第十二章 第2讲 变压器 电能的输送-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮复习讲义（新教材，鲁科版）

第2讲　变压器　电能的输送 一、变压器 1.变压器的原理 (1)变压器的结构。 变压器主要由闭合的　　　　和绕在铁芯上的两个或两个以上的线圈组成。与电源相连的线圈称为　　线圈或　　　　线圈;与负载相连的线圈称为　　线圈或　　　线圈。  (2)变压器的原理:当在原线圈中加上　　　　　　　　U1时,铁芯中产生交变的　　　　,则铁芯中的磁通量就　　　　　　　　,使副线圈中产生　　　　　　　。如果副线圈两端连接负载构成闭合电路,副线圈中就会产生交变的　　　　　　　。变压器通过　　　　　　　　　　传送电能。  2.理想变压器 (1)变压器的损耗:　　　中会产生“漏磁”;原、副线圈上有电阻;铁芯中产生　　　。  (2)理想变压器:各种损耗忽略不计的变压器。 (3)理想变压器的特点:在原、副线圈上,每匝产生的感应电动势　　　　。  (4)理想变压器的基本关系式。 ①功率关系:　　　　　　　　。  ②电压关系:=　　　　。 ③电流关系:只有一个副线圈时,=　 。 ④频率关系:f1=f2。 二、电能的输送 1.输电损耗 电流通过输电导线,损失的电功率P=I2R,即损耗的电功率与输电线的　　　　　　成正比,与电流I的　　　　　　成正比。  2.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　　　　　　　　、采用　　　　　　　　的材料做导线。  (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　　　　　　　　。进行远距离输电,要综合考虑 　　　　　　　　的大小、技术和　　　　等各种因素,选择恰当的输电电压。 3.电网供电 输电过程如图所示。 (1)电压损失。 ①ΔU=U-U′; ②ΔU=　　　　。 (2)功率损失。 ①ΔP=P-P′; ②ΔP=　　　　=()2R=。  (3)输电电流。 ①I=; ②I=。 4.高压输电等级 (1)高压输电:220 kV以下的输电电压。 (2)超高压输电:330～750 kV的输电电压。 (3)特高压输电:1 000 kV以上的输电电压(直流电压为±800 kV)。 [教材情境] (粤教版选择性必修第二册第84页练习1)如图所示是远距离交流输电的简化示意图。其中发电厂的输出电压是U,两条输电线的等效总电阻为r,输电线路中的电流是I1,其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流是I2。 1.正误辨析 (1)对于恒定电流,变压器没有变压作用。(　　) (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)将正常工作的变压器与用户端断开时,副线圈两端无电压。(　　) (4)变压器副线圈并联更多的用户端时,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的。(　　) 2.如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流是I1,其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流是I2。则(　　) A.用户端的电压为 B.输电线上损失的电压为U C.理想变压器的输入功率为r D.输电线路上损失的电功率为I1U 考点一　理想变压器的原理及基本关系 1.变压器的工作原理 2.理想变压器中的相互作用关系 (1)线圈电阻的损耗,铁芯中涡流损耗均忽略不计; (2)没有“漏磁”(磁通量全部集中在铁芯中) 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,与负载情况、副线圈个数无关 电流 关系 只有一个副线圈时,电流和匝数成反比;有多个副线圈时,由输入功率和输出功率相等确定电流关系 频率 关系 原、副线圈中电流的频率相等 制约 关系 电压 副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定 功率 原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定 电流 原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定 3.几种常用的变压器 (1)升压变压器和降压变压器。 ①升压变压器:n1<n2　u1<u2　I1>I2。 ②降压变压器:n1>n2　u1>u2　I1<I2。 (2)自耦变压器——调压变压器,如图甲(降压作用)、乙(升压作用)所示。 (3)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。 变压器线圈中的电流越大,所用的导线应当越粗。街头有一变压器是降压变压器,假设它只有一个原线圈和一个副线圈,哪个线圈应该使用较粗的导线?为什么? [例1] [变压器的