江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)第11章交變電流傳感器第2節(jié)變壓器電能的輸送學(xué)案江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)第11章交變電流傳感器第2節(jié)變壓器電能的輸送學(xué)案PAGE25-江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)第11章交變電流傳感器第2節(jié)變壓器電能的輸送學(xué)案第2節(jié)變壓器電能的輸送一、理想變壓器1．構(gòu)造如圖所示，變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成的。（1)原線圈:與交流電源連接的線圈，也叫初級(jí)線圈.(2）副線圈:與負(fù)載連接的線圈，也叫次級(jí)線圈。2．原理電流磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)。3．理想變壓器原、副線圈基本量的關(guān)系理想變壓器（1)沒(méi)有能量損失（繞線無(wú)電阻、鐵芯無(wú)渦流)(2）沒(méi)有磁通量損失(磁通量全部集中在鐵芯中）基本關(guān)系功率關(guān)系根據(jù)能量守恒可得:原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，即P入＝P出電壓關(guān)系原、副線圈的電壓之比等于其匝數(shù)之比，公式：eq\f（U1，U2)＝eq\f（n1,n2)，與負(fù)載、副線圈的個(gè)數(shù)無(wú)關(guān)電流關(guān)系（1)只有一個(gè)副線圈時(shí)：eq\f(I1,I2）＝eq\f(n2,n1）（2）有多個(gè)副線圈時(shí):由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I(xiàn)3U3＋…＋I(xiàn)nUn或I1n1＝I2n2＋I(xiàn)3n3＋…＋I(xiàn)nnn頻率關(guān)系f1＝f2（變壓器不改變交變電流的頻率）4．幾種常用的變壓器（1)自耦變壓器-—調(diào)壓變壓器，如圖甲（降壓作用）、乙(升壓作用）所示。甲乙丙丁(2）互感器eq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1（電壓互感器n1〉n2：把高電壓變成，低電壓，如圖丙所示。，電流互感器n1〈n2:把大電流變成，小電流，如圖丁所示。)）二、電能的輸送如圖所示，若發(fā)電站輸出電功率為P,輸電電壓為U，用戶得到的電功率為P′，用戶的電壓為U′,輸電線總電阻為R.1．輸出電流I＝eq\f(P,U）＝eq\f(P′，U′)＝eq\f(U－U′，R）。2．電壓損失(1）ΔU＝U－U′.（2）ΔU＝IR.3．功率損失（1)ΔP＝P－P′。（2）ΔP＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\）（\a\vs4\al\co1（\f(P,U)))eq\s\up12（2)R。4．減少輸電線上電能損失的方法（1）減小輸電線的電阻R。由R＝ρeq\f（l,S)知，可加大導(dǎo)線的橫截面積、采用電阻率小的材料做導(dǎo)線。(2）減小輸電線中的電流。在輸電功率一定的情況下，根據(jù)P＝UI，要減小電流，必須提高輸電電壓.1．思考辨析（正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”)（1）變壓器能改變交變電流的電壓，不能改變交變電流的頻率。 （√）（2)正常工作的變壓器當(dāng)副線圈與用電器斷開時(shí)，副線圈兩端無(wú)電壓。 （×)(3)變壓器副線圈并聯(lián)更多的用電器時(shí)，原線圈輸入的電流隨之減小。 （×)（4)增大輸電導(dǎo)線的橫截面積不利于減少輸電過(guò)程中的電能損失。 （×）（5)高壓輸電是通過(guò)減小輸電電流來(lái)減少電路的發(fā)熱損耗. （√)（6)在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸電過(guò)程中的電能損失越大。 (√)2．（滬科版選修3－2P75T3）如圖所示為一理想變壓器，其原、副線圈匝數(shù)之比n1∶n2＝4∶1，原線圈兩端連接光滑導(dǎo)軌,副線圈與電阻R組成閉合電路。當(dāng)直導(dǎo)線MN在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌向左勻速切割磁感線時(shí),電流表的示數(shù)是10mA，那么電流表的示數(shù)是()A．40mAB．0C．10mAD．2.5mAB[由于直導(dǎo)線MN勻速運(yùn)動(dòng),則MN切割磁場(chǎng)產(chǎn)生的電流恒定，線圈中產(chǎn)生的磁通量也是恒定的,所以不會(huì)引起副線圈的磁通量變化，所以副線圈中不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,即電流表A2的示數(shù)為0，選項(xiàng)B正確.