高二物理变压器ppt课件

第四节变压器 1 你了解生产 工作 生活用电情况吗 请举例说明 请回忆在恒定电流的学习中如果需要改变电压 使用怎样的方法 使用滑动变阻器的主要缺点是什么 2 基础知识梳理 一 变压器原理1 构造和原理 如图13 2 1所示 1 主要构造 由 和 组成 2 工作原理 电磁感应的 现象 原线圈 副线圈 闭合铁芯 互感 图13 2 1 3 降压 升压 4 特别提醒 1 变压器不能改变直流电压 2 细线绕制的线圈为高压线圈 粗线绕制的线圈为低压线圈 5 二 远距离输电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 6 电阻 电阻率小 横截面积 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 电流 电压 7 3 远距离高压输电 如图13 2 2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 图13 2 2 8 课堂训练 一 理想变压器及其原 副线圈基本量的关系 9 10 特别提醒 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 11 1 对于理想变压器 下列说法中正确的是 A 原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大B 原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流增大而增大C 原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化D 当副线圈的电流为零时 原线圈的电压也为零答案 ABC 12 二 理想变压器动态分析问题1 匝数比不变的情况 13 图13 2 3 14 2 负载电阻不变的情况 15 图13 2 4 16 3 分析动态问题的思路程序可表示为 17 2 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13 2 5所示 当开关S闭合后 图13 2 5 18 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 19 20 三 关于高压输电问题的分析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 这样的顺序 或从 用电器 倒推到 发电机 一步一步进行分析 2 高压输电既能减少功率损失 也能减少电压损失 但在实际高压输电时 也并非输电电压越高越好 还需考虑各种因素 依照不同的情况选择合适的输电电压 3 远距离高压输电的几个基本关系 以图13 2 6为例 21 图13 2 6 22 23 3 2010年高考江苏卷 在如图13 2 7所示的远距离输电电路中 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 图13 2 7 24 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 25 解析 选CD 对升压 或降压 变压器而言 由变压器电压比U1 U2 n1 n2知 输入电压不变 匝数不变 输出电压不变 故A选项不正确 由P UI知 U不变 P增大 故I增大 使得输电线上的电压损耗 U I2R线增大 功率损耗 P IR线增大 所以降压变压器上的输入电压减小 26 27 经典题型探究 28 图13 2 8 29 30 31 答案 BD 规律总结 对理想变压器原 副线圈 1 交流电频率相等 2 磁通量及磁通量变化率相等 每匝产生的电动势相等 32 2010年高考全国卷 图13 2 9中为一理想变压器 其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连 P为滑动头 现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始 沿副线圈匀速上滑 直至白炽灯泡L两端的电压等于其额定电压为止 用I1表示流过原线圈的电流 I2表示流过灯泡的电流 U2表示灯泡两端的电压 N2表示灯泡消耗的电功率 这里的电流 电压均指有效值 电功率指平均值 下列四个图中 能够正确反映相应物理量的变化趋势的是 33 图13 2 9 34 图13 2 10 35 答案 BC 36 2010年高考浙江理综卷 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