1、第2講 變壓器 電能的輸送考情直播1.考綱要求考綱內容能力要求考向定位1理想變壓器2遠距離輸電1了解變壓器的構造，理解變壓器的工作原理。2理解理想變壓器原、副線圈中電壓與匝數的關系，能應用它分析解決有關問題。3知道遠距離輸電過程，知道降低輸電損耗的兩個途徑。了解電網供電的優(yōu)點和意義。新課標考綱對理想變壓器的的要求由舊考綱的級降為級，對遠距離輸電的要求也為級但變壓器與遠距離輸電是高考的熱點傾向，因為該問題與人們的生活息息相關，而密切聯系生活是新課標的重要理念，故要一如既往予以重視2考點整合考點1 理想變壓器1變壓器的工作原理：在原、副線圈上由于有交變電流而發(fā)生的互相感應現象，即 是變壓器工作的基

2、礎.2理想變壓器：磁通量全部集中在鐵芯內，變壓器沒有能量損失，輸入功率 輸出功率.3原、副線圈對應關系： 電壓關系 ；電流關系 或；電功率關系： 特別提醒：根據變壓器的原理可知，變壓器對直流電不起作用。當變壓器有多個副線圈時，原、副線圈的電流關系不再是與匝數成簡單的正、反比關系。當原線圈之前接有用電器時，用電器的電壓、電功率獨立于變壓器。VARu例1 （2009北京西城區(qū)）如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u220sin（100t）（V）的交流電源上，副線圈接有R55的負載電阻。原、副線圈匝數之比為21。電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（ ） A原線圈中電流表的讀數為1 AB原線圈中

3、的輸入功率為C副線圈中電壓表的讀數為110V D副線圈中輸出交流電的周期為50s解析 根據可知副線圈電壓為110V，則其有效值即電壓表示數為110V，C錯。副線圈中電流，可知原線圈電流為1A，A選項正確。根據原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，B錯。變壓器不改變交變電流的周期，故【答案】A 規(guī)律總結 變壓器的輸出功率決定輸入功率，且變壓器不會改變電流的周期和頻率。考點2 動態(tài)變壓電路分析1 電壓及匝數比決定 電壓只有負載變化時輸出電壓 2 的功率、電流決定 的功率、電流故負載變化 引起輸入的變化特別提醒：理解變壓器“決定與制約”關系，就要弄清其因果關系：對電壓而言，有輸入才有輸出，故輸入決定

4、輸出；對電流、電功（率）而言，有輸出才有輸入，故輸出決定輸入例2（2009華師附中）調壓變壓器就是一種自耦變壓器，它的構造如圖所示線圈AB繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上，CD之間加上輸入電壓，轉動滑動觸頭P 就可以調節(jié)輸出電壓圖中A為交流電流表，V為交流電壓表， R1、R2為定值電阻，R3為滑動變阻器，CD兩端接恒壓交流電源，變壓器可視為理想變壓器（ ）A. 當動觸頭P逆時針轉動時，電流表讀數變大，電壓表讀數變大B. 當動觸頭P逆時針轉動時，電流表讀數變小，電壓表讀數變大C. 當滑動變阻器滑動觸頭向下滑動時, 電流表讀數變小，電壓表讀數變大D. 當滑動變阻器滑動觸頭向下滑動時, 電流表讀數變大，電壓表

5、讀數變小解析 當動觸頭P逆時針轉動時，相當于增加了副線圈的匝數，而原線圈匝數保持不變，根據可知，輸出電壓增大，其它因素不變時，電壓表讀數變大，電流表讀數變大。當線圈匝數不變化而將滑動變阻器滑動觸頭向下滑動時,輸出電壓不變，總電阻減小，則總電流增大，R1兩端電壓增大，R2兩端電壓減小，流過R2的電流減小，因此，流過R3的電流增大，電流表示數變大。【答案】A、D 規(guī)律總結 分析動態(tài)變化問題，首先要弄清什么量沒有發(fā)生變化，什么量發(fā)生了變化。其次要對各物理量間的制約關系非常清楚。這樣才能準確判斷變化的物理量會引起另外有哪些物理量變化及其變化情況。考點3 遠距離輸電1遠距離輸電的經典模型如圖13-2-5

