第45课时：变压器与远距离输电
高中物理10.2《变压器和远距离输电》知识点总结课件
________在高压 电路中
________在待测大电 流电路中
副线圈的连接 连接________表 连接________表
互感器的作用 将______变为 ________
将______变成______
测量工具
用________表测 低电压
用______表测小电流
电压互感器 匝数比较 高压电路的
1．理想变压器的几个因果关系 当理想变压器的匝数比不变时，如图所示，各量相互关 系如下： (1)输入电压 U1 决定输出电压 U2.这是因为输出电压 U2 ＝nn21U1，当 U1 不变时，不论负载电阻 R 变化与否，U2 不会 改变．
(2)输出电流I2决定输入电流I1，在输入电压一定的情况下， 输出电压U2也被完全确定，当负载电阻R增大时，I2减小，则 I1相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，则I1相应增大．
思考：原线圈中的电压低电流大，应用粗一些的导线．
理想变压器
①没有能量损失 ②没有磁通量损失
功率 关系
原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P入＝P出
基本 关系
电压 原、副线圈的电压比等于匝数比，与负载情况、副线圈个 关系 数的多少无关
电流 ①只有一个副线圈：电流和匝数成反比 关系 ②多个否认，在6月趋势底部的交易日中，我没有想到会直接回调到1.312 4,那会是不现实的——几近疯狂——并且，事实上，只是使我置身于一群预测平价的分析师之间。如果即将出现逆趋势， 那么就会产生波动与回调。在此过程中，日线图和5分钟线图分析会提供一些短期和中期趋势发展的信号。它们是用以显示牛市趋势的工具。牛市波动仍然要犯坚持这些工具所确定的牛市趋势。 可是，当价格上涨到1.2150上方时，实际情况是:(1)价格高于关键的1.2150记忆线。2)风险是价格再次下跌到1.215。下方(20个基点的止损位)。3)有可能存在重大回调，因为市场已经大跌超过3 268个基点。正常回调目标可能为1.312 4(自1.2150算起有974个基点)。(4)即使市场仅回调到974个墓点的1/3水平，这仍然表示要上涨325个基点。我可以拱取100或200个基点吗?当然可以。在此 点位，有足够的上涨空间，风险最小化且是确定的。5)尽管回调或许没有任何基本面因素的支撑，但是它有关链性的技术面因素。随着时间的发展，市场总会找到基本面因素的支撑。我想告诉交 易者“明天的报纸会对今天市场所发的一切做出解释”。对我来说，理由就在于价格上涨到了1.2150上方。我的解释不会卖出一份报纸，但是它的确是界定风险的原因所在(对其他外汇交易者来 说也是同样的道理！)现实还是幻想?我总是依据真实的情况进行交易现实还是幻想?我总是依据真实的情况进行交易。什么可以被界定?潜在的回报有多大?风险有多大?然后让幻想要么发生要么不 发生。不成功的交易者会让幻想控制其情绪，从而忘记了现实。请注意其中的重大差异。我们所有人都有幻想，但是在交易时，他们必须考虑现实情况。倾听市场价格和市场工具的声音。它们绝 不会说谎。如果条件适合，那么就要弄清楚会出现什么情况。它会让你进行趋势交易和逆趋势交易。逆趋势会如何发展?图显示了价格在突破1.2150价位水平后上涨的情况。最初，价格上涨检验5 月28日高点1.245 1，自该交易日算起共计个交易日，从交易价位算起，共计300多个基点(在6月21日达到1.246 7 )。在突破5月28日高点失败后，获利回吐交易者进入市场，并且推动市场下跌到 1.215 1这条常见的记忆线(自5月开始的底部价位水平)。交易者再次获得买入依据，确定的风险同样为20个基点。关键界限再次得以维持(风险是确定且有限的)，并且价格迅速叙升。记忆线会因 为一个原因而被市场记住!利用它们! 8月2日，在触及低点(6月7日)不到两个月的时间内，1.3124的幻想成为现实。市场动能把价格推升到8月6日的逆趋势高点1.333 3。在经历了两个月上涨1 457个基点后，价格找到了逆趋势波动的顶部。在我们的案例中，EURUSD上涨趋势中没有38.2%或更多的大幅回调。价格保持在100小时移动线上方，保持着牛市趋势，但是市场动能似乎衰退了。 趋势线的斜率更加平缓，波动区间更窄。虽然如此，只要趋势保持牛市，交易者就不应该卖出。虽然如此，只要趋势保持牛市，交易者就不应该卖出。然而，如果趋势由牛市转到熊市，那么就存 在交易的技术性依据。存在交易依据，风险就会得到界定。交易者应该探索逆趋势交易的思想。在图中，有几个理由可以用来预测回调和潜在的逆趋势波动:(1)在七个交易日内，自低到高的波动 使价格从1. 219 3上涨到1.272 2，共计529个基点。这是该段时期内的重大上涨。(2)在几个交易日内形成了趋势线(图中的虚线)，提供了重要的界限。下跌到趋势线下方使趋势由牛市转变到了 熊市。(3)利用趋势线，可以界定凭借趋势卖出的风险。突破其中一条趋势线时卖出，产生了进行交易及退出交易的依据。如果价格反弹到趋势线上方，应该清盘做空的逆趋势交易头寸。鼓励逆 趋势交易的另一个原因是下跌过程中的目标定位图。在这个交易案例中:(1)100小时移动均线是一个目标位(A)。(2)200小时移动均线(C)是下一个目标位。(3)38.2%斐波纳契回调位是第三个目标 位。所有目标位依次排列，使交易者在交易过程中可以逐步开展。在逆趋势交易过程中，每一步都可以增强自信，并且在市场逆转向上时进行止损。例如，如果价格下跌到100小时移动均线下方，
