高考物理一轮复习资料 12 电能的输送与变压器课件 沪科版.ppt

第十二章电能的输送与变压器 1 对理想变压器问题应从电磁感应的本质 电压比 功率的关系来分析求解 2 掌握输送电能过程中电能损失的计算方法和提高输电效率的方法 学案电能的输送与变压器 考点1变压器 1 理想变压器原 副线圈基本量的关系 2 任意线圈两端的电压与线圈本身的匝数成正比理想变压器各线圈两端的电压与匝数成正比 不仅适用于原 副线圈各有一个的情况 而且适用于多个副线圈的情况 这是因为理想变压器的磁通量全部集中在铁心内 穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的 因而每匝线圈产生的感应电动势相同 每组线圈产生的感应电动势都和匝数成正比 在线圈内阻不计的情况下 线圈两端的电压等于电动势 故每组线圈两端的电压都与匝数成正比 当然 以上结论成立的前提条件是必须在 口 字形变压器铁心上的情景 如果是 日 字形铁芯 因穿过各匝线圈的磁通量不一定变化相同 所以结论不再成立 1 对于电源 原线圈相当于用电器 对于用电器 副线圈相当于电源 2 对理想变压器应注意能量守恒定律的应用 3 我们经常应用的变压器公式是根据 口 字型铁心变压器推出的 做题时要注意给出的变压器是否为 口 字型铁心变压器 若不是应根据变压器原理进行推导各物理量的关系 例1 如图所示为一理想变压器 s为单刀双掷开关 p是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 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 当p上滑时 i1将增大d 保持p的位置不变 s合在a处 当u1增大时 i1将增大 点拨 分析这类问题的基本思路 1 首先抓住各量的决定因素 u1由电源决定 u2由输入电压u1及匝数比决定 u2 n2 n1 u1 i2由输出电压u2及负载电阻r决定 i2 u2 r i1由i2及匝数比决定 i1 n2 n1 i2 2 然后利用直流电路中的动态分析方法即可 abd 如图所示电路中的变压器为理想变压器 s为单刀双掷开关 p是滑动变阻器r的滑动触头 u1为加在原线圈两端的交变电压 i1 i2分别为原线圈和副线圈中的电流 下列说法正确的是 a 保持p的位置及u1不变 s由b切换到a 则r上消耗的功率减小b 保持p的位置及u1不变 s由a切换到b 则i2减小c 保持p的位置及u1不变 s由b切换到a 则i1增大d 保持u1不变 s接在b端 将p向上滑动 则i1减小 bc 1 解析 对多输出端变压器常常用电压关系 功率关系列式求解 理想变压器不计能量损耗有p入 p出 即p1 pl1 pl2又u1 ul1 n1 n2 得u1 n1 n2 ul1 120v i1u1 pl1 pl2i1 pl1 pl2 u1 6 120a 0 05a 例2 如图所示 理想变压器原线圈匝数为1000匝 两个副线圈匝数分别为50匝和100匝 l1是 6v 2w 的小灯泡 l2是 12v 4w 的灯泡 当n1接上交流电源时 l1 l2均正常发光 求原线圈中的电流强度i1 点拨 多输出端 两个或两个以上副线圈 变压器中 电压比仍保持为线圈匝数比 即u1 u2 u3 n1 n2 n3 但电流比不再保持匝数反比关系 解决这个题型 除了应用电压比等于匝数比外 还应利用p1 p2 p3 p4 即输入功率等于总输出功率 2 如图所示 理想变压器三个线圈的匝数之比为n1 n2 n3 10 5 1 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i3 2a 电阻r2 110 求通过电阻r2的电流和通过原线圈的电流 答案 1a0 7a 考点2电能的输送 1 远距离输电的分析技巧远距离输电时 由于输电线路上存在电阻 根据电流热效应q i2rt 总有一部分电能损失在输电线路上 减小线路上的电能损失 有两种方法 一是减小导线上的电阻 二是减小输电线上通过的电流 1 输电过程的电压关系 2 输电过程功率的关系 根据p ui可知 通过减小输电线路的电流 可减少输电线路的能量损失 即采用高压输电 这是减少线路电能损失的有效方法 如图 1 有关远距离输电问题 应先画出远距离输电的示意图 并将已知量和待求量写在示意图的相应位置 2 抓住输电的两端 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 3 以变压器为界将整个输电电路划分为几个独立回路 各回路分别用欧姆定律 串 并联的特点及电功 电功率等公式进行计算 联系各回路的是原 副线圈电压 电流与匝数的关系及输入功率等于输出功率的关系 2 远距离输电问题中功率损耗的计算在远距离输送电能问题中 计算线路功率损耗时常用关系式p损 i线2r线 其原因是i线较易由公式i线 p输 u输求出 p损 u线i线或p损 u线2 r线则不常用 其原因是在一般情况下 u线不易求出 且易把u线和u输相混淆而造成错误 远距离输电中的功率关系 p输 p损 p用户 例3 发电站的电源通过升压变压器 输电导线和降压变压器把电能输送到用户 如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器 1 画出上述输电全过程的原理图 2 发电机的输出功率是100kw 输出电压是250v 升压变压器的原 副线圈的匝数比为1 25 求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流 3 若输电导线中的电功率损失为输电功率的4 求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压 4 计算降压变压器的输出功率 解析 1 如下图所示 2 对升压变压器 据公式u1 u2 n1 n2有u2 u1 25 250v 6250v p1 p2 i2 p2 u2 100000 6250a 16a 3 因为p线 i22r线 又p线 0 04p1 所以r线 15 625 因为 u u2 u3 i2r线 所以u3 u2 i2r线 6250v 16 15 625v 6000v 4 p4 p1 p线 0 96p1 0 96 100000w 96kw 点拨 求解远距离输电的关键是 1 熟悉 交流发电机 升压变压器 输电线 降压变压器 用电户 这一过程 并画出这一过程的示意图 把需要的物理量都标在图中的相应位置上 2 远距离输电常用分析公式输电电流 i2 p2 u2 p3 u3 u2 u3 r线输电导线损失的电功率 p损 p2 p3 i22r线 p2 u2 2r线输电导线损耗的电压u线 u2 u3 i2r线 p2 u2 r线 3 一台交流发电机的额定输出