第十二章交變電流電磁波傳感器第2講變壓器電能的輸送判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)．1.變壓器不但能改變交變電流的電壓，還能改變交變電流的頻率．(

)2.變壓器只對(duì)交變電流起作用，對(duì)恒定電流不起作用．(

)3.理想變壓器的基本關(guān)系式中，電壓和電流均只能為有效值．(

)5.變壓器副線圈并聯(lián)更多的用電器時(shí)，原線圈的輸入電流隨之增大．(

)6.在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸電過(guò)程中的電能損失越小．(

)7.增大輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過(guò)程中的電能損失．(

)8.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．(

)×√××√×√√課前3min壹考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系1.實(shí)驗(yàn)原理：原線圈通過(guò)電流時(shí)，鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，由于交變電流的大小和方向都在不斷地變化，鐵芯中的磁場(chǎng)也在不斷地變化，變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，副線圈中就存在輸出電壓．本實(shí)驗(yàn)通過(guò)改變?cè)⒏本€圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系．2.實(shí)驗(yàn)器材：兩只多用電表(或兩只交直流數(shù)字電壓表)、學(xué)生電源(低壓交流電源)、開(kāi)關(guān)、可拆變壓器、導(dǎo)線若干．3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)按如圖所示連接好電路圖，將兩個(gè)多用電表調(diào)到交流電壓擋，并記錄兩個(gè)線圈的匝數(shù)．(2)打開(kāi)學(xué)生電源，讀出兩個(gè)電表電壓值，并記錄在表格中．(3)保持匝數(shù)不變多次改變輸入電壓，記錄下每次的兩個(gè)電壓值．(4)保持電壓、原線圈的匝數(shù)不變，多次改變副線圈的匝數(shù)，記錄下每次的副線圈匝數(shù)和對(duì)應(yīng)的電壓值．4.數(shù)據(jù)處理由數(shù)據(jù)分析變壓器原、副線圈兩端電壓U1、U2之比與原、副線圈的匝數(shù)n1、n2之比的關(guān)系．5.誤差分析(1)實(shí)際變壓器存在各種損耗．(2)交流電表的讀數(shù)存在誤差．6.注意事項(xiàng)(1)在改變學(xué)生電源電壓、線圈匝數(shù)前均要先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，再進(jìn)行操作．(2)為了人身安全，學(xué)生電源的電壓不能超過(guò)12V，不能用手接觸裸露的導(dǎo)線和接線柱．(3)為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測(cè)電壓時(shí)，先用最大量程擋試測(cè)，大致確定被測(cè)電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量．典例1

(2025·泰州期初)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)．他準(zhǔn)備了可拆變壓器、多用電表、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干．(1)實(shí)驗(yàn)需要以下哪種電源________.A.低壓直流電源