理想变压器、远距离输电模型(解析版)-2024届新课标高中物理模型与方法
2024版新课标高中物理模型与方法理想变压器、远距离输电模型目录一.理想变压器基本模型二．变压器原线圈接有负载模型----等效法三．变压器副线圈接有二极管模型四．多组副线圈的理想变压器模型五．理想变压器动态分析模型六．远距离输电的电模型一.理想变压器基本模型(1)理想变压器的构造、作用、原理及特征。
构造：两组线圈(原、副线圈)绕在同一个闭合铁心上构成所谓的变压器。
作用：在办理送电能的过程中改变电压。
原理：其工作原理是利用了电磁感应现象。
特征：正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交流电压。
(2)理想变压器的理想化条件及规律如图所示，在理想变压器的原线圈两端加交流电压U 1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，有ε1=n 1Δφ1Δt ,ε2=n 2Δφ2Δ忽略原、副线圈内阻，有U 1=ε1,U 2=ε2。
另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相同，于是又有Δφ1=Δφ2。
由此便可得理想变压器的电压变化规律为U 1U 2=n1n 2。
在此基础上再忽略变压器自身的能量损失(一般包括了线圈内能量损失和铁心内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”)，有P 1=P 2，而P 1=I 1U 1，P 2=I 2U 2。
于是又得理想变压器的电流变化规律为I1I 2=n 2n 1。
由此可见：①理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗(实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因素的差别)。
②理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想化条件下的新的表现形式。
1(2023春·贵州黔东南·高三凯里一中校考阶段练习)如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电。
当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定功率25W 的小灯泡恰好正常发光，已知正常工作时灯泡的电阻为100Ω，图中电压表为理想电表，下列说法正确的是()A.变压器输入电压的瞬时值表达式为u =2202sin10πt (V )B.变压器原、副线圈的匝数比为22:5C.电压表的示数为220VD.变压器的输入功率为110W 【答案】B【详解】A ．由图像可知ω=2πT=100πrad /s 线圈电压的最大值为2202V ，变压器输入电压的瞬时值表达式为u =2202sin100πt (V )故A 错误；BC ．电压表示数为灯泡的额定电压，根据P =U 22R解得电压表示数为U 2=PR =50V变压器原、副线圈的匝数比为n 1n 2=U 1U 2=225故B 正确；C 错误；D ．变压器的输入功率与输出功率相等，即变压器的输入功率为25W ，故D 错误。
高三总复习物理课件 变压器与远距离输电
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 C．电流表的示数为 1.0 A
B．电压表的示数为 100 V D．变压器传输的电功率为 15.0 W
解析：由变压器不会使交流电的周期改变和题图(b)可知所用交流电的周期为 2× 10－2 s，可求得所用交流电的频率为 50 Hz，选项 A 正确；由题图(b)可知通过 R2 的电流的有效值为 1 A，由串、并联电路的特点可知通过 R3 的电流(即通过电流表 的电流)为 0.5 A，故副线圈的电流 I2＝1.5 A，由欧姆定律可得副线圈两端的电压 U2＝1×10 V＝10 V，由UU12＝nn12得原线圈两端的电压 U1＝Un22n1＝100 V，再根据原线 圈电路的串联关系可得 R1 两端的电压 UV＝220 V－100 V＝120 V，选项 B、C 均错 误；根据变压器原理可得变压器传输的电功率 P＝U2I2＝10×1.5 W＝15.0 W，选项 D 正确。
3．理想变压器及其基本关系
理想变压器 功率关系
基本 关系
电压关系
电流关系
频率关系
(1)没有“铜损”(线圈电阻为零，不发热)； (2)没有“铁损”(铁芯中无涡流，不发热)； (3)没有“漏磁”(磁通量全部集中在铁芯中) 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__ 只有一个副线圈时有UU12＝nn12 有多个副线圈时有Un11＝Un22＝Un33＝…＝Unnn 只有一个副线圈时有II12＝nn21 有多个副线圈时有 I1n1＝I2n2＋__I_3n__3 _＋…＋Innn f1＝f2(变压器不改变交变电流的频率)
2．[原线圈有电阻的变压器电路]
(多选)(2020·全国卷Ⅲ)在图(a)所示的交流电路中，电源电压的有效值为 220 V，理
2013届高考物理考纲专项复习课件：变压器和远距离输电(12张PPT)
(1)变压器只改变交流电的电压与电流，不改交流电的频 率。 (2)I1/I2=n2/n1反映了原副线圈中的电流与匝数成反比，而 非I1∝1/I2，原副线圈中的电流I1∝I2。
1
