（江苏专用）高三物理一轮复习 必考部分 第10章 交变电流 传感器 第2节 变压器 电能的输送教师用书-人教高三物理试题

第2节变压器电能的输送知识点1理想变压器1构造(如图10­2­1所示)图10­2­1变压器由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成2基本关系(1)电压关系：.(2)功率关系：P入P出(3)电流关系：只有一个副线圈时：.有多个副线圈时，U1I1U2I2U3I3UnIn.知识点2远距离输电1输电过程(如图10­2­2所示)图10­2­22电压损失(1)UUU(2)UIR3功率损失(1)PPP(2)PI2R2R4减少输电线上电能损失的方法(1)减小输电线的电阻R线由R线知，可采用加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线(2)减小输电导线中的电流在输电功率一定的情况下，根据PUI，要减小电流，必须提高输电电压知识点3传感器的简单应用1传感器将输入的非电学量，如力、热、磁、光、声等，转换为电学量的装置2传感器的工作原理非电学量传感器敏感元件转换元件转换电路电学量3四类常见的敏感元件(1)光敏电阻：在被光照时电阻发生变化，光照增强电阻减小，光照减弱电阻增大(2)热敏电阻正温度系数热敏电阻：温度升高电阻增大负温度系数热敏电阻：温度升高电阻减小(3)金属热电阻：电阻率随温度的升高而增大(4)霍尔元件：能把磁感应强度这一磁学量转换成电压这一电学量的元件，UHk.1正误判断(1)变压器不但能改变交变电流的电压，还能改变交变电流的频率(×)(2)正常工作的变压器当副线圈与用电器断开时，副线圈两端无电压(×)(3)变压器副线圈并联更多的用电器时，原线圈输入的电流随之减小(×)(4)增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失()(5)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗()(6)在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越大()2(理想变压器原理的理解)(多选)理想变压器的原、副线圈匝数比n1n2101，原线圈两端接通交流电源，则() 【导学号：96622179】A原、副线圈中电流频率之比f1f2101B原、副线圈两端电压之比为U1U2101C原、副线圈内交变电流之比I1I2110D变压器输入和输出功率之比P1P2101【答案】BC3(变压器规律的应用)(多选)(2017·无锡模拟)如图10­2­3所示，将额定电压为60 V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220 V和2.2 A以下判断正确的是()图10­2­3A变压器输入功率为484 WB通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD变压器原、副线圈匝数比n1n2113【答案】BD4(远距离输电电损的理解)远距离输电时，在输送电功率不变的条件下() 【导学号：96622180】A只有增大导线的电阻，才能减小电流，提高输电效率B提高输电电压，能减小电流，提高输电效率C提高输电电压势必增大输电导线上的能量损耗D提高输电电压势必增大输电导线上的电流【答案】B核心精讲1变压器的工作原理2理想变压器的基本关系理想变压器没有能量损失(铜损、铁损)没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)基本关系功率关系P入P出电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比：电流关系只有一个副线圈时，电流和匝数成反比：频率关系原、副线圈中电流的频率相等制约关系电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定功率原线圈的输入功率P入由副线圈的输出功率P出决定电流原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定题组通关1(多选)如图10­2­4所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1n2，原线圈的两端a、b接正弦式交流电源，电压表的示数为220 V，负载电阻R166 ，R233 ，电流表的示数为0.4 A则下列判断中正确的是()图10­2­4A原、副线圈的匝数比为110B原、副线圈的匝数比为51C电流表的示数为2 AD电流表的示数为0.4 ABC负载电阻R166 ，R233 ，并联后的电阻为R22 ，变压器输入功率P1U1I1P2IR，所以电流表的示数为I22 A，C正确，D错误；原、副线圈的匝数比n1n2I2I151，A错误，B正确2(2016·全国乙卷)一含有理想变压器的电路如图10­2­5所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 ，为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为() 【导学号：96622181】图10­2­5A2 B3 C4 D5B设原、副线圈的匝数比为k，根据变压器匝数比与电流成反比的关系，则原线圈电流为I时，副线圈电流为kI；原线圈电流为4I时，副线圈电流为4kI.