6、所示2遠距離輸電的三組關系及兩種損耗如下：電壓關系：，電流關系：，電功率關系：，兩種損耗：功率損耗，輸送電壓損耗 特別提醒：輸電線上的能量損耗是熱損耗，計算時只能用或，而不能亂用例3（2009華師附中）某小型水電站，水以 3 m / s 的速度流入水輪機，而以 l m / s 的速度流出。流出水位比流入水位低1. 6 m ，水流量為 2 m 3/s。如果水流能量的75 供給發(fā)電機。求： 若發(fā)電機效率為 80，則發(fā)電機的輸出功率為多大? 發(fā)電機的輸出電壓為240V，輸電線路的電阻為19.2 ，許可損耗功率為 2，用戶所需電壓為220V，則所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈匝數的比各是多少?解

7、析 每秒鐘流過發(fā)電機的水的質量為每秒鐘水流機械能的損失為,發(fā)電機的輸出功率（2）發(fā)電機經變壓器到用戶的供電線路如圖所示圖中T1為升壓變壓器T2為降壓變壓器。輸電線上損失功率為 ，而 所以 A， 因為A , 所以升壓變壓器T1 原、副線圈的匝數比為：又因為 107 A所以降壓變壓器T2的原、副線圈的匝數比為 【答案】 （2）升壓變壓器，降壓變壓器規(guī)律總結 由于遠距離輸電時，輸電電流與升壓器副線圈電流、降壓器原線圈電流相等，因此，電流往往是解決輸電問題的突破口 高考重點熱點題型探究熱點1 交變電流的圖象、變壓器及其簡單綜合 真題1一理想變壓器原、副線圈匝數比n1:n2=11:5。原線圈與正弦交變電

8、源連接，輸入電壓u如圖所示。副線圈僅接入一個10 的電阻。則( )A流過電阻的電流是20 AB與電阻并聯的電壓表的示數是100VC經過1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6×103 JD變壓器的輸入功率是1×103W解析 原線圈中電壓的有效值是220V，由變壓比知副線圈中電壓為100V，再根據歐姆定律可知流過電阻的電流是10A；與電阻并聯的電壓表的示數是100V；經過1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6×1034J。【答案】D名師指引 這類問題往往綜合考查交變電流的圖象、變壓器、歐姆定律等知識題目的難度并不大，要求考生全面掌握基礎知識此外，由于變壓器與日常生活聯系較緊密，近年已經成為全國各

9、地高考的主要考查對象，考生應引起注意。新題導練101234311311u/Vt/(102 s)圖101234311311u/Vt/(102 s)圖2圖1、圖2分別表示兩種電壓的波形，其中圖1所示電壓按正弦規(guī)律變化。下列說法正確的是A.圖1表示交流電，圖2表示直流電B.兩種電壓的有效值相等C.圖1所示電壓的瞬時值表達式為u=311sin100 VD.圖1所示電壓經匝數比為10:1的變壓器變壓后，頻率變?yōu)樵瓉淼膿尫诸l道限時基礎訓練卷1（2009北京豐臺區(qū)）Rabcd某變電站用原副線圈匝數比為n1：n2的變壓器，將遠距離輸來的電能送到用戶，如圖所示。將變壓器看作理想變壓器，當正常工作時，下列說法正確

10、的是（ ）A. 原副線圈電壓比為n2：n1B原副線圈電流比為n1：n2C原副線圈電壓比為n1：n2D變壓器的輸入功率與輸出功率的比為n1：n22（2009華師附中）如圖，理想變壓器原、副線圈匝數 n 1: n 2 : n3 = 3 : 2 : 1 ，副線圈 n2接有 “8V 8 W ” 的燈泡 Ll 、L2，副線圈n3上接有 “6 V 9W ”的燈L3 、L4原線圈上接有電阻 R1 = 3，當 a 、 b 端接入交變電源后， Ll 、L2 正常發(fā)光，則交變電源的輸出功率為（ ）A . 72W B . 36 W C . 34W D. 24 W3如圖甲所示，變壓器原副線圈的匝數比為3:1，L1、L

11、2、L3、L4為四只規(guī)格均為“9V，6W”的相同燈泡，各電表均為理想交流電表，輸入端交變電壓u的圖象如圖乙所示則以下說法中正確的是（ ）A電壓表的示數為36V B電流表的示數為2AC四只燈泡均能正常發(fā)光 D變壓器副線圈兩端交變電流的頻率為50Hz4如圖13-2-8所示，Q是熔斷電流為1A的保險絲；R為用電器；理想變壓器的原副線圈的匝數比為n1：n2=2：1原線圈的電壓為U=220sin100t（V）要使保險絲不熔斷，R的阻值一定（ ）A不能小于55 B不能大小55C不能小于77 D不能大于775（2009江蘇蘇州）如圖所示，理想變壓器的原線圈的輸入電壓，原、副線圈的匝數比為n1:n2=10:1

