開始逐點清(一)理想變壓器基本規律的應用(重難點疏通)

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逐點清(三)遠距離輸電問題(重難點疏通)第二講變壓器電能的輸送|綱舉目張|·|精要回顧|

[微點判斷](1)理想變壓器的基本關系式中，電壓和電流均為有效值。

()(2)變壓器不但能改變交變電流的電壓，還能改變交變電流的頻率。

()(3)正常工作的變壓器當副線圈與用電器斷開時，副線圈兩端無電壓。

()(4)變壓器副線圈并聯更多的用電器時，原線圈輸入的電流隨之減小。

()(5)增大輸電導線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失。

()(6)高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發熱損耗。

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逐點清(一)理想變壓器基本規律的應用(重難點疏通)

1．變壓器的工作原理2．理想變壓器的基本關系[典例]

(2022·山東等級考)如圖所示的變壓器，輸入電壓為220V，可輸出12V、18V、30V電壓，匝數為n1的原線圈中電壓隨時間變化為u＝Umcos(100πt)。單匝線圈繞過鐵芯連接交流電壓表，電壓表的示數為0.1V。將阻值為12Ω的電阻R接在BC兩端時，功率為12W。下列說法正確的是

(

)A．n1為1100匝，Um為220VB．BC間線圈匝數為120匝，流過R的電流為1.4AC．若將R接在AB兩端，R兩端的電壓為18V，頻率為100HzD．若將R接在AC兩端，流過R的電流為2.5A，周期為0.02s[答案]

D[易錯提醒](1)理想變壓器無能量損失。(2)U1、U2分別為原、副線圈兩端電壓的有效值。(3)變壓器不改變交變電流的頻率和功率。(4)分析原線圈與負載串聯的變壓器電路時要注意變壓器的輸入電壓不等于電源的電壓，而是等于電源電壓減去串聯負載的電壓，即：U1＝U源－U串。題點1變壓器的工作原理1．(2022·湖北高考改編)近年來，基于變壓器原理的無線充電技術得到了廣泛應用，其簡化的充電原理圖如圖所示。發射線圈的輸入電壓為220V、匝數為1100匝，接收線圈的匝數為50匝。若工作狀態下，穿過接收線圈的磁通量約為發射線圈的80%，忽略其他損耗，下列說法正確的是

(

)A．接收線圈的輸出電壓約為6VB．接收線圈與發射線圈中電流之比約為22∶1C．發射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相同D．穿過發射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的相同答案：C題點2原線圈電路中串聯元件的變壓器電路2．(2021年8省聯考·河北卷)如圖，理想變壓器原線圈匝數為1100匝，接有一阻值為R的電阻，電壓表V1示數為110.0V。副線圈接有一個阻值恒為RL的燈泡，繞過鐵芯的單匝線圈接有一理想電壓表V2，示數為0.10V。已知RL∶R＝4∶1，則副線圈的匝數為

(

)A．225 B．550C．2200 D．4400答案：C

題點3有兩個副線圈的變壓器電路3．(2021·河北高考改編)如圖，發電機的矩形線圈長為2L、寬為L，匝數為N，放置在磁感應強度大小為B的勻強磁場中。理想變壓器的原、副線圈匝數分別為n0、n1和n2，兩個副線圈分別接有電阻R1和R2。當發電機線圈以角速度ω勻速轉動時，理想電流表讀數為I。不計線圈電阻，下列說法正確的是

(

)答案：C

[例1]

(2021·湖北高考)如圖所示，理想變壓器原線圈接入電壓恒定的正弦交流電，副線圈接入最大阻值為2R的滑動變阻器和阻值為R的定值電阻。在變阻器滑片從a端向b端緩慢移動的過程中

(

)A．電流表A1示數減小B．電流表A2示數增大C．原線圈輸入功率先增大后減小D．定值電阻R消耗的功率先減小后增大[答案]

A由于I1逐漸減小，則原線圈的輸入功率逐漸減小，故C錯誤；由于副線圈的電流逐漸減小，則定值電阻與變阻器右半部分并聯的總電流減小，又與定值電阻并聯的變阻器右半部分的電阻值逐漸減小，則由并聯分流規律可知，流過定值電阻的電流逐漸減小，則由公式PR＝I2R可知，定值電阻R消耗的電功率逐漸減小，故D錯誤。[針對訓練]1．(2021·湖南高考)如圖，理想變壓器原、副線圈匝數比為n1∶n2，輸入端C、D接入電壓有效值恒定的交變電源，燈泡L1、L2的阻值始終與定值電阻R0的阻值相同。在滑動變阻器R的滑片從a端滑動到b端的過程中，兩個燈泡始終發光且工作在額定電壓以內，下列說法正確的是

