高考物理一轮复习第十一章第2讲变压器电能的输送教案新人教版

高考物理一轮复习第十一章第2讲变压器电能的输送教

案新人教版

第2讲 变压器 电能的输送

考点1 理想变压器的基本规律

(2018·天津卷)教学用发电机能够产生正弦式交变电流．利用该发电机(内阻

可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流

12

1

电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P.若发电机线圈的转速变为原来的，则( )

2

1

A．R消耗的功率变为P

21

B．电压表V的读数变为U

2C．电流表A的读数变为2I D．通过R的交变电流频率不变

[审题指导] 发电机转速改变，会使交变电流的周期、频率改变，也会使峰值及有效值改变．

【解析】 本题考查正弦交流电的产生原理、理想变压器．由正弦交流电的产生原理可知，其电动势的最大值Em＝NBSω，而ω＝2πn，有效值E＝

21Em，线圈转速变为原来的，22

1U1n111

则U1＝E变为原来的.由＝知U2变为原来的，电压表读数变为原来的，选项B正确；R2U2n222

U21U222

消耗的功率P＝，故R消耗的功率变为原来的，选项A错误；由P入＝P出得，U1I1＝，

R4R11

故I1变为原来的，即电流表读数变为原来的，选项C错误；变压器不改变交变电流的频

221

率，故通过R的交变电流频率变为原来的，选项D错误．

2

【答案】 B

1．(多选)如图，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( AD )

A．原、副线圈匝数之比为91

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B．原、副线圈匝数之比为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

解析：设灯泡的额定电压为U0，两灯均能正常发光，所以原线圈输出端电压为U1＝9U0，

U19U1n19I1n2I1

副线圈两端电压为U2＝U0，故＝，根据＝＝，A正确，B错误；根据公式＝可得

U21U2n21I2n1I2

1

＝，由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式P＝UI可得两者的电功率之比为19错误，D正确．

2．(2019·河北石家庄质检)如图所示，理想变压器三个线圈的匝数之比n1n2

9，C

n3＝

1051，其中匝数为n1的原线圈接到220 V的交流电源上，匝数为n2和n3的两个副线圈分别与电阻R2、R3组成闭合回路．已知通过电阻R3的电流I3＝2 A，电阻R2＝110 Ω，则通过电阻R2的电流I2和通过原线圈的电流I1分别是( C )

A．10 A,12 A C．1 A,0.7 A

B．10 A,20 A D．1 A,3 A

解析：由＝，得U2＝U1＝110 V，则I2＝＝1 A．由＝，得U3＝U1＝22 V．又

U1n1U2n2n2n1U2R2U3n3U1n1n3n1

I1U1＝I2U2＋I3U3，解得I1＝0.7 A．选项C正确．

关于理想变压器的四点说明

(1)变压器不能改变直流电压．

(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)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值．

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考点2 两种特殊的变压器

考向1 自耦变压器

自耦变压器又称调压器，如图所示，它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，理想变压器的基本关系对自耦变压器均适用．

一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为

原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在a、b间输入电压为

U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中

( )

A．U2>U1，U2降低 B．U2>U1，U2升高 C．U2

【解析】 由＝，n1>n2知U2

【答案】 C

U1n1

U2n2

3．如图甲所示为一自耦变压器，变压器的原线圈AB端输入电压如图乙所示，副线圈电路中定值电阻R0＝11 Ω，电容器C的击穿电压为22 V，移动滑片P使电容器刚好不会被击穿，所有电表均为理想电表，下列说法正确的是( A )

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A．电压表的示数为220 V B．原、副线圈的匝数比为101 C．电流表的示数等于通过电阻R0的电流

D．原线圈AB端输入电压的变化规律为u＝311sinπt V

解析：由题图乙知输入电压的有效值即电压表的示数，为220 V，A正确；电容器的耐压值为交流电压的最大值，则有效值为

22

V＝112 V，所以原、副线圈的匝数比为102

2

1，

B错误；电容器通交流电，所以电流表的示数大于通过电阻R0的电流，C错误；由题图乙知交流电的周期为0.02 s，所以角速度为100π rad/s，原线圈AB端输入电压的变化规律为

u＝311sin100πt V，D错误．

考向2 互感器

电压互感器 电流互感器 原理图 原线圈的连接 并联在高压电路中 副线圈的连接 连接电压表 互感器的作用 将高电压变为低电压 串联在交流电路中 连接电流表 将大电流变成小电流 12