2012届高三物理第二轮专题讲座(51讲)10-2变压器和远距离输电 新人教版

变压器和远距离输电温故自查1变压器：能够改变的设备，但不能改变直流电压，其工作原理是，工作基础是2理想变压器：没有漏磁和能量损失的变压器交流电压电磁感应互感现象3两种常见的变压器(1)自耦变压器(如调压变压器)：铁芯上只绕一个线圈，可升压，可降压(2)互感器互感器的和要接地考点精析原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情况，一旦有多个副线圈时，反比关系即不适用了，可根据输入功率与输出功率相等的关系推导出：U1I1U2I2U3I3U4I4U5I5外壳副线圈可得出n1I1n2I2n3I3n4I4n5I5根据以上关系：匝数比一定时，U2由U1决定输入电流由输出电流决定输入功率由输出功率决定温故自查1输电导线上的能量损失：主要是由输送线路电阻发热产生的，表达式为.2减小输电线路上的损耗的方法：(1)减小输送电路的；(2)减小输送电路的QI2Rt电阻电流3高压输电的原理：由输送功率PUI，其中U为，I为 ，因而可以提高，以减小 I，则线路上的损耗P损I2R可大幅度减小，这是行之有效的办法考点精析1远距离输电的电路构成如图所示 输送电压输送电流输送电压U输送电流2从图中应该看出功率之间的关系是：P1P2，P3P4，P2PrP3电压之间的关系是：可见其中电流之间的关系最简单，I2、Ir、I3中只要知道一个，另两个总和它相等，因此求输电线上的电流往往是解决这类问题的突破口3输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的分析和计算时都必须用PrIr，UrIrr，而不能用Pr .特别重要的是要分析输电线上的功率损失Pr，由此得出结论：(1)减少输电线功率损失的途径是提高输电压或增大输电导线的横截面积，两者相比，当然选择前者；(2)若输电线功率损失已经确定，那么升高输电电压能减小输电线截面积，从而节约大量金属材料和架设电线所需的钢材和水泥，还能少占用土地命题规律根据理想变压器的有关物理量的变化，分析其他物理量的变化考例1如图所示为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则()A保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1将增大B保持U1及P的位置不变，S由b合到a时，R消耗的功率减小C保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大D保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大答案ABD总结评述(1)关于理想变压器的动态分析问题一般有两种类型：负载电阻不变，原、副线圈的电压U1、U2不变，电流I1、I2，功率P1、P2随匝数比的变化而变化；匝数比不变，原、副线圈的电压U1、U2不变，电流I1、I2，功率P1、P2随负载电阻的变化而变化(2)无论哪种情况，处理此类问题的关键是分清变量和不变量，弄清理想变压器中各物理量之间的联系和相互制约关系如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S闭合时()命题规律根据变压器的工作原理，确定多个副线圈变压器有关物理量考例2如图所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为n1n2n31051，其中n1接到220V的交流电源上，n2和n3分别与电阻R2、R3组成闭合回路已知通过电阻R3的电流I32A，电阻R2110，求通过电阻R2的电流和通过原线圈的电流解析由变压器原、副线圈电压比等于其匝数比可得，加在R2上的电压答案1A0.7A总结评述当理想变压器有多个副线圈时，各线圈的电压与其匝数的关系仍然成正比，但电流不再与其匝数成反比，而是根据功率的关系和电压的关系，推出电流与其线圈匝数之间的关系如图所示，三只灯泡均正常发光，现将滑动变阻器R的滑片向下移动，则下列说法中正确的是()A灯L3变暗B灯L1和L2均变暗C变压器原线圈的输入功率变大D副线圈n2中的电流变大解析由于U1、n1、n2、n3均不变，可知U2、U3均不变，当R的滑片向下移动时，n3中的电流增大，R1两端的电压增大，L3两端电压减小，故L1、L2的亮度不变；由于n3的电流增大，则原线圈中的电流也随之增大，故原线圈的输入功率也变大答案AC命题规律根据减少输电线路上的电能损耗的要求，提高输电电压，确定升压、降压变压器的匝数比考例3(2009山东)某小型水电站的电能输送示意图如下，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.降压变压器原副线圈匝数分别为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，则()C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解析使用特殊值法解答A、B选项，令 ，U1200V，U2400V，U3400V，则U4200V，用电器上的电压小于额定电压220V，因此应使，选项A对，选项B错；输电线的总电阻为r，输电线有电压降，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，选项C错；升压变压器的输出功率等于输电线上损失的功率与降压变压器的输入功率之和，选项D正确答案AD (2009重庆模拟)有一台内阻为1的发电机，供给一学校照明用电，如图所示升压变压器原、副线圈的匝数比为14，降压变压器原、副线圈的匝数比为41，输电线的总电阻为4.全校共有2