B.高壓直流電源C.低壓交流電源

D.高壓交流電源C(2)該同學(xué)認(rèn)真檢查電路無(wú)誤后，先保證原線圈匝數(shù)不變，改變副線圈匝數(shù)；再保證副線圈匝數(shù)不變，改變?cè)€圈匝數(shù)．分別測(cè)出相應(yīng)的原、副線圈電壓值．由于交變電流電壓是變化的，所以，我們實(shí)際上測(cè)量的是電壓的______(填“有效”或“最大”)值．其中一次多用電表讀數(shù)如圖所示，此時(shí)電壓表讀數(shù)為_(kāi)_______.有效7.6V(3)理想變壓器原、副線圈電壓應(yīng)與其匝數(shù)成______(填“正比”或“反比”)，實(shí)驗(yàn)中由于變壓器的銅損和鐵損，導(dǎo)致原線圈與副線圈的電壓之比一般________(填“大于”“小于”或“等于”)原線圈與副線圈的匝數(shù)之比．(4)實(shí)驗(yàn)中原、副線圈的電壓之比與它們的匝數(shù)之比有微小差別．原因不可能為_(kāi)_______.(填字母代號(hào))A.原、副線圈上通過(guò)的電流發(fā)熱B.鐵芯在交變磁場(chǎng)作用下發(fā)熱C.變壓器鐵芯漏磁D.原線圈輸入電壓發(fā)生變化正比大于D【解析】(1)探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系，應(yīng)選擇低壓交流電源，故C正確．(2)多用電表測(cè)量的交流電壓為有效值，不是最大值；多用電表選用的擋位是交流電壓的10V擋位，所以應(yīng)該在0～10V擋位讀數(shù)，則讀數(shù)應(yīng)該是7.6V.(4)原、副線圈上通過(guò)的電流發(fā)熱，鐵芯在交變磁場(chǎng)作用下發(fā)熱，都會(huì)使變壓器輸出功率發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電壓比與匝數(shù)比有差別；變壓器鐵芯漏磁，也會(huì)導(dǎo)致電壓比與匝數(shù)比有差別；原線圈輸入電壓發(fā)生變化，不會(huì)影響電壓比和匝數(shù)比．故D正確．貳考點(diǎn)二理想變壓器的原理和應(yīng)用1.構(gòu)造和原理(1)構(gòu)造：如圖所示，變壓器是由____________和繞在鐵芯上的____________組成的．(2)原理：電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象．閉合鐵芯兩個(gè)線圈2.基本關(guān)系式3.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．(2)互感器并聯(lián)串聯(lián)電壓表電流表低電壓小電流典例2

(2024·宿遷期末)理想自耦變壓器的原線圈、副線圈各接一個(gè)電阻R1、R2，已知R1＝R2，輸入交變電流的電壓U不變．則(

)A.原線圈匝數(shù)越多，R1兩端電壓越大B.副線圈輸出電壓與原線圈匝數(shù)成正比C.R2、R1兩端電壓之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比D.當(dāng)原、副線圈匝數(shù)相等時(shí)，副線圈中電流最小CB原線圈回路含有用電器的電路分析圖甲中當(dāng)R2變化時(shí)判斷理想變壓器原線圈中I1的變化情況及R1、R2的功率變化情況，可以把圖甲等效畫成圖乙．規(guī)律總結(jié)叁考點(diǎn)三理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析1.理想變壓器的制約關(guān)系2.兩類理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題典例4

(2024·全國(guó)甲卷改編)如圖所示，理想變壓器的副線圈接入電路的匝數(shù)可通過(guò)滑動(dòng)觸頭T調(diào)節(jié)，副線圈回路接有滑動(dòng)變阻器R、定值電阻R0和R1、開(kāi)關(guān)S.S處于閉合狀態(tài)，在原線圈電壓U0不變的情況下，為提高R1的熱功率，可以(

)A.保持T不動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R的滑片向e端滑動(dòng)B.將T向b端移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R的滑片位置不變C.將T向a端移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R的滑片向f端滑動(dòng)D.將T向b端移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R的滑片向e端滑動(dòng)C【解析】

保持T不動(dòng)，根據(jù)理想變壓器的性質(zhì)可知副線圈中電壓不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片向e端滑動(dòng)時(shí)，R與R1串聯(lián)后的總電阻增大，電流減小，根據(jù)P＝I2R1可知此時(shí)熱功率減小，故A錯(cuò)誤；將T向b端移動(dòng)，副線圈匝數(shù)變小，故副線圈兩端電壓變小，滑動(dòng)變阻器R的滑片位置不變時(shí)，通過(guò)R1的電流減小，故熱功率減小，故B錯(cuò)誤；將T向a端移動(dòng)，副線圈匝數(shù)增加，故副線圈兩端電壓變大，滑動(dòng)變阻器R的滑片向f端滑動(dòng)，R與R1串聯(lián)后的總電阻減小，電流增大，此時(shí)熱功率增大，故C正確；將T向b端移動(dòng)，副線圈匝數(shù)減少，故副線圈兩端電壓變小，滑動(dòng)變阻器R的滑片向e端滑動(dòng)，R與R1串聯(lián)后的總電阻增大，電流減小，此時(shí)熱功率減小，故D錯(cuò)誤．肆考點(diǎn)四電能的輸送1.減少輸電線上電能損失的方法(2)減小輸電導(dǎo)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__________________.橫截面積電阻率小提高輸電電壓2.遠(yuǎn)距離高壓輸電的分析(1)理清三個(gè)回路(如圖所示)①

