内容正文:
第2讲 变压器 电能的输送
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一、理想变压器
1.构造和原理
(1)构造:如图所示,变压器是由___________
和绕在铁芯上的____________组成的。
(2)原理:电磁感应的互感现象。
闭合铁芯
两个线圈
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P入=P出
U2I2+U3I3+…+UnIn
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低电压
小电流
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二、远距离输电
1.输电过程(如图所示)
2.电压损失
(1)ΔU=U-U′。(2)ΔU=______。
IR
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I2R
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1.理想变压器的工作原理
命题点一 理想变压器的原理和基本关系
教材走向高考
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2.理想变压器的基本关系
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理想变压器的原理和基本关系的应用在近几年高考命题中出现的频率较高,分析高考题可以发现,每年的考题都是源于教材习题的拓展提升。教材习题多以简单的规律应用为主,而高考题通常会拓展为变压器规律的综合应用,甚至拓展为原线圈含有用电器或将变压器与交变电流的规律相结合,考查学生灵活应用知识解决问题的能力。同学们可通过以下示例认真体会,感悟高考真题与教材习题间的溯源关系。
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典例1 [人教版选修3-2·P44·T3]
当变压器一个线圈的匝数已知时,可以用下面的方法测量其他线圈的匝数:把被测线圈作为原线圈,用匝数已知的线圈作为副线圈,通入交流,测出两线圈的电压,就可以求出被测线圈的匝数。已知副线圈有400匝,把原线圈接到220 V的线路中,测得副线圈的电压是55 V,求原线圈的匝数。
[答案] 1 600匝
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B
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【真题命题立意】 本题在典例1变压器规律简单应用的基础上,拓展为原线圈含负载的变压器计算问题,题目中的考查点由典例1中直接应用规律进行变压器匝数的计算,拓展为变压器与电路问题相结合的计算,但考查的核心知识点仍然是变压器原理的理解和基本规律的应用。
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解析:设原、副线圈的匝数比为k,根据变压器匝数与电流成反比的关系,则原线圈电流为I时,副线圈电流为kI;原线圈电流为4I时,副线圈电流为4kI。
根据变压器的输入功率等于输出功率得
UI-I2R1=(kI)2(R2+R3),
4UI-(4I)2R1=(4kI)2R2,
联立两式代入数据解得k=3,选项B正确。
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拓展❷ 变压器与交变电流综合的分析与计算
(多选)(2020·全国Ⅲ卷)在图(a)所示的交流电路中,电源电压的有效值为220 V,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,R1、R2、R3均为固定电阻,R2=10 Ω,R3=20 Ω,各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示。下列说法正确的是( )
A.所用交流电的频率为50 Hz B.电压表的示数为100 V
C.电流表的示数为1.0 A D.变压器传输的电功率为15.0 W
A D
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【真题命题立意】 本题在典例1变压器规律简单应用的基础上,拓展为变压器与交变电流综合的分析与计算问题,题目中的考查点由典例1中直接应用规律进行变压器匝数的计算,拓展为变压器与电路问题、交变电流的图像问题相结合的计算,但考查的核心知识点仍然是变压器原理的理解和基本规律的应用。
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易错警示
关于理想变压器的3点注意
(1)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。
(2)变压器原线圈含有负载问题的分析
①在原线圈回路中,原