］3．(粵教版選修3－2P59T4改編)如圖所示,P是電壓互感器,Q是電流互感器，如果兩個(gè)互感器的變壓比和變流比都是50，電壓表的示數(shù)為220V，電流表的示數(shù)為3A，則輸電線路中的電壓和電流分別是()A．11000V，150A B．1100V，15AC．4。4V,16。7A D．4.4V,0.06AA[由兩個(gè)互感器的變壓比和變流比可知輸電線路中的電壓為U＝220×50V＝11000V，電流為I＝3×50A＝150A，故A正確。]4．（人教版選修3－2P50T3改編)從發(fā)電站輸出的功率為220kW，輸電線的總電阻為0.05Ω，用110V和11kV兩種電壓輸電.兩種情況下輸電線上由電阻造成的電壓損失之比為()A．100∶1B．1∶100C．1∶10D．10∶1A[由P＝UI得輸電線的電流I＝eq\f（P，U），則輸電線上由電阻造成的電壓損失ΔU＝IR＝eq\f(P，U)R，所以兩種情況下:ΔU1∶ΔU2＝U2∶U1＝100∶1，A正確。］5．（人教版選修3－2P44T5改編)如圖所示的電路中，變壓器為理想變壓器，a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端,R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器?，F(xiàn)將變阻器的滑片從一個(gè)位置滑動(dòng)到另一位置，觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0。2A，電流表A2的示數(shù)增大了0.8A，則下列說(shuō)法正確的是（)A．電壓表V1示數(shù)增大B．電壓表V2、V3示數(shù)均增大C．該變壓器起升壓作用D．變阻器滑片是沿c→d的方向滑動(dòng)［答案］D理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用eq\o(［講典例示法］）1．分析原線圈有串聯(lián)負(fù)載的變壓器電路問(wèn)題時(shí)要注意變壓器的輸入電壓不等于電源的電壓,而是等于電源電壓減去串聯(lián)負(fù)載的電壓，即:U1＝U源－U串。2．分析含有二極管的變壓器電路問(wèn)題時(shí)要注意理想二極管單向?qū)щ娦?，?duì)交變電流的影響,及對(duì)應(yīng)有效值的變化。3．理想變壓器的各量的制約關(guān)系制約關(guān)系電壓副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定：U2＝eq\f(n2,n1)U1功率原線圈的輸入功率P入由副線圈的輸出功率P出決定：P入＝P出電流原線圈電流I1由副線圈電流I2和匝數(shù)比決定：I1＝eq\f（n2，n1）I2［典例示法](2020·廣西高三月考）如圖所示，導(dǎo)線框繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)e＝44eq\r（2)sin100πt（V）。導(dǎo)線框與理想升壓變壓器相連，變壓器副線圈接入一額定電壓為220V的電燈泡，電燈泡恰好正常工作且電流表的示數(shù)為2A，導(dǎo)線框電阻不計(jì),電流表為理想電流表，則(）A．變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1∶5B．通過(guò)電燈泡的電流為0。2AC．電燈泡的額定功率為22WD．電燈泡兩端的最大電壓為110eq\r（2)VA［在變壓器中有eq\f(n1，n2）＝eq\f（U1，U2)＝eq\f（I2,I1）其中U1＝44V，U2＝220V，I1＝2A，可得變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為eq\f(n1,n2)＝eq\f(1，5），通過(guò)電燈泡的電流為I2＝0。4A，故A正確，B錯(cuò)誤；由于電燈泡恰好正常工作，則電燈泡的額定功率P＝I2U2＝0。4×220W＝88W,故C錯(cuò)誤；電燈泡兩端電壓的最大值Um＝eq\r（2)U2＝220eq\r(2）V，故D錯(cuò)誤.][跟進(jìn)訓(xùn)練］1．(2019·江蘇高考)某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶10，當(dāng)輸入電壓增加20V時(shí),輸出電壓（)A．降低2V B．增加2VC．降低200V D．增加200VD[理想變壓器的電壓與匝數(shù)關(guān)系為eq\f(U1,U2)＝eq\f（n1,n2）＝eq\f（U1＋ΔU1，U2＋ΔU2）,整理可得eq\f(ΔU1,ΔU2)＝eq\f(n1,n2），即原、副線圈匝數(shù)比等于電壓變化量之比，當(dāng)ΔU1＝20V時(shí)，ΔU2＝200V，選項(xiàng)D正確。］2．（2020·云南保山高三期末）如圖所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為5∶1，電阻R1＝20Ω,R2＝20Ω，兩電表均為理想交流電表.