高考物理一轮复习 第11章 第2课时 理想变压器 远距离输电课件 粤教版.ppt

广州出版社 2015年五羊高考 高考总复习物理 课件 2015年五羊高考物理复习 第2课时理想变压器远距离输电 1 变压器的基本原理 1 变压器的作用和结构 变压器是一种能改变交变 电电压的电器设备 它由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成 通常把与电源连接的线圈叫做线圈 与负载连接的线圈叫做线圈 2 变压器的原理 在变压器的原线圈上加交变电压后 原线圈中因流过电流 在铁芯中产生的磁通量 所以 在副线圈中产生 如果将副线圈接入用电器 用电器中就有交变电流 从这个角度看 变压器的基本原理是 电磁感应现象中的互感现象 2 变压器的基本规律 1 在不考虑漏磁的条件下 同一时刻变压器的原副线圈每匝线圈中磁通量 相同时间内的磁通量变化量 磁通量变化率始终 故可得原副线圈电压与匝数的关系满足 课前自主解读 原 副 交变 交变 相等 相等 相等 感应电动势 课前自主解读 2 在不考虑变压器的线圈上的发热损失和铁芯上的发热损失条件下 变压器的输出功率 输出功率 即i1u1 i2u2 结合可得i1n1 i2n2 3 理想变压器 1 电压关系 变压器副线圈输出电压随其输入电压变化而变化 当原线圈输入电压不变时 既使负载电阻变化 副线圈输出电压 不变 或 改变 2 电流关系 副线圈中电流决定于副线圈输出电压和负载电阻 而原线圈中电流随副线圈中电流变化而变化 如 在变压器输入电压一定情况下 副线圈负载电阻增大时 副线圈中电流 因而原线圈中电流将随之 3 功率关系 理想变压器在传输电能时 输入功率总是 输出功率 当变压器的输出端负载发生变化时 输入功率也 等于 不变 减小 减小 等于 课前自主解读 会因负载变化而发生变化 在变压器输入电压一定情况下 若负载电阻的阻值变大时 副线圈中电流 输出功率 输入功率将随之 4 远距离输电由于发电站往往建设在资源丰富的地方 而用户则分布在四面八方 因此将发电站处电能输送到用户存在远距离送电的问题 1 电路结构 如图所示 电能的传输模式为发电机与升压变压器原线圈组成第一个回路 升压变压器副线圈 输电线路电阻和降压变压器原线圈组成第二个回路 降压变压器的副线圈与负载组成第三个回路 这三个回路由两个变压器传输电能 减小 减小 减小 课前自主解读 2 减少输电线路损耗途径 增加送电电压 在送电功率一定情况下 若送电电压u1越高 则第一个回路中电流越 第二个回路中电流i2越 故线路损失电功率p损 i22r越 由此可见 在送电功率一定情况下 高压输电 或 低压输电 可减少电损耗 减小线路电阻 在送电功率p 送电电压u及送电距离l一定情况下 送电线路电阻为 由p耗 可知减小线路电阻可 减少 或 增加 线路电损耗 小 小 小 小 高压输电 减少 课堂主题互动 主题一 变压器工作原理 例题1 如图所示为变压器的示意图 它被用来升高发电机的输出电压 则 a 穿过线圈 磁通量大于穿过副线圈 磁通量b 线圈 中的每一匝线圈磁通量变化率都相等c 变压器的输出电压频率高于输入电压的频率d 发电机应与线圈 相连 升高后的电压由a b两端输出 bd 变式1 如图所示 变压器原线圈是500匝 副线圈是1000匝 原线圈接在电动势是6v的干电池两极 则此时副线圈得到的电压是 a 12vb 3vc 6vd 0 主题一 变压器工作原理 d 主题二 变压器工作规律 例题2 如图所示 是霓虹灯的供电电路 电路中的变压器可视为理想变压器 已知变压器原线圈与副线圈匝数比 加在原线圈的电压为u1 311sin100 t v 霓虹灯正常工作的电阻r 440k i1 i2表示原 副线圈中的电流 下列判断正确的是 a 时 电压表的读数为b 时 电压表的读数为4400vc i1 i2d i1 i2 bd 变式2 2011 广州二模 如图所示 l1 l2是理想变压器的两个线圈 若把它当作降压变压器使用时 则 a l1接电源b 原 副线圈两端电压之比为5 1c 原 副线圈两端电流之比为5 1d 原 副线圈进 出电功率之比为5 1 主题二 变压器工作规律 ab 主题三 变压器电路中的 动态变化 问题 例题3 如图所示 单刀双掷开关打在a b理想变压器是原线圈的中心抽头 电压表和电流表均为理想表 除r以外其余电阻不计 从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压 则 a 单刀双掷开关由a扳向b 电压表和电流表示数均变小b 单刀双掷开关由a扳向b 电压表和电流表示数均变大c 滑动变阻器触片向上移 