（全国版）2019版高考物理一轮复习 第12章 交变电流 传感器 第46课时 变压器电能的输送学案.doc

第46课时　变压器　电能的输送 考点1　理想变压器的工作原理和基本关系式 1．构造和原理(如图所示) (1)主要构造：由(原线圈、(副线圈和(闭合铁芯组成。 (2)工作原理：电磁感应的(互感现象。 2．理想变压器的基本关系式 (1)功率关系：(P入＝P出。 (2)电压关系：＝(，若n1n2，为(降压变压器；若n1n2，为(升压变压器。 (3)电流关系：只有一个副线圈时，＝(； 有多个副线圈时仍有P入＝P出，据P＝UI可推出，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn。 3．几种常见的变压器 (1)自耦变压器——调压变压器。 自耦变压器原理如图所示： 若AX为输入端，触头a向上移动时，副线圈匝数N2增加，输出电压升高。 (2)互感器 [例1]　(2016·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，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　开关断开时，电路如图甲所示，原、副线圈的电流比＝，通过R2的电流I2＝，副线圈的输出电压U2＝I2(R2＋R3)＝，由＝可得原线圈两端的电压U1＝5I2，则U＝U1＋IR1＝5I2＋3I； 　 开关闭合时，电路如图乙所示，原、副线圈的电流比＝，通过R2的电流I2′＝，副线圈的输出电压U2′＝I2′R2＝，由＝可得原线圈两端的电压U1′＝4I2，则U＝U1′＋4IR1＝4I2＋12I，联立解得＝3，B正确。 答案　B (1)理想变压器只能改变交流电流的电压和电流，不能改变交流电流的频率； (2)制约关系：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定；原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定；原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定。 1．(2018·德州高二检测)(多选)如图是一个理想变压器的示意图，在它正常工作时关于其说法正确的是(　　) A．副线圈中的电动势是因为电磁感应而产生的 B．输送的电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能 C．输送的电能经变压器先转化为电场能，再转化为电能 D．输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去 答案　AB 解析　变压器的原理是原线圈的电流发生变化，从而引起副线圈中磁通量变化，产生电动势，故A正确；变压器电能的输送是电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能输送到副线圈电路中，故B正确，C、D错误。 2．(2018·松原高二检测)(多选)如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a、b表示电表，已知电压比为100，电流比为10，电压表的示数为220 V，电流表的示数为10 A，则(　　) A．a为电流表，b为电压表 B．a为电压表，b为电流表 C．线路输送电功率是2200 W D．线路输送电功率是2.2×106 W 答案　BD 解析　电压互感器是并联在原电路中的，电流互感器是串联在原电路中的，所以a为电压表，b为电流表，B正确。由电压比为100知U1＝2.2×104 V，由电流比为10知I1＝100 A。由P＝U1I1可得输送功率为2.2×106 W，D正确。 3．(2017·北京高考) 如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝220sin100πt(V)的交流电源上，副线圈接有R＝55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为21，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是(　　) A．原线圈的输入功率为220 W B．电流表的读数为1 A C．电压表的读数为110 V D．副线圈输出交流电的周期为50 s 答案　B 解析　理想变压器原线圈两端电压的有效值为U1＝220 V，由＝得U2＝＝110 V，即电压表的读数为110 V，通过负载电阻的电流I2＝＝ A＝2 A，则副线圈的输出功率P＝U2I2＝110×2 W＝220 W，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，为220 W，故选项A、C错误。由n1I1＝n2I2得I1＝＝1 A，即电流表的读数为1 A，选项B正确。由u＝220sin100πt(V)可知，角速度ω＝100π rad/s，原线圈所接交流电的周期T＝＝0.02 s，副线圈输出交流电的周期不变，仍为0.02 s，选项D错误。 考点2　理想变压器的动态分析 1．理想变压器的动态分析常见以下两种情况 (1)匝数比不变，负载变。如图所示： 电压分析：U1不变，根据＝，不论负载电阻R如何变化，U2不变。 电流分析：当负载电阻发生变化时，I2＝变化，由于＝，故I1发生变化。 功率分析：I2变化引起P2＝U2I2变化，由于P1＝P2，故P1发生变化。 (2)负载电阻不变，匝数比变。如图所示： 电压分析：U1不变，发生变化，根据＝，U2变化。 副线圈电流分析：