一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。原线圈与正弦 交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个 10 的电阻。则 ( ) D A.流过电阻的电流是20 A B.与电阻并联的电压表的示数是100 2 V C.经过1分钟电阻发出的热量是6×103 J D.变压器的输入功率是1×103 W
与 与 与 与
示数的比值不变 示数的比值变大 示数的比值变大 示数的比值不变
单击此处编辑母版标题样式
【解析】交流电源的电压有效值不变，即V1示数不变， 因U1/U2=n1/n2，故V2示数不变，V1与V2示数的比值不变， 故D对。S闭合使负载总电阻减小，I2=U2/R，所以I2增大。 因I1/I2=n2/n1，所以A1示数增大，A1与A2示数的比值不变， 故A对。
理想变压器规律的应用
【例1】一理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，原线圈 输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如 图乙所示，P为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是
A.副线圈输出电压的频率为50 Hz B.副线圈输出电压的有效值为31 V C.P向右移动时，原、副线圈的电流比减小 D.P向右移动时，变压器的输出功率增加
单击此处编辑母版标题样式 【解析】由图甲知，原线圈两端输入电压的最大值为
U1m=311 V，有效值为U1=U1m/ 2 =220 V，周期为T=2×10-2 s，频率f=1/T=50 Hz，变压器不改变电压的频率，A项正确； 由U1/U2=n1/n2知，U2=(n2/n1)U1=22 V，B项错误；变压器原、 副线圈的电流比与匝数成反比，由于匝数未变，所以原、副 线圈的电流比不变，C项错误；P向右移动时，滑动变阻器的 有效阻值减小，副线圈中电流增大，由P2=U2I2知变压器的输 出功率增加，D项正确。
2018届一轮复习人教版理想变压器远距离输电教案
45讲 理想变压器远距离输电【教学目标】1.理解变压器的原理，会用功率关系、电压比、电流比进行有关的计算.2.能够对变压器进行动态分析.3.会分析计算远距离输电问题．【教学过程】★重难点一、理想变压器基本关系的理解及应用★1.理想变压器基本关系的理解及应用(1)电压：变压器原、副线圈的电压之比为U2U1＝n2n1；当变压器有多个副线圈时，n1U1＝n2U2＝n3U3＝…。
(2)功率：理想变压器的输入、输出功率为P 入＝P 出，当变压器有多个副线圈时，P 1＝P 2＋P 3＋…。
(3)电流：由I ＝U P 知，对只有一个副线圈的变压器有I2I1＝n1n2，当变压器有多个副线圈时有n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…。
3.关于理想变压器的四点注意(1)变压器不能改变恒定电流。
(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率。
(3)理想变压器本身不消耗能量，所以没有能量损失。
(4)理想变压器没有磁通量损失，磁通量全部集中在铁芯中。
【典型例题】一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V 的正弦交流电源上，如图1021所示。
设副线圈回路中电阻两端的电压为U ，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k ，则( )A ．U ＝66 V ，k ＝91B ．U ＝22 V ，k ＝91C ．U ＝66 V ，k ＝31D ．U ＝22 V ，k ＝31【答案】 A【解析】 设原、副线圈中的电流分别为I 1、I 2，则I2I1＝n1n2＝31，故k ＝I22R I12R ＝91。
设原线圈两端的电压为U 1，则U U1＝n2n1＝13，故U 1＝3U ，而原线圈上电阻分担的电压为31U ，故3U ＋3U ＝220 V ，解得U ＝66 V 。
选项A 正确。
★重难点二、理想变压器的动态分析★常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。
专题45 变压器动态变化问题-2019高考物理一轮复习专题详解(解析版)
知识回顾1．理想变压器的基本规律 P 1＝P 2U 1U 2＝n 1n 2 I 1I 2＝n 2n 12．远距离输电回路1：发电机回路P 1＝I 1U 1回路2：输送电路I 2＝I 3＝I R ，U 2＝U 3＋U R ，P 2＝P R ＋P 3 回路3：输出电路I 4＝I 用，U 4＝U 用，P 4＝P 用 规律方法1．理想变压器问题中的两个“弄清”(1)弄清变量和不变量．如原线圈电压不变，原、副线圈的匝数比不变，其他物理量可随电路的变化而发生变化．(2)弄清动态变化过程中的决定关系，如U 2由U 1决定，P 1、I 1由P 2、I 2决定． 2．理想变压器问题的分析流程 (1)由U 1U 2＝n 1n 2分析U 2的情况； (2)由I 2＝U 2R分析I 2；(3)P 1＝P 2＝I 2U 2判断输入功率的情况； (4)由P 1＝I 1U 1分析I 1的变化情况．