2018届高考物理一轮复习 专题 变压器 远距离输电导学案1.doc

变压器 远距离输电 知识梳理 知识点一　理想变压器 1.构造和原理 (1)构造：如图所示，变压器是由　　　　和绕在铁芯上的　　　　组成的. (2)原理：电磁感应的互感现象. 2.基本关系式 (1)功率关系：　　　　. (2)电压关系：　　　　. 有多个副线圈时＝　　　　. (3)电流关系：只有一个副线圈时＝. 由P入＝P出及P＝UI推出有多个副线圈时，U1I1＝　　　　. 3.几种常用的变压器 (1)自耦变压器——调压变压器. (2)互感器 答案：1.(1)闭合铁芯　两个线圈　2.(1)P入＝P出 (2)＝　＝＝…　(3)U2I2＋U3I3＋…＋UnIn　3.(2)低电压　小电流 知识点二　远距离输电 1.输电过程(如图所示) 2.电压损失 (1)ΔU＝U－U′；(2)ΔU＝　　　　. 3.功率损失 (1)ΔP＝P－P′；(2)ΔP＝　　　　＝. 答案：2.(2)IR　3.(2)I2R 等效负载电阻 等效电阻：＝，对于一原一副结构的变压器，又有＝，从输入端看，等效电阻R′＝＝()2＝()2R2，R2是副线圈负载电阻. 考点　理想变压器基本关系的应用 1.基本关系 (1)P入＝P出(有多个副线圈时，P＝P2＋P3＋…). (2)＝，有多个副线圈时，仍然成立. (3)＝，电流与匝数成反比(只适合一个副线圈)，n1I1＝n2I2＋n3I3＋…(多个副线圈). 2.制约关系 (1)电压：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定. (2)功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定. (3)电流：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定. [典例1] (多选)如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是(　　) A.原、副线圈匝数比为91 B.原、副线圈匝数比为19 C.此时a和b的电功率之比为91 D.此时a和b的电功率之比为19 [解题指导]　两灯均正常发光，Ua＝Ub＝U灯，U＝Ua＋U1＝10U灯，则U1＝9U灯. [解析]　因为两灯泡额定电压相同且均正常发光，且输入电压为灯泡额定电压的10倍，所以理想变压器的输入、输出电压比为9∶1，由理想变压器变压规律可知，原、副线圈的匝数比为9∶1，A项正确，B项错误；由理想变压器变流规律可知，原、副线圈的电流比为1∶9，由电功率P＝UI可知，a和b的电功率之比为19，C项错误，D项正确. [答案]　AD [变式1]　一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图所示，设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则(　　) A.U＝66 V，k＝ B.U＝22 V，k＝ C.U＝66 V，k＝ D.U＝22 V，k＝ 答案：A　解析：设原、副线圈中的电流分别为I1、I2，则＝＝，故k＝＝.设原线圈两端的电压为U1，则＝＝，故U1＝3U，而原线圈上电阻分担的电压为U，故＋3U＝220 V，解得U＝66 V.选项A正确. 关于理想变压器的四点说明 (1)变压器不能改变恒定的直流电压. (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)当原线圈中串联电阻(或灯泡)时，U1为加在原线圈两端的电压，并不是电源的电压. 考点　变压器电路的动态分析 1.匝数比不变的情况(如图甲所示) (1)U1不变，根据＝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＝可以判断I1的变化情况. (3)I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1的变化情况. 甲　　　　　　　　　　　乙 2.负载电阻不变的情况(如图乙所示) (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P1＝P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化. 考向1　变压器匝数比不变时的动态分析 [典例2]　(2016·新课标全国卷)一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为 3 Ω、1 Ω 和4 Ω，A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(　　) A.2　B.3　　　　C.4　　　　D.5 [解析]　设理想变压器原、副线圈匝数比值为k，根据题述，当开关S断开时，电流表示数为I，则由闭合电路欧姆定律得，U＝IR1＋U1.由变压公式＝k及功率关系U1I＝U2I2，可得＝k，即副线圈输出电流为I2＝kI，U2＝I2(