专题05 理想变压器-2019年高考物理二轮复全解全析之恒定电流

专题05 变压器 【重点知识梳理】 一、理想变压器 1．工作原理 互感现象． 2．基本关系式 （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， ＝…． （3）电流关系：只有一个副线圈时， ．学-科网 由P入＝P出及P＝UI推出有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…． （4）原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同． 3．制约关系 （1）电压：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定． （2）功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定． （3）电流：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定．[来源:学科网] 4．几种常用的变压器 （1）自耦变压器——调压变压器． （2）互感器 电压互感器 电流互感器 原理图 原线圈的连接 并联在高压电路中 串联在待测高流电路中 副线圈的连接 连接电压表 连接电流表 互感器的作用 将高电压变为低电压 将大电流变成小电流 利用的公式 I1n1＝I2n2 4．理想变压器的理解 （1）没有能量损失； （2）没有磁通量损失． 二、远距离输电 1．输电过程（如图所示） （1）功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3． （2）电压、电流关系： ， ，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线． （3）输电电流： ． （4）输电线上损耗的电功率：P损＝I线ΔU＝I R线＝R线． 2．降低输电损耗的两个途径 （1）减小输电线的电阻，由电阻定律R＝ρ可知，在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应采用电阻率小的材料，也可以增加导线的横截面积． （2）减小输电导线中的输电电流，由P＝UI可知，当输送功率一定时，提高输电电压，可以减小输电电流． 当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的 【高频考点突破】 考点一 理想变压器基本原理 （2011•广东）图（a）左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55Ω，A、V为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图（b）所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是（　　） A．电流表的示数为2A B．原、副线圈匝数比为1：2 C．电压表的示数为电压的有效值 D．原线圈中交变电压的频率为100Hz 考点二 互感器原理 解题秘籍：测小算大是其核心思想，电流串而电压并 （2013•天津）普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则（　　） A．ab接MN、cd接PQ，Iab＜Icd B．ab接MN、cd接PQ，Iab＞Icd C．ab接PQ、cd接MN，Iab＜Icd D．ab接PQ、cd接MN，Iab＞Icd 考点三 原线圈有电阻的变压器定量计算 如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1:n2=4:1,原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等.a、b端加一定交变电流电压后,两电阻消耗的电功率之比PA:PB=___,A、B两电阻的电压之比UA:UB=___. [来源:学科网ZXXK] 考点四 变压器的动态分析 在如图所示的电路中,理想变压器的初级线圈加一个固定的交变电压,开关S处于断开状态,那么下列情况正确的是（ ） A当滑动触头P上移时,灯泡L变亮 B当滑动触头P上移时,电流表A1的读数变大 C当滑动触头P上移时,电压表V的读数变大 D当闭合开关S时,电流表A1的读数变大,A2的读数不变 考点五 远距离输电 （2009•海南）一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电．输电线路总电阻R=1kΩ．到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V、60W）．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（　　） A．T1原、副线圈电流分别为103A和20A[来源:学科网] B．T2原、副线圈电压分别为1.8×105V和220V C．T1和T2的变压比分别为1：50和40：1 D．有6×104盏灯泡（220V、60W）正常发光 【专题突破练习】 1.如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则（　　） A．U=110V，I=0.2A B．U=110V，I=0.05A C．U=110V，I=0.2A D．U=110V，I=0.2A 2.