(5)对于一原线圈多副线圈，有U 1n 1＝U 2n 2＝…＝U nn nn 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…＋n n I n P 1＝P 2＋P 3＋P 4＋…＋P n 变压器动态变化分析方法(1)变压器动态分析常见的两种情况①负载不变，匝数比变化； ②匝数比不变，负载变化． (2)处理此类问题应注意三点 ①根据题意分清变量和不变量；②要弄清“谁决定谁”的制约关系——电压是输入决定输出，电流和功率是输出决定输入； ③动态分析顺序： a ．由U 1和n 1n 2决定U 2；b ．由负载电阻R 和U 2决定I 2；c ．由P 2＝U 2I 2，确定P 1；d ．由P 1＝U 1I 1，确定I 1. 例题分析【例1】 (2016年高考·江苏卷)一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a 、b 间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c 、d 间作为副线圈．在a 、b 间输入电压为U 1的交变电流时，c 、d 间的输出电压为U 2.在将滑动触头从M 点顺时针旋转到N 点的过程中( )A ．U 2>U 1，U 2降低B ．U 2>U 1，U 2升高C ．U 2<U 1，U 2降低D ．U 2<U 1，U 2升高 【答案】 C【例2】 (多选)如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表A 、理想电压表V ，副线圈上通过输电线接有一个灯泡L 、一个电吹风M ，输电线的等效电阻为R ，副线圈匝数可以通过调节滑片P 改变．S 断开时，灯泡L 正常发光，滑片P 位置不动，当S 闭合时，以下说法中正确的是( )A ．电压表读数增大B ．电流表读数减小C ．等效电阻R 两端电压增大D ．灯泡变暗 【答案】CD【例3】 (多选)(2017年哈尔滨模拟)如图甲所示为一交变电压随时间变化的图象，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化．若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R 阻值为100 Ω，则()A ．理想电压表读数为100 VB ．理想电流表读数为0.75 AC ．电阻R 消耗的电功率为56 WD ．电阻R 在100秒内产生的热量为5 625 J 【答案】 BD【解析】 根据电流的热效应，一个周期内产生的热量：Q ＝U 2RT ＝2R×12T ＋5022R ×12T ，解得U ＝75 V ，A 错误；电流表读数I ＝UR ＝0.75 A ，B 正确；电阻R 消耗的电功率P ＝I 2R ＝56.25 W ，C 错误；在100秒内产生的热量Q ＝Pt ＝5 625 J ，D 正确．学科*网专题练习1．(多选)(2017年天津滨海新区联考)如图所示，匀强磁场的磁感应强度B ＝22T ，单匝矩形线圈面积S ＝1 m 2，电阻r ＝403Ω，绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动．线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接．电表为理想电表，两个完全相同的电灯泡，标称值为“20 V ,30 W”，且均正常发光，电流表A 1的示数为1.5 A ．则以下说法正确的是( )A ．电流表A 1、A 2的示数之比2∶1B ．理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1C ．线圈匀速转动的角速度ω＝120 rad/sD ．电压表的示数为40 2 V 【答案】：BC2．(多选)如图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，降压变压器原、副线圈匝数比为100∶1，远距离输电线的总电阻为100 Ω.若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750 kW.下列说法中正确的有 ( )A ．用户端交流电的频率为50 HzB ．用户端电压为250 VC ．输电线中的电流为30 AD ．输电线路损耗功率为180 kW 【答案】：AC3.如图所示电路，电阻R 1与电阻R 2阻值相同，都为R ，和R 1并联的D 为理想二极管(正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大)，在A 、B 间加一正弦交流电u ＝202sin100πt (V)，则加在R 2上的电压有效值为( )A ．10 VB ．20 VC ．15 VD ．510 V【答案】：D【解析】：电压值取正值时，即在前半个周期内，二极管电阻为零，R 2上的电压等于输入电压值；电压值取负值时，即在后半周期内，二极管电阻无穷大，可看作断路，R 2上的电压等于输入电压值的一半，因此可设加在R 2上的电压有效值为U ，根据电流的热效应，在一个周期内满足U 2R T ＝2R·T 2＋2R·T 2，解得U ＝510V ，选项D 正确．4．(多选)(2017年嘉兴模拟)如图所示，理想变压器与电阻R 、交流电压表V 、交流电流表A 按图甲所示方式连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为n 1n 2＝101，电阻R ＝10 Ω，图乙是R 两端电压U 随时间变化的图象，U m ＝102V.下列判断正确的是( )A ．电压表V 的读数为10 VB ．电流表A 的读数为210A C ．变压器的输入功率为10 WD ．