1、第第2講變壓器電能的輸送講變壓器電能的輸送1.構造：構造：如圖如圖1021所示，變壓器是由所示，變壓器是由 和繞在鐵和繞在鐵芯上的芯上的 組成的組成的理想變壓器理想變壓器(考綱要求考綱要求 ) 閉合鐵芯閉合鐵芯兩個線圈兩個線圈圖圖1021初級初級 負載負載 次級次級 電磁感應電磁感應 P入入P出出 U2I2U3I3UnIn 高電壓高電壓 低電壓低電壓 大電流大電流 小電流小電流 判斷正誤，正確的劃判斷正誤，正確的劃“”，錯誤的劃，錯誤的劃“”(1)沒有能量損失的變壓器叫理想變壓器沒有能量損失的變壓器叫理想變壓器()(2)變壓器只對變化的電流起作用，對恒定電流不起作用變壓器只對變化的電流起作用，

2、對恒定電流不起作用()(3)變壓器不但能改變交變電流的電壓，還能改變交變電流的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頻率()(4)變壓器能改變交變電壓、交變電流，但不改變功率即輸入變壓器能改變交變電壓、交變電流，但不改變功率即輸入功率總等于輸出功率功率總等于輸出功率()答案答案(1)(2)(3)(4)1.輸電過程輸電過程(如圖如圖1022所示所示)遠距離輸電遠距離輸電(考綱要求考綱要求 ) 圖圖10222輸電導線上的能量損失：輸電導線上的能量損失：主要是由輸電線的電阻發熱產主要是由輸電線的電阻發熱產生的，表達式為生的，表達式為Q .3電壓損失電壓損失(1)UUU；(2)U_I2

3、RtIRI2R 判斷正誤，正確的劃判斷正誤，正確的劃“”，錯誤的劃，錯誤的劃“”(1)變壓器副線圈并聯更多的用電器時，原線圈輸入的電流隨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增大之增大()(2)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失()(3)高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發熱損耗高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發熱損耗()(4)在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中的電在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越小能損失越小()答案答案(1)(2)(3)(4)1(多選多選)關于理

4、想變壓器的工作原理，以下說法正確的是關于理想變壓器的工作原理，以下說法正確的是()A通過正弦交變電流的原線圈產生的磁通量不變通過正弦交變電流的原線圈產生的磁通量不變B穿過原、副線圈的磁通量在任何時候都相等穿過原、副線圈的磁通量在任何時候都相等C穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產生感應電動勢穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產生感應電動勢D原線圈中的電流通過鐵芯流到了副線圈原線圈中的電流通過鐵芯流到了副線圈基礎自測基礎自測解析解析由于是交變電流，交變電流的磁場不斷變化，磁通量由于是交變電流，交變電流的磁場不斷變化，磁通量也在變化，也在變化，A錯誤；因理想變壓器無漏磁，故錯誤；因理想變壓器無漏磁，故

5、B、C正確；原正確；原線圈中的電能轉化為磁場能又轉化為電能，故線圈中的電能轉化為磁場能又轉化為電能，故D錯錯答案答案BC2(多選多選)如圖如圖1023所示，理想變壓器原、副線圈匝數比所示，理想變壓器原、副線圈匝數比為為2 1，電池和交變電源的電動勢都為，電池和交變電源的電動勢都為6 V，內阻均不，內阻均不計下列說法正確的是計下列說法正確的是()圖圖1023AS與與a接通的瞬間，接通的瞬間，R中無感應電流中無感應電流BS與與a接通穩定后，接通穩定后，R兩端的電壓為兩端的電壓為0CS與與b接通穩定后，接通穩定后，R兩端的電壓為兩端的電壓為3 VDS與與b接通穩定后，原、副線圈中電流的頻率之比為接通

