高考物理 变压器和远距离输电复习基础知识自学课件.ppt

考点1变压器 学案2变压器和远距离输电 1 理想变压器的基本关系 当副线圈只有一个时 原副线圈中的电流与匝数存在i1 i2 n2 n1的关系 此式说明原副线圈中的电流成正比 即i1 i2 而非反比关系 当理想变压器的原 副线圈的匝数不变而变压器的负载发生变化时 确定其他有关物理量的变化时 可依据以下原则 如图 1 输入电压u1决定输出电压u2 这是因为输出电压u2 u1 当u1不变时 不论负载电阻r变化与否 u2不会改变 2 理想变压器各物理量变化的决定因素 2 输出电流i2决定输入电流i1 在输入电压u1一定的情况下 输出电压u2也被完全确定 当负载电阻r增大时 i2减小 则i1相应减小 当负载电阻r减小时 i2增大 则i1相应增大 在使用变压器时 不能使变压器次级短路 3 输出功率p2决定输入功率p1 理想变压器的输入功率与输出功率相等 即p2 p1 在输入电压u1一定的情况下 当负载电阻r增大时 i2减小 则变压器输出功率p2 i2u2减小 输入功率p1也将相应减小 当负载电阻r减小时 i2增大 变压器的输出功率p2 i2u2增大 则输入功率p1也将增大 典例一 理想变压器规律的应用 例1 一理想变压器原 副线圈的匝数比为10 1 原线圈输入电压的变化规律如图甲所示 副线圈所接电路如图乙所示 p为滑动变阻器的触头 下列说法正确的是a 副线圈输出电压的频率为50hzb 副线圈输出电压的有效值为31vc p向右移动时 原 副线圈的电流比减小d p向右移动时 变压器的输出功率增加 解析 由图甲知 原线圈两端输入电压的最大值为u1m 311v 有效值为u1 u1m 220v 周期为t 2 10 2s 频率f 1 t 50hz 变压器不改变电压的频率 a项正确 由u1 u2 n1 n2知 u2 n2 n1 u1 22v b项错误 变压器原 副线圈的电流比与匝数成反比 由于匝数未变 所以原 副线圈的电流比不变 c项错误 p向右移动时 滑动变阻器的有效阻值减小 副线圈中电流增大 由p2 u2i2知变压器的输出功率增加 d项正确 1 变压器只改变交流电的电压与电流 不改交流电的频率 2 i1 i2 n2 n1反映了原副线圈中的电流与匝数成反比 而非i1 1 i2 原副线圈中的电流i1 i2 2010年高考山东理综卷 一理想变压器原 副线圈匝数比n1 n2 11 5 原线圈与正弦交变电源连接 输入电压u如图所示 副线圈仅接入一个10 的电阻 则 a 流过电阻的电流是20ab 与电阻并联的电压表的示数是100vc 经过1分钟电阻发出的热量是6 103jd 变压器的输入功率是1 103w d 典例二 理想变压器的动态问题 例2 2010年高考天津理综卷 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 和理想交流电流表 导线电阻不计 如图所示 当开关s闭合后 a 示数变大 与示数的比值不变b 示数变大 与示数的比值变大c 示数变小 与示数的比值变大d 示数不变 与示数的比值不变 解析 交流电源的电压有效值不变 即v1示数不变 因u1 u2 n1 n2 故v2示数不变 v1与v2示数的比值不变 故d对 s闭合使负载总电阻减小 i2 u2 r 所以i2增大 因i1 i2 n2 n1 所以a1示数增大 a1与a2示数的比值不变 故a对 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 考点2远距离输电 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 在远距离输电问题中 计算线路功率损耗时应用p损 i线2p线 其原因是i线可以由公式p输 i线u输求出 而p损 u线i线和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 且易将u线和u输相混而造成错误 典例三 远距离输电问题 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100k 输出电压是250 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 如图所示 2 对升压变压器 据公式 n1 n2有 u1n2 n 25 250 6250 p1 p2 i2 p2 u2 100000 6250a 16a 3 因为 线 线 又 线 0 04 所以 线 0 04 000 162 15 625 因为 线 所以 线 6250 16 15 625 6000 4 线