高三物理一轮复习变压器电能的输送ppt课件.ppt

想一想 如图所示 变压器副线圈上接有一只额定电压为220V的灯泡 1 若在原线圈上输入220V的直流电 灯泡发光吗 2 若原线圈输入110V的交流电而使灯泡正常发光 则原 副线圈匝数比应为多少 提示 1 不发光 2 1 2 第2单元变压器电能的输送 基础探究 变压器的原理 填一填 1 构造和原理 如图所示 1 主要构造 由 副线圈和组成 2 工作原理 电磁感应的现象 原线圈 闭合铁芯 互感 3 互感器 1 电压互感器 用来把电压变成电压 2 电流互感器 用来把电流变成电流 高 低 大 小 想一想 照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的 可是我们在晚上七 八点钟用电高峰时开灯 电灯比深夜时要显得暗些 这是什么原因呢 提示 用电高峰时 供电线上电流大 输电线上损失的电压较大 灯两端电压偏低 电能的输送 2 减小输电导线中的电流 在输电功率一定的情况下 根据P UI 要减小电流 必须提高 阻R 在保证输电距离情况下 可采用减小材料的 增大导线的等方法 输电电压 电阻率 横截面积 基础自测1 理想变压器在正常工作时 原 副线圈中不同的物理量是 A 每匝线圈中磁通量的变化率B 交变电流的频率C 原线圈的输入功率和副线圈的输出功率D 原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势答案 ABC 答案 A 3 某水电站 用总电阻为2 5 的输电线输电给500km外的用户 其输出电功率是3 106kW 现用500kV电压输电 则下列说法正确的是 A 输电线上输送的电流大小为2 0 105AB 输电线上由电阻造成的损失电压为15kVC 若改用5kV电压输电 则输电线上损失的功率为9 108kWD 输电线上损失的功率为 P U2 r U为输电电压 r为输电线的电阻 答案 B 4 一台理想变压器 其原线圈的匝数为n1 2200匝 副线圈的匝数为n2 440匝 并接入一个R 100 的负载电阻 如图所示 1 当原线圈接在44V直流电源上时 电压表示数为 V 电流表示数为 A 2 当原线圈接在220V交流电源上时 电压表示数为 V 电流表示数为 A 此时输入功率为 W 变压器效率为 解析 1 原线圈接在直流电源上时 由于原线圈中的电流恒定 所以穿过原 副线圈的磁通量不发生变化 副线圈两端不产生感应电动势 故电压表示数为零 电流表示数也为零 答案 1 00 2 440 4419 36100 互动探究 1 满足什么条件的变压器可以看成理想变压器 2 原 副线圈基本量间存在怎样的制约关系 核心突破 理想变压器原 副线圈的基本关系 理想变压器原 副线圈基本量的关系 思路探究 1 分析AB两端电压的瞬时值 AB两端电压的最大值 有效值 AB两端电压的变化频率 2 分析变压器工作原理及变压关系 变压器工作时原 副线圈的不变量 理想变压器电压比 功率比 电流比 3 在交变电流中 电压表 电流表的读数应为有效值还是最大值 答案 D 1 2012年高考山东卷改编 图甲是某燃气炉点火装置的原理图 转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压 并加在一理想变压器的原线圈上 变压器原 副线圈的匝数分别为n1 n2 为交流电压表 当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时 就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体 以下判断正确的是 A B C D 答案 BC 互动探究 1 理想变压器匝数和输入电压不变 若负载增加 输入电流怎样变化 2 分析理想变压器动态变化的基本思路是什么 核心突破 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 理想变压器的动态分析 典例2 2014年滁州六校联考 一理想变压器的原线圈连接一只电流表 副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节 如图所示 