高考物理总复习 第10章 2讲 变压器 远距离输电课件 新人教版.ppt

第二讲变压器远距离输电 1 知道变压器的原理 电压比 电流比 能用公式进行分析和计算 2 了解电能的输送 一 变压器1 变压器的构造变压器是由和绕在铁芯上的两个组成的 如图所示 铁芯 线圈 1 原线圈 与连接的线圈 也叫线圈 2 副线圈 与连接的线圈 也叫线圈 2 工作原理 1 电流通过原线圈时在铁芯中激发 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绝缘 副线圈也能够输出电流 3 是变压器工作的基础 交流电源 初级 次级 负载 磁场 大小 方向 感应电动势 互感现象 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 输出功率 p入 p出 u2i2 u3i3 unin 1 对于理想变压器 电压与匝数成正比和电流与匝数成反比在任何情况下都成立吗 5 互感器 1 电压互感器 用来把高电压变成低电压 如图甲所示 2 电流互感器 用来把大电流变成小电流 如图乙所示 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 3 u1与n1 n2共同确定u2 i2与n1 n2共同确定i1 p出确定p入 i2r线 电阻率 横截面积 输电电压 p损 p用户 2 采用高压输电之后导线中的电流为什么减小 这与部分电路欧姆定律是否相矛盾 提示 在输电时 输送功率是一定的 其功率p ui 所以在输电功率一定的情况下 电压越高 电流越小 这一关系与部分电路欧姆定律并不矛盾 这是由于 1 输电的整个线路并不是纯电阻电路 部分电路欧姆定律的适用条件是纯电阻电路 2 输电的电压并非全部加在了输电导线上 而主要是加在下一级的变压器的初级线圈上 一 理想变压器原 副线圈基本量的关系 友情提示 只有一个副线圈的变压器 电流与匝数成反比 多个副线圈的变压器没有这种关系 答案 ab 1 如图甲所示 理想变压器原 副线圈的匝数比为20 1 r1 10 r2 20 电容器电容c 100 f 已知电阻r1两端的正弦交流电压如图乙所示 则 a 原线圈输入电压的最大值为400vb 交流电的频率为100hzc 电容器所带电荷量恒为2 10 3cd 电阻r1消耗的电功率为20w 答案 ad 二 理想变压器动态问题分析如图所示 当理想变压器的匝数比不变时 理想变压器的动态变化分析如下 如图所示是街头变压器给用户供电的示意图 变压器的输入电压是市电网的电压 不会有很大的波动 输出电压通过输电线输送给用户 输电线的电阻用r0表示 滑动变阻器r表示用户用电器的总电阻 当滑动变阻器滑片p向下移动时 下列说法不正确的是 a 相当于在增加用电器的数目b a1表的示数随a2表的示数的增大而增大c v1表的示数随v2表的示数的增大而增大d 变压器的输入功率增大 错源探究 对变压器各物理量的决定因素不明确而导致错误 错因分析 错解1 不清楚滑动变阻器阻值变化与负载的关系 认为r减小负载减小 即用电器的数目减少 错选a 错解2 不清楚变压器电流 电压的因果关系 认为由输入决定输出 所谓的 送多少用多少 则错选b而漏选c 正确解答 当滑动变阻器滑片p向下移动时 用电器的总电阻减小 相当于并联的用电器数目增加 同时变压器的输入功率增大 a d对 电网供电是 用多少供多少 输出电流增大则输入电流增大 b正确 但变压器的输出电压则由输入电压决定 当输入电压和变压器的匝数比一定时 输出电压一定 c错 2 如图所示为一理想变压器 s为单刀双掷开关 p为滑动触头 u1为加在原线圈两端的交变电压 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p的位置及u1不变 s由b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 使u1增大 i1将增大 答案 abd 三 远距离输电问题分析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 远距离高压输电的几个基本关系 以下图为例 某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站 发电机输出功率为9kw 输出电压为500v 输电线的总电阻为10 允许线路损耗的功率为输出功率的4 求 1 村民的村办小企业需要220v电压时 所用升压变压器和降压变压器的原 副线圈的匝数比各为多少 不计变压器的损耗 2 若不用变压器而由发电机直接输送 村民的村办小企业得到的电压和功率是多少 思维点拨 建立如图所示的远距离输电模型 要求变压器原 副线圈的匝数比 先要知道原 副线圈两端的电压之比 本题可以线路上损耗的功率为突破口 先求出输电线上的电流i线 再根据输出功率求出u2 然后再求出u3 方法归纳 1 处理远距离输电问题 关键是正确建立输电的流程图 透彻理解题意 从 输电线 开始 或者从 发电 或者从 用户 开始 把握好各物理量之间的相互关系 依次解决即可 2 抓住输电线的两端 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 如图所示 三个灯泡是相同的 额定功率足够大 直流电源e1内阻可以忽略 交流电源e2电动势的有效值与e1相等 自感线圈电阻不计 当开关s接到接点a时 三灯亮度相同 当开关s接到接点b时a 甲 乙 丙三灯亮度相同b 甲灯最亮 丙灯不亮c 甲灯和乙灯等亮 丙灯不亮d 乙灯最亮 丙灯不亮 解析 当开关s接到a点时 三个相同的灯泡亮度相同 说明通过三个灯泡的电流大小相等 三个支路对所加频率的交流电的阻碍作用相同 当开关s接b点时 由于所加的是直流电 含电阻支路的阻碍作用不变 含电感线圈支路的阻碍作用减小 线圈有 阻交流 通直流 的作用 含电容支路的阻碍作用变为无穷大 电容有 通交流 隔直流 的作用 所以甲灯亮度不变 乙灯变亮 丙灯不亮 答案 d 2012临沂