若R1兩端電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u1＝50eq\r（2）sin100πt（V），則下列說(shuō)法正確的是（)A．電流表的示數(shù)為12.5AB．電壓表的示數(shù)為50VC．R2消耗的功率為250WD．原線圈輸入交流電頻率為100HzB［R1兩端電壓u1＝50eq\r（2）sin100πt（V），其最大值是50eq\r(2）V,有效值是50V；副線圈中的電流與流過(guò)R1、R2的電流是相等的，即I2＝eq\f(UR1，R1)＝eq\f(50,20)A＝2。5A，由原副線圈的電流與匝數(shù)的關(guān)系得I1＝eq\f(n2,n1）·I2＝eq\f(1，5)×2。5A＝0.5A，故A錯(cuò)誤;由于電阻R1＝R2＝20Ω,則兩個(gè)電阻上分擔(dān)的電壓是相等的，所以電壓表的讀數(shù)是50V，故B正確;R2消耗的功率為PR2＝eq\f(U\o\al(2,2)，R2)＝eq\f(502,20）W＝125W,故C錯(cuò)誤;變壓器不會(huì)改變電流的頻率，則副線圈輸出電流的頻率f＝eq\f（100π,2π）＝50Hz，故D錯(cuò)誤。]3．（2017·北京高考)如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u＝220eq\r（2)sin100πt（V）的交流電源上，副線圈接有R＝55Ω的負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1，電流表、電壓表均為理想電表.下列說(shuō)法正確的是(）A．原線圈的輸入功率為220eq\r（2)WB．電流表的讀數(shù)為1AC．電壓表的讀數(shù)為110eq\r(2）VD．副線圈輸出交流電的周期為50sB[理想變壓器原線圈兩端電壓的有效值為U1＝220V，由eq\f（U1,U2）＝eq\f(n1,n2)得U2＝eq\f(n2U1，n1）＝110V，即電壓表的讀數(shù)為110V，通過(guò)負(fù)載電阻的電流I2＝eq\f(U2，R）＝eq\f（110，55)A＝2A，則副線圈的輸出功率P＝U2I2＝110×2W＝220W，原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率,為220W,故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤;由n1I1＝n2I2得I1＝eq\f(n2I2,n1）＝1A，即電流表的讀數(shù)為1A,選項(xiàng)B正確;由u＝220eq\r（2)sin100πt(V)可知，角速度ω＝100πrad/s，原線圈所接交流電的周期T＝eq\f（2π，ω）＝0。02s，副線圈輸出交流電的周期不變，仍為0。02s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]4．如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝22∶5，電阻R1＝R2＝25Ω,D為理想二極管，原線圈接u＝220eq\r(2）sin（100πt）V的交流電，則（）A．交流電的頻率為100HzB．通過(guò)R2的電流為1AC．通過(guò)R2的電流為eq\r(2）AD．變壓器的輸入功率為200WC[由原線圈交流電瞬時(shí)值表達(dá)式可知，交變電流的頻率f＝eq\f（1，T）＝eq\f（ω,2π)＝50Hz，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由理想變壓器變壓規(guī)律eq\f（U1，U2)＝eq\f(n1,n2）可知，輸出電壓U2＝50V，由理想二極管單向?qū)щ娦钥芍?，交變電流每個(gè)周期只有一半時(shí)間有電流通過(guò)R2，由交變電流的熱效應(yīng)可知，eq\f（U\o\al(2，2），R)·eq\f(T，2）＝eq\f(U2，R）·T,解得U＝eq\f（\r（2)，2)U2＝25eq\r（2）V，由歐姆定律可知,通過(guò)R2的電流為eq\r(2）A，B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;電阻R2的功率P2＝UI＝50W，而電阻R1的電功率P1＝eq\f(U\o\al（2，2),R1)＝100W,由理想變壓器輸入功率等于輸出功率可知,變壓器的輸入功率為P＝P1＋P2＝150W，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]關(guān)于理想變壓器的四點(diǎn)說(shuō)明(1)變壓器不能改變直流電壓。（2）變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的頻率。（3）理想變壓器本身不消耗能量。(4）理想變壓器基本關(guān)系中的U1、U2、I1、I2均為有效值。理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題eq\o(［講典例示法］）1．