电压表和电流表的示数均变小d 滑动变阻器触片向上移 电压表和电流表的示数均变大 b 变式3 如图所示 理想变压器的原 副线圈匝数比为1 5 原线圈两端的交变电压为 已知氖泡在两端电压达到100v时开始发光 则 a 开关接通时 电压表的示数为100vb 开关接通时 氖泡的发光频率为50hzc 开关断开后 电压表的示数不变d 开关断开后 变压器的输入功率变大 主题三 变压器电路中的 动态变化 问题 ac 主题四 远距离输电的电路结构 例题4 某发电站采用高压输电向外输送电能 若输送的总功率为p0 输电电压为u 输电导线的总电阻为r 则下列说法正确的是 a 输电线上的电流b 输电线上的电流c 输电线上损失的功率d 输电线上损失的功率 bc 例题5 某小型水电站的电能输送示意图如图所示 发电机的输出电压为200v 输电线总电阻为r 升压变压器原副线圈匝数分别为n1 n2 降压变压器原副线匝数分别为n3 n4 变压器均为理想变压器 要使额定电压为220v的用电器正常工作 如图所示 则 a n1 n2b n3 n4c 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压d 升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 主题四 远距离输电的电路结构 bd 变式4 发电厂发电机的输出电压是u1 发电厂至学校的输电导线总电阻为r 导线中电流为i 学校得到的电压为u2 则输电线上损失的功率表达式中 下列表达错误的是 a b c d 主题四 远距离输电的电路结构 a 课外演练 1 如图2 1所示为变压器的示意图 它被用来升高发电机的输出电压 下列说法中正确的是 a 图中m是闭合的铁芯 它由整块铁组成b 发电机应与线圈 相连 升高后的电压由c d两端输出c 发电机应与线圈 相连 升高后的电压由a b两端输出d 发电机的输出电压频率高于输入电压的频率2 如图2 2所示 原 副线圈匝数比为2 1的理想变压器正常工作时 a 原 副线圈磁通量之比为2 1b 原 副线圈电流之比为2 1c 输入功率和输出功率之比为2 1d 原 副线圈磁通量变化率之比为1 1 c d 课外演练 3 如图2 3变压器初级线圈是500匝 次级线圈是1000匝 初级接在电动势是6v的干电池两极 则此时次级得到的电压是 a 12vb 3vc 6vd 04 图2 4为远距离高压输电的示意图 关于远距离输电 下列表述正确的是 a 图中变压器1是降压变压器 图中变压器2是升压变压器b 高压变电所中的变压器是升压变压器c 在输送电压一定时 输送的电功率越大 输电过程中的电能损失越小d 高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗 d d 课外演练 5 在远距离输电中 当输电线的电阻和输送功率不变时 那么 a 输电线上损失的电压与输送电流成正比b 输电的电压越高 输电线上损失的电压越大c 输电线上损失的功率跟输送电压的平方成正比d 输电线上损失的功率跟输电线上电流成正比6 中央电视台 焦点访谈 多次报道某些边远落后的农村用电电价过高 农民负担过重 其中客观原因是电网陈旧老化 近来进行农村电网改造 为减少远距离输电的损耗而降低电费价格 可行的措施有 a 提高输送电功率b 增加输送电压c 加快输电的速度d 调节交流电的频率 a b 课外演练 7 如图2 5 甲 乙 所示的两电路中 当a b两端与e f两端分别加上220v的交流电压时 测得c d间与g h间的电压均为110v 若分别在c d两端与g h两端加上110v的交流电压 则a b间与e f间的电压分别为 a 220v 220vb 220v 110vc 110v 110vd 220v 0 b 课外演练 8 2013 广东高考 如图 理想变压器原 副线圈匝数比n1 n2 2 1 v和a均为理想电表 灯泡电阻rl 6 ab端电压 下列说法正确的是 a 电流频率为100hzb v的读数为24vc a的读数为0 5ad 变压器输入功率为6w d 课外演练 9 如图所示m为理想变压器 电源电压不变 当变阻器的滑动头p向上移动时 读数发生变化的电表是 a a1b v1c v2d a2 ad 课外演练 10 如图所示 变压器的输入电压恒定 在下列措施中能使电流表示数变大的是 a 保持变阻器的滑片不动 将k从2拨向1b 保持变阻器的滑片不动 将k从1拨向2c 保持k与1相连接 将变阻器的滑片向上移d 保持k与2相连接 将变阻器的滑片向下移11 调压变压器是一种自耦变压器 它的构造如图所示 线圈ab绕在一个圆环形的