12、電阻R的阻值為100，則1s內電阻R上產生的焦耳熱為（ ）A484 J B242 J C2.42J D1.21 J AVn1 R1 n2 R2 S 6（2009陽江調研）某理想變壓器的原、副線圈按如圖所示電路連接，圖中電表均為理想交流電表，且R1=R2，電鍵S原來閉合。現將S斷開，則電壓表的示數U、電流表的示數I、電阻R1上的功率P1、變壓器原線圈的輸入功率P的變化情況分別是（ ） AU增大 BI增大CP1減小 DP增大7（2009廣東四校聯考）如圖所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接兩個相同的燈泡L1和 L2，輸電線的等效電阻為R，開始時，開關S斷開，當S接通時，以下說法中正確的是（ ）A

13、副線圈兩端M、N的輸出電壓減小B副線圈輸電線的等效電阻R上的電壓將增大C通過燈泡L1的電流減小D原線圈中的電流增大8.如圖13-2-4所示，變壓器初級線圈接電壓一定的交流電，在下列措施中能使電流表示數變小的是（ ）A只將S1從2撥向1B只將S2從4撥向3C只將S3從閉合改為斷開D只將變阻器R3的滑動觸頭上移9（2009北京石景山區(qū)）遠距離輸送交流電都采用高壓輸電我國正在研究用比330 kV高得多的電壓進行輸電采用高壓輸電的優(yōu)點是 可節(jié)省輸電線的銅材料 可根據需要調節(jié)交流電的頻率 可減少輸電線上的能量損失 可加快輸電的速度上述四種說法正確的是（ ）A B C D 10電站的輸出功率P = 104

14、kW，輸出電壓U1 = 4kV，通過理想變壓器升壓后向遠處供電已知輸電導線的總電阻為R = 10，輸電線路損失的功率為輸出功率的4%，求變壓器的匝數比基礎提升訓練1（2009江門調研） 如圖所示，一理想變壓器原線圈匝數n11100匝，副線圈匝數n2220匝，交流電源的電壓，電阻R44，電壓表、電流表均為理想電表則下列說法錯誤的是（ ）A交流電的頻率為50HzB電流表A1的示數為0.2AC電流表A2的示數約為AD電壓表的示數為44V2如圖13-2-2所示為理想變壓器，三個燈泡L1、L2、L3都標有“5V，5W”，L4標有“5V，10W”，若它們都能正常發(fā)光，則變壓器原、副線圈匝數比n1n2和ab

15、間電壓應為 （ ）A21，25V B21，20V C32，15V D12，20V3如圖所示，燈泡L1、L2規(guī)格完全相同，原線圈匝數比副線圈匝數多，下列判斷錯誤的是（ ）A.變壓器工作時，兩燈不可能同時正常發(fā)光B.L2正常工作時，L1比L2暗C.L2正常工作時，L1可能已經燒毀D.L1正常工作時，L2可能已經燒毀4（2009江蘇揚州）如圖所示，L1和L2是輸電線，甲是電壓互感器，乙是電流互感器。若已知甲的變壓比為1000：1，乙的變流比為100：l，并且已知加在電壓表兩端的電壓為220V，通過電流表的電流為10A，則輸電線的輸送功率為（ ） A2.2×103WB2.2×10-

16、2WC2.2×l08W D2.2×104W5如圖13-2-12所示，M是一小型理想變壓器，接線柱a、b接在電壓u311sin314t(V)的正弦交流電源上，變壓器右側部分為一火警報警系統(tǒng)原理圖，其中R2為用半導體熱敏材料制成的傳感器，電流表A2為值班室的顯示器，顯示通過R1的電流，電壓表V2顯示加在報警器上的電壓(報警器未畫出)，R3為一定值電阻當傳感器R2所在處出現火警時，以下說法中正確的是（ ）AA1的示數不變，A2的示數增大BV1的示數不變，V2的示數減小 CV1的示數增大，V2的示數增大DA1的示數增大，A2的示數增大6街頭通過降壓變壓器給用戶供電的示意圖如圖所示變