在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻器R P为滑动变阻器的滑动触头 原线圈两端接在电压为U的交流电源上 则 保持Q的位置不动 将P向上滑动时 电流表的读数变大 保持Q的位置不动 将P向上滑动时 电流表的读数变小 保持P的位置不动 将Q向上滑动时 电流表的读数变大 保持P的位置不动 将Q向上滑动时 电流表的读数变小A B C D 思路探究 1 请分析Q不动时 P向上滑动 负载电阻如何变化 原 副线圈电流怎样变化 2 请分析P不动 Q向上滑 副线圈匝数如何变化 副线圈的电压 电流如何变化 自主解答 Q位置不动 输出电压不变 P向上滑动 R阻值变大 输出电流变小 输入电流变小 电流表读数变小 错 对 P位置不动 R不变 Q向上滑动 输出电压变大 输出电流变大 输入电流变大 电流表读数变大 对 错 答案 C 2 2014年黄山检测 有一电路连接如图所示 理想变压器初级线圈接电压一定的交流电源 则下列说法中正确的是 A 只将S1从2拨向1时 电流表示数变小B 只将S2从4拨向3时 电流表示数变小C 只将S3从断开变为闭合 变压器的输入功率减小D 只将变阻器R3的滑动触头下移 变压器的输入功率减小 解析 只将S1从2拨向1时 根据U1 U2 n1 n2 可得副线圈的电压要增大 输出功率和输入功率也要增大 电流表示数变大 A错 只将S2从4拨向3时 副线圈的电压要减小 输出功率和输入功率也要减小 电流表示数变小 B对 只将S3从断开变为闭合时 负载电路的总电阻变小 输出功率和输入功率要增大 电流表示数变大 C错 只将变阻器R3的滑动触头下移 副线圈电路的总电阻变小 输出功率和输入功率要增大 电流表示数变大 D错 答案 B 互动探究 1 远距离输电为什么要用高压输电 2 远距离高压输电的原理简图怎样画 核心突破 1 对高压输电问题 应按 发电机 升压变压器 远距离输电线 降压变压器 用电器 的顺序 或从 用电器 倒推到 发电机 一步一步进行分析 远距离输电问题 2 远距离高压输电的几个基本关系 如图所示 典例3 2014年安庆模拟 一台发电机最大输出功率为4000kW 电压为4000V 经变压器T1升压后向远方输电 输电线路总电阻为R 1k 到目的地经变压器T2降压 负载为多个正常发光的灯泡 220V 60W 若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10 变压器T1和T2的损耗可忽略 发电机处于满负荷工作状态 则 A T1原 副线圈电流分别为103A和25AB T2原 副线圈电压分别为2 105V和220VC T1和T2的变压比分别为1 50和40 1D 有6 104盏灯泡 220V 60W 正常发光 答案 D 3 2014年六安调研 如图所示 某变电站用10kV的高压向10km外的小区供电 输送的电功率为200kW 现要求在输电线路上损耗的功率不超过输送电功率的2 下列不同规格的输电线中 符合要求的是 答案 C 两种特殊变压器的处理方法 方法概述 高中物理研究的变压器有两种特殊形式 一种是自耦变压器 另一种是互感器 两种变压器的原理都是电磁感应现象 都满足变压器的基本关系和制约关系 问题类型 自耦变压器 又称调压器 它只有一个线圈 其中的一部分作为另一个线圈 当交流电源接不同的端点时 它可以升压也可以降压 变压器的基本关系对自耦变压器均适用 解题思路 分清线圈的哪部分是原线圈 哪部分是副线圈 利用变压器的基本比例关系求解 自耦变压器 典例1 2012年高考新课标全国卷 自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈 原 副线圈都只取该线圈的某部分 一升压式自耦调压变压器的电路如图所示 其副线圈匝数可调 已知变压器线圈总匝数为1900匝 原线圈为1100匝 接在有效值为220V的交流电源上 当变压器输出电压调至最大时 负载R上的功率为2 0kW 设此时原线圈中电流有效值为I1 负载两端电压的有效值为U2 且变压器是理想的 则U2和I1分别约为 A 380V和5 3AB 380V和9 1AC 240V和5 3AD 240V和9 1A 答案 B 互感器 解题思路 根据不同连接方式区分电压互感器和电流互感器