高考核动力高考物理一轮复习 10.2变压器 电能的输送课件.ppt

第2单元变压器电能的输送 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 2 理想变压器的基本关系式 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 温馨提示 1 如果变压器没有漏磁和能量损失 这样的变压器就是理想变压器 2 变压器只能改变交变电流的电流和电压 不能改变恒定电流的电流和电压 练一练 1 关于理想变压器的工作原理 以下说法正确的是 a 通过正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变b 穿过原 副线圈的磁通量在任何时候都相等c 穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势d 原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈 解析 由于是交变电流 交变电流的磁场不断变化 磁通量也在变化 a错误 因理想变压器无漏磁 故b正确 由变压器工作原理知c正确 原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能 故d错 答案 bc 2 如图所示 理想变压器原 副线圈匝数比为2 1 电池和交变电源的电动势都为6v 内阻均不计 下列说法正确的是 a s与a接通的瞬间 r中无感应电流b s与a接通稳定后 r两端的电压为0c s与b接通稳定后 r两端的电压为3vd s与b接通稳定后 原 副线圈中电流的频率之比为2 1 解析 s与a接通的瞬间 副线圈有瞬间的感应电流 a错误 s与a接通稳定后 理想变压器的原线圈电流稳定不变 副线圈电压为零 b正确 s与b接通稳定后 根据u1 u2 n1 n2 可得r两端的电压为3v c正确 原 副线圈的频率相同 d错误 答案 bc 3 一输入电压为220v 输出电压为36v的变压器副线圈烧坏 为获知此变压器原 副线圈匝数 某同学拆下烧坏的副线圈 用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈 如图所示 然后将原线圈接到220v交流电源上 测得新绕线圈的端电压为1v 按理想变压器分析 该变压器烧坏前的原 副线圈匝数分别为 a 1100 360b 1100 180c 2200 180d 2200 360 答案 b 4 中国已投产运行的1000kv特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程 假设甲 乙两地原来用500kv的超高压输电 输电线上损耗的电功率为p 在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下 现改用1000kv特高压输电 若不考虑其他因素的影响 则输电线上损耗的电功率将变为 答案 a 考点一理想变压器的基本规律及应用 考点梳理 理想变压器及其原 副线圈基本量的关系 温馨提示 1 理想变压器的应用中要注意副线圈和原线圈功率相等这个特点 电流关系的推导应该以其为依据 2 变压器的以上关系都是根据 口 字型的变压器推出的 如果变压器不是 口 字型时 应根据变压器的原理及各线圈中磁通量的关系推导出各物理量的关系 典例应用 2014 山东理综 17 多选 如图 将额定电压为60v的用电器 通过一理想变压器接在正弦交变电源上 闭合开关s后 用电器正常工作 交流电压表和交流电流表 均为理想电表 的示数分别为220v和2 2a 以下判断正确的是 a 变压器输入功率为484wb 通过原线圈的电流的有效值为0 6ac 通过副线圈的电流的最大值为2 2ad 变压器原 副线圈匝数比n1 n2 11 3 解题指导 1 电表读数为交流电的有效值 匝数比等于原副线圈电压比 同时有效值之比或同时最大值之比 2 用电器正常工作其功率即为输出功率 由功率制约关系可确定输入功率 答案 bd 答案 d 考点二理想变压器的动态分析问题 考点梳理 1 匝数比不变的情况 如图所示 典例应用 2014 广东理综 19 多选 如图所示的电路中 p为滑动变阻器的滑片 保持理想变压器的输入电压u1不变 闭合电键s 下列说法正确的是 a p向下滑动时 灯l变亮b p向下滑动时 变压器的输出电压不变c p向上滑动时 变压器的输入电流变小d p向上滑动时 变压器的输出功率变大 解题指导 明确动态变化过程中的不变量 输入电压u1 匝数比不变 输出电压u2不变 将u2看作副线圈电源电动势 用闭合电路的欧姆定律来进行动态分析 答案 bd 如图所示 理想变压器输入端pq接稳定的交流电源 通过单刀双掷开关s可改变变压器原线圈匝数 图中电压表及电流表皆为理想电表 则下列说法中正确的是 答案 d 考点三远距离输电问题 考点梳理 远距离输电问题的 三二一 1 理清三个回路 2 抓住两个联系 典例应用 2014 四川理综 1 如图所示 甲是远距离输电线路的示意图 乙是发电机输出电压随时间变化的图象 则 a 