(配套教参)第十一章 第2讲 变压器 远距离输电-【高考领航】2024高考物理大一轮复习教师用书word+课件PPT（新教材，人教版）

第2讲　变压器　远距离输电 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。 (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) 二、电能的输送 如图所示，若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′，输电线总电阻为R。 1．输出电流：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＝R。 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。 一、易混易错判断 1．变压器不但可以改变交流电压，也可以改变直流电压。(×) 2．变压器只能使交变电流的电压减小。(×) 3．高压输电的目的是增大输电的电流。(×) 4．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输送过程中损失的功率越小。(×) 5．变压器原线圈中的电流由副线圈中的电流决定。(√) 6．高压输电可以减少输电线路上的电能损失，且输电线路上电压越高越好。(×) 二、经典小题速练 1．(人教版教材原题改编)如图所示，变压器为理想变压器，电流表A1内阻不可忽略，其余的均为理想的电流表和电压表。a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。将滑动变阻器的滑片沿c→d的方向滑动时，则下列说法正确的是(　　) A.电压表V1、V2示数不变，V3示数变小 B.电压表V1、V2示数变小，V3示数变大 C.电流表A1、A2的示数都增大 D.电流表A1的示数变小，A2的示数增大 解析：C　当滑动变阻器的滑片从c向d滑动的时候，滑动变阻器接入电路的电阻变小，副线圈的总电阻减小。则副线圈的总电流I2增大，根据变压器的电流关系＝可知原线圈的总电流I1增大，则原线圈两端的电压U1＝U0－I1RA减小，又根据＝可知副线圈两端的电压U2减小，滑动变阻器两端的电压U3＝U2－I2R0减小。由电路图可知电压表V1测量值是U1，电压表V2测量值是U2，电压表V3测量值是U3，电流表A1测量值是I1，电流表A2测量值是I2，故A、B、D错误，C正确。 2．(人教版教材原题改编)(多选)如图所示为远距离输电示意图，其中水电站发电机的输出功率为100 kW，发电机的电压为250 V。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8 Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220 V。要求在输电线上损失的功率控制为5 kW(即用户得到的功率为95 kW)。下列说法正确的是(　　) A.输电线上通过的电流为25 A B.降压变压器的输入电压为4000 V C.升压变压器的匝数比为 D.降压变压器的匝数比为 解析：AC　输电线上通过的电流I2＝ ＝ A＝25 A，A正确；输电线上损失的电压U损＝I2R＝25×8 V＝200 V，升压变压器的输出电压U2＝＝ V＝4000 V，则降压变压器的输入电压U3＝U2－U损＝4000 V－200 V＝3800 V，B错误；升压变压器的匝数比＝＝＝，C正确；降压变压器的匝数比＝＝＝，D错误。 考点一　理想变压器基本规律的应用(基础考点) 1．理想变压器的基本特点 (1)无漏磁，故原、副线圈中的Φ、相同。 (2)线圈无电阻，因此无电压损失，U＝n。 (3)根据＝得，套在同一铁芯上的线圈，无论是原线圈，还是副线圈，该比例都成立，则有＝＝＝… 2．关于理想变压器的四点说明 (1)变压器不能改变直流电压。 (2)变压器不能改变交变电流的频率。 (3)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。 (4) P入＝P出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于输出功率之和。 1．(变压器的工作原理)(2022·湖北卷)(多选)近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示