2011届高三物理一轮复习全案：5.2变压器、电_能的输送（选修3-2）.doc

2011届高三物理一轮复习全案：5.2变压器、电能的输送（选修3-2） 【考纲知识梳理】 一、 变压器构造：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：在输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。 理想变压器的基本关系式: 输出功率决定输入功率，理想变压器的输入功率和输出功率相等，即= 。变压比:， 电流关系: ， 若干副线圈时: ,;或 调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上。AB之间加上输入电压U1 。移动滑动触头P 的位置就可以调节输出电压U2。 (2)互感器 互感器也是一种变压器。交流电压表和电流表都有一定的量度范围，不能直接测量高电压和大电流。用变压器把高电压变成低电压，或者把大电流变成小电流，这个问题就可以解决了。这种变压器叫做互感器。互感器分电压互感器和电流互感器两种。 a、电压互感器 电压互感器用来把高电压变成低电压，它的原线圈并联在高压电路中，副线圈上接入交流电压表。根据电压表测得的电压U 2 和铭牌上注明的变压比(U 1 /U 2 )，可以算出高压电路中的电压。为了工作安全，电压互感器的铁壳和副线圈应该接地。 b、电流互感器 电流互感器用来把大电流变成小电流。它的原线圈串联在被测电路中，副线圈上接入交流电流表。根据电流表测得的电流I 2 和铭牌上注明的变流比(I 1/I2)，可以算出被测电路中的电流。如果被测电路是高压电路，为了工作安全，同样要把电流互感器的外壳和副线圈接地。 二、电能的输送 1. 关键:减少电功率损失和电压损失 功率损失：远距离输送电能，由于输电线上的电流热效应，电能转化为热能。出现功率损失。。 电压损失：远距离输送电能，线路中电阻R上消耗部分电压。。 方法:再加上 （1）减小输电导线的电阻,如采用电阻率小的材料;加大导线的横截面积， 提高输电电压,减小输电电流，原线圈电压U1由提供原线圈电压的电源决定， 输入电压决定输出电压，即随着的变化而变化，因为，所以只要不变化，不论负载如何变化，不变。 输出电流决定输入电流。 在输入电压不变的情况下，不变。若负载电阻R增大，则由公式得：输出电流减小，由 = 知输入电流亦随着减小；反之，若负载电阻R减小，则输出电流增大，输入电流亦随着增大。 输出功率决定输入功率， 理想变压器的输入功率和输出功率相等，即= 。在输入电压不变的情况下，不变。当用电负荷增加，输出功率增大，输入功率也随着增大；反之，当用电负荷减小，则输出功率减小，输入功率也随着减小。 变压器空载时,无电流、无功率输出,所以输入功率也为零， 当副线圈短路时,I2无限大,I1也无限大将烧坏变压器， P1 【例2】（09年山东卷）19．某小型水电站的电能输送示意图 。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n，n2。降压变压器原副线匝数分别为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 A． B． 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：ABC选项：根据变压器工作原理可知，，由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有，所以，A选项正确，BC选项不正确。 D选项：升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D选项正确。 答案：AD 名师点评：理想变压器的两个基本公式是： ⑴ ，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。 ⑵，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有。 远距离输电，从图中应该看出功率之间的关系是：P1=P2，P3=P4，P1/=Pr=P2。电压之间的关系是：。电流之间的关系是：。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，而不能用。特别重要的是要会分析输电线上的功率损失。 【感悟高考真题】 1、 （2010·全国卷2）19. 图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连：P为滑动头。现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止。用表示流过原线圈的电流，表示流过灯泡的电流，表示灯泡两端的电压，表示灯泡消耗的电功率（这里的电流、电压均指有效值：电功率指平均值）。下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是 答案：BC 解析：副线圈是均匀密绕的且滑动头匀速上滑，说明副线圈的匝数在均匀增大，由变压器的变压比，得均匀增大