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2018版高考物理一轮复习第十章交变电流传感器第2节变压器电能的输送
第2节 变压器 电能的输送
(1)理想变压器的基本关系式中,电压和电流均为有效值。(√)
(2)变压器不但能改变交变电流的电压,还能改变交变电流的频率。(×)
(3)正常工作的变压器当副线圈与用电器断开时,副线圈两端无电压。(×)
(4)变压器副线圈并联更多的用电器时,原线圈输入的电流随之减小。(×)
(5)增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失。 (√)
(6)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗。(√)
(7)在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越大。(√)
突破点(一) 理想变压器
1.变压器的工作原理
2.理想变压器的基本关系
基
本
关
系 功率关系 P入=P出 电压关系 原、副线圈的电压比等于匝数比:= 电流关系 只有一个副线圈时,电流和匝数成反比:= 频率关系 原、副线圈中电流的频率相等 制
约
关
系 电压 原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2 功率 副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入 电流 副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1 [多角练通]
1.(2016·四川高考)如图所示,接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电,如果将原、副线圈减少相同匝数,其他条件不变,则( )
A.小灯泡变亮
B.小灯泡变暗
C.原、副线圈两端电压的比值不变
D.通过原、副线圈电流的比值不变
解析:选B 由于家庭电路上理想变压器为降压变压器,故n1>n2,当原、副线圈减少相同的匝数时,其变压比变大,根据=,U1一定,U2变小,故小灯泡变暗,选项A错误,选项B正确;由=知,原、副线圈电压的比值变大,选项C错误;根据=,则通过原、副线圈电流的比值变小,选项D错误。
2.(多选)(2014·山东高考)如图,将额定电压为60 V的用电器,通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关S后,用电器正常工作,交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A。以下判断正确的是( )
A.变压器输入功率为484 W
B.通过原线圈的电流的有效值为0.6 A
C.通过副线圈的电流的最大值为2.2 A
D.变压器原、副线圈匝数比n1n2=113
解析:选BD 将额定电压为60 V的用电器接在理想变压器的输出端,在闭合开关后,用电器正常工作,已知交流电压表和交流电流表(均为理想电表)读数分别为220 V和2.2 A,根据功率公式可以求出用电器消耗的功率为132 W,因此A选项不正确;再根据变压器变压公式和变流公式可知,=和=,联立可求得通过原线圈的电流的有效值为0.6 A,所以选项B正确;由于电流表显示的是有效值,因此通过副线圈电流的最大值为2.2 A,故选项C错误;根据变压器的变压公式可知,变压器原、副线圈的匝数比为n1n2=113,所以D选项正确。
突破点(二) 理想变压器的动态分析
常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种:匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。
1.匝数比不变的情况(如图所示)
(1)U1不变,根据=,输入电压U1决定输出电压U2,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,根据输出电流I2决定输入电流I1,可以判断I1的变化。
(3)I2变化引起P2变化,根据P1=P2,可以判断P1的变化。
2.负载电阻不变的情况(如图所示)
(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。
[典例] (2016·天津高考)如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率变大
B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大
C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变大
D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大,A2示数变大
[思路点拨] 解答本题时应从以下三点进行分析:
(1)变压器中次级线圈电流决定初级线圈电流。
(2)变压器中次级线圈功率决定初级线圈功率。
(3)变压器中初级线圈电压决定次级线圈电压。
[解析] 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻R变大,则副线圈所在电路的总电阻R总变大,因原、副线圈两端的电压U1、U2不变,则通过R1的电流I2=变小,R1消耗的功率PR1=I22R1变小,选项A错误;R1两端的电压UR1=I2R1变小,则电压表V的示数UV=U2-UR1变大,选项B正确;因通过原、副线圈的电流关系=,I2变小,则I1变小,即电流表A1的示数变小,选项C错误;若闭合开关S,则副线圈所在电路的总电阻R总′变小,通过
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