在電源回路中，P發(fā)電機(jī)＝U1I1＝P1.③

在用戶回路中，P4＝U4I4＝P用戶．(2)抓住兩個(gè)聯(lián)系(3)掌握一個(gè)守恒關(guān)系典例5

(2023·蘇北四市調(diào)研)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，加之寒冬來(lái)臨，用電需求增加，當(dāng)火力發(fā)電供應(yīng)緊張時(shí)，通過(guò)遠(yuǎn)距離調(diào)度方式，會(huì)及時(shí)將其他地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電并入電網(wǎng)保障電力供應(yīng)．如圖所示是遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，假設(shè)發(fā)電廠輸出電壓恒定不變，兩個(gè)變壓器均為理想變壓器．當(dāng)用戶用電器增加(假設(shè)所有用電器均可視為純電阻)，電網(wǎng)中數(shù)據(jù)發(fā)生變化，下列說(shuō)法中正確的是(

)A.降壓變壓器的輸出電流I4減小B.輸電線上損失的功率減小C.升壓變壓器的輸出電壓U2增大D.發(fā)電廠輸出的總功率增大D伍隨堂內(nèi)化1.(2020·江蘇卷)電流互感器是一種測(cè)量電路中電流的變壓器，工作原理如圖所示．其原線圈匝數(shù)較少，串聯(lián)在電路中，副線圈匝數(shù)較多，兩端接在電流表上．則電流互感器(

)A.是一種降壓變壓器B.能測(cè)量直流電路的電流C.原、副線圈電流的頻率不同D.副線圈的電流小于原線圈的電流D【解析】

根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，電流互感器副線圈匝數(shù)多，是一種升壓變壓器，A錯(cuò)誤；變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象，只可以測(cè)量交變電流，B錯(cuò)誤；變壓器不會(huì)改變交變電流的頻率，只能改變交流電壓和電流，原、副線圈中電流的頻率相同，C錯(cuò)誤；根據(jù)電流與匝數(shù)成反比得出匝數(shù)越多，電流越小，副線圈的電流小于原線圈的電流，D正確．2.(2024·南京三校期中)如圖甲所示的黑光燈利用紫色光引誘害蟲飛近高壓電網(wǎng)罩來(lái)?yè)魵⒑οx．圖乙是黑光燈高壓電網(wǎng)罩的工作電路，變壓器將有效值為220V的交變電壓變成高壓，當(dāng)高壓電網(wǎng)罩的電壓峰值達(dá)到3110V時(shí)，可擊殺害蟲，則變壓器的匝數(shù)比n1∶n2為(

)A.1∶10 B.1∶20C.22∶311 D.311∶22A【解析】

變壓器原、副線圈的匝數(shù)比等于原、副線圈兩端的電壓比，原線圈電壓的有效值為220V，則可知其峰值為311V，可得變壓器的匝數(shù)比為n1∶n2＝311V∶3110V＝1∶10，故A正確．A.開(kāi)關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為50HzC.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，電壓表的示數(shù)變大D.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，變壓器的輸出功率變小D4.(2023·山東卷)某節(jié)能儲(chǔ)能輸電網(wǎng)絡(luò)如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1＝250V，輸出功率為500kW.降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4＝50∶1，輸電線總電阻R＝62.5Ω.其余線路電阻不計(jì)，用戶端電壓U4＝220V，功率為88kW，所有變壓器均為理想變壓器．下列說(shuō)法中正確的是(

)A.發(fā)電機(jī)的輸出電流為368AB.輸電線上損失的功率為4.8kWC.輸送給儲(chǔ)能站的功率為408kWD.升壓變壓器的匝數(shù)比n1∶n2＝1∶44C陸配套精練一、