理想變壓器的制約關(guān)系制約關(guān)系電壓副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定功率原線圈的輸入功率P入由副線圈的輸出功率P出決定電流原線圈電流I1由副線圈電流I2和匝數(shù)比決定2．兩種情況匝數(shù)比不變的情況負(fù)載電阻不變的情況(1)U1不變，根據(jù)eq\f（U1,U2)＝eq\f（n1,n2)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，可以得出不論負(fù)載電阻R如何變化，U2不變(2）當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，I2變化，根據(jù)輸出電流I2決定輸入電流I1，可以判斷I1的變化(3)I2變化引起P2變化，根據(jù)P1＝P2，可以判斷P1的變化（1)U1不變,eq\f(n1，n2)發(fā)生變化，U2變化（2)R不變，U2變化，I2發(fā)生變化（3)根據(jù)P2＝eq\f(U\o\al（2，2),R）和P1＝P2，可以判斷P2變化時(shí)，P1發(fā)生變化，U1不變時(shí),I1發(fā)生變化［典例示法]一自耦變壓器如圖所示，其a、b端接到一電壓有效值不變的交變電源兩端，在c、d間接有一定值電阻R1和滑動(dòng)變阻器R0。電壓表均可視為理想交流電壓表,輸電導(dǎo)線的電阻均可忽略不計(jì).則下列說(shuō)法正確的是(）A．保持滑動(dòng)觸頭位置不變，將滑動(dòng)變阻器滑片P下滑時(shí),三個(gè)電壓表的示數(shù)均減小B．保持滑動(dòng)觸頭位置不變,將滑動(dòng)變阻器滑片P下滑時(shí),V1、V2的示數(shù)不變，而V3的示數(shù)減小C．保持滑動(dòng)變阻器滑片P不動(dòng)時(shí)，將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中，三個(gè)電壓表的示數(shù)均減小D．保持滑動(dòng)變阻器滑片P不動(dòng)時(shí)，將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中,V1、V2示數(shù)均減小,V3的示數(shù)增大思路點(diǎn)撥：本題中變壓器為自耦變壓器，分析時(shí)要注意區(qū)分原線圈和副線圈,分清不變量和變量，弄清理想變壓器中電壓、電流、功率之間的聯(lián)系和相互制約關(guān)系,利用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點(diǎn)進(jìn)行分析判定.B[滑動(dòng)觸頭位置保持不變時(shí)，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比不變,因電源的電壓不變，所以V1、V2的示數(shù)不變，R1與R0串聯(lián)分得的總電壓不變;當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P下滑時(shí)，R0接入電路的阻值變小，分得的電壓減小，所以V3的示數(shù)減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；保持滑動(dòng)變阻器滑片P不動(dòng)時(shí),將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中，副線圈的匝數(shù)變小，由U1∶U2＝n1∶n2可知，V2、V3的示數(shù)均減小，V1的示數(shù)不變，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。］含有變壓器的動(dòng)態(tài)電路問(wèn)題的解題思路［跟進(jìn)訓(xùn)練］匝數(shù)比不變，負(fù)載變化的情況1．有一理想變壓器，副線圈所接電路如圖所示，燈L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡。當(dāng)S斷開時(shí)，燈L1正常發(fā)光.S閉合后，下列說(shuō)法正確的是(）A．電阻R消耗的電功率增大B．燈L1、L2都能正常發(fā)光C．原線圈的輸入功率減小D．原、副線圈的電流比減小A[當(dāng)S閉合后，由變壓器電壓與匝數(shù)比關(guān)系:eq\f（U1,U2)＝eq\f（n1,n2),可知副線圈電壓U2不變,而電路的電阻減小，所以副線圈的電流增大，由P＝I2R知R消耗的功率增大,故A正確；副線圈的電流增大，所以電阻R的電壓增大，而副線圈電壓U2不變，所以燈泡兩端的電壓減小，燈L1、L2都不能正常發(fā)光,故B錯(cuò)誤；由于副線圈中負(fù)載電阻減小，消耗的功率為P＝eq\f（U\o\al(2,2）,R總），故消耗的功率增大，又因?yàn)檩斎牍β实扔谳敵龉β剩试€圈的輸入功率增大，所以C錯(cuò)誤;變壓器原、副線圈的匝數(shù)不變，由電流與匝數(shù)關(guān)系eq\f（n1,n2)＝eq\f(I2，I1)，知原、副線圈中電流之比不變，故D錯(cuò)誤.］2．