通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R ＝cos100πt (A) 【答案】：AC5．(2017年山东枣庄调研)图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n 1与副线圈匝数n 2之比为10∶1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，三个阻值均为20 Ω的电阻R 1、R 2、R 3和电容器C 构成的电路与副线圈相接，其中，电容器的击穿电压为8 V ，电压表V 为理想交流电表，开关S 处于断开状态，则( )A ．电压表V 的读数约为7.07 VB ．电流表A 的读数为0.05 AC ．电阻R 2上消耗的功率为2.5 WD．若闭合开关S，电容器会被击穿【答案】：AC6.如图所示，理想变压器的原线圈两端接高压交变电源，经降压后通过电阻为R的输电线接用电器，两块电表分别是交流电流表和交流电压表，原先开关是闭合的．今将S断开时，电流表和电压表的示数及输电导线上损失的功率变化情况是()A．增大，增大，增大B．减小，减小，减小C．增大，减小，减小D．减小，增大，减小【答案】D【解析】U1由高压交变电源决定，不变，根据＝可知，U2不变，当S断开时，负载电阻变大，副线圈中电流I2＝，I2变小；U损＝I2R线，U损变小．电压表读数U＝U2－U损，变大；P损＝I R线，变小．P入＝U1I1＝P出＝U2I2，P出变小，所以I1变小。
变压器和远距离输电课件
02
03
架空线路
成本低、建设周期短，但 易受环境因素影响。
电缆线路
敷设于地下，不受环境影 响，但成本高、维护困难 。
混合线路
结合架空线路和电缆线路 的特点，适用于复杂地形 和大规模输电。
03
变压器在远距离输电 中的应用
变压器在输电系统中的作用
电压变换
变压器能够将发电机的低电压变换为 适合长距离传输的高电压，并在接收 端再次降低至用户所需的电压。
特高压变压器的安装和维护
特高压变压器的安装和维护需要专业的技术和设备支持，以确保其正常运行和使 用寿命。同时，还需要建立完善的监测和预警系统，及时发现和处理潜在问题。
04
变压器和远距离输电 的发展趋势
变压器技术的发展趋势
高效能
随着技术的进步，变压器 正向着更高效率的方向发 展，以减少能源损失和提 高能源利用效率。
降低线损
高压输电能够降低线路中的功 率损失，提高输电效率。
远距离输电的实现方式
高压直流输电（HVDC）
利用直流电的优点，实现长距离、大容量的电力传输。
高压交流输电（HVAC）
利用交流电的优点，实现灵活、可靠的电力传输。
超导输电
利用超导材料的特性，实现高效、低损耗的电力传输。
输电线路的种类和特点
01
智能电网能够提高变压器和远 距离输电的运行效率和可靠性 ，降低运维成本。
智能电网能够实时监测和控制 变压器及远距离输电线路的运 行状态，及时发现和解决潜在 问题。
THANK YOU
变压器的工作过程
一次绕组中通入交流 电，产生变化的磁场 。
通过调整一次绕组和 二次绕组的匝数比， 可以改变输出电压。
高考物理 变压器和远距离输电讲义 新人教版
2011年高考物理变压器和远距离输电讲义新人教版温故自查1．变压器：能够改变的设备，但不能改变直流电压，其工作原理是，工作基础是．2．理想变压器：没有漏磁和能量损失的变压器交流电压电磁感应互感现象3．两种常见的变压器(1)自耦变压器(如调压变压器)：铁芯上只绕一个线圈，可升压，可降压．(2)互感器互感器的和要接地．考点精析原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情况，一旦有多个副线圈时，反比关系即不适用了，可根据输入功率与输出功率相等的关系推导出：U1I1＝U2I2＋U3I3＋U4I4＋U5I5＋……外壳副线圈可得出n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋n5I5＋……根据以上关系：①匝数比一定时，U2由U1决定②输入电流由输出电流决定③输入功率由输出功率决定温故自查1．输电导线上的能量损失：主要是由输送线路电阻发热产生的，表达式为.2．减小输电线路上的损耗的方法：(1)减小输送电路的；(2)减小输送电路的．Q＝I2Rt电阻电流3．高压输电的原理：由输送功率P＝UI，其中U为，I为，因而可以提高，以减小I，则线路上的损耗P损＝I2R可大幅度减小，这是行之有效的办法．考点精析1．远距离输电的电路构成如图所示．输送电压输送电流输送电压U输送电流2．从图中应该看出功率之间的关系是：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P r＋P3电压之间的关系是：可见其中电流之间的关系最简单，I2、I r、I3中只要知道一个，另两个总和它相等，因此求输电线上的电流往往是解决这类问题的突破口．3．输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的．分析和计算时都必须用P r＝Ir，U r＝I r r，而不能用P r .特别重要的是要分析输电线上的功率损失P r＝，由此得出结论：(1)减少输电线功率损失的途径是提高输电压或增大输电导线的横截面积，两者相比，当然选择前者；(2)若输电线功率损失已经确定，那么升高输电电压能减小输电线截面积，从而节约大量金属材料和架设电线所需的钢材和水泥，还能少占用土地．命题规律根据理想变压器的有关物理量的变化，分析其他物理量的变化．[考例1]如图所示为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则()A．