(

)A．L1先變暗后變亮，L2一直變亮B．L1先變亮后變暗，L2一直變亮C．L1先變暗后變亮，L2先變亮后變暗D．L1先變亮后變暗，L2先變亮后變暗答案：A

燈泡L1兩端的電壓先減小后增大，則原線圈兩端的電壓先增大后減小，由于理想變壓器原、副線圈的匝數比固定，根據原、副線圈匝數比與電流的關系知，通過副線圈的電流先減小后增大，根據原、副線圈匝數比與電壓的關系知副線圈兩端的電壓先增大后減小，而燈泡L2所在支路電阻一直減小，則燈泡L2先變亮，之后副線圈兩端的電壓減小，通過副線圈的電流增大，而R0所在支路電阻一直增大，所以通過R0的電流減小，燈泡L2所在支路電流增大，可見燈泡L2一直變亮，A正確。[例2]如圖，理想調壓變壓器輸入端接正弦式交流電源，L是燈泡，C是電容器，P是與線圈接觸良好的滑片，S是開關，電表均為理想交流電表。下列說法正確的是

(

)A．S接a，從M點至N點緩慢滑動P，電流表A的示數將減小B．S接a，從M點至N點緩慢滑動P，燈泡的亮度將增大C．S接b，從M點至N點緩慢滑動P，電壓表V的示數不變D．S接b，從M點至N點緩慢滑動P，電容器兩極板帶電性質交替變化的頻率將減小[答案]

A[針對訓練]2．如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數比n1∶n2＝10∶1，b是原線圈的中心抽頭，S為單刀雙擲開關，定值電阻R1、R2均為10Ω。在原線圈c、d兩端加上圖乙所示的交流電壓，下列說法正確的是

(

)A．當S與a連接后，理想電流表示數為2.2AB．當S與a連接后，理想電壓表示數為11VC．當S由a撥到b后，副線圈輸出電壓的頻率變為25HzD．當S由a撥到b后，原線圈的輸入功率變為原來的2倍答案：A

解析：由題圖可知，交變電流的電壓有效值為220V、周期為0.02s，頻率為50Hz。當S接a時，由變壓器的原理可知，n2兩端電壓有效值為22V，所以理想電壓表的示數為22V，理想電流表示數為2.2A，A正確，B錯誤；當S由a撥到b后，原線圈電壓、頻率不變，原線圈匝數減半，則副線圈頻率不變，C錯誤；副線圈兩端電壓加倍，負載電阻不變，副線圈的輸出功率變為原來的4倍，原線圈的輸入功率也變為原來的4倍，D錯誤。逐點清(三)遠距離輸電問題(重難點疏通)1．理清三個回路在回路2中，U2＝ΔU＋U3，I2＝I線＝I3。[典例]

(2021·山東等級考改編)輸電能耗演示電路如圖所示。左側變壓器原、副線圈匝數比為1∶3，輸入電壓為7.5V的正弦交流電。連接兩理想變壓器的導線總電阻為r，負載R的阻值為10Ω。開關S接1時，右側變壓器原、副線圈匝數比為2∶1，R上的功率為10W；接2時，匝數比為1∶2，R上的功率為P。則r與P的值分別為 (

)A．r＝10Ω，P＝45W B．r＝5Ω，P＝22.5WC．r＝5Ω，P＝45W D．r＝10Ω，P＝22.5W[答案]

B[規律方法]1．三種電壓和三種電功率的區別2．遠距離輸電的處理方法(1)正推法：按照發電機→升壓變壓器→遠距離輸電線→降壓變壓器→用電器。(2)倒推法：用電器→降壓變壓器→遠距離輸電線→升壓變壓器→發電機。

用戶得到的電壓降壓變壓器的輸出電壓電用戶得到的功率P用P用＝I用U用續表題點1遠距離輸電關系式的應用1．如圖所示，某小型水電站發電機的輸出功率P＝100kW，發電機的電壓U1＝250V，經變壓器升壓后向遠處輸電，輸電線總電阻R線＝8Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為U4＝220V。已知輸電線上損失的功率P線＝5kW，假設兩個變壓器均是理想變壓器，下列說法正確的是

(

)A．發電機輸出的電流I1＝40AB．輸電線上的電流I線＝625AC．降壓變壓器的匝數比n3∶n4＝190∶11D．用戶得到的電流I4＝455A答案：C

C．輸電線消耗的功率為500WD．當用電器的電阻減小時，輸電線消耗的功率減小答案：