第十一章交變電流傳感器第2講變壓器電能的輸送知識點一

理想變壓器1.

構造和原理（1）構造：如圖所示，變壓器是由

?和繞在鐵芯上

的

組成的.（2）原理：電磁感應的互感現(xiàn)象.閉合鐵芯兩個線圈2.

基本關系式（1）功率關系：

?.

由P入＝P出及P＝UI推出有多個副線圈時，U1I1＝

?

?.P入＝P出

U2I2＋U3I3＋…＋

UnIn

知識點二

遠距離輸電1.

輸電過程（如圖所示）

IR

I2R

（1）理想變壓器的基本關系式中，電壓和電流均為有效值.

（

√

）（2）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.

（

?

）（3）正常工作的變壓器當副線圈與用電器斷開時，副線圈兩端無電

壓.

（

?

）（4）變壓器副線圈并聯(lián)更多的用電器時，原線圈輸入的電流隨之減

小.

（

?

）√???（5）增大輸電導線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失.

（

√

）（6）高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發(fā)熱損耗.

（

√

）（7）在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損

失越大.

（

√

）√√√

等效負載電阻

考點1

理想變壓器基本關系的應用[典例1]

（雙選）如圖所示，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電

壓相同的燈泡a和b.當輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時，兩燈泡

均能正常發(fā)光.下列說法正確的是（

AD

）A.

原、副線圈匝數(shù)比為9∶1B.

原、副線圈匝數(shù)比為1∶9C.

此時a和b的電功率之比為9∶1D.

此時a和b的電功率之比為1∶9AD[解題指導]

兩燈均正常發(fā)光，Ua＝Ub＝U燈，U＝Ua＋U1＝10U燈，

則U1＝9U燈.解析：因為兩燈泡額定電壓相同且均正常發(fā)光，且輸入電壓為燈泡額

定電壓的10倍，所以理想變壓器的輸入、輸出電壓比為9∶1，由理想

變壓器變壓規(guī)律可知，原、副線圈的匝數(shù)比為9∶1，A項正確，B項

錯誤；由理想變壓器變流規(guī)律可知，原、副線圈的電流比為1∶9，由

電功率P＝UI可知，a和b的電功率之比為1∶9，C項錯誤，D項正確.

CA.

副線圈輸出電壓的頻率為100

HzB.

R0兩端的電壓為10

VC.

原、副線圈的匝數(shù)之比為2∶1D.

若開關S閉合，電阻R消耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍

[變式1]

（2024·泉州三模）如圖，矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于

磁場的軸OO'勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電流輸入理想變壓器的原線圈，

副線圈、理想電流表A與標有“6

V

3

W”字樣的小燈泡L串聯(lián)成閉合

回路，燈泡L正常發(fā)光.已知變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5∶3，矩形線

圈的電阻為1.0

Ω，則A的示數(shù)為

A，矩形線圈的電動勢有效

值為

V.

0.5

10.3

關于理想變壓器的四點說明（1）變壓器不能改變恒定的直流電壓.（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）當原線圈中串聯(lián)電阻（或燈泡）時，U1為加在原線圈兩端

的電壓，并不是電源的電壓.考點2

變壓器電路的動態(tài)分析考向1

變壓器匝數(shù)比不變時的動態(tài)分析[典例3]

（2023·揚州模擬）如圖所示，用一理想變壓器給負載供電，變壓器輸入端的電壓不變，開始時開關S是斷開的.現(xiàn)將開關S閉合，則圖中所有理想交流電表的示數(shù)以及輸入功率的變化情況是（

B

）BA.V1、V2的示數(shù)不變，A1的示數(shù)增大，A2的示數(shù)減小，P入增大B.V1、V2的示數(shù)不變，A1、A2的示數(shù)增大，P入增大C.V1、V2的示數(shù)不變，A1、A2的示數(shù)減小，P入減小D.V1的示數(shù)不變，V2的示數(shù)增大，A1的示數(shù)減小，A2的示數(shù)增大，P入減小

[變式2]

（雙選）（2024·福州教育學院附屬中學模擬）如圖甲所

示，B為理想變壓器，接在原線圈上的交流電壓U保持不變，R為定值

電阻，電壓表和電流表均為理想電表.開關閉合前燈泡L1上的電壓如

圖乙所示，當開關S閉合后，下列說法正確的是（

CD

）

CDA.