選擇題1.(2024·連云港三模)某電動(dòng)汽車在充電過(guò)程中，可視為理想變壓器的原線圈輸入電壓為220V，輸入功率為6.6kW，副線圈的電流為15A，副線圈通過(guò)相關(guān)設(shè)備連接汽車電池，電池容量為33kW·h.忽略充電過(guò)程中的能量損耗，則變壓器的原、副線圈匝數(shù)比和電池完全充滿所需要的時(shí)間分別是(

)A.1∶2,2.2h B.2∶1,5hC.2∶1,2.2h D.1∶2,5hD2.(2025·泰州期初)如圖是簡(jiǎn)化的某種旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)原理圖．定子是僅匝數(shù)n不同的兩線圈，n1>n2，二者軸線在同一平面內(nèi)且相互垂直，兩線圈到其軸線交點(diǎn)O的距離相等，且均連接阻值為R的電阻，轉(zhuǎn)子是中心在O點(diǎn)的條形磁鐵，繞O點(diǎn)在該平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩線圈輸出正弦式交變電流．不計(jì)線圈電阻、自感及兩線圈間的相互影響，下列說(shuō)法中正確的是(

)A.兩線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值相等B.兩線圈產(chǎn)生的交變電流頻率相等C.兩線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)同時(shí)達(dá)到最大值D.兩電阻消耗的電功率相等B3.遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出功率為P，輸電線上損失的功率為P線，變壓器均為理想變壓器，下列關(guān)系式中正確的是(

)D4.(2024·北京卷)如圖甲所示，理想變壓器原線圈接在正弦式交流電源上，輸入電壓u隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，副線圈接規(guī)格為“6V

3W”的燈泡．若燈泡正常發(fā)光，下列說(shuō)法中正確的是(

)B.副線圈中電流的有效值為0.5AC.原、副線圈匝數(shù)之比為1∶4D.原線圈的輸入功率為12WB5.(2024·揚(yáng)州期末檢測(cè))在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，裝置如圖所示，原線圈的“0”和“4”兩個(gè)接線柱接學(xué)生交流電源4V，下列操作可使交流電壓表示數(shù)變大的是(

)A.原線圈改接直流6VB.取下變壓器上部的鐵芯C.將電源改接原線圈的“0”和“1”兩個(gè)接線柱D.將電壓表改接副線圈的“2”和“8”兩個(gè)接線柱C【解析】

感應(yīng)線圈只適用于交流電源，直流電無(wú)法產(chǎn)生感應(yīng)電流，A錯(cuò)誤；如果拆去鐵芯，線圈的自感系數(shù)下降，電壓表的示數(shù)變小，B錯(cuò)誤；將電源改接原線圈的“0”和“1”兩個(gè)接線柱，原線圈的匝數(shù)將減小，而副線圈匝數(shù)不變，則電壓表示數(shù)將變大，C正確；將電壓表改接副線圈的“2”和“8”兩個(gè)接線柱，負(fù)線圈的匝數(shù)將減小，而原線圈匝數(shù)不變，則電壓表示數(shù)將變小，D錯(cuò)誤．A.2.0V B.4.0VC.5.6V D.100.0VA7.如圖甲所示為一種自耦變壓器(可視為理想變壓器)的結(jié)構(gòu)示意圖．線圈均勻繞在圓環(huán)型鐵芯上，滑動(dòng)觸頭P在某一位置，在BC間接一個(gè)交流電壓表和一個(gè)電阻R.若AB間輸入圖乙所示的交流電壓，則(

)A.t＝1×10－2s時(shí)，電壓表的示數(shù)為零C.滑動(dòng)觸頭P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，R兩端的電壓增大D.滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，AB間輸入功率增大D8.如圖甲所示為半波整流電路，在變壓器的輸出電路中有一只整流二極管，已知原、副線圈的匝數(shù)比為11∶1，電阻R＝10Ω，原線圈的輸入電壓隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，則(

)A.電壓表V1的讀數(shù)為28V B.電壓表V2的讀數(shù)為20VC.電流表A的讀數(shù)為0.18A D.原線圈的輸入功率P＝20WD9.(2024·湖南卷)根據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)，截止到2023年9月，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)4億千瓦，連續(xù)13年居世