6、穩定后，原、副線圈中電流的頻率之比為2 1解析解析S與與a接通的瞬間，副線圈有瞬間的感應電流，接通的瞬間，副線圈有瞬間的感應電流，A錯錯誤；誤；S與與a接通穩定后，理想變壓器的原線圈電流穩定不變，接通穩定后，理想變壓器的原線圈電流穩定不變，副線圈電壓為零，副線圈電壓為零，B正確；正確；S與與b接通穩定后，根據接通穩定后，根據U1U2n1n2，可得，可得R兩端的電壓為兩端的電壓為3 V，C正確；原、副線圈的頻正確；原、副線圈的頻率相同，率相同，D錯誤錯誤答案答案BC3(單選單選)一輸入電壓為一輸入電壓為220 V，輸出電壓為，輸出電壓為36 V的變壓器副的變壓器副線圈燒壞為獲知此變壓器原、副線圈

7、匝數，某同學拆下線圈燒壞為獲知此變壓器原、副線圈匝數，某同學拆下燒壞的副線圈，用絕緣導線在鐵芯上新繞了燒壞的副線圈，用絕緣導線在鐵芯上新繞了5匝線圈，如匝線圈，如圖圖1024所示，然后將原線圈接到所示，然后將原線圈接到220 V交流電源上，交流電源上，測得新繞線圈的端電壓為測得新繞線圈的端電壓為1 V按理想變壓器分析，該變按理想變壓器分析，該變壓器燒壞前的原、副線圈匝數分別為壓器燒壞前的原、副線圈匝數分別為()圖圖1024A1 100,360B1 100,180C2 200,180D2 200,360答案答案B4(多選多選)在遠距離輸電中，當輸電線的電阻和輸送的電功率在遠距離輸電中，當輸電線的

8、電阻和輸送的電功率不變時，那么不變時，那么()A輸電線路上損失的電壓與輸送電流成正比輸電線路上損失的電壓與輸送電流成正比B輸電的電壓越高，輸電線路上損失的電壓越大輸電的電壓越高，輸電線路上損失的電壓越大C輸電線路上損失的功率跟輸送電壓的平方成反比輸電線路上損失的功率跟輸送電壓的平方成反比D輸電線路上損失的功率跟輸電線上的電流成正比輸電線路上損失的功率跟輸電線上的電流成正比答案答案AC5(2013汕頭質量測評汕頭質量測評)(單選單選)如圖如圖1025所示為遠距離所示為遠距離輸電的電路原理圖，下列判斷正確的是輸電的電路原理圖，下列判斷正確的是()圖圖1025AU1U2BU2U3CI4I2解析解析在

9、遠距離輸電的過程中，第一級為升壓過程，故在遠距離輸電的過程中，第一級為升壓過程，故U1I2，A錯誤、錯誤、D正確；由部分電路歐姆定律可得正確；由部分電路歐姆定律可得U3U2I2R線線，B錯誤；由于第二級為降壓過程，故錯誤；由于第二級為降壓過程，故U3U4，由，由U3I2U4I4，可知，可知I2I4，C錯誤錯誤答案答案D理想變壓器的規律理想變壓器的規律熱點一變壓器基本規律的應用熱點一變壓器基本規律的應用圖圖1026A電流頻率為電流頻率為100 HzB.的讀數為的讀數為24 VC.的讀數為的讀數為0.5 AD變壓器輸入功率為變壓器輸入功率為6 W答案答案D圖圖1027A原、副線圈的匝數比為原、副線

10、圈的匝數比為50 1B交變電壓的頻率為交變電壓的頻率為100 HzC副線圈中電流的有效值為副線圈中電流的有效值為4 AD變壓器的輸入功率為變壓器的輸入功率為880 W答案答案C熱點二理想變壓器的動態分析熱點二理想變壓器的動態分析圖圖1028單刀雙擲開關與單刀雙擲開關與a連接，當滑動變阻器滑片連接，當滑動變阻器滑片P向上移動的向上移動的過程中，過程中，R接入電路的阻值增大，而接入電路的阻值增大，而U2不變，故電流表讀不變，故電流表讀數減小，電壓表數減小，電壓表V1示數增大，示數增大，C對；當單刀雙擲開關由對；當單刀雙擲開關由a扳向扳向b時，變壓器原線圈匝數減小，所以副線圈輸出電壓時，變壓器原線圈

