沪科版高考物理一轮复习：选修3-2第10章第2节《变压器与电能的输送》ppt精编课件.ppt

第2节变压器与电能的输送 一 变压器1 构造和原理 如图10 2 1所示 图10 2 1 1 主要构造 由 和 组成 2 工作原理 电磁感应的 现象 2 理想变压器不考虑铜损 线圈电阻产生的焦耳热 铁损 铁芯的涡流产生的焦耳热 和漏磁的变压器 即它的输入功率和 相等 原线圈 副线圈 闭合铁芯 互感 输出功率 降压 升压 4 变压器电路符号 5 几种常用的变压器 1 自耦变压器的原 副线圈共用一个线圈 如图10 2 3甲 乙所示 图10 2 2 图10 2 3 2 电压互感器 属于降压变压器 并联在电路中 把 变成 用于测高电压 如图丙所示 3 电流互感器 属于升压变压器 串联在电路中 把 变成 用于测大电流 如图丁所示 高电压 低电压 大电流 小电流 二 电能的输送1 根据P损 减小输电电能损失有两种方法 1 减小输电线的电阻 根据电阻定律R 要减小输电线的电阻 在保证输电距离不变的情况下 可采用减小材料的 I2R线 电阻率 增大导线的 等方法 但是不实际 不容易实现 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 横截面积 输电电压 一 变压器的工作原理及基本关系1 工作原理 2 理想变压器原 副线圈基本量的关系 特别提醒 1 基本关系中U1 U2 I1 I2均指有效值 2 只有一个副线圈的变压器电流与匝数成反比 多个副线圈的变压器没有这种关系 即时应用 图10 2 4 A 电流表的示数为2AB 原 副线圈匝数比为1 2C 电压表的示数为电压的有效值D 原线圈中交变电压的频率为100Hz 二 理想变压器动态问题分析1 匝数比不变的情况 如图10 2 5所示 图10 2 5 2 负载电阻不变的情况 如图10 2 6所示 图10 2 6 特别提醒 对变压器的负载电路进行分析时 可以把变压器的副线圈看做是给用户供电的无阻电源 分析方法与直流电路的分析方法基本相同 即时应用2 2018 高考天津理综卷 为探究理想变压器原 副线圈电压 电流的关系 将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上 副线圈连接相同的灯泡L1 L2 电路中分别接了理想交流电压表V1 V2和理想交流电流表A1 A2 导线电阻不计 如图10 2 7所示 当开关S闭合后下列说法正确的是 图10 2 7 A A1示数变大 A1与A2示数的比值不变B A1示数变大 A1与A2示数的比值变大C V2示数变小 V1与V2示数的比值变大D V2示数不变 V1与V2示数的比值不变 三 高压输电问题的分析1 远距离高压输电的几个基本关系 以图10 2 8为例 图10 2 8 2 常见问题有两类 一类是正向题目 由发电机 升压 输电线 降压 用电器的顺序分析 图10 2 9 另一类是由用电器到发电机的分析过程 还有一类从中间突破的题目 即由输电线上的功率损失求出输电线上的电流 也就是流过升压变压器副线圈和降压变压器原线圈的电流 再由理想变压器的工作原理推断发电和用电的问题 特别提醒 即时应用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 105A B 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 2018 高考福建理综卷 图10 2 10甲中理想变压器原 副线圈的匝数之比n1 n2 5 1 电阻R 20 L1 L2为规格相同的两只小灯泡 S1为单刀双掷开关 原线圈接正弦交变电源 输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示 现将S1接1 S2闭合 此时L2正常发光 下列说法正确的是 图10 2 10 思路点拨 解此题要把握住两点 1 变压器的工作原理及u t图像的信息 2 电路结构及S1 S2变化时的变量和不变量 答案 D P入 P出 即无论有几个副线圈在工作 变压器的输入功率总等于所有输出功率之和 2 分析理想变压器的动态变化问题 关键是抓住不变量 以不变量作为分析基础 然后根据欧姆定律分析电流 电压等各量的变化 变式训练 2018 高考山东理综卷 为保证用户电压稳定在220V 变电所需适时进行调压 图10 2 11甲为调压变压器示意图 保持输入电压u1不变 当滑动接头P上下移动时可改变输出电压 某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示 以下正确的是 图10 2 11 满分样板14分 某学校有一台应急备用发电机 内阻为r 1 升压变压器的匝数比为1 4 降压变压器的匝数比为4 1 输电线的总电阻为R 4 全校22个教室 每个教室用 220V 40W 的灯泡6盏 要求所有灯都正常发光 则 1 输电线上损耗的电功率多大 2 发电机的输出功率多大 3 发电机的电动势多大 思路点拨 解答本题时可按以下思路分析 解题样板规范步骤 该得的分一分不丢 1 根据题意 画出从发电机到教室灯泡之间的传输过程 如图10 2 12所示 图10 2 12 升压变压器的输入电流为I1 4IR 24A 1分 发电机的电动势E U1 I1r 226V 24 1V 250V 2分 答案 1 144W 2 5424W 3 250V 名师归纳 远距离高压输电中的物理量较多 在解决此类问题时应先画出输电电路图 规定