（2019·江蘇南京師大附中高考模擬）如圖所示，理想變壓器原線圈輸入端a、b間的交流電壓有效值不變，R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器.將滑動(dòng)變阻器的滑片從一個(gè)位置滑動(dòng)到另一個(gè)位置時(shí),觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2A，電流表A2的示數(shù)增大了0。8A。忽略所有電表對(duì)電路的影響，下列說(shuō)法中不正確的有（)A．變阻器滑片是沿c→d方向滑動(dòng)的B．電壓表V2示數(shù)增大C．電壓表V3示數(shù)減小D．該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4∶1B［由題意可知電源的電壓的有效值不變,原副線圈的匝數(shù)不變，所以副線圈兩端的電壓不變，即電壓表V2示數(shù)不變；電流表A2的示數(shù)增大了，說(shuō)明副線圈的負(fù)載電阻減小了，所以變阻器滑片是沿c→d方向滑動(dòng)的，故A正確，B錯(cuò)誤;電流表A2的示數(shù)增大了,則通過(guò)副線圈的電流I2增大，所以R0兩端的電壓增大，因?yàn)镽和R0兩端的電壓之和不變，所以R兩端的電壓減小，即電壓表V3示數(shù)減小，故C正確；理想變壓器的原副線圈的匝數(shù)與原副線圈的電流的關(guān)系為eq\f（I1，I2）＝eq\f（n2，n1)，所以可得eq\f(ΔI1，ΔI2）＝eq\f(n2，n1）,代入數(shù)據(jù)可得eq\f（n1,n2）＝eq\f（ΔI2,ΔI1)＝eq\f(0。8，0.2)＝eq\f（4，1），故D正確。]匝數(shù)比改變，負(fù)載不變的情況3．如圖所示，電路中的變壓器為理想變壓器，S為單刀雙擲開關(guān),U1為加在原線圈兩端的交變電壓，I1、I2分別為原、副線圈中的電流。下列說(shuō)法中正確的是()A．保持U1不變，S由b切換到a，則R上消耗的功率減小B．保持U1不變,S由a切換到b，則I2增大C．保持U1不變,S由b切換到a，則I1增大D．保持U1不變，S由a切換到b，則變壓器的輸入功率增大C[保持U1不變，S由b切換到a時(shí),副線圈匝數(shù)增多，則輸出電壓U2增大，電流I2增大,R消耗的功率增大，由變壓器功率關(guān)系可知，其輸入功率也增大，故I1增大;S由a切換到b時(shí)，副線圈匝數(shù)減少，則輸出電壓U2減小，輸出電流I2減小，所以根據(jù)P2＝I2U2，P2減小；又因P1＝P2，所以變壓器輸入功率減小。由以上分析可知,正確選項(xiàng)為C。］4．（2020·江蘇七市二模)可調(diào)式理想變壓器示意圖如圖所示，原線圈的輸入電壓為U1，副線圈輸出電壓為U2,R為電阻。將原線圈輸入端滑動(dòng)觸頭P向下移動(dòng)時(shí)。下列結(jié)論中正確的是(）A．輸出電壓U2增大 B．流過(guò)R的電流減小C．原線圈輸入電流減小 D．原線圈輸入功率不變A［P向下移動(dòng)時(shí)，原線圈的匝數(shù)減小，根據(jù)U2＝eq\f（n2,n1）U1，可知副線圈電壓增大，則副線圈電流增大，流過(guò)R的電流增大，輸出功率增大，則輸入功率也增大，原線圈電壓不變,則原線圈輸入電流增大,故A正確，B、C、D錯(cuò)誤.］遠(yuǎn)距離輸電eq\o（［講典例示法]）1．理清三個(gè)回路遠(yuǎn)距離輸電電網(wǎng)間的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。輸電過(guò)程的電路被劃分為三個(gè)獨(dú)立的回路，即電源回路、輸送回路和用戶回路。在每個(gè)回路中，變壓器的原線圈是回路的用電器,而相應(yīng)的副線圈是下一個(gè)回路的電源，每個(gè)回路均可應(yīng)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的規(guī)律，而變壓器的電壓、電流、功率關(guān)系則是聯(lián)系不同回路的橋梁。2．抓住兩個(gè)物理量的聯(lián)系（1）理想的升壓變壓器聯(lián)系了電源回路和輸送回路，由理想變壓器原理可得：線圈1（匝數(shù)為n1）和線圈2（匝數(shù)為n2)中各個(gè)量間的關(guān)系是eq\f（U1，U2）＝eq\f(n1,n2）,P1＝P2，I1n1＝I2n2。（2）理想的降壓變壓器聯(lián)系了輸送回路和用戶回路，由理想變壓器原理可得：線圈3(匝數(shù)為n3)和線圈4（匝數(shù)為n4)中各個(gè)量間的關(guān)系是eq\f（U3，U4）＝eq\f(n3,n4)，P3＝P4，I3n3＝I4n4。3．掌握一個(gè)能量守恒定律發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,并通過(guò)導(dǎo)線將能量輸送給線圈1，線圈1上的能量就是遠(yuǎn)程輸電的總能量，在輸送過(guò)程中，先被輸送回路上的導(dǎo)線電阻損耗一小部分,剩余的絕大部分通過(guò)降壓變壓器和用戶回路被用戶使用消耗,所以其能量關(guān)系為P1＝P線損＋P用戶。