（课标通用版）2020版高考物理总复习第十一章02第2讲变压器远距离输电课件.pptx

第2讲变压器远距离,一变压器原理,二远距离输电,基础过关,考点一理想变压器基本关系的应用,考点二变压器的动态分析,考点三远距离输电问题,考点突破,基础过关,一、变压器原理1.工作原理:电磁感应的互感现象。2.理想变压器的基本关系式(1)功率关系:P入=P出。(2)电压关系:=,若n1n2,为降压变压器;若n1Icd,选项B正确。,考向4多个副线圈的变压器4.如图所示,两种情况下灯泡L2、L3的功率均为P,且L1、L2、L3为相同的灯泡(灯泡电阻不变),匝数比为n1n2=31,则图甲中L1的功率和图乙中L1的功率分别为(B)甲乙,A.P、PB.9P、C.、9PD.、P,解析由题意可知,两种情况下变压器的输出功率均为2P。设灯泡L2、L3两端的电压为U,电流为I,电阻为R,两种情况下变压器的输入电压为3U,变压器的输入电流为I,图甲中L1的功率为P1=9P,图乙中L1的功率为P2=R=,选项B正确。,方法总结,考点二变压器的动态分析,1.常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种:匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。,2.分析含变压器电路的动态变化问题的一般思路:U1U2I2I1,考向1匝数比不变负载电阻变化时的动态分析1.如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是(),A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率变大B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变大D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大、A2示数变大,答案B解析由于原、副线圈两端电压不变,当滑动变阻器滑动触头P向上滑动时,连入电路的电阻变大,所在电路总电阻变大,副线圈中电流减小,R1中电流减小,R1消耗的功率减小,A项错误;R1中电流减小,则R1两端电压减小,而副线圈两端电压不变,所以滑动变阻器两端电压增大,电压表示数变大,B项正确;副线圈中电流减小,原线圈中电流随之减小,故C项错误;若闭合开关S,负载电路的总电阻减小,副线圈中电流增大,R1中电流增大,则R1两端电压升高,R2两端电压减小,A2示数变小,D项错误。,考向2负载电阻不变匝数比变化时的动态分析2.(多选)是原线圈的中心抽头,S为单刀双掷开关,定值电阻R1、R2均为10。在原线圈c、d两端加上图乙所示的交变电压,下列说法正确的是()甲乙,A.当S与a连接后,理想电流表示数为2.2AB.当S与a连接后,理想电压表示数为11VC.当S由a拨到b后,副线圈输出电压的频率变为25HzD.当S由a拨到b后,原线圈的输入功率变为原来的4倍,答案AD解析由题图可以知道,交变电流的电压有效值为220V、周期为0.02s,频率为50Hz。当S接a时,由变压器的原理可以知道,副线圈两端电压有效值为22V,由闭合电路欧姆定律,得理想电压表的示数为22V,理想电流表示数为2.2A,故选项A正确,选项B错误;当S由a拨到b后,原线圈电压、频率不变,原线圈匝数减半,则副线圈频率不变,副线圈两端电压加倍,负载电阻不变,副线圈的输出功率变为原来的4倍,原线圈的输入功率也变为原来的4倍,故选项C错误,选项D正确。,考向3含二极管变压器的动态分析3.(多选)(2018辽宁沈阳模拟)如图,一理想变压器的原线圈接在电压为220V的正弦交流电源上,两副线圈匝数分别为n2=16匝、n3=144匝,通过理想二极管(具有单向导电性)、单刀双掷开关与一只“36V18W”的灯泡相连(灯泡电阻不变),当开关接1时,灯泡正常发光,则下列说法中正确的是(),A.原线圈的匝数为880匝B.当开关接2时,灯泡两端电压的有效值为20VC.当开关接2时,原线圈的输入功率约为18WD.当开关接2时,原线圈的输入功率约为11W,答案ABD解析由=得n1=880匝,选项A正确。当开关接2时,有=,解得U=40V;设交流电的周期为T,=T,U=20V,选项B正确。灯泡电阻为R=72,灯泡消耗的实际功率为P=W11W,选项C错误,D正确。,方法总结,考点三远距离输电问题,1.理清三个回路,2.抓住两个联系(1)理想的升压变压器联系着回路1和回路2,由变压器原理可得,线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是:=,=,P1=P2。(2)理想的降压变压器联系着回路2和回路3,由变压器原理可得,线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的关系是:=,=,P3=P4。,3.掌握一个守恒能量守恒:P1=P损+P3,4.输电线路功率损失的计算方法,1.图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2,在T的原线圈两端接入一电压u=Umsint的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率为(C)A.B.,C.4rD.4r,解析T的输入电压U1=,则P=U1I1,I1=,又=,所以I2=I1=,则输电线上损失的电功率P损=2r=4r,C项正确。,2.(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示,发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻为r,降压变压器原、副线圈的匝数之比为n3n4=n1,降压变压器的副线圈两端电压如图乙所示,降压变压器的副线圈与阻值为R0=22的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器,则下列说法正确的是()甲乙,A.发电机产生交流电的频率为0.5HzB.降压变压器的副线圈两端电压的瞬时值表达式为u=220sin100t(V)C.通过R0的电流的最大值为20A,D.输电线损失的功率为,答案BD解析变压器不改变交流电的频率,由题图乙可知交流电的频率为f=Hz=50Hz,A错误;降压变压器的副线圈两端电压的瞬时值表达式为u=220sin100t(V),B正确;通过R0的电流的最大值为Im=A=10A,有效值为I=10A,C错误;根据理想变压器中电流与匝数的关系可知,通过输电线的电流为I3=I=A,故输电线损失的功率为P=r=,D正确。,理想变压器工作原理的应用,热点题型探究,例2(多选)(2016课标,19,6分)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,两灯均能正常发光,下列说法正确的是(AD)A.原、副线圈匝数比为91B.原、副线圈匝数比为19,C.此时a和b的电功率之比为91D.此时a和b的电功率之比为19,解析由题意知U=10U灯,a、b均正常发光,则变压器输入电压U1=9U灯,而输出电压U2=U灯,所以原、副线圈匝数比n1n2=U1U2=91;而I1I2=n2n1=19,所以两灯功率之比PaPb=U灯I1U灯I2=19,选项A、D正确。,1.在如图所示的铁芯上绕有4个线圈,匝数之比为n1n2n3n4=1121,今在线圈1两端接正弦交流电源,下列判断正确的是(B),A.U1=U2=U3=U4B.U1=U2=U3,U4=0C.U1=U2+U3+U4D.以上均不对,解析线圈1、2、3的电压关系遵守变压比公式,线圈4中的磁通量始终为0,不产生感应电动势,故U4=0,故B正确。,2.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31,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为220V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、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则(A)A.U=66V,k=B.U=22V,k=,C.U=66V,k=D.U=22V,k=,解析设原线圈中电流