根据变压器的输入功率等于输出功率得UII2R1(kI)2(R2R3)4UI(4I)2R1(4kI)2R2联立两式代入数据解得k3，选项B正确名师微博关于理想变压器的四点注意1变压器不能改变直流电压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4理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值核心精讲1匝数比不变的情况(如图10­2­6所示)图10­2­6(1)U1不变，根据，输入电压U1决定输出电压U2，可以得出不论负载电阻R如何变化，U2不变(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，根据输出电流I2决定输入电流I1，可以判断I1的变化(3)I2变化引起P2变化，根据P1P2，可以判断P1的变化2负载电阻不变的情况(如图10­2­7所示)图10­2­7(1)U1不变，发生变化，U2变化(2)R不变，U2变化，I2发生变化(3)根据P2和P1P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化师生共研(2015·安徽高考)如图10­2­8所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表的示数增大了0.2 A，电流表的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是()图10­2­8A电压表示数增大B电压表、示数均增大C该变压器起升压作用D变阻器滑片是沿cd的方向滑动【合作探讨】(1)滑片移动时，的示数变了.的示数变吗？提示：的示数由的决定，故不变(2)、的示数均变大了，变压器的输入功率P1、输出功率P2如何变？两者的关系如何变？提示：P1、P2均变大，但P1P2不变D电压表的示数和a、b间电压的有效值相同，滑片滑动时示数不变，选项A错误；电压表测量的电压为副线圈两端的电压，原、副线圈匝数不变，输入电压不变，故示数不变，示数为示数减去R0两端电压，两线圈中电流增大，易知R0两端电压升高，故示数减小，选项B错误；理想变压器U1I1U2I2，则U1I1U2I2，I2I1，故U2U1，变压器为降压变压器，选项C错误；因I2增大，故知R减小，变阻器滑片是沿cd的方向滑动，选项D正确理想变压器动态分析的方法1分清不变量和变量，弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约的关系，利用闭合电路欧姆定律，串、并联电路特点进行分析、判定2电压、电流、功率之间的制约关系(1)U1决定U2(2)I2决定I1(3)P2决定P13可以把理想变压器的副线圈看做是给用户供电的无阻电源，对负载电路进行动态分析时，可以参照直流电路动态分析的方法题组通关3(多选)(2017·徐州模拟)如图10­2­9所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，b是原线圈中心的抽头，电压表和电流表均为理想电表，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u1220sin 100t(V)，则()图10­2­9A当单刀双掷开关与a连接时，电压表V1的示数为22 VB当t s时，电压表V0的读数为220 VC单刀双掷开关与a连接，当滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表V1的示数增大，电流表示数变小D当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表V1和电流表的示数均变小BC当单刀双掷开关与a连接时，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，副线圈输出电压为U222 V，但电压表V1示数小于U2，故A错误；当t s时，电压表V0的读数为有效值220 V，故B正确；单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，滑动变阻器的电阻变大，电路的总电阻变大，由于副线圈输出电压U2是由变压器决定的，所以电流表示数变小，电压表V1示数变大，故C正确；当单刀双掷开关由a扳向b时，理想变压器原、副线圈的匝数比变为51，副线圈输出电压U2变大，电流表和电压表V1的示数均变大，故D错误4(多选)如图10­2­10所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线送给用户(电灯等用电器)，R表示输电线的电阻，则() 【导学号：96622182】图10­2­10A用电器增加时，变压器输出电压增大B要提高用户的电压，滑动触头P应向上滑C用电器增加时，输电线的热损耗减少D用电器增加时，变压器的输入功率增加BD由于变压器原、副线圈匝数不变，而且输入电压不变，因此增加负载不会影响输出电压，A错误；根据变压器原理可知输出电压U2U1，当滑动触头P向上滑时，n2增大，所以输出电压增大，B正确；由于用电器是并联的，因此用电器增加时总电阻变小，输出电压不变，总电流增大，故输电线上热损耗增大，C错误；用电器增加时总电阻变小，总电流增大，输出功率增大，所以输入功率增大，D正确核心精讲1理清三个回路图10­2­11远距离输电电网间的基本结构，如图10­2­11所示输电过程的电路被划分为三个独立的回路，即电源回路、输送回路和用户回路在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源，每个回路均可应用闭合电路欧姆定律、串并联电路的规律，而变压器的电压、电流、功率关系则是联系不同回路的桥梁2抓住两个联系(1)理想的升压变压器联系了电源回路和输送回路，由理想变压器原理可得：线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是：，I1n1I2n2，P1P2.(2)理想的降压变压器联系了输送回路和用户回路，由理想变压器原理可得：线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的关系是：，I3n3I4n4，P3P4.3掌握一个能量守恒定律发电机把机械能转化为电能，并通过导线将能量输送给线圈1，线圈1上的能量就是远程输电的总能量，在输送过程中，先被输送回路上的导线电阻损耗一小部分，剩余的绝大部分通过降压变压器和用户回路被用户使用消耗，所以