[典例示法]如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，升壓變壓器的變壓比為m，降壓變壓器的變壓比為n,輸電線的電阻為R，升壓變壓器和降壓變壓器均為一理想變壓器，發(fā)電機(jī)輸出的電壓恒為U，若由于用戶的負(fù)載變化，使電壓表V2的示數(shù)減小了ΔU,則下列判斷正確的是（）A．電流表A2的示數(shù)增大了eq\f(ΔU，R）B．電流表A1的示數(shù)增大了eq\f(nΔU，R）C．電壓表V1的示數(shù)減小了ΔUD．輸電線損失的功率增加了eq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1（\f(nΔU,R）)）eq\s\up12(2)RB［降壓變壓器原、副線圈兩端的電壓之比等于n，所以有eq\f(ΔU3,ΔU）＝n,即降壓變壓器原線圈兩端電壓減小了nΔU，升壓變壓器副線圈兩端電壓不變,所以輸電線上電壓增大為nΔU，根據(jù)歐姆定律知，電流表A1示數(shù)增大了eq\f(nΔU，R），輸電線上電流增大了eq\f（nΔU,R),根據(jù)電流與匝數(shù)成反比知，電流表A2示數(shù)增大了n·eq\f(nΔU,R)＝eq\f（n2ΔU,R)，A錯(cuò)誤,B正確；根據(jù)題意知，發(fā)電廠的輸出電壓恒為U，升壓變壓器的變壓比不變,所以電壓表V1的示數(shù)不變，C錯(cuò)誤;輸電線上電流增大了eq\f(nΔU，R），但輸電線損失的功率增加量一定不是P＝eq\b\lc\（\rc\）(\a\vs4\al\co1(\f（nΔU，R)）)eq\s\up12（2）R，D錯(cuò)誤.]輸電線路功率損失的計(jì)算方法P損＝P1－P4P1為輸送的功率，P4為用戶得到的功率P損＝Ieq\o\al（2，線）R線I線為輸電線路上的電流，R線為線路電阻P損＝eq\f（ΔU2，R）ΔU為輸電線路上損失的電壓，不要與U2、U3相混P損＝ΔU·I線ΔU不要錯(cuò)代入U(xiǎn)2或U3［跟進(jìn)訓(xùn)練］遠(yuǎn)距離輸電原理1．(2018·江蘇高考)采用220kV高壓向遠(yuǎn)方的城市輸電.當(dāng)輸送功率一定時(shí)，為使輸電線上損耗的功率減小為原來(lái)的eq\f(1,4），輸電電壓應(yīng)變?yōu)椋ǎ〢．55kVB．110kVC．440kVD．880kVC[輸送功率P＝UI,輸電線上損耗的功率P損＝I2r＝eq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1(\f(P，U)））eq\s\up12（2)r∝eq\f（1,U2）。當(dāng)P損減小為原來(lái)的eq\f（1,4）時(shí),輸電電壓應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍。]2．遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2,電流分別為I1、I2，輸電線上的電阻為R。變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是（)A．eq\f(I1,I2)＝eq\f(n1，n2）B．I2＝eq\f（U2，R）C．I1U1＝Ieq\o\al（2，2）RD．I1U1＝I2U2D［根據(jù)變壓器的工作原理可知eq\f(I1，I2)＝eq\f(n2，n1)，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因U2、I2、R不滿足歐姆定律公式中物理量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；U1I1＝U2I2，但U2I2≠Ieq\o\al(2，2)R,選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。]遠(yuǎn)距離輸電的電壓、功率損失3．如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器,升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，在T的原線圈兩端接入一電壓u＝Umsinωt的交流電源。若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r,不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為（）A．eq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1（\f(n1,n2））)eq\f(U\o\al(2，m），4r)B．eq\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1（\f（n2,n1)））eq\f(U\o\al(2，m),4r）C．4eq\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1（\f(n1,n2）)）eq\s\up12(2)eq\b\lc\（\rc\）