保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1将增大B．保持U1及P的位置不变，S由b合到a时，R消耗的功率减小C．保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大D．保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大[答案]ABD[总结评述](1)关于理想变压器的动态分析问题一般有两种类型：①负载电阻不变，原、副线圈的电压U1、U2不变，电流I1、I2，功率P1、P2随匝数比的变化而变化；②匝数比不变，原、副线圈的电压U1、U2不变，电流I1、I2，功率P1、P2随负载电阻的变化而变化．(2)无论哪种情况，处理此类问题的关键是分清变量和不变量，弄清理想变压器中各物理量之间的联系和相互制约关系．如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S闭合时()命题规律根据变压器的工作原理，确定多个副线圈变压器有关物理量．[考例2]如图所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为n1n2n3＝1051，其中n1接到220V的交流电源上，n2和n3分别与电阻R2、R3组成闭合回路．已知通过电阻R3的电流I3＝2A，电阻R2＝110Ω，求通过电阻R2的电流和通过原线圈的电流．[答案]1A0.7A[总结评述]当理想变压器有多个副线圈时，各线圈的电压与其匝数的关系仍然成正比，但电流不再与其匝数成反比，而是根据功率的关系和电压的关系，推出电流与其线圈匝数之间的关系．如图所示，三只灯泡均正常发光，现将滑动变阻器R的滑片向下移动，则下列说法中正确的是()A．灯L3变暗B．灯L1和L2均变暗C．变压器原线圈的输入功率变大D．副线圈n2中的电流变大[解析]由于U1、n1、n2、n3均不变，可知U2、U3均不变，当R的滑片向下移动时，n3中的电流增大，R1两端的电压增大，L3两端电压减小，故L1、L2的亮度不变；由于n3的电流增大，则原线圈中的电流也随之增大，故原线圈的输入功率也变大．[答案]AC命题规律根据减少输电线路上的电能损耗的要求，提高输电电压，确定升压、降压变压器的匝数比．[考例3](2009·山东)某小型水电站的电能输送示意图如下，发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2.降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220V的用电器正常工作，则()C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率[解析]使用特殊值法解答A、B选项，令＝＝，U1＝200V，U2＝400V，U3<400V，则U4<200V，用电器上的电压小于额定电压220V，因此应使，选项A对，选项B错；输电线的总电阻为r，输电线有电压降，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，选项C错；升压变压器的输出功率等于输电线上损失的功率与降压变压器的输入功率之和，选项D正确．[答案]AD(2009·重庆模拟)有一台内阻为1Ω的发电机，供给一学校照明用电，如图所示．升压变压器原、副线圈的匝数比为14，降压变压器原、副线圈的匝数比为41，输电线的总电阻为4Ω.全校共有22个班，每班有“220V40W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则()(1)发电机的电动势为多大？(2)发电机的输出功率为多大？(3)输电效率为多少？[解析](1)由题意知U4＝220V，[答案](1)250V(2)5424W(3)97%。
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第45课时：变压器与远距离输电班级姓名【基础知识梳理】主备人：徐斌一．变压器的构造与原理：类型实物图电路图电路图工作原理电压关系功率关系电流关系周期、频率关系常见关系【题型1——理想变压器的电压、电流与功率关系】【例1】如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝4∶1，电压表V和电流表A均为理想电表，灯泡电阻R L＝12Ω，AB端电压u1＝242sin100πt（V）．下列说法正确的是【】A．电流频率为100HzB．电压表V的读数为96VC．电流表A的读数为0.5AD．变压器输入功率为6W【例2】(2014·山东)如图所示，将额定电压为60V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上．闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220V和2.2A．以下判断正确的是【】A．变压器输入功率为484WB．通过原线圈的电流的有效值为0.6AC．通过副线圈的电流的最大值为2.2AD．变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶3【例3】如图所示，两个相同的灯泡，分别接在理想变压器的原、副线圈上，(灯泡电阻不随温度变化)，已知原、副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，电源电压为U，则【】A．