3、复习方案

基础过关

重难点：理想变压器的电压、电流、功率关系

(改编)例3.如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=220匝，交流电源的电压，电阻R=50Ω，电压表、电流表均为理想电表，则　 (　　　　　 )

A．交流电的频率为50 Hz

B．V的示数约为44 V

C．A2的示数约为1.4 A

D．A1的示数约为0.176 A

解析：A选项：由交变电流电压表达式可知频率为60赫兹，A选项错误。

B选项：由电压与匝数的关系可以知道，B选项正确。

C选项：, C选项错误。

D选项：，D选项正确。

答案：BD

点评： 原副线圈电压、电流、功率关系

典型例题：远距离输电

(07年佛山市教学质量检测)例4. 14．水利发电具有防洪、防旱、减少污染多项功能，是功在当代，利在千秋的大事，现在水力发电已经成为我国的重要能源之一。某小河水流量为40m3/s,现在欲在此河段上筑坝安装一台发电功率为1000千瓦的发电机发电。m

(1)设发电机输出电压为500V，在输送途中允许的电阻为5Ω，许可损耗总功率的5%，则所用升压变压器原副线圈匝数比应是多大？

(2)若所用发电机总效率为50%，要使发电机能发挥它的最佳效能，则拦河坝至少要建多高？g取10m/s2

解析：(1)设送电电流为I，损耗的功率为P耗、导线电阻为R线，由P＝I2R得：

设送电电压为U送，由P＝IU得：

则升压变压器原副线圈匝数比:

(2)发电时水的重力势能转化为电能故： 50% mgh ＝Pt

其中:

答案：⑴1:20　　　 ⑵5m

例5．发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：

(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比.

(2)画出此输电线路的示意图.

(3)用户得到的电功率是多少？

解析：⑴，

，，

,

⑵

⑶

答案：⑴升压变压器1：20，降压变压器240：11　　　 ⑶96KW

点评：在远距离输电中若已知P₁、U₁、损失百分比、R_线、U₄，求其他的若干量的思路：

第3课时　 实验(11) 传感器的简单应用

2.　　 远距离输电示意图

1.　　 降低输电损耗的两个途径：

5. 几种常用的变压器

a.自耦变压器：铁芯上只绕有一个线圈，一部分充当原线圈，一部分充当副线圈

①如果把整个线圈作原线圈, 副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压(图甲)

②如果把线圈的一部分作原线圈, 整个线圈作副线圈，就可以升高电压(图乙)．

b.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． 　

考点2. 电能的输送

4.理想变压器的物理量之间的规律:

①电压关系：U₁／U₂ =n₁／n₂，U₁／n₁ = U₂／n₂= U₃／n₃ =…

Ⅰ：理想变压器原副线圈的端电压跟匝数成正比，输出电压由输入电压决定。

Ⅱ：当n₂＞n₁时，U₂＞U₁，变压器使电压升高，这种变压器叫做升压变压器．

Ⅲ：当n₂＜n₁时，U₂＜U₁，变压器使电压降低，这种变压器叫做降压变压器．

②功率关系：P原=P副，理想变压器的输入功率由输出功率决定

③电流关系：

⑴当变压器只有一个副线圈工作时，有：

⑵有多个副线圈时, 有P_入=P_出，即P₁= P₂+ P₃ +P₄+ P₅+………

由U₁I₁=U₂I₂+U₃I₃+……，得到　 n₁I₁=n₂I₂+n₃I₃+……

变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制

变压器的低压线圈匝数少而通过的电流大，可用较粗的导线绕制

3．理想变压器的理想化条件及其规律．

在理想变压器的原线圈两端加交变电压U₁后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律：，

忽略原、副线圈内阻，有：U₁＝E₁ ，U₂＝E₂

另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等，于是又有：　　　

由此便可得理想变压器的电压变化规律为：　　　　　　　　　　　　　

在此基础上再忽略变压器自身的能量损失(一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”) 有：

2.原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流大小方向在不断的变化，铁芯中的磁场也在不断变化。变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流。互感现象是变压器工作的基础

1.变压器的构造: 变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的．一个线圈跟电源连接，叫原线圈(也叫初级线圈)；另一个线圈跟负载连接，叫副线圈(也叫次级线圈)．两个线圈都是用绝缘导线绕制成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成．

2、知识网络

考点1. 变压器

1、高考解读

真题品析

知识：变压器的知识

例1. (09年江苏物理)6．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压为 氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的有

　　 A．开关接通后，氖泡的发光频率为100Hz

　　 B．开关接通后，电压表的示数为100 V

　　 C．开关断开后，电压表的示数变大

　　 D．开关断开后，变压器的输出功率不变

解析：A选项：交变电压的频率为 Hz，一个周期内电压两次大于100V，即一个周期内氖泡能两次发光，所以其发光频率为100Hz，A选项正确。

B选项：由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为V=20V，由得副线圈两端的电压为V，电压表的示数为交流电的有效值，B选项正确。C选项：开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，C选项错误。D选项：断开后，电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，D选项错误。

答案：AB

点评：本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解。

热点关注：

知识：变压器工作原理、远距离输电

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

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^/=P_r=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。