12.2变压器　远距离输电-【桂冠物理】2024高三物理一轮复习题型归纳技巧点拨（新高考专用）

第十二章 交变电流 12.2变压器　远距离输电 【考点预测】 1. 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 2. 理想变压器的原理及应用 3. 理想变压器的动态分析 4. 远距离输电 【方法技巧与总结】 一、理想变压器 1．构造 如图1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． 图1 (1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈． (2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈． 2．原理 电流磁效应、电磁感应． 3．理想变压器原、副线圈基本量的关系 理想变压器 (1)没有能量损失(绕线无电阻、铁芯无涡流) (2)没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中) 基本关系 功率关系 根据能量守恒可得：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P入＝P出 电压关系 原、副线圈的电压之比等于其匝数之比，公式：＝，与负载、副线圈的个数无关 电流关系 (1)只有一个副线圈时：＝ (2)有多个副线圈时：由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn 频率关系 f1＝f2(变压器不改变交变电流的频率) 4.几种常用的变压器 (1)自耦变压器——调压变压器，如图2甲(降压作用)、乙(升压作用)所示． 图2 (2)互感器 二、电能的输送 如图3所示，发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得到的电功率为P′，用户的电压为U′，输电电流为I，输电线总电阻为R. 图3 1．输电电流 I＝＝＝. 2．电压损失 (1)ΔU＝U－U′ (2)ΔU＝IR 3．功率损失 (1)ΔP＝P－P′ (2)ΔP＝I2R＝()2R 4．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)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． 【题型归纳目录】 题型一：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 题型二：理想变压器的原理及应用 题型三：理想变压器的动态分析 题型四：远距离输电 【题型一】探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 【典型例题】 例1．某同学用如图所示的可拆变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验。该同学原线圈接“0”、“8”接线柱，副线圈接“0”、“2”接线柱，原线圈两端连接在学生电源10V档，用电压表测得副线圈两端的电压为0.4V，这与其他小组的实验结果明显不一致。下列说法可能正确的是（　　）    A．铁芯没有闭合，漏磁过多 B．原线圈应接在学生电源直流电压输出端 C．只增加原线圈的匝数就可以增大原线圈的输入电压 D．只增加原线圈的匝数就可以增大副线圈的输出电压 【方法技巧与总结】 1．实验思路 交变电流通过原线圈时在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中产生感应电动势，其两端有输出电压．线圈匝数不同时输出电压不同，实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系． 2．实验器材 多用电表、可拆变压器(如图甲)、学生电源、开关、导线若干 3．实验步骤 (1)按图乙所示连接好电路，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数． (2)接通学生电源，读出电压值，并记录在表格中． (3)保持匝数不变，多次改变输入电压，记录每次改变后原、副线圈的电压值． (4)保持输入电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值． 4．实验结论 实验分析表明，在误差允许范围内，原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比，即＝. 5．注意事项 (1)在改变学生电源的电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作． (2)为了保证人身安全，学生电源的电压不能超过12 V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱． (3)为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量． 练1．某同学做探究变压器工作原理实验时，他用多用电表的欧姆挡正确测量了完全相同的两个螺线管的不同匝数A、B线圈的电阻值分别为12Ω和3Ω，如图所示。某同学先去掉可拆变压器上压紧横条的胶木螺钉，并将横条放在U形铁芯的左侧上。变压器左边的螺线管A接12V低压交流电源上，右边的螺线管B接一个标称为“3.0V、1.0A”的小灯泡和电阻值可视为无穷大电压传感器。闭合电键S1，断开电键S2后，把横条铁芯慢慢推向右侧，直至与右侧完全闭合。正确说法的是（　　） A．线圈A、B的匝数之比是1:4 B．电压传感器示数为一个定值 C．穿过螺线管B的最大磁通量在逐渐增加 D．铁芯完全闭合后再闭合电键S2，小灯泡能正常发光 【题型二】理想变压器的原理及应用 【典型例题】 例2．图（a）是可拆变压器的实验装置图，其中“可拆卸铁