通过A、B灯的电流之比I A∶I B＝1∶2B．灯泡A、B两端的电压之比U A∶U B＝1∶2C．灯泡A、B两端的电压分别是U A＝0.2U，U B＝0.4UD．灯泡A、B消耗的功率之比P A∶P B＝1∶1【题型2——理想变压器的动态分析问题】类型匝数比不变的情况负载电阻不变的情况电路图分析思路（1）U 1不变，根据U 1U 2＝n 1n 2，输入电压U 1决定输出电压U 2，不论负载电阻R 如何变化，U 2不变．（2）当负载电阻发生变化时，I 2变化，输出电流I 2决定输入电流I 1，故I 1发生变化．（3）I 2变化引起P 2变化，P 1＝P 2，故P 1发生变化．（1）U 1不变，n 1n 2发生变化，故U 2变化．（2）R 不变，U 2变化，故I 2发生变化．（3）根据P 2＝U 22R ，P 2发生变化，再根据P 1＝P 2，故P 1变化，P 1＝U 1I 1，U 1不变，故I 1发生变化．【例4】如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L 1和L 2，输电线的等效电阻为R ，开始时，开关S 断开，当S 接通时，以下说法正确的是【】A．副线圈两端M 、N 输出电压减小B ．副线圈输电线等效电阻R 上电压增大C ．通过灯泡L 1的电流减小D ．原线圈中的电流增大【例5】有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q 调节，如图所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R 0和滑动变阻器R ，在原线圈上加一电压为U 的交流电，则【】A ．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，I A 变大B ．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，I A 变小C ．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，I A 变大D ．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，I A 变小【例6】如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b 是原线圈的中心接头，电压表V 和电流表A 均为理想电表，除滑动变阻器电阻R 、定值电阻R 0以外的其余电阻不计，从某时刻开始在原线圈c 、d 两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u 1＝2202sin 100πt (V)．下列说法中正确的是【】A ．t ＝1600s 时刻，c 、d 两点间的电压瞬时值为110VB ．当单刀双掷开关与a 连接时，电压表的示数为222V C ．单刀双掷开关与a 连接，在滑动变阻器滑片P 向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小D ．当单刀双掷开关由a 扳向b 时，电压表和电流表的示数均变大二．远距离高压输电的电路模式：实物图电路图电压关系功率关系电流关系【例7】(2014·江苏)远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，电压分别为U 1、U 2，电流分别为I 1、I 2，输电线上的电阻为R 。
变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是【】A ．I 1I 2＝n 1n 2B ．I 2＝U 2R C ．I 1U 1＝I 22R D ．I 1U 1＝I 2U 2【例8】如图所示，有一台交流发电机E ，通过理想升压变压器T 1和理想降压变压器T 2向远处用户供电，输电线的总电阻为R .T 1的输入电压和输入功率分别为U 1和P 1，它的输出电压和输出功率分别为U 2和P 2；T 2的输入电压和输入功率分别为U 3和P 3，它的输出电压和输出功率分别为U 4和P 4.设T 1的输入电压U 1一定，当用户消耗的电功率变大时，有【】A ．U 2变小，U 4变大B ．U 2不变，U 3变小C ．P 1变小，P 2变小D ．P 2变大，P 3变大【例9】中国已投产运行的1000kV 特高压输电，是目前世界上电压最高的输电工程。
假设甲、乙两地原来用500kV 的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV 特高压输电，不考虑其他因素的影响。
则【】A ．送电电流变为原来的2倍B ．输电线上降落的电压将变为原来的2倍C ．输电线上降落的电压将变为原来的12D ．输电线上损耗的电功率将变为原来的12【例10】某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9kW，输出电压为500V，输电线的总电阻为10Ω，已知村民和村办小企业需要220V电压。