11、匝數減小，所以副線圈輸出電壓增大，電壓表增大，電壓表V1和電流表的示數均變大，和電流表的示數均變大，D錯錯答案答案BC反思總結反思總結常見的理想變壓器的動態分析問題一般有兩常見的理想變壓器的動態分析問題一般有兩種：匝數比不變的情況和負載電阻不變的情況種：匝數比不變的情況和負載電阻不變的情況反思總結反思總結常見的理想變壓器的動態分析問題一般有兩種：常見的理想變壓器的動態分析問題一般有兩種：匝數比不變的情況和負載電阻不變的情況匝數比不變的情況和負載電阻不變的情況【跟蹤短訓【跟蹤短訓】2(2013遼寧五校聯考遼寧五校聯考)如圖如圖1029所示，有一矩形線圈所示，有一矩形線圈的面積為的面積為S，匝數為

12、，匝數為N，電阻不計，繞，電阻不計，繞OO軸在水平方向軸在水平方向的磁感應強度為的磁感應強度為B的勻強磁場中以角速度的勻強磁場中以角速度做勻速轉動，做勻速轉動，從圖示位置開始計時矩形線圈通過滑環接一理想變壓從圖示位置開始計時矩形線圈通過滑環接一理想變壓器，滑動觸頭器，滑動觸頭P上下移動時可改變輸出電壓，副線圈接有上下移動時可改變輸出電壓，副線圈接有可調電阻可調電阻R，下列判斷正確的是，下列判斷正確的是()圖圖1029電壓表讀數為電壓的有效值，矩形線圈的電阻不計，故電壓電壓表讀數為電壓的有效值，矩形線圈的電阻不計，故電壓表的示數為交流電壓的有效值，恒定不變，選項表的示數為交流電壓的有效值，恒定不

13、變，選項C錯誤；當錯誤；當P向上移動、向上移動、R不變時，原線圈的電壓不變，副線圈的電壓增不變時，原線圈的電壓不變，副線圈的電壓增大，輸出功率變大，故原線圈中的電流增大，選項大，輸出功率變大，故原線圈中的電流增大，選項D錯誤錯誤答案答案A遠距離輸電問題的遠距離輸電問題的“三二一三二一”1理清三個回路理清三個回路熱點三遠距離輸電問題熱點三遠距離輸電問題圖圖10210【典例【典例3】2013年年4月月20日日8時時2分在四川省雅安市蘆山縣發生分在四川省雅安市蘆山縣發生7.0級地震后，常州常發集團向災區人民捐贈一批柴油發級地震后，常州常發集團向災區人民捐贈一批柴油發電機，該發電機說明書的部分內容如下

14、表所示，現在用一電機，該發電機說明書的部分內容如下表所示，現在用一臺該型號的柴油發電機給災民臨時安置區供電，如圖臺該型號的柴油發電機給災民臨時安置區供電，如圖10211所示發電機到安置區的距離是所示發電機到安置區的距離是400 m，輸電線路中，輸電線路中的火線和零線均為的火線和零線均為GBCZ60型單股銅導線，該型號導線單型單股銅導線，該型號導線單位長度的電阻為位長度的電阻為2.5104，安置區家用電器的總功率為，安置區家用電器的總功率為44 kW，當這些額定電壓為，當這些額定電壓為220 V的家用電器都正常工作的家用電器都正常工作時時(). 圖圖10211A.輸電線路中的電流為輸電線路中的電

