解析：选BD 由法拉第电磁感应定律知，图示时刻，磁通量最大，感应电动势为零，A项错；由交变电流电动势最大值表达式Em＝NBSω可知B项正确；根据闭合电路欧姆定律可知，C项中表达式为R两端电压的最大值，C项错；由图可知，线框转动一圈的过程中，只
有半个周期为正弦交变电流，另半个周期电流为零，由有效值定义有
E2R＋rT＝
?Em??2???
2
·，解R＋r2
T得E＝，由欧姆定律可知，D项正确。
2
第2讲
变压器 电能的传输
Em
考纲下载：1.理想变压器(Ⅱ) 2.远距离输电(Ⅰ)
主干知识·练中回扣——忆教材 夯基提能 1．理想变压器
(1)构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。
①原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈； ②副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。 (2)原理：电流磁效应、电磁感应。 (3)基本关系式
①功率关系：P入＝P出；
U1U2
②电压关系：只有一个副线圈时，＝；
n1n2U1U2U3
有多个副线圈时＝＝＝…；
n1n2n3
I1n2
③电流关系：只有一个副线圈时，＝；
I2n1
由P入＝P出及P＝UI推出有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn。 (4)常用的变压器
①自耦变压器——调压变压器；
??电压互感器：用来把高电压变成低电压。②互感器?
??电流互感器：用来把大电流变成小电流。
2．远距离输电
(1)输电过程(如图所示)
2
(2)输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q＝IRt。 (3)电压损失
①ΔU＝U－U′；②ΔU＝IR。 (4)功率损失
?P?①ΔP＝P－P′；②ΔP＝IR＝??R。 ?U?
2
2
(5)输送电流
PU－U′①I＝；②I＝。
UR
巩固小练
1．判断正误
(1)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。(×) (2)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用。(√)
(3)理想变压器能改变交变电压、交变电流，但不改变功率，即输入功率总等于输出功率。(√)
(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)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。(×) (6)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。(√) (7)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗。(√)
(8)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。(√) [变压器的基本规律]
2.如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为 22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )
A．U＝110 V，I＝0.2 A B．U＝110 V，I＝0.05 A C．U＝1102 V，I＝0.2 A D．U＝1102 V，I＝0.22 A
U1
解析：选A 由题意可直接求出副线圈中的电压、电流分别为：220 V、0.1 A，根据＝
U2
n1I2
＝，可得原线圈中的电压、电流分别为110 V、0.2 A。 n2I1
[远距离输电的原理]
3．如图所示为远距离输电的电路原理图，下列判断正确的是( )
A．U1>U2 B．U2＝U3 C．I4
解析：选D 在远距离输电的过程中，第一级为升压过程，故U1 [远距离输电电能的损失] 4．[多选]在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么 ( ) A．输电线路上损失的电压与输送电流成正比 B．输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大 C．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比 D．输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比 解析：选AC 输电线路上损失电压ΔU＝IR，在R一定时，ΔU和I成正比，A正确；若U越高，I＝越小，那么ΔU越小，B错误；输电线路上损失的功率ΔP＝IR，当P一定 PU2 P?2P?时，I＝，所以ΔP＝??R，即ΔP和U的平方成反比，跟I的平方成正比，A、C正确，D U?U? 错误。 核心考点·分类突破——析考点 讲透练足 考点一 理想变压器 1．理想变压器的特点 (1)没有能量损失(铜损、铁损)。 (2)没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)。 2．制约关系 (1)电压制约关系：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定。 (2)电流制约关系：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定。 (3)功率制约关系：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定。 [典题1] [多选](2014·山东高考) 如图所示，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n1∶n2＝11∶3 [解析] 由题意知U1＝220 V，U2＝60 V，I2＝2.2 A，则由P1＝P2＝U2I2，＝＝，解得n1∶n2＝11∶3，I1＝0.6 A，P1＝132 W，B、D正确，A错误；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2.22 A，C错误。 [答案] BD 压。 关于理想变压器的4点说明 1.变压器不能改变恒定的直流电压。 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.当原线圈中串联电阻(或灯泡)时，U1为加在原线圈两端的电压，并不是电源的电 U1n1I2U2n2I1 1.(2015·全国新课标Ⅰ)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压在 220 V 的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线回路中电阻消耗的功率的比值为k，则( ) 11 A．U＝66 V，k＝ B．U＝22 V，k＝ 9911 C．U＝66 V，k＝ D．U＝22 V，k＝ 33 I1n21I211R解析：选A 设原、副线圈中的电流分别I1、I2，则＝＝，故k＝2＝；设原线 I2n13I2R9U1n131U圈两端的电压为U1，则＝＝，故U1＝3U，而原线圈上电阻分担的电压为U，故＋3U＝ Un2133 220 V，解得U＝66 V，选项A正确。 2.用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图所示，则( ) A．变压器输入功率约为3.9 W B．输出电压的最大值是110 V C．变压器原、副线圈匝数比是 1∶2 π??D．负载电流的函数表达式i＝0.05sin?100πt＋?A 2?? 0.050.05 解析：选A 由题图知，负载电流I2＝ A，变压器的输出功率P2＝I2U2＝×110 22 W≈3.9 W，输入功率P1＝P2＝3.9 W，A正确；输出电压的最大值为U2m＝1102 V，B错误； 变压器原、副线圈的匝数比是＝＝2∶1，C错误；由图象知，负载电流的函数表达式i＝0.05sin 100πt(A)，D错误。 考点二 问题一 匝数比不变的情况(如图所示) 理想变压器的动态分析 n1U1n2U2 (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。 [典题2] (2015·安徽高考)如图所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是( ) U1n1U2n2 A．电压表V1示数增大 B．电压表V2、V3示数均增大 C．该变压器起升压作用 D．变阻器滑片是沿c→d的方向滑动 [解析] 电压表V1的示数和a、b间电压的有效值相同，滑片滑动时V1示数不变，选项A错误；电压表V2测量的电压为副线圈两端的电压，原、副线圈匝数不变，输入电压不变，故V2示数不变，V3示数为V2示数减去R0两端电压，两线圈中电流增大，易知R0两端电压升高，故V3示数减小，选项B错误；理想变压器U1I1＝U2I2，则U1ΔI1＝U2ΔI2，ΔI2＞ΔI1，故U2＜U1，变压器为降压变压器，选项C错误；因I2增大，故知R减小，变阻器滑片是沿c→d的方向滑动，选项D正确。 [答案] D
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