求：（1）若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率各是多少？（2）若允许线路损耗的功率为输出功率的4%时，求所需用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)第45课时——课后巩固练习班级姓名1．如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4︰1，原线圈接入一电压为U＝U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5Ω的负载电阻．若U0＝2202V，ω＝100πrad/s，则下述结论正确的是【】A．副线圈中电压表的读数为55VB．副线圈中输出交流电的频率为100HzC．原线圈中电流表的读数为0.5AD．原线圈中的输入功率为1102WT的水平匀强磁场中，线2．如图所示，匝数为50匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝210框面积S＝0.5m2，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝100rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220V，60W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10A，下列说法正确的是【】A．在图示位置线框中产生的感应电动势最大B．线框中产生电动势的有效值为2502VC．变压器原、副线圈匝数之比为25∶22D．允许变压器输出的最大功率为1000W3．一输入电压为220V，输出电压为36V的变压器副线圈烧坏了，为获知此变压器原副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图所示，然后将原来线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1V。
则该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为【】A．1100，360B．1100，180C．2200，180D．2200，3604．(2014·广东)如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合电键S，下列说法正确的是【】A．P向下滑动时，灯L变亮B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大5．如图所示，电路中理想变压器原、副线圈接入电路的匝数可通过单刀双掷开关改变，A为交流电流表．在变压器原线圈a、b两端加上一峰值不变的正弦交变电压，则下列分析正确的是【】A．只将S1从1拨向2时，电流表示数变小B．只将S2从3拨向4时，电流表示数变大C．只将R的滑片上移，R2的电功率变大D．只将R的滑片上移，R2的电功率变小6．如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V1后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一只理想电压表V2。
下列说法中正确的是【】A．若F不动，滑片P向下滑动时，V1示数变大，V2示数变小B．若F不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变小C．若P不动，滑片F向下移动时，V1、V2的示数均变小D．若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大7．如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S闭合时【】A．交流电压表V2和V3的示数一定都变小B．交流电压表V3的示数变小C．交流电流表A1、A2和A3的示数一定变大D．只有A1的示数变大8．如图所示，一理想自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形的闭合铁芯上，输入端AB间加一正弦式交流电压，在输出端BP间连接了理想交流电流表、灯泡和滑动变阻器，移动P的位置，可改变副线圈的匝数，变阻器的滑动触头标记为Q，则【】A．只将Q向下移动时，灯泡的亮度变大B．只将Q向下移动时，电流表的读数变大C．只将P沿顺时针方向移动时，电流表的读数变大D．只提高输入端的电压U时，电流表的读数变大9．如图所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，额定功率均为P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1︰n2和电源电压U1分别为【】A．1︰2，2U B．1︰2，4UC．2︰1，4U D．2︰1，2U10．如图所示为含有理想变压器的电路，图中的三个灯泡L1、L2、L3都标有“5V5W”字样，L4标有“5 V10W”字样，若它们都能正常发光，不考虑导线的能耗，则该电路的输入功率P ab和输入电压为U ab应为【】A．20W，25VB．20W，20VC．25W，25VD．25W，20V11．(2014·浙江)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I1U1I2B．输电线上的电压降为UC．理想变压器的输入功率为I21rD．输电线路上损失的电功率为I1U12．远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均是理想变压器．当S由2改接为1时，下列说法正确的是【】A．电压表读数变大B．电流表读数变大C．电流表读数变小D．输电线损失的功率减小13．一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＝1000Ω。