15、流為20 AB發電機的實際輸出電壓為發電機的實際輸出電壓為300 VC在輸電線路上損失的電功率為在輸電線路上損失的電功率為8 kWD如果該柴油發電機發的電是正弦式交變電流，則其輸出如果該柴油發電機發的電是正弦式交變電流，則其輸出電壓最大值是電壓最大值是300 V型號型號AED6500S輸出電壓范圍輸出電壓范圍220300 V最大輸出功率最大輸出功率60 kW答案答案C【跟蹤短訓【跟蹤短訓】3隨著社會經濟的發展，人們對能源的需求也日益增大，隨著社會經濟的發展，人們對能源的需求也日益增大，節能變得越來越重要某發電廠采用升壓變壓器向某一特節能變得越來越重要某發電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電，用

16、戶通過降壓變壓器用電，若發電廠輸出電定用戶供電，用戶通過降壓變壓器用電，若發電廠輸出電壓為壓為U1，輸電導線總電阻為，輸電導線總電阻為R，在某一時段用戶需求的電，在某一時段用戶需求的電功率為功率為P0，用戶的用電器正常工作的電壓為，用戶的用電器正常工作的電壓為U2.在滿足用在滿足用戶正常用電的情況下，下列說法正確的是戶正常用電的情況下，下列說法正確的是()答案答案C圖圖10212A通過通過R0電流的有效值是電流的有效值是20 AB降壓變壓器降壓變壓器T2原、副線圈的電壓比為原、副線圈的電壓比為41C升壓變壓器升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓的輸入電壓

17、D升壓變壓器升壓變壓器T1的輸出功率大于降壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器T2的輸入功率的輸入功率解析解析降壓變壓器副線圈兩端交變電壓有效值為降壓變壓器副線圈兩端交變電壓有效值為220 V，負，負載電阻為載電阻為11 ，所以通過，所以通過R0電流的有效值是電流的有效值是20 A，選項，選項A正正確；降壓變壓器確；降壓變壓器T2的原、副線圈匝數之比為的原、副線圈匝數之比為41，所以降壓，所以降壓變壓器變壓器T2原、副線圈的電壓比為原、副線圈的電壓比為41，選項，選項B正確；升壓變正確；升壓變壓器壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓加上輸電線的輸入電壓加上輸電線上

18、損失的電壓，選項上損失的電壓，選項C錯誤；升壓變壓器錯誤；升壓變壓器T1的輸出功率等于的輸出功率等于降壓變壓器降壓變壓器T2的輸入功率加上輸電線上損失的功率，選項的輸入功率加上輸電線上損失的功率，選項D正確正確答案答案ABD自耦變壓器自耦變壓器高中物理中研究的變壓器本身就是一種忽略了能量損失的高中物理中研究的變壓器本身就是一種忽略了能量損失的理想模型，自耦變壓器理想模型，自耦變壓器(又稱調壓器又稱調壓器)，它只有一個線圈，它只有一個線圈，其中的一部分作為另一個線圈，當交流電源接不同的端點其中的一部分作為另一個線圈，當交流電源接不同的端點時，它可以升壓也可以降壓，變壓器的基本關系對自耦變時，它可

19、以升壓也可以降壓，變壓器的基本關系對自耦變壓器均適用如圖壓器均適用如圖10213所示所示物理建模物理建模11.三種特殊的變壓器模型三種特殊的變壓器模型 圖圖10213【典例【典例1】 (2012課標全國卷，課標全國卷，17)自耦變壓器鐵芯上只繞有自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分一升壓式一個線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分一升壓式自耦調壓變壓器的電路如圖自耦調壓變壓器的電路如圖10214所示，其副線圈匝所示，其副線圈匝數可調已知變壓器線圈總匝數為數可調已知變壓器線圈總匝數為1 900匝；原線圈為匝；原線圈為1 100匝，接在有效值為匝，接在有效值為220 V的交