用户用电器上交流电的频率是100hzb 发电机输出交流电的电压有效值是500vc 输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定d 当用户用电器的总电阻增大时 输电线上损失的功率减小 解题指导 可按如下思路进行分析 r用增大 p用减小 i用减小 i线减小 p损减小 答案 d 总结提升 解决远距离高压输电问题的方法 1 先画出远距离输电的示意图 并在图中标出已知量和待求量 2 抓住输电的两端 电源和用电器 分析一条线 输电线 研究两次电压变换 升压和降压 3 以变压器为界将整个输电线路划分为几个独立回路 各回路分别分析 注意原 副线圈的电压 电流与匝数的关系及输入功率等于输出功率的关系 2014 浙江理综 15 如图所示为远距离交流输电的简化电路图 发电厂的输出电压是u 用等效总电阻是r的两条输电线输电 输电线路中的电流是i1 其末端间的电压为u1 在输电线与用户间连有一理想变压器 流入用户端的电流为i2 则 答案 a 三种特殊变压器模型模型一自耦变压器高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型 自耦变压器 又称调压器 它只有一个线圈 其中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 如下图a b所示 2012 全国新课标卷 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 2015 宁波高三模拟 一自耦调压变压器 可看做理想变压器 的电路如图甲所示 移动滑动触头p可改变副线圈匝数 已知变压器线圈总匝数为1900匝 原线圈为1100匝 接在如图乙所示的交流电源上 电压表为理想电表 则 a 交流电源电压瞬时值的表达式为u 220sin100 tvb p向上移动时 电压表的最大示数为380vc p向下移动时 原 副线圈的电流之比减小d p向下移动时 变压器的输入功率变大 答案 bc 模型二互感器分为电压互感器和电流互感器 比较如下 电流互感器和电压互感器如图所示 其中n1 n2 n3 n4分别为四组线圈的匝数 a b为两只交流电表 则 a a为电流互感器 且n1n2 a是电压表c b为电流互感器 且n3n4 b是电压表 答案 ad 2013 天津卷 4 普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流 通常要通过电流互感器来连接 右图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少 工作时电流为iab cd一侧线圈的匝数较多 工作时电流为icd 为了使电流表能正常工作 则 a ab接mn cd接pq iabicdc ab接pq cd接mn iabicd 答案 b 模型三双副线圈变压器计算具有两个 或两个以上 副线圈的变压器问题时 应注意三个关系 如图所示 理想变压器有两个副线圈 l1 l2是两盏规格为 8v 10w 的灯泡 l3 l4是两盏规格为 6v 12w 的灯泡 当变压器的输入电压为u1 220v时 四盏灯泡恰好都能正常发光 如果原线圈的匝数n1 1100匝 求 1 副线圈n2 n3的匝数 2 电流表的读数 答案 1 40匝60匝 2 0 2a 如图所示 接于理想变压器中的四个规格相同的灯泡都正常发光 那么 理想变压器的匝数比n1 n2 n3为 a 1 1 1b 3 2 1c 6 2 1d 2 2 1 答案 b 模拟题组 1 2015 贵港高三质检 如图所示 一理想变压器原线圈匝数n1 1000匝 副线圈匝数n2 200匝 原线圈中接一交变电源 交变电源电压u 220sin100 tv 副线圈中接一电动机 电阻为11 电流表a2示数为1a 电表对电路的影响忽略不计 则 答案 d 2 2015 安庆高三检测 如图所示是一种理想自耦变压器示意图 线圈绕在一个圆环形的铁芯上 p是可移动的滑动触头 a b间接交流电压u 输出端连接了两个相同的灯泡l1和l2 q为滑动变阻器的滑动触头 当开关s闭合 p处于如图所在的位置时 两灯均能发光 下列说法正确的是 a 将p沿逆时针方向移动 两灯均变暗b p不动 将q向左移动 两灯均变亮c p不动 将q向右移动 输入功率变大d 断开开关s l1将变暗 答案 b 高考题组 3 2014 全国新课标卷 21 多选 如图 一理想变压器原 副线圈的匝数分别为n1 n2 原线圈通过一理想电流表 接正弦交流电源 一个二极管和阻值为r的负载电阻串联后接到副线圈的两端 假设该二极管的正向电阻为零 反向电阻为无穷大 用交流电压表测得a b端和c d端的电压分别为uab和ucd 则 a uab ucd n1 n2b 增大负载电阻的阻值r 电流表的读数变小c 负载电阻的阻值越小 cd间的电压ucd越大d 将二极管短路 电流表的读数加倍 答案 bd 4 2014 江苏单科 3 远距离输电的原理图如图所示 升压变压器原 副线圈的匝数分别为n1 n2 电压分别为u1 u2 电流分别为i1 i2 输电线上的电阻为r 变压器为理想变压器 则下