高考物理一轮复习 10.2变压器、电能的输送课件.ppt

第二讲变压器 电能的输送 回扣教材夯实基础落实考点 基础自主温故 考点自清 1 变压器主要构造变压器是由和绕在铁芯上的两个组成的 如右图 原线圈 与连接的线圈 也叫线圈 副线圈 与连接的线圈 也叫线圈 闭合铁芯 线圈 交流电源 初级 负载 次级 2 工作原理 1 电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场 由于电流的 在不断变化 铁芯中的磁场也在不断变化 2 变化的磁场在副线圈中产生 所以尽管两个线圈之间没有导线相连 副线圈也能够输出电流 3 是变压器工作的基础 3 理想变压器不考虑铜损 线圈电阻产生的焦耳热 铁损 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 大小 方向 感应电动势 互感现象 输出功率 u2i2 u3i3 unin 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 如下图a b所示 2 电压互感器 属降压变压器 并联在电路中 用于测高电压 如图c所示 3 电流互感器 属于升压变压器 串联在电路中 用于测大电流 如图d所示 基础自测 1 如图 一理想变压器原副线圈的匝数比为1 2 副线圈电路中接有灯泡 灯泡的额定电压为220v 额定功率为22w 原线圈电路中接有电压表和电流表 现闭合开关 灯泡正常发光 若用u和i分别表示此时电压表和电流表的读数 则 答案 a 二 电能的输送 考点自清 1 电路损失 1 功率损失 设输电电流为i 输电线的电阻为r 则功率损失为 p 2 电压损失 u 减小功率损失和电压损失 都要求提高 减小输电电流 i2r ir 输电电压 2 降低损耗的两个途径 1 一个途径是减小输电线的 由电阻定律r 可知 在输电距离一定的情况下 为减小电阻 应当用小的金属材料制造输电线 此外 还要尽可能增加导线的 2 另一个途径是减小输电导线中的 由p iu可知 当输送功率一定时 提高可以减小输电电流 电阻 电阻率 横截面积 电流 电压 3 远距离高压输电 如下图所示 由于发电机本身的输出电压不可能很高 所以采用高压输电时 在发电站内需用升压到几百千伏后再向远距离送电 到达用电区再用降到所需的电压 升压变压器 降压变压器 基础自测 2 在如图所示的远距离输电电路图中 升压变压器和降压变压器均为理想变压器 发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变 随着发电厂输出功率的增大 下列说法中正确的有 a 升压变压器的输出电压增大b 降压变压器的输出电压增大c 输电线上损耗的功率增大d 输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 答案 cd 考点深析拓展延伸详讲精练 考点探究讲练 1 关于理想变压器的四点说明 1 变压器不能改变直流电压 2 变压器只能改变交变电流的电压和电流 不能改变交变电流的频率 3 理想变压器本身不消耗能量 4 理想变压器基本关系中的u1 u2 i1 i2均为有效值 2 理想变压器中的电压 功率 电流的制约关系 2014年山东卷 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 例1 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 答案 bd 变式训练1 答案 ab 1 匝数比不变的情况如图所示 2 负载电阻不变的情况如图所示 2014年广东卷 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 例2 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 思路指导 理想变压器的输入功率等于输出功率 次级线圈与负载组成闭合电路 满足闭合电路欧姆定律 答案 bd 如图 理想变压器原线圈输入电压u umsin t 副线圈电路中r0为定值电阻 r是滑动变阻器 和是理想交流电压表 示数分别用u1和u2表示 和是理想交流电流表 示数分别用i1和i2表示 下列说法正确的是 变式训练2 a i1和i2表示电流的瞬时值b u1和u2表示电压的最大值c 滑片p向下滑动过程中 u2不变 i1变大d 滑片p向下滑动过程中 u2变小 i1变小解析 交流电压表 电流表的读数都为有效值 故选项a b错误 当滑动变阻器滑片p向下滑动时 副线圈输出电路的总电阻减小 电压表的示数u2不变 由欧姆定律可知i2增大 则输出功率增大 从而输入功率增大 输入电压u不变 i1增大 故选项c正确 选项d错误 答案 c 解决远距离输电问题时应注意1 首先画出输电的电路图 如图所示 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 例3 答案 a 变式训练3 答案 d 思想方法技巧运用提升素养 学科素养提升 自耦变压器和多组副线圈变压器的应用1 自耦变压器 自耦变压器 又称调压器 有两种类型 一种类型是原线圈为整个线圈 其中一部分为副线圈 此种类型自耦变压器为降压自耦变压器 如图1所示 另一种类型是整个线圈作为副线圈 其中一部分作为原线圈 如图2所示 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 例4 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 思路指导 自耦变压器与一般变压器相同 也满足一般变压器的规律 此变压器为降压自耦变压器 调整滑动触头位置时改变原线圈匝数 次线圈匝数保持不变 答案 bc 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 变式训练4 a 380v和5 3ab 380v和9 1ac 240v和5 3ad 240v和9 1a答案 b 如图所示 有一理想变压器 原线圈匝数为n1 两个副线圈的匝数分别为n2和n3 原 副线圈的电压分别为u1 u2 u3 电流分别为i1 i2 i3 两个副线圈负载电阻的阻值未知 下列结论中 正确的是 例5 a u1 u2 n1 n2 u2 u3 n2 n3b i1