20、流電源上當變壓器輸出的交流電源上當變壓器輸出電壓調至最大時，負載電壓調至最大時，負載R上的功率為上的功率為2.0 kW.設此時原線圈設此時原線圈中電流有效值為中電流有效值為I1，負載兩端電壓的有效值為，負載兩端電壓的有效值為U2，且變壓，且變壓器是理想的，則器是理想的，則U2和和I1分別約為分別約為()A380 V和和5.3 AB380 V和和9.1 AC240 V和和5.3 AD240 V和和9.1 A圖圖10214 答案答案B即學即練即學即練1如圖如圖10215甲所示，為一種可調壓自耦變壓甲所示，為一種可調壓自耦變壓器的結構示意圖，線圈均勻繞在圓環形鐵芯上，若器的結構示意圖，線圈均勻繞在圓

21、環形鐵芯上，若AB間間輸入如圖乙所示的交變電壓，轉動滑動觸頭輸入如圖乙所示的交變電壓，轉動滑動觸頭P到如圖甲中到如圖甲中所示位置，在所示位置，在BC間接一個理想的交流電壓表間接一個理想的交流電壓表(圖甲中未畫圖甲中未畫出出)，則，則()圖圖10215A A B 間 輸 入 的 交 流 電 的 電 壓 瞬 時 值 表 達 式 為間 輸 入 的 交 流 電 的 電 壓 瞬 時 值 表 達 式 為 u 220sin(100t)VB該交流電的頻率為該交流電的頻率為100 HzCt1102s時電壓表的讀數為零時電壓表的讀數為零DBC間輸出的電功率為零間輸出的電功率為零答案答案AD互感器互感器 分為電壓互

22、感器和電流互感器，比較如下：分為電壓互感器和電流互感器，比較如下： 【典例【典例2】 電流互感器和電壓互感器如圖電流互感器和電壓互感器如圖10216所示其所示其中中n1、n2、n3、n4分別為四組線圈的匝數，分別為四組線圈的匝數，a、b為兩只交為兩只交流電表，則流電表，則()圖圖10216AA為電流互感器，且為電流互感器，且n1n2，a是電壓表是電壓表CB為電流互感器，且為電流互感器，且n3n4，b是電壓表是電壓表答案答案AD即學即練即學即練2(2013天津卷，天津卷，4)普通的交流電流表不能直接接普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測量電流，通常要通過電流互感器來連在高壓輸電線路上測量

23、電流，通常要通過電流互感器來連接，圖接，圖10217中電流互感器中電流互感器ab一側線圈的匝數較少，一側線圈的匝數較少，工作時電流為工作時電流為Iab，cd一側線圈的匝數較多，工作時電流為一側線圈的匝數較多，工作時電流為Icd，為了使電流表能正常工作，則，為了使電流表能正常工作，則()圖圖10217Aab接接MN、cd接接PQ，IabIcdBab接接MN、cd接接PQ，IabIcdCab接接PQ、cd接接MN，IabIcdDab接接PQ、cd接接MN，IabIcd雙副線圈變壓器雙副線圈變壓器【典例【典例3】 如圖如圖10218所示，理想變壓器有兩個副線圈，所示，理想變壓器有兩個副線圈，L1、L

24、2是兩盞規格為是兩盞規格為“8 V,10 W”的燈泡，的燈泡，L3、L4是兩盞是兩盞規格為規格為“6 V,12 W”的燈泡，當變壓器的輸入電壓為的燈泡，當變壓器的輸入電壓為U1220 V時，四盞燈泡恰好都能正常發光，如果原線圈的匝時，四盞燈泡恰好都能正常發光，如果原線圈的匝數數n11 100匝，求：匝，求： 圖圖10218(1)副線圈副線圈n2、n3的匝數的匝數(2)電流表的讀數電流表的讀數答案答案(1)40匝匝60匝匝(2)0.2 A即學即練即學即練3如圖如圖10219所示，接于理想變壓器中的四個所示，接于理想變壓器中的四個規格相同的燈泡都正常發光，那么，理想變壓器的匝數比規格相同的燈泡都正

