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3、復習方案

基礎過關

重難點：理想變壓器的電壓、電流、功率關系

(改編)例3.如圖所示，一理想變壓器原線圈匝數n1=1100匝，副線圈匝數n2=220匝，交流電源的電壓，電阻R=50Ω，電壓表、電流表均為理想電表，則　 (　　　　　 )

A．交流電的頻率為50 Hz

B．V的示數約為44 V

C．A2的示數約為1.4 A

D．A1的示數約為0.176 A

解析：A選項：由交變電流電壓表達式可知頻率為60赫茲，A選項錯誤。

B選項：由電壓與匝數的關系可以知道，B選項正確。

C選項：, C選項錯誤。

D選項：，D選項正確。

答案：BD

點評： 原副線圈電壓、電流、功率關系

典型例題：遠距離輸電

(07年佛山市教學質量檢測)例4. 14．水利發電具有防洪、防旱、減少污染多項功能，是功在當代，利在千秋的大事，現在水力發電已經成為我國的重要能源之一。某小河水流量為40m3/s,現在欲在此河段上筑壩安裝一臺發電功率為1000千瓦的發電機發電。m

(1)設發電機輸出電壓為500V，在輸送途中允許的電阻為5Ω，許可損耗總功率的5%，則所用升壓變壓器原副線圈匝數比應是多大？

(2)若所用發電機總效率為50%，要使發電機能發揮它的最佳效能，則攔河壩至少要建多高？g取10m/s2

解析：(1)設送電電流為I，損耗的功率為P耗、導線電阻為R線，由P＝I2R得：

設送電電壓為U送，由P＝IU得：

則升壓變壓器原副線圈匝數比:

(2)發電時水的重力勢能轉化為電能故： 50% mgh ＝Pt

其中:

答案：⑴1:20　　　 ⑵5m

例5．發電機輸出功率為100 kW，輸出電壓是250 V，用戶需要的電壓是220 V，輸電線電阻為10 Ω.若輸電線中因發熱而損失的功率為輸送功率的4%，試求：

(1)在輸電線路中設置的升、降壓變壓器原副線圈的匝數比.

(2)畫出此輸電線路的示意圖.

(3)用戶得到的電功率是多少？

解析：⑴，

，，

,

⑵

⑶

答案：⑴升壓變壓器1：20，降壓變壓器240：11　　　 ⑶96KW

點評：在遠距離輸電中若已知P₁、U₁、損失百分比、R_線、U₄，求其他的若干量的思路：

第3課時　 實驗(11) 傳感器的簡單應用

2.　　 遠距離輸電示意圖

1.　　 降低輸電損耗的兩個途徑：

5. 幾種常用的變壓器

a.自耦變壓器：鐵芯上只繞有一個線圈，一部分充當原線圈，一部分充當副線圈

①如果把整個線圈作原線圈, 副線圈只取線圈的一部分，就可以降低電壓(圖甲)

②如果把線圈的一部分作原線圈, 整個線圈作副線圈，就可以升高電壓(圖乙)．

b.調壓變壓器：就是一種自耦變壓器，它的構造如圖所示．線圈AB繞在一個圓環形的鐵芯上，AB之間加上輸入電壓U₁，移動滑動觸頭P 的位置就可以調節輸出電壓U₂． 　

考點2. 電能的輸送

4.理想變壓器的物理量之間的規律:

①電壓關系：U₁／U₂ =n₁／n₂，U₁／n₁ = U₂／n₂= U₃／n₃ =…

Ⅰ：理想變壓器原副線圈的端電壓跟匝數成正比，輸出電壓由輸入電壓決定。

Ⅱ：當n₂＞n₁時，U₂＞U₁，變壓器使電壓升高，這種變壓器叫做升壓變壓器．

Ⅲ：當n₂＜n₁時，U₂＜U₁，變壓器使電壓降低，這種變壓器叫做降壓變壓器．

②功率關系：P原=P副，理想變壓器的輸入功率由輸出功率決定

③電流關系：

⑴當變壓器只有一個副線圈工作時，有：

⑵有多個副線圈時, 有P_入=P_出，即P₁= P₂+ P₃ +P₄+ P₅+………

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

變壓器的高壓線圈匝數多而通過的電流小，可用較細的導線繞制

變壓器的低壓線圈匝數少而通過的電流大，可用較粗的導線繞制

3．理想變壓器的理想化條件及其規律．

在理想變壓器的原線圈兩端加交變電壓U₁后，由于電磁感應的原因，原、副線圈中都將產生感應電動勢，根據法拉第電磁感應定律：，

忽略原、副線圈內阻，有：U₁＝E₁ ，U₂＝E₂

另外，考慮到鐵心的導磁作用而且忽略漏磁，即認為在任意時刻穿過原、副線圈的磁感線條數都相等，于是又有：　　　

由此便可得理想變壓器的電壓變化規律為：　　　　　　　　　　　　　

在此基礎上再忽略變壓器自身的能量損失(一般包括線圈內能量損失和鐵芯內能量損失這兩部分，分別俗稱為“銅損”和“鐵損”) 有：

2.原理：電流通過原線圈時在鐵芯中激發磁場，由于電流大小方向在不斷的變化，鐵芯中的磁場也在不斷變化。變化的磁場在副線圈中產生感應電動勢，所以盡管兩個線圈之間沒有導線相連，副線圈也能夠輸出電流。互感現象是變壓器工作的基礎

1.變壓器的構造: 變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成的．一個線圈跟電源連接，叫原線圈(也叫初級線圈)；另一個線圈跟負載連接，叫副線圈(也叫次級線圈)．兩個線圈都是用絕緣導線繞制成的，鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成．

2、知識網絡

考點1. 變壓器

1、高考解讀

真題品析

知識：變壓器的知識

例1. (09年江蘇物理)6．如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數比為1：5，原線圈兩端的交變電壓為 氖泡在兩端電壓達到100V時開始發光，下列說法中正確的有

　　 A．開關接通后，氖泡的發光頻率為100Hz

　　 B．開關接通后，電壓表的示數為100 V

　　 C．開關斷開后，電壓表的示數變大

　　 D．開關斷開后，變壓器的輸出功率不變

解析：A選項：交變電壓的頻率為 Hz，一個周期內電壓兩次大于100V，即一個周期內氖泡能兩次發光，所以其發光頻率為100Hz，A選項正確。

B選項：由交變電壓的瞬時值表達式知，原線圈兩端電壓的有效值為V=20V，由得副線圈兩端的電壓為V，電壓表的示數為交流電的有效值，B選項正確。C選項：開關斷開前后，輸入電壓不變，變壓器的變壓比不變，故輸出電壓不變，C選項錯誤。D選項：斷開后，電路消耗的功率減小，輸出功率決定輸入功率，D選項錯誤。

答案：AB

點評：本題主要考查變壓器的知識，要能對變壓器的最大值、有效值、瞬時值以及變壓器變壓原理、功率等問題徹底理解。

熱點關注：

知識：變壓器工作原理、遠距離輸電

例2. (09年山東卷)19．某小型水電站的電能輸送示意圖 。發電機的輸出電壓為200V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原副線圈匝數分別為n，n₂。降壓變壓器原副線匝數分別為n₃、n₄(變壓器均為理想變壓器)。要使額定電壓為220V的用電器正常工作，則

A． 　　　　 B． C．升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓

D．升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率

解析：ABC選項：根據變壓器工作原理可知，，由于輸電線上損失一部分電壓，升壓變壓器的輸出電壓大于降壓變壓器的輸入電壓，有，所以，A選項正確，BC選項不正確。

D選項：升壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功率加上輸電線損失功率，D選項正確。

答案：AD

點評：理想變壓器的兩個基本公式是：

⑴ ，即對同一變壓器的任意兩個線圈，都有電壓和匝數成正比。

⑵，即無論有幾個副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和。只有當變壓器只有一個副線圈工作時，才有。

遠距離輸電，從圖中應該看出功率之間的關系是：P₁=P₂，P₃=P₄，P₁^/=P_r=P₂。電壓之間的關系是：。電流之間的關系是：。輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的。分析和計算時都必須用，而不能用。特別重要的是要會分析輸電線上的功率損失。