17、壓器輸入電壓是市區(qū)電網的電壓，可忽略其波動輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，輸電線的電阻用R0，表示，輸電線消耗的電功率用P0表示，變阻器R表示用戶的總電阻，P表示用戶的總功率，當用電器增加時，相當于R的阻值減小，滑動片向下移（R始終大于R0）當用戶的用電器增加時，圖中電流表示數I1，I2及P0、P變化為（ ）AI1變大，I2變大BI1變小，I2變小CP0變大，P變大DP0變小，P變小7如圖13-2-7所示電路中的變壓器為理想變壓器，S為單刀雙擲開關P 是滑動變阻器 R的滑動觸頭，U1為加在原線圈兩端的交變電壓，I1、I2 分別為原線圈和副線圈中的電流下列說法正確的是（）A保持 P的位置及 U1

18、不變，S由 b切換到 a，則 R上消耗的功率減小 B保持 P的位置及 U1 不變，S由 a切換到 b，則 I2 減小 C保持 P的位置及 U1 不變，S由 b切換到 a，則 I1 增大 D保持 U1 不變，S接在 b端，將 P向上滑動，則 I1 減小 8如圖所示，一個變壓器(可視為理想變壓器)的原線圈接在220V的市電上，向額定電壓為1.80×104 V的霓虹燈供電，使它正常發(fā)光。為了安全，需要在原線圈回路中接入熔斷器使副線圈電路中電流超過12mA時，熔絲就熔斷，(1)熔絲的熔斷電流是多大？(2)當副線圈電路中電流為10mA，變壓器的輸入功率是多大？9某小型實驗水電站輸出功率是20k

19、W，輸電線路總電阻是6。（1）若采用380V輸電，求輸電線路損耗的功率。（2）若改用5000高壓輸電，用戶端利用n1:n222：1的變壓器降壓，求用戶得到的電壓。10某發(fā)電站的輸出功率為104 kW，輸出電壓為4 kV，通過理想變壓器升壓后向80 km遠處供電已知輸電導線的電阻率為2.4×108 ·m，導線橫截面積為1.5×104 m2，輸電線路損失的功率為輸出功率的4%，求：升壓變壓器的輸出電壓；輸電線路上的電壓損失能力提高訓練1如圖13-2-11所示，理想變壓器原、副線圈匝數比為n1n2n3 = 432，副線圈上分別接標有“6V，12W”、“12V，36W”的

20、燈泡L1和L2，當a、b兩端接交變電源后，L1正常發(fā)光，則變壓器的輸入功率為（ ） A16W B40W C48W D不能確定，2如圖所示，動圈式話筒能夠將聲音轉變?yōu)槲⑷醯碾娦盘枺ń蛔冸娏鳎a生的電信號一般都不是直接送給擴音機，而是經過一只變壓器之后再送給擴音機放大，變壓器的作用是能夠減少電信號沿導線傳輸過程中的電能損失，關于話筒內的這只變壓器，下列說法中正確的是（ ）A.一定是升壓變壓器，因為P =UI，升壓后，電流減小，導線上損失的電能減少B.一定不是升壓變壓器，因為，升壓后，導線上損失的電能會增加C.一定是降壓器，因為，降壓后，電流增大，使到達擴音機的信號加強D.一定不是降壓器，因為P

21、=I2R，降壓后，電流增大，導線上損失的電能會增加3某理想變壓器原線圈輸入電功率為P，原、副線圈匝數比為k，其副線圈接一內阻為r的電動機，電動機正以速度v勻速向上提升質量m的重物，已知重力加速度為g，則變壓器原線圈兩端的電壓為（ ）A BCD4（2009江蘇淮安二調）一臺理想變壓器的原、副線圈的匝數比是5l，原線圈接入電壓為220V的正弦交流電，一只理想二極管和一個滑動變阻器R串聯接在副線圈上，如圖所示電壓表和電流表均為理想交流電表，則下列說法正確的是（ ）A原、副線圈電流之比為15B電壓表的讀數為44VC若滑動變阻器接入電路的阻值為20，則1min內產生的熱量為2904JD若將滑動變阻器滑片

22、向上滑動，兩電表讀數均減小5V1V2A1A2A3SR1R2R3R4如圖，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻，開關S是閉合的。V1和V2為理想電壓表，讀數分別為U1和U2； A1、A2 和A3為理想電流表，讀數分別為I1、I2和I3。現斷開S，U1數值不變，下列推斷中正確的是（ ） AU2變小、I3變小 BU2不變、I3變大 CI1變小、I2變小 DI1變大、I2變大u1abcn1：n2R6如圖所示，理想變壓器原副線圈的匝數比為10，b是原線圈的中心抽頭，伏特表和安培表均為理想表，除以外其余電阻不計從某時刻開始在原線圈兩端加上瞬時值表達式為u1=22