25、常發光，那么，理想變壓器的匝數比n1n2n3為為()圖圖10219A111B321C621D221由由PI2R，得，得IAIBICID，即，即I1I2I3.由由U1I1U2I2U3I3得得n1I1n2I2n3I3，即即n1n2n32n3n33n3，所以，所以n1n2n3321.答案答案B附：對應高考題組附：對應高考題組 1(2011課標全國，課標全國，17)如圖所示，一理想變壓器原，如圖所示，一理想變壓器原，副線圈的匝數比為副線圈的匝數比為1 2；副線圈電路中接有燈泡，燈；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為泡的額定電壓為220 V，額定功率為，額定功率為22 W；原線圈電；原線圈電路中接有

26、電壓表和電流表現閉合開關，燈泡正常發路中接有電壓表和電流表現閉合開關，燈泡正常發光若用光若用U和和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數，分別表示此時電壓表和電流表的讀數，則則()答案答案A2(2011山東理綜，山東理綜，20)為保護用戶電壓穩定在為保護用戶電壓穩定在220 V，變電，變電所需適時進行調壓，圖甲為調壓變壓器示意圖保持輸入所需適時進行調壓，圖甲為調壓變壓器示意圖保持輸入電壓電壓u1不變，當滑動接頭不變，當滑動接頭P上下移動時可改變輸出電上下移動時可改變輸出電壓某次檢測得到用戶電壓壓某次檢測得到用戶電壓u2隨時間隨時間t變化的曲線如圖乙變化的曲線如圖乙所示以下正確的是所示以下正確的是(

27、)3(2012山東卷，山東卷，18)如圖甲所示是某燃氣爐點火裝置的原如圖甲所示是某燃氣爐點火裝置的原理圖轉換器將直流電壓轉換為圖乙所示的正弦交變電理圖轉換器將直流電壓轉換為圖乙所示的正弦交變電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數分別為的匝數分別為n1、n2，為交流電壓表當變壓器副線圈電，為交流電壓表當變壓器副線圈電壓的瞬時值大于壓的瞬時值大于5 000 V時，就會在鋼針和金屬板間引發時，就會在鋼針和金屬板間引發電火花進而點燃氣體以下判斷正確的是電火花進而點燃氣體以下判斷正確的是()答案答案BCAI1和和I2表示電流的瞬時值表

28、示電流的瞬時值BU1和和U2表示電壓的最大值表示電壓的最大值C滑片滑片P向下滑動過程中，向下滑動過程中，U2不變、不變、I1變大變大D滑片滑片P向下滑動過程中，向下滑動過程中，U2變小、變小、I1變小變小答案答案C答案答案D6(2012江蘇高考江蘇高考)某同學設計的家庭電路保護裝置如圖所某同學設計的家庭電路保護裝置如圖所示，鐵芯左側線圈示，鐵芯左側線圈L1由火線和零線并行繞成當右側線圈由火線和零線并行繞成當右側線圈L2中產生電流時，電流經放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵中產生電流時，電流經放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質開關質開關K，從而切斷家庭電路僅考慮，從而切斷家庭電路僅考慮L1在鐵芯中產生的在

29、鐵芯中產生的磁場，下列說法正確的有磁場，下列說法正確的有()A家庭電路正常工作時，家庭電路正常工作時，L2中的磁通量為零中的磁通量為零B家庭電路中使用的電路增多時，家庭電路中使用的電路增多時，L2中的磁通量不變中的磁通量不變C家庭電路發生短路時，開關家庭電路發生短路時，開關K將被電磁鐵吸起將被電磁鐵吸起D地面上的人接觸火線發生觸電時，開關地面上的人接觸火線發生觸電時，開關K將被電磁鐵吸將被電磁鐵吸起起解析解析當家庭電路正常工作時，火線和零線中的電流大小始當家庭電路正常工作時，火線和零線中的電流大小始終相等，方向始終相反，由于采用雙線繞成，當電路正常工終相等，方向始終相反，由于采用雙線繞成，當電路正常工作時，火線和零線在鐵芯內部產生的磁場大小相等，方向相作時，火線和零線在