2，根据电压比公式有＝，解得＝，故选C。 3．(2023·绍兴高三模拟)如图，一理想变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2＝55∶1，原线圈接电压u＝220 sin 100πt 的交流电源，电表均为理想电表。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片P从最上端往下滑的过程中(　　) A．副线圈交变电流的频率是25 Hz B．电压表的示数为4 V C．滑动变阻器两端的电压一直变大 D．电流表的示数一直变小 解析：选B。由电压u＝220sin 100πt知交流电的角速度为ω＝100π rad/s，频率f＝＝50 Hz，变压器不改变电源的频率，故副线圈交变电流的频率是50 Hz，A错误；原线圈两端的输入电压有效值为220 V，由电压与匝数成正比知＝，所以副线圈两端电压为U2＝×220 V＝4 V，所以电压表的示数为4 V，故B正确；当滑动变阻器的滑动触头P从最上端滑到最下端的过程中，电路中的总电阻减小，根据欧姆定律可知，变压器的输出电流增大，则输入的电流也是增大，即电流表的示数变大。定值电阻R两端的电压变大，副线圈两端电压不变，所以变阻器两端电压变小，故C、D错误。 4．(2023·四川内江第六中学高三模拟)我国是全球唯一掌握超特高压技术的国家，在全球超特高压领域，中国的标准就是全世界唯一的标准。如图所示是远距离高压输电示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。下列说法正确的是(　　) A．若用户用电功率增加，升压变压器的输出电压将增大 B．若用户用电功率增加，降压变压器的输入电压将增大 C．若输电功率一定，采用特高压输电可减少输电线上损耗的功率 D．若输电功率一定，采用特高压输电会降低输电的效率 解析：选C。若用户用电功率增加，由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，A错误；若用户用电功率增加，则输电功率增加，输电线上的电流变大，输电线的分压变大，故降压变压器的输入电压变小，B错误；若输电功率一定，根据P送＝UI，P损＝I2R线可得输