23、0sin100pt V的交變電壓，下列說法中正確的是（ ）在副線圈上瞬時值表達式為u1=22sin10pt V電壓表的讀數為22V當滑動變阻器觸片向上移，伏特表和安培表的示數均變大當單刀雙擲開關由a搬向b，伏特表和安培表的示數均變小7如圖13-2-15所示，交流發(fā)電機電動勢的有效值為E=20V，內阻不計，它通過一個R=6的指示燈連接變壓器，變壓器輸出端并聯24只彩色小燈泡，每只燈泡都是“6V、0.25W”，燈泡都正常發(fā)光，導線電阻不計求：（1）降壓變壓器初、次級線圈匝數比；（2）發(fā)電機的輸出功率（計算結果保留三位有效數字）8黑光燈是利用物理方法滅蛾蟲的一種環(huán)保設備，它發(fā)出的紫色光能夠引誘害蟲飛

24、近黑光燈，然后被黑光燈周圍的交流高壓電網“擊斃”（1）一只額定功率為P的黑光燈正常工作時，約有5%的電能轉化為光能，光能中約有50%的頻率為的紫光，求黑光燈每秒鐘向外輻射多少個該頻率的紫光光子（已知普朗克常量為）？（2）如圖13-2-16所示為高壓電網的工作示意圖，理想變壓器將有效值為220V的交流電變成高壓，輸送到高壓電網上，電網相鄰兩電極間距離為0.5cm，空氣在常溫常壓下被擊穿的臨界電場強度為6220V/cm，為防止兩電極間空氣被擊穿，造成短路，變壓器的次、初級線圈匝數之比應滿足什么條件？9學校有一臺應急備用發(fā)電機，內阻為r=1，升壓變壓器匝數比為14，降壓變壓器的匝數比為41，輸電線的

25、總電阻為R=4，全校22個教室，每個教室用“220V，40W”的燈6盞，要求所有燈都正常發(fā)光，則：發(fā)電機的輸出功率多大？發(fā)電機的電動勢多大？輸電線上損耗的電功率多大？10發(fā)電機的輸出電壓為220V輸出功率為44kW，每條輸電線上的電阻為2，（1）若將發(fā)電機發(fā)出的電不經過變壓器，直接輸送給用戶，求用戶得到的電壓和功率分別是多少？（2）如果發(fā)電站先用變壓比為1：10的升壓器將電壓升高，經同樣的輸電線路后再經過10：1的變壓器變壓后輸送給用戶，那么用戶得到的電壓和功率各是多少？參考答案考情直播考點整合考點1 理想變壓器1互感現象 2等于 3、考點2 動態(tài)變壓電路分析1輸入、輸出、保持不變 2輸出、輸

26、入、會 高考重點熱點題型探究新題導練 C大小和方向都隨時間變化的電流即為交變電流，可見題中兩種都是交變電流，則A錯。有效值只對正弦交流電成立，所以B錯。根據圖象可知，C對。變壓器并不會改變電流的頻率，D錯搶分頻道限時基礎訓練卷1C 根據變壓器的原理分析2B Ll 、L2正常發(fā)光，則副線圈n 2兩端電壓為8V，則原線圈兩端電壓為12V，副線圈n3兩端電壓為4V，輸出功率為四個燈泡功率之和3BCD 輸入電壓等于燈泡L1與原線圈電壓之和，而電壓表測量到的實際上是原線圈兩端電壓4A 保險絲對應電流的熱效應5D 每個周期內只有半個周期有電流通過R 6A 7BCD 8. B、C、D使電流表示數變小，實際上是要使輸出功率減小。要使輸出電壓減小，根據得，故應使增大，則A錯B對或者使負載增大，可知C、D正確。9B 考查遠距離輸電的特點 10發(fā)電站的輸出電流電線路損失的功率則 變壓器的匝數比 基礎提升訓練1C 2 A ， 3C 4C依題輸送電壓為2.2×l05V，輸送電流為1×103V 5B 溫度升高則R2減小而報警，即輸出功率增大 6AC7B、C 保持 P的位置及 U1 不變，S由 b切換到 a，則副線圈匝數增加，輸出電壓增大，輸出功率增大，則輸入功率