電流表A1的示數(shù)變小B.

電流表A2的示數(shù)變小C.

電壓表V的示數(shù)大于220

VD.

燈泡L1的電壓有效值小于220

V解析：當S閉合后，電路的總電阻減小，總電流變大，而變壓器的匝

數(shù)比不變，所以原線圈中的電流增大，電流表A1的示數(shù)變大，故A錯

誤；當S閉合后，電路的總電阻減小，副線圈總電流變大.電流表A2

的示數(shù)變大，故B錯誤；根據(jù)圖像可知，開關閉合前燈泡L1上的電壓

為220

V，故電壓表的示數(shù)為副線圈總電壓，大于220

V，閉合開關

后，輸入電壓和匝數(shù)比不變，電壓表示數(shù)仍大于220

V，故C正確；

開關閉合后，總電阻減小，干路電流增大，故電阻分得的電壓增大，

燈泡L1的電壓減小，小于220

V，故D正確.考向2

變壓器負載電阻不變時的動態(tài)分析[典例4]如圖所示，接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供

電，若將原、副線圈減少相同匝數(shù)，其他條件不變，則（

B

）A.

小燈泡變亮B.

小燈泡變暗C.

原、副線圈兩端電壓的比值不變D.

通過原、副線圈電流的比值不變B

分析變壓器的動態(tài)變化問題的注意事項（1）要明確變壓器的各基本物理量之間的制約關系.（2）要明確“不變量”和“變化量”，從主動變化量開始，根

據(jù)制約關系從前到后或從后到前逐一分析各物理量的變化情況.考點3

遠距離輸電考向1

遠距離輸電的定性分析[典例5]

（雙選）如圖所示，有一臺交流發(fā)電機E，通過理想升壓變

壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠處用戶供電，輸電線的總電阻為R.T1

的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1，它的輸出電壓和輸出功率分別

為U2和P2；T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3，它的輸出電壓和

輸出功率分別為U4和P4.設T1的輸入電壓U1一定，當用戶消耗的功率

變大時，有（

BD

）BDA.

U2減小，U4變大B.

U2不變，U3變小C.

P1變小，P2變小D.

P2變大，P3變大解析：由理想變壓器輸出功率決定輸入功率可得，當用戶功率增大

時，升壓變壓器的輸入功率必增大，即P1增大，輸入電壓U1為定值不

變，升壓變壓器的匝數(shù)不變，故輸出電壓U2不變，由于P1增大，由P1

＝U1I1＝P2＝U2I2可得，I1增加，P2、I2增加，由閉合電路歐姆定律得

U3＝U2－I2R，故U3減小，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)不變，所以U4

減小，故選項A錯誤，選項B正確；由于用戶功率增加，即P4增加，

理想變壓器無功率損耗可得：P3＝P4，功率P3也增加，由以上分析可

知P1、P2增大，故選項C錯誤，選項D正確.考向2

遠距離輸電的定量計算[典例6]

（雙選）（2024

·莆田階段練）綠色環(huán)保、低碳出行已經(jīng)成

為一種時尚，新能源汽車越來越受市民的喜愛，正在加速“駛?cè)搿卑?/p>

姓家，某家用交流電充電樁的供電電路如圖所示.已知總電源的輸出

電壓U1＝220

V，輸出功率P1＝3.3×105

W，輸電線的總電阻r＝12

Ω，變壓器視為理想變壓器，其中升壓變壓器的匝數(shù)比n1∶n2＝

1∶15，汽車充電樁的額定電壓為50

V.

下列說法正確的有（

AD

）ADA.

輸電線上的電流為100

AB.

充電樁用戶